建构发展学生科研思维品质的自组织教育机制(一)

建构发展学生科研思维品质的自组织教育机制

                   薛云生

            武汉大方学校 湖北 武汉)

【作者简介】薛云生(1955— ),男,湖北武汉人,原华中师范大学一附中高级教师,主要从事教育理论与德育研究。

【摘    要】耗散结构论、协同论、超循环论(新三论)是人类为探索复杂性问题而建立的现代非平衡系统自组织理论。这一理论认为任何系统的组织结构只有处于自身形成的自组织状态,系统的功能才能处于有序的良好运行状态。本文将这一理论运用于教育机制研究,认为和谐教育效率最高,和谐教育的本质即具备自组织教育功能,从而分析阐述了发展学生科研思维品质的理论途径极其意义。  

【关键词】 教育机制      科研思维品质      非平衡系统自组织理论

 

【中图分类号】          【文献标识码】          【文章编号】

 

 

培养与发展学生良好的科研思维品质是科技转化为生产力的基础和关键之一。运用现代非平衡系统自组织理论,建构发展科研思维品质的教育机制,开发人的思维资源,是培育高素质的科学人才,促进教育与科技和谐发展,将素质教育改革推进深层并向“第一生产力”转化的迫切需要。本文拟就这一课题进行探索。

一、发展科研思维品质要实现无序到有序的机制转换

科研思维品质是科研者智力与能力的表现形式,是科研获取成果的思想基础。它主要由科研者思维的敏捷性、机动性、深刻性、独创性和批判性等5个相互联系和作用的因子组成。发展学生的科研思维品质,主要就是指这5种素质的训练与提高。传统教育忽视这5种素质之间演化规律的探索,理论研究的徘徊,导致了教育者思想的匮乏,制约着学生思维素质的提高。最近几十年发展起来的以普里戈金的耗散结构论、哈肯的协同论、艾根的超循环论为代表的非平衡系统自组织理论,使我们的教育视野得以拓展:即认识开始从平衡态向非平衡态、从线性到非线性、从简单到复杂、从混沌到有序、从组织到自组织推进。自组织理论审视研究了世界和复杂事物形成宏观稳定有序结构的条件、机理和规律,为我们建构发展科研思维品质的教育机制提供了探索复杂规律的新思路。自组织理论认为,一个系统的组织结构,按照其形成的方式和运行的过程可分为组织和自组织。一切按照外部指令构成和运行的系统称为组织或被组织;外界只提供一定条件而不进行特定干预,由系统自身自发形成形成的结构称为自组织。自组织比组织要高一个层次。当然,形成自组织并非不要外界条件,外界控制参量的变化达不到一定的的阈值,系统内部的状态变量也不可能发生突变,形成新的组织结构。实际研究表明:一个远离平衡的开放系统,当控制参量的变化达到某个临界值时,系统从稳定变成不稳定,就有可能通过涨落发生突变即非平衡相变,由原来的混沌无序状态形成一种时间、空间或功能有序的状态,或者从一种有序状态演化成一种新的有序状态。这一思想对我们培养学生的科研思维品质具有重要意义。在科研思维品质中,思维的深刻性(抽象逻辑性)是全部思维品质的基础,思维的机动性(思维活动的智力灵活程度)和独创性(思维活动的创造精神)是在深刻性基础上引申出来的两个品质;机动性和独创性是交叉的关系,两者互为条件,不过前者更具有广度和富有顺序性,后者更具有深度和和新颖的生产性,从而获得创造力;前者是后者的基础,后者是前者的发展。思维的批判性(思维活动中独立分析和批判的程度)是在深刻性基础上发展起来的品质,只有深刻地认识,周密地思考,才能全面而准确地作出判断,同时只有不断自我评判,调节思维过程,才能使主体更深刻地揭示事物的本质和规律。思维的敏捷性(思维过程的速度)是以思维的4种其它智力品质为必要全体的,同时它又是其它4项品质的具体表现。在传统教育中,教育者对上述品质的培养和训练通常是呈无序状态的。因为每一品质的训练和培养都被当成了一个独立占主导地位的子系统,这样由大量子系统组成的系统整体便不显示由关联引起的结构,系统整体的无序性引发了教育的低效率和学生思维品质的的畸形发展;只有当子系统的关联足以束缚子系统的状态,使系统的总体在宏观上显示出一定的结构时,系统才是有序的。也就是说,以自组织理论指导科研思维品质的培养,应将思维品质的训练看作复杂系统,淡化教育痕迹,在施教者恰当引导下,让学生在大系统因素的综合作用下,充分扩展主体功能,成为自我教育、自我全面发展的学习主体,在从无序教育向有序教育机制的转换中,养成良好的科研思维品质。那么,建构这种教育机制从无序到有序转换的条件是什么呢?

第一、它必须是高度开放的教育系统。耗散结构论告诉我们,任何系统要想求得发展,从无序发展为有序或从低级的有序发展为高级的有序,都必须使系统开放。开放是系统有序化的前提,是耗散结构得以形成、维持和发展的首要条件。培养和发展学生科研思维品质是一项复杂的系统工程,而现代教育体系本质就是开放的。它的开放程度如何,直接决定着教育效率的高低,关于这一点,无论从理论上还是从实践上都是不容质疑的。这是因为,现代人科研思维品质的训练和培养时刻离不开它赖以生存和发展的现代社会和现代科学发展的大环境,它要通过充分的开放,不断地与外界交换能量和信息,不断地吸收先进的教育思想、教育方法、教学手段和教育人才,以求得教育效率的提高。如果在一个孤立或者封闭的系统里培养科研思维品质,那么这种系统就失去了生存和发展的最基本条件,系统将很快趋于混乱和僵化,变成一个“死”系统。封闭的教育系统将始终跳不出其固有的僵化模式,往往是陷于一种低水平的恶性循环不能自拔,这恰恰是混乱无序的表现。因此,培养科研思维品质如果不实行大开放就变成了空谈。在培养科研思维品质系统开放的过程中,特别要注意吸收负熵流,排除正熵流。负熵流是指那些对发展科研思维品质有益的东西,包括各种先进的教育思想和方法。正熵流是指那些对科研思维品质训练起干扰和破坏作用的东西。如陈腐教育思想和落后的教学方式等。负熵流的大量吸收,会促使系统向有序发展,而且这种负熵流吸收得越多、越快、系统趋向有序化的程度也就越大、越快。正熵流的吸入,会增大系统的混乱无序程度,正熵流吸入得越多,系统的无序程度越大。因此,作为教育科研者,随着系统的充分开放,对于纷繁多样的教育思潮和教学方式,必须善于去伪存真,去其糟粕,取其精华,批判地吸收和运用。

第二、它必须通过非线性机制的调节获得自我完善。开放和非平衡为发展科研思维品质系统朝着高度有序的耗散结构发展提供了必要和充分的条件及势能,但这一系统要达到高度有序,还必须通过系统内部非线性相互作用产生的自组织效应来完成,即通过系统内部非线性机制的调节获得自我完善。普里戈金通过对非平衡系统的长期研究,发现复杂系统内部诸要素的非线性作用(指复杂系统中要素间存在的相互作用方式,因描述这种相互作用的方程是非线性微分方程,故名之)是推动系统向有序发展的内部动力,是形成耗散结构的重要机制和条件。这种非线性相互作用,能使系统各要素间产生协同和相关效应,从而使系统由混乱无序变井然有序。这种非线性相互作用是有序的动力的思想对发展科研思维品质有重要的指导意义。因为学生5种科研思维品质的训练是一种具有一定规模的复杂系统,系统内部不仅要素众多,而且要素之间相互制约,彼此联系,关系错综复杂,这种关系一般都是非线性的。在非平衡状态下,使教育系统从无序向有序发展,并使系统重新稳定到新的耗散结构分支上的使命,必然由非线性相互作用来完成。因此,通过非线性机制调节,使科研思维品质的训练系统获得完善、稳定和发展,是施教者的一项十分复杂和艰巨的任务。这种线性机制的调节,不仅要在教育决策和训练上下工夫,注意宏观调节,还要在协调各种思维品质训练的控制上做文章,注意执行过程调节。同时要理顺各种训练要素的关系,注意系统内部深层调节。同系统开放可能引入负熵流,也可能流入正熵流一样,思维训练系统内复杂的相互作用可能产生协同效应,形成良性循环,推动5个科研思维品质训练的子系统向有序发展;也可能产生消极效应,互相牵制,形成恶性循环,甚至导致某些有序结构的消失,使系统后退到混乱的平衡态上。因此,一定要明确调节关系是手段,自我完善是目的。在科研思维品质的训练中,不断地探索使系统自我发展、自我完善的调节方式是必不可少的。

第三、它必须通过涨落的变化不断求得新的发展。所谓涨落,是指系统的某个变量或某种行为对平均值的偏离。在平衡态和近平衡态,涨落是一种破坏稳定性的干扰,起消极作用。在远离平衡态,它是系统由不稳定状态形成新的稳定有序状态的杠杆,起着积极的建设性作用。普里戈金关于“涨落导致有序”的观点,突出地强调了非平衡系统具备了形成有序结构的客观条件后涨落对实现某种序所起的决定作用。应用这一观点来完善发展科研思维品质的教育系统,可以得到很多有益的重要启示。首先,思维品质的训练也存在着涨落。与自然系统一样,科研思维品质的训练系统,也由大量子系统组成,众多子系统运动状态的不断改变,使得整个系统的状态也不断改变,因此,必然也存在着涨落现象。例如,一种先进教育思想的贯彻,一种科学教学方法的运用,某个训练决策的失误,某种教育机遇的丧失等,都会对科研思维品质训练系统的发展状态起到重要的影响作用,甚至成为思维品质发展过程中的转折区和关键点。所以涨落对提高科研思维素质系统的有序度是至关重要的。其次,要正确掌握涨落的客观规律,并利用这种规律来达到提高学生思维素质的目的。在系统处于发生教学效果质量转变的临界点之前,要积极创造条件,通过教育方式及训练手段的更新等,促使和扩大某种涨落(“启发”)增大正反馈,减弱负反馈,有意识地促使系统发生暂时的失稳,为建立新的培养思维素质的机制创造条件和时机。例如在思维训练中,要激励学生竞争、赏识“冒尖”,提倡学生思维独创性的突进等,当系统因此处在有利时机的关键转折点时,要把握教育的时机,因势利导,及时控制参量的变化,使系统通过涨落向着施教者理想的分支跃进,朝着机制完善的方向发展。此外,还要遵循思维发展的特殊规律,注意涨落过程中的复杂情况,防止出现大的教育失控和系统的整体功能失衡。这也是耗散结构论对发展科研思维品质的一条重要启示。

二、发展科研思维品质要排除协同效应的教育障碍

哈肯创立的协同论为科研思维品质的培养提供了系统性思维模式和程序,“协同导致有序”,任何系统有序结构的形成无不如此。这是教育者思考开放系统,尤其是把握多变量的复杂系统所不可缺少的科学思维形式。本世纪新科技革命的挑战,对学生提出了迫切树立系统协同思维形式的新要求。科技生产力的发展,要从微观研究来推动和促进对宏观领域的研究,离不开系统协同的思维观作指导,没有系统协同的整体思维观就没有现代科学思维。因此,摆在当代学生面前的一个迫切的思维课题,就是要努力训练提高系统协同思维力,不断增强立体的系统性思维素质。这对于面临现代化建设和全面改革开放的中华民族来说,显得更为迫切和严峻。在传统的教育方式下,诸多系统协同效应的教育障碍亟需排除。

首先,尽管中华民族在自己民族文化的沃土上自古以来就形成了具有朦胧色彩的系统综合思维方式,但因为这种思维方式得不到现代科学、教育方法和方法论科学的熏陶,加上数千年狭隘保守为特性的小生产社会心理和思维性格的铸造,这就严重地阻碍着中华民族的思维品质实现向现代科学思维品质的转化。其次,传统的平面性、单向性、静态性思维等落后僵化的思维模式,阻碍着学生多维的、开放的、系统综合、形式化、公理化的具有现代特征的科研品质的发展。再次,中国传统思想中轻自然、重伦常的内倾性和疏于逻辑推理,忽视理论体系的思维格局,也制约着科研思维品质教育机制的建构。第四、我国现行的教育机制、教学内容、教学方法、考试办法等,有许多不完善之处,那种重理论、轻实践、重分数、轻能力;重灌输、轻启发;重记忆、轻运用的状况,也是系统协同效应的教育障碍。以上障碍均为系统协同效应的负因素,只有以协同论为指导,运用立体性思维这一理论思维强大杠杆,才能建构起发展科研思维品质的教育新机制。这一机制是一项复杂的系统工程,好似一个“魔方”,它的全部要素犹如“魔方”中的由三个坐标和九块侧面组成的纵横交错、上下左右的立体结构一样,只有遵循这样系统协同的多维思路,才能找到逐步排除系统协同效应教育障碍的基础和出发点。尽管教育系统与自然系统有不同之处,但只要深入研究这种开放、多维、复杂教育系统中的各种非平衡现象相互联系、互相制约的规律,就能够建立起稳定有序的发展科研思维品质的教育结构和机制。

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