（教育学专业论文）复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学(1).pdf

复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学 中文提要 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学 中文提要 复杂性理论给我们提供了一种全新的研究事物的框架。本文主要运用复杂性理 论，对以简单性科学理论为支撑的概念教学中的存在问题进行剖析，并以复杂性理论 为基础，构建了新的概念教学模式。 从复杂性理论角度看，传统的概念教学存在着诸多问题：轻视概念教学、课堂教 学的开放性不足、教学目标缺乏完整性、教学过程中缺乏真实有效的交流互动、忽视 实践环节、忽视对学生自主学习能力的培养、评价内容与方式单一。这些问题的存在， 严重影响了概念教学的效果。为此，本研究以复杂性理论为基础，提出了概念教学的 基本要求，构建了新的概念教学模式，希望给目前的概念教学提供理论与实践的帮助。 关键词：复杂性概念教学教学模式 作者：王力炯 指导教师：赵蒙成 c o n c e p tt e a c h i n go fm o r a le d u c a t i o nc o u r s ei nv i e wo fc o m p l e x i t yt h e o r yi ns e c o n d a r ys c h o o l a b s 仃a c t c o n c e p tt e a c h i n go fm o r a le d u c a t i o nc o u r s ei nv i e wo f c o m p l e x i t yt h e o r y i ns e c o n d a r ys c h o o l a b s t r a c t c o m p l e x i t yt h e o r yp r o v i d e san e wf r a m e w o r kf o ru st os t u d yt h i n g s t h i st h e s i s a p p l i e st h et h e o r yo fc o m p l e x i t ys c i e n c et oa n a l y z et h ep r o b l e m si nc o n c e p tt e a c h i n gt h a t o nt h eb a s eo fs i m p l i c i t ys c i e n c e , a n dt h e nc o n s t r u c t san e wm o d e lo fc o n c e p tt e a c h i n g f r o mt h et h e o r yo fc o m p l e x i t yt h e o r yp o i n to fv i e w , t h e r ea r em a n yp r o b l e m si n t r a d i t i o n a lc o n c e p t t e a c h i n g t h e r ei sn o te n o u g ha t t e n t i o nt oc o n c e p tt e a c h i n g ，a n dl a c ko f o p e n n e s si nc l a s s r o o mi n s t r u c t i o n t h el a c ko fi n t e g r i t yo ft h et e a c h i n gg o a l s ，s h o r t a g eo f r e a l i s t i cc o m m u n i c a t i o na n de f f e c t i v ei n t e r a c t i o ni nt e a c h i n g ，d i s r e g a r do fp r a c t i c e , a n dn o t e n o u g hc a r ef o rt h ea b i l i t yo fi n d e p e n d e n tl e a r n i n g ，a r ea l s os e r i o u sp r o b l e m si nt r a d i t i o n a l c o n c e p tt e a c h i n g t h ea b o v ep r o b l e m sh a v ea d v e r s ee f f e c to nc o n c e p tt e a c h i n g f o rt h i sm a s o n ，t h i s t h e s i sp o i n t so u tt h eb a s i cr e q u i r e m e n t sa n dc o n s t r u c t san e wm o d e lo fc o n c e p tt e a c h i n g ， b a s e do nt h e o r yo fc o m p l e x i t ys c i e n c e i naw o r d ，t h ep u r p o s eo ft h i st h e s i si so f f e r i n gh e l p f o rc u r r e n tc o n c e p tt e a c h i n g k e yw o r d s ：c o m p l e x i t y ，c o n c e p tt e a c h i n g ，t e a c h i n gm o d e l w r i t t e n b yw a n gl ij i o n g s u p e r v i s e db y z h a o m e n gc h e n g 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或 撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材 料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承 担本声明的法律责任。 研究生签名： 蔓壶醴园e t 期： 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、中国 社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采 用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论 文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：! 空旦正日 期：盘堕盟弛 导师签名：垒盐日期：垒! 拿妇峥 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学前言 一、研究意义 土_ 上一- j _ - 刖吾 长期以来，我国的课堂教学一直深受传统的简单性科学的影响，其主要表现是： 教学目标被肢解，失去了原本应有的整体性；教学过程过于注重程序性，回避或忽略 偶然性，教师在课堂教学过程中的任务就是严格执行课前精心准备的教学计划；教学 过程就是教师对学生进行知识的单向度灌输的过程，而忽视学生主体的存在，忽视学 生的情感态度与价值观的存在；教学评价单一化，在对教学效果进行评价时，主要依 靠纸笔测验这种形式，主要针对学生的知识掌握情况进行测验，忽视了学生作为整体 的人的存在。 在这样的背景下，概念教学也随之出现了诸多问题。从理论上讲，概念是构建学 科内容的基础，学科内容是由概念组成的网络，概念是人类思维的起点，判断与推理 等思维形式都建立在概念的基础之上，所以概念教学的重要性显而易见。但是，目前 许多教师对概念教学的重要性认识不足；过于注重知识目标，忽视过程与方法，情感、 态度与价值观目标；轻视应有的实践环节；课堂缺乏真实有效的交流互动；忽视对学 生自主学习能力的培养；课堂教学的开放性不足；课堂教学评价方式与内容单一化。 面对这样的现实，虽然也有诸多研究者提出了种种应对措施。但是，这些措施主 要是针对概念教学的具体过程进行细枝末节的修补，是治标不治本之法，而且显得缺 乏系统性，最关键的是没有触动概念教学原有的理论基础，所以不能从根本上解决目 前概念教学中存在的诸多问题。 鉴于上述现实情况，为了能对目前的概念教学进行系统的改革，本研究从为概念 教学寻找新的理论基础出发，进行新的概念教学模式的构建与检验。为此，本文需要 解决这样一些问题：为概念教学寻找新的理论支撑；从该种理论的角度来看，目前的 课堂教学以及概念教学中存在哪些问题；在该种理论的视野下，课堂教学以及概念教 学有哪些要求；在该种理论的支撑下，如何构建合理的概念教学模式；新的教学模式 在实际运用中遇到的问题以及应对措施的设计等，本研究试图在复杂性科学理论的背 景下解决上述问题。只有在解决了上述一系列问题之后，本文才能为目前的概念教学 l 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学前言 建立新的理论基础，提供新的具有操作性的概念教学模式。 二、研究思路 本研究首先从介绍概念教学的理论支撑复杂性理论入手，对复杂性理论的发 展历程进行简要的回顾，进而概括出复杂性科学的研究对象及其主要特征。随后，将 课堂教学系统与概念都置于复杂性理论的视角下进行分析。在具备了上述理论铺垫的 前提下，进行概念教学模式的建构，并且以思想品德课的概念教学为案例对该教学模 式进行实证检验，以便发现问题与解决问题。 具体说来，本研究共分为四个部分： 第一部分，复杂性科学理论概述。该部分主要对复杂性科学的发展历程进行简要 的回顾，主要考察了复杂性科学的研究对象及其主要特征，从而为整个研究奠定理论 基础。 第二部分，课堂教学系统的复杂性分析。该部分主要是运用复杂性理论对课堂教 学系统进行复杂性分析，并且提出了复杂性理论视野下课堂教学的基本要求。 第三部分，概念的多视角分析。该部分主要是将概念置于普通逻辑学、心理学、 复杂性理论的背景下进行分析，并且提出了复杂性理论视野下概念教学的基本要求及 策略。 第四部分，复杂性理论视野下初中思想品德课中的概念教学的案例研究。这部分 内容主要是在前面三部分做好相关理论铺垫的前提下，通过调查研究，总结目前概念 教学中实际存在的问题，并且在复杂性科学理论的支撑下，构建可以解决实际问题的 概念教学模式。最后，选择初中思想品德课中的概念，以此为例进行教案设计，将新 的概念教学模式放到课堂中去检验，以便进一步发现问题与解决问题。 三、研究方法 本研究主要采用了文献法、案例研究法与行动研究法。在研究过程中，为了解决 本研究的理论基础问题，笔者主要查阅了复杂性科学理论研究的相关资料、概念研究 的相关资料、课堂教学研究的相关资料。在研究了上述相关的理论文献之后，笔者结 合自身的教学体会，带着相关问题进入学校进行实地调查研究，通过对师生的访谈以 2 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学前言 及随堂听课等形式，获取了目前课堂教学与概念教学中存在问题的相关资料。最后， 笔者依据复杂性科学理论进行概念教学模式的构建，并且选择了初中思想品德课的中 的“公平 概念进行案例研究，借此对概念教学模式进行检验。 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 第一章复杂性理论概述 世界的本质是复杂的还是简单的? 在复杂性科学兴起之前，在近代自然科学取得 辉煌成就的背景下，人们曾经一度认为：世界的本质是简单的，世界就像一部自动机 一样，一旦给它设定好程序，它就会按照预先设定的程序不停地运行下去，没有任何 变化。据此，人们认为简单性是世界的本质属性，而复杂性只是遮盖简单性的面纱。 然而，随着社会的发展与科学自身的不断演化，人们逐渐发现，现实世界是一个充满 变化的，无序的与沸腾的世界，随之而来的是不断涌现的简单性科学所不能解决的复 杂性问题。至此，简单性科学一统天下的局面逐渐被打破，复杂性科学也应运而生。 兴起子2 0 世纪8 0 年代的复杂性科学既是系统科学发展的一个新阶段，同时又是对传 统的简单性科学的超越。因此，成思危教授认为复杂性科学是“2 1 世纪的科学”。复 杂性科学的兴起给我们带来了种全新的审视世界的方式，让我们有机会重新关注曾 经被简单性科学遗忘的角落，进而勾画出一幅真实的世界图景。 第一节复杂| 生科学发展历程的简要回顾 正如前文所讲，复杂性科学是系统科学发展的新阶段。这也就是说，复杂性科学 是系统科学发展的进一步深入，复杂性科学研究已经实现了对早期系统科学研究的超 越。为了更好地了解复杂性科学，那么对复杂性科学的发展历程进行简要的回顾就显 得尤为必要。 对于复杂性科学的发展历程问题，目前学术界较为一致的观点是：以时间与代表 性理论为序，将复杂性科学的发展历程分成三个阶段： 第一阶段：系统科学研究的兴起。在这个时期，系统科学兴起的主要标志是：一 般系统论、控制论、信息论等理论的创立。这些代表性理论的创立，标志着系统科学 已经步入现代科学的殿堂，并且正式登上了历史的舞台。 在系统科学发展的历史上，贝塔朗菲可谓是一位先驱者，他创立的一般系统论是 系统科学理论中早期颇具代表性的理论。贝塔朗菲于1 9 6 8 年出版了他的个人专著一 般系统论：基础、发展和应用。这是一本研究“整体 和“整体性的专著，一般 4 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学 第一章复杂性理论概述 系统论的主要思想，内容和理论框架在该书中都有全面的阐述。该书的内容主要包含 三大部分：一般系统论的含义及系统的若干概念与初步的数学描述；一般系统论的进 展；一般系统论在物理学、生物学、人类学、心理学和精神病学中的应用。 “系统”是该书的核心概念，贝塔朗菲认为：系统可以定义为相互作用着的若干 要素的复合体。从这个定义中可以看出构成一个系统的基本条件：系统中必须有若 干要素，而且系统中的若干要素之间必须存在着相互作用。据此，在对系统进行研究 时，不仅要了解组成系统的要素的特性，而且必须了解系统要素之间的相互作用与相 互关系。在系统中，要素之间的相互关系是组合性的，而不是累加性的。所谓累加性 。： 就是指：“一个复合体能够通过把原先分离的要素集合起来的办法一步一步地建立起 来；反之，复合体特征能够完全分解为各个分离要素的特征。回比如，在一堆砖块中， 一个砖块的性质在砖堆之中与其在孤立状态的性质是一样的，没有发生变化，这就是 累加性。所谓组合性特征就是：“依赖于复合体内部特定关系的那些特征。 这也就 是说，一个要素在系统内部的行为不同于它在孤立状态中的行为。所以，在对系统进 行研究时，就不能从各个孤立部分的性质与行为推导概括出整体的性质与行为。 因此，在对系统进行研究时，不仅要对其组成部分的性质与行为进行研究，而且 更重要的是将这些组成部分放到系统这个整体中去研究考察，认识这些组成部分之间 的相互关系，这样才能对系统有比较全面，完整的认识。 维纳是该时期的另一位代表性人物。在1 9 4 8 年，他出版了控制论关于在动 物和机器中进行控制和通讯的科学，这标志着控制论的诞生。金吾伦与郭元林教授认 为：控制论虽然具有技术学科的色彩，但主要是研究在动物和机器中进行控制和通 讯的理论问题，还是属于科学的范围该书主要研究有目的行为、组织性和整体性。 控制论的基础是反馈调节的概念，系统通过反馈调节维持某一状态或趋向于某一目标。 对于反馈与调节的基本原理，可以通过下面的简单反馈图来做一些了解。 o 冯贝塔朗菲一般系统论：基础、发展和应用【m 】林康义，魏宏森，译北京：清华大学出版社，1 9 8 7 5 1 。冯贝塔朗菲一般系统论：基础、发展和应用【m 】林康义，魏宏森，译北京：清华大学出版社，1 9 8 7 6 2 。冯贝塔朗菲一般系统论：基础、发展和应用【m 】林康义，魏宏森，译北京：清华大学出版社，1 9 8 7 5 1 。金吾伦，郭元林复杂性科学及其演变唧复杂系统与复杂性科学，2 0 0 4 ，( 1 ) ：2 。冯贝塔朗菲一般系统论：基础、发展和应用【m 】林康义，魏宏森，译北京：清华大学出版社，1 9 8 7 3 9 5 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 在现实生活中，系统通过反馈调节维持某一状态或趋向某一目标的事例不胜枚 举。比如，汽车驾驶员在驾驶汽车时，总是让汽车沿着道路中间的分界线行驶，当驾 驶员发现汽车越线时，他马上会做出调整，进行纠正，让汽车重新回到原先的车道上 行驶。总之，控制论的创立进一步充实了系统科学理论，其最大的特点就是把通讯概 念与控制概念联系在一起。 作为信息论的创始人，申农于1 9 4 8 年发表了通讯的数学原理，这标志着信息 论的诞生。“申农的信息论提炼出了包括信源、信宿、信道的信号传输的普适模型， 定义了信息量，提出了信源编码定理等重要理论，为一般意义上的信息传输奠定了理 论基础。 回 综上所述，在第一阶段，一般系统论、控制论、信息论等理论的创立，标志着系 统科学的兴起。这一阶段所创立的理论为后续的系统科学研究奠定了理论基础。 第二阶段，自组织理论的兴起。系统科学在经过了第一阶段的发展之后，进入了 对自组织现象研究的阶段。自组织理论主要是研究客观世界中自组织现象的产生与演 化等问题的理论。这一时期，在自组织理论研究方面具有代表性的理论主要有：普里 高津的耗散结构理论与哈肯的协同学理论。 作为布鲁塞尔学派的领军人物，普里高津提出的耗散结构理论，把系统科学的研 究向更深层次推进了一步。耗散结构理论是普里高津于1 9 6 9 年在一次“理论物理与 生物学 的国际会议上，针对非平衡统计物理学的发展而提出的。所谓耗散结构是指： 个开放系统在达到远离平衡态的非线性区时，一旦系统的某个参量的变化达到一定 的阈值，通过涨落，系统可能发生突变，即非平衡相变，由原来的无序的混乱状态转 变到一种时间、空间或功能有序的新的状态。圆 比如，处于容器中的某种液体，当它在不受外部环境影响而且内部温度处处相等 时，它就处在一种热力学的平衡状态。这也就是说系统在任一时刻的状态与其他任何 时刻的状态是相同的，时间与空间不起作用。但是，当不断提高液体温度这个控制参 。颜泽贤，范冬萍，张华夏系统科学导论复杂性探索【m 】北京：人民出版社，2 0 0 6 3 9 。颜泽贤，范冬萍，张华夏系统科学导论一复杂性探索【m 】北京：人民出版社，2 0 0 6 4 1 6 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 数时，液体将被迫远离平衡态。随着温度的升高，液体底部的分子开始向上运动，液 体顶部的分子被置换到液体的底部，这样就会形成对流。当这种对流运动持续一段时 间后，液体的温度会达到一个临界值。此时，新的运动结构就会出现，液体中的分子 会有规律地按一定的方向运动，液体会呈现出一种有序的“滚卷 运动。 当然，耗散结构的出现需要有一定条件。根据普里高津的研究，耗散结构的出现 必须有这样几个条件：( 1 ) 系统必须是开放系统。耗散结构只能在开放系统中出现， 因为开放系统可以与外界环境之间有源源不断的物质、能量与信息的交换，这是耗散 结构形成与维持的一个基本条件。( 2 远离平衡态。按照热力学的定义，平衡态是指 孤立系统经过无限长的时间后，稳定存在的一种最均匀有序的状态。开放系统在外界 作用下离开平衡态，开放逐渐加大，外界对系统的影响变强，将系统逐渐从近平衡区 推向远离平衡的非线性区，只有这时才有可能形成有序结构，否则即使系统开放，也 无济于事。国( 3 ) 非线性相互作用。系统组分之间的相互作用是非线性的，小原因可 以引起大结果，大原因可以有小结果，也可以是一因多果，或者多因一果。( 4 ) 涨落。 所谓涨落就是随即发生的若干组分之间的相关变动，它的出现没有确定的地点，没有 确定的时间，也不能确定它的方向。圆涨落其实是系统运动中多种可能状态之间的竞 争，通过涨落，有些运动状态逐渐衰减，有些运动状态逐渐增强，从而控制系统的运 动状态。 哈肯是另一位在自组织理论研究方面颇有建树的研究者。哈肯的代表性理论 协同学理论，主要是建立在他对激光的研究基础之上。在对激光进行研究时，他“发 现诸多相互独立发光的原子及其所产生的光电场在一定的约束条件下，能产生出相位 和方向都协调一致的单色光激光黟。囝在研究激光的基础之上，哈肯把自组织理论 应用到经济学、政治学、生物学等领域，他期望“在千差万别的各科学领域中确定自 组织赖以进行的自然规律”。通过研究，他发现在各领域中“结构形成的过程似乎不 可避免地朝着某一方向前进，但并非循着热力学规律所预言的那种方向，甚至也并非 循着无序性不断增长的方向。相反，本来无序的部分系统也被卷入现存的有序状态， 而且其行为受它的支配 。在哈肯的专著协同学：大自然构成的奥秘中有两个核 。许国志系统科学【m 】上海：上海科技教育出版社，2 0 0 0 1 9 0 。颜泽贤，范冬萍，张华夏系统科学导论复杂性探索【m 】北京：人民出版社，2 0 0 6 3 4 9 。颜泽贤，范冬萍，张华夏系统科学导论一复杂性探索【m 】北京：人民出版社，2 0 0 6 4 2 。赫尔曼哈肯协同学f m 】凌复华，译上海：上海世纪出版集团，2 0 0 5 扣- 9 7 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 心概念：序参数和支配原理。哈肯用了这样一个比喻来解释序参数这个术语：序参数 好似一个木偶戏的牵线人，他让木偶们跳起舞来，而木偶们反过来也对他起影响，制 约着他。关于序参数和支配原理，可以通过液体的“滚卷”运动来解释。在前文所提 及的液体的“滚卷”运动中，其实存在着不同的运动类型之间的竞争，其中某一种运 动方式会越来越占据主导地位，这种运动方式就是起着序参数的作用，它指挥着液体 各部分的运动。当系统的某种有序状态不断增长，直到最后它占据了优势，并且支配 一个系统的所有部分，迫使各个部分都进入这种有序状态，这就是支配原理在起作用。 总之，第二阶段兴起的自组织理论与第一阶段的系统科学研究理论有所不同，或 者说是对第一阶段的超越。第一阶段的系统科学主要是研究系统结构与功能，主要是 着眼于对系统的静态分析。耗散结构理论与协同学理论等自组织理论则开始关注对系 统的动态研究，关注系统的演化，突出了系统自身的主动性。 第三阶段：复杂性科学理论的兴起。当系统科学发展到第三阶段时，也就是真正 的复杂性研究时代的到来之时。许多学者和专家认为，1 9 8 4 年5 月，桑塔费研究所 的成立是复杂性科学理论兴起标志性的事件。桑塔费研究所成立的目标可以用该研究 所的核心人物盖尔曼的话来表述：我觉得我们所要致力于研究的，是今天正呼之 欲出的、跨越科学不同学科的大整合。回从盖尔曼的表述中可以看出，桑塔费研究所 致力于跨学科的研究，致力于学科的融合。第三阶段的主要理论有混沌理论与复杂适 应系统理论。 混沌理论主要是研究混沌的特征、实质、发生机制以及如何描述、控制和利用混 沌的科学理论。系统科学第一阶段与第二阶段的研究“所描述的是系统从无序到有序， 从一种有序到另一种有序的演化图景。这就让人形成某种片面的理解，仿佛世界上的 一切系统不论条件如何，都是沿着这一条单行道在演化着混沌理论使人们认识到 世界还存在另一种演化方向，即从通常理解的有序向通常理解的无序的演化，圆这也 就解决了系统形成有序结构之后的去向问题。 复杂适应性系统理论( c a s 理论) 。c a s 理论是由霍兰提出的，其主要思想就是： 适应性造就复杂性。“所谓适应性，就是指系统中的成员能够与环境以及其他的主体 进行交互作用。主体在这种持续不断的交互作用的过程中，不断地学习或积累经验， 。米歇尔沃尔德罗普复杂一诞生于秩序与混沌边缘的科学【l 哪陈玲，译一匕京：生活读书新知三联书店，1 9 9 7 9 5 。颜泽贤，范冬萍，张华夏系统科学导论复杂性探索【北京：人民出版社2 0 0 6 4 8 8 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 并且根据学到的经验改变自身的结构和行为方式 。比如，在课堂教学系统中，学生 就是具有复杂适应性的主体。在课堂教学过程中，学生作为课堂教学活动的主体不断 地与环境之间以及其他的学生和老师之间进行着交互作用。在这种交互作用之中，学 生自身的认知结构，情感、态度与价值观等都会发生改变，都会向更加完善、合理、 高级的方向发展。 综上所述，这一节主要阐述了复杂性科学发展的历程：早期系统科学研究阶段， 自组织理论研究阶段以及复杂性科学研究阶段。在对复杂性科学发展历程的回顾过程 中，揭示了复杂性科学与系统科学的关系：复杂性科学是系统科学发展的深入，是系 统科学发展的一个新阶段。 第二节复杂性科学对简单性科学的超越 在第一节中，通过对复杂性科学发展历程的简要回顾，进而理清了其发展的主要 脉络：复杂性科学主要经过了三个阶段的发展，每一阶段都实现了对前一阶段的超越， 也就是说复杂性科学已经实现了对传统的系统科学的超越。然而，正如前文所言，复 杂性科学的兴起不仅是对传统的系统科学的超越，同时也是对简单性科学的超越，复 杂性科学是在与简单性科学的较量中不断成长的。 复杂性科学与简单性科学的一个主要分歧点是：复杂性与简单性何者是世界的本 质属性? 在复杂性科学兴起之前，由于近代自然科学在简单性原则的引导下取得了辉 煌的成就，所以人们曾经一度认为世界是简单的，简单性是世界的本质属性。据此， “复杂性从没有被认为是世界的属性，至多被认为是简单性的复合产物，是现象。复 杂性甚至被认为是认识主体运用简单性原则处理问题能力不足所致的结果。 回但是， 随着社会的不断发展，科学自身的不断演化，人类认识能力的不断提高，复杂性问题 的不断涌现，人们才发现，复杂性才是世界的本质属性。 比如，米歇尔沃尔德罗普在他的专著复杂：诞生于秩序与混沌边缘的科学 中写道：为什么苏联对东欧四十年的统治会在1 9 8 9 年的几个月之内轰然坍塌? 为什 么苏联自身也在其后不到两年的时间内分崩离析? 为什么股票市场会在1 9 8 7 年1 0 。许国志系统科学【l 哪上海：上海科技教育出版社，2 0 0 0 ，2 5 2 。吴彤“复杂性”研究的若干哲学问题【j 】自然辩证法研究，2 0 0 0 , 1 6 ( 1 ) ：6 9 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 月的一个星期一这一天之中猛跌五百多个百分点? 根据化石标本的记载，古代生物种 和生态系统稳定地保持了几百万年，而后却在地质期的某一瞬闯灭种或演变为新的物 种，这是为什么? 这些问题有一个共同的答案：无人知晓。这些问题是简单性科学无 法回答与处理的问题。 在复杂性科学兴起之后，“人们对自然的看法正在经历着一个向着多重性、暂时 性和复杂性发展的根本变化 。从哲学层面上看，复杂性科学的兴起从本体论、认识 论、方法论三个层面上实现了对传统的简单性科学的超越。在本体论方面，复杂性科 学的兴起使科学世界图景的产生有了重大改变；在认识论上，复杂性科学的兴起对传 统科学认识论形成重大冲击；在方法论上，复杂性科学与传统科学在研究方法上也有 很大的差别。 一、本体论层面 简单性科学认为世界的本质是简单的，简单性是世界的本质属性。自从古希腊以 来，西方科学界就相信世界的本质是简单的，复杂只是表象。古希腊的哲学家和科学 家，都力图把复杂的客观世界归结为某种简单的具体的物质要素。例如，泰勒斯把万 物的本原归结为水，赫拉克利特则把万物的本原归结为火，阿那克西米尼把气看作世 界的基本要素，毕达哥拉斯甚至把世界的本质归结为数，后来又出现了四元素说，原 子论，以太说等等。从这里可以看出，哲学家与科学家们都希望拨开复杂的表象，从 而发现在这些复杂表象背后蕴藏着的简单性规律。 当历史的车轮载着先辈们追求简单的理想行进到十七世纪时，也就是近代科学的 发端之时，这个时代是简单性科学取得辉煌成就的时代。在简单性原则的指引下，科 学家们在实验的基础上进行分析和归纳，把复杂的系统分解为简单的组成部分来研 究，并且获得了巨大的成功。“在这一时期的自然观里，世界基本上被假定成为是同 质的，整体与部分之间只有量上的区别，一切都是被直接决定着的，只要我们有足够 的认识能力和处理数据的手段，一切都可以被还原，世界几乎没有什么真正的复杂性 可言。圆该时代代表人物之一就是牛顿，他是这个时代的骄子。“亚历山大蒲伯给 牛顿写下了这样的墓志铭：自然和自然的法则在黑暗中隐藏，上帝说，让牛顿去吧! 普里高津，斯唐热从混沌到有序【m 】曾庆宏，沈小峰，译上海：上海世纪出版集团，2 0 0 5 3 。王志康论复杂性概念【j 1 哲学研究，1 9 9 0 ，0 ) ：1 0 3 1 0 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 于是一切都已照亮。 叭们认为牛顿发现了自然所说的和所遵守的语言。的确，牛顿 总结提出的运动三定律和万有引力定律，把天体的运动和地面上物体的运动统一起 来，用几条简单的基本定律和假定，推演出整个复杂的力学体系，进而构造了经典力 学的大厦。牛顿与其他的科学家一样在追求复杂现象背后的简单性规律，并且与其他 的科学家一起谱写了近代科学的辉煌篇章，同时也就使简单性原则更加深入人心。 然而，复杂性科学的兴起揭示了复杂性是世界的本质属性这一真理。复杂性贯穿 于客观事物的始终，是客观事物本身所具有的一种特性。从本体论角度来看，复杂性 主要包括：组分复杂性、结构复杂性、功能复杂性。 ( 一) 组分复杂性。组分复杂性主要是指组成系统的组成部分的复杂性。组分复 杂性可以从组分的数量以及组分的多元性两个角度来理解。对于一个系统而言，如果 系统的组成部分的数量越多，也就意味着系统的规模越大，规模越大就会造成难以描 述与处理的问题，这就在一定程度上造成了组分复杂性。不过，组分数量的多少并不 是系统复杂性的必然判据。组分的多元性意味着组分之间的差异性、异质性，这是造 成系统组分复杂性的主要原因。“因为组分的差异越大，把它们整合起来的难度就越 大。圆相比较而言，组分的多元性、差异性和异质性是组分复杂性的主要原因。 ( 二) 结构复杂性。在认识结构复杂性之前，首先应该了解一下结构这个概念。 在系统科学中，所谓结构，就是指系统组成元素之间的相互关系、相互作用的总和， 它构成了系统内部相对稳定的组织形式和结合方式。据此，结构复杂性就是指系统组 成元素之间组织形式的和结合方式的复杂性。以教学系统为例，我们可以对结构复杂 性进行简单的分析。 教学系统的层次模型图囝 。普里高津，斯唐热从混沌到有序【m 】曾庆宏，沈小峰，译上海：上海世纪出版集团，2 0 0 5 2 9 o 苗东升论复杂性【j 】自然辩证法通讯，2 0 0 0 ，2 2 ( 6 ) ：8 8 。吴也显教学论新编【m 】北京：教育科学出版社，1 9 9 4 8 4 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 第层次 第= 层次 第三层次 螂攀生龌斛 广。1 厂 广 r k 1 搴摹袈鑫鑫器袈劈囊曩鼙童蜜鐾案 杰能结癌水壅水壅鼻痊方方设资手 度力构质平平平平的容法法鲁源段 从上图可以看出，教学系统主要包括教师、学生、课程、条件等要素，教学系统 处于第一层次。组成教学系统的教师、学生、课程、条件等要素在教学系统中处于第 二层次。这些要素之间存在着稳定的相互作用与相互关系：教师凭借课程进行教学， 对学生产生影响；学生依据课程与教师展开平等的对话，师生之间分享经验；教学活 动的开展必须在一定的环境中进行，必须依赖一定的物质条件，否则教学活动将无法 开展，所以，这些要素在教学系统中有着稳定的相互作用与相互关系，缺一不可。然 而，构成教学系统的这四大要素自身又是相对独立的子系统，教师的教学态度、教学 能力、知识结构、个性品质等要素包含在教师这个个体之中；学生的体质、品德、知 识、能力等要素包含在学生这个个体之中，其他要素以此类推，每一个要素的变化都 会对其他要素以及整个教学系统产生影响，正所谓牵一发而动全身。由此可见，正是 由于不同层次的构成要素之间以及同一层的不同要要素之间存在着稳定的相互作用 于相互关系，存在着稳定的组合方式，所以系统才能得以顺利的运行。 组织复杂性主要是指系统组分之间相互关系、相互作用及组合方式的复杂性。系 统的组成部分必须按照一定的方式组合起来，这样组分之间才存在相对稳定的关系与 相互作用，才有相对稳定的组合方式，才能保证系统的正常运行。例如钟表是由齿轮、 发条、指针等零部件按一定的方式装配而成的，但一堆齿轮、发条、指针随意放在一 起却不能构成钟表，需要有钟表匠进行组织，这样才能保证钟表系统的正常运行。 总之，系统的结构复杂性可以从系统组分之间的组织复杂性与层级复杂性两个角 度来理解。 ( 三) 功能复杂性。系统的功能是描述系统的一个基本范畴。系统的功能主要是 指“系统在与环境的相互作用中表现出来的系统的总体的行为、特性、能力和作用的 1 2 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 总称”。比如，教学系统功能的复杂性至少可以从个体与社会两个方面去理解：对于 学生个体而言，教学系统要完成知识传递、技能形成、智能培养与个体发展的功能； 对于整个社会而言，教学系统要承担文化的传承与创新功能，并且向社会输出符合社 会需要的人才，从而实现促进社会发展的功能。 总之，从本体论方面来看，系统的复杂性可以从组分复杂性、结构复杂性、功能 复杂性等三个角度来理解。 二、认识论层面 简单性科学认为事物整体的性质可以通过对部分的认识来获得，只要对组成部分 的性质进行深入的研究，就可以推导出整体的性质。简单性科学的缺点在于忽视了组 分之间的相互联系与相互作用，组分之间的相互联系与相互作用只有在整体中才能得 到体现。复杂性科学认为整体的性质不能仅通过对部分的认识获得，一些关于整体( 或 较高层次) 的概念、定律、理论和学科既不能从关于部分( 或较低层次) 的概念、定律、 理论和学科中推导出来，也不能从关于更大整体( 或更高层次) 的概念、定律、理论和 学科中推导出来，认识整体无法仅通过认识部分或更大整体来完成。o 比如，水是一种 无色无味的，不具有可燃性的液体，但是组成水的氢气和氧气却都是气体，而且都具 有可燃性，所以水的性质是不能通过对其组成部分氢气和氧气的性质的推导而得出。 三、方法论层面 简单性科学崇尚分解与还原，主张把事物分解为部分或更低的层次进行研究，主 张在实验室中对研究对象进行分解与重构。通过还原论方法，研究者把事物从环境中 隔离出来，将其分解为部分或把高层次分解为低层次，然后再通过重新组合来对事物 的整体性质做出解释与预测。比如，生物学家从组织中分剖出细胞，再把细胞分解为 细胞膜和细胞核等组成部分，进而把细胞核分解为生物分子这种组成形式；物理学家 把晶体分解为原子，又把原子分解为更小的粒子，即原子核和电子。复杂性科学理论 主张在认识事物时需要把还原论与整体进行融合，既要对事物的组成部分进行必要的 认识，同时又要认识组成部分之间的相互关系与相互作用，真正把事物当做整体来处 理，这样才能获得全面的，真实的认识。 。颜泽贤，范冬萍，张华夏系统科学导论一复杂性探索【m 】北京：人民出版社，2 0 0 6 8 1 9 郭元林论复杂性科学的诞生叨启然辩证法通讯，2 0 0 5 ，2 7 ( 3 ) ：5 7 1 3 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 黄欣荣博士认为复杂性科学的方法论是融贯论，“在复杂性研究中，既要从整体 着眼，又要从细处分析着手，也就是说，在整体观的观照下，形成还原论和整体论有 机结合的融贯论”。其实，这也就是说复杂性科学的方法论不排斥还原论，而是要将 整体论与还原论进行整合，把二者结合起来运用到对事物的研究过程中去。 综上所述，复杂性科学在与简单性科学的竞争中逐渐兴起，并且在本体论、认识 论、方法论等三个层面实现了对简单性科学的超越，给人们带来了一种全新的认识世 界万物的视角。 第三节复杂系统的定义及其主要特征 正如前文所言，复杂性科学是系统科学发展的进一步深入，同时也在本体论、认 识论与方法论三个层面实现了对传统的简单性科学的超越，为了对复杂性科学有比较 具体地认识与了解，那么复杂性科学的研究对象及其主要特征就是必须阐释的问题。 目前，学术界对复杂性科学的研究对象及其主要特征的认识是比较一致的。众多 研究者都认为：复杂性科学的研究对象是复杂系统以及复杂系统的性质、行为、演化 机制等问题。为了能更好的认识复杂系统及其主要特征，这里需要对系统、简单系统 与复杂系统这几个概念进行必要的解释。 一、系统、简单系统与复杂系统的概念解释 工程控制论的创始人贝尔曾经提出：系统就是具有动态联系元素的内聚统一体。 系统科学研究的先驱贝塔朗菲认为可以把系统定义为：相互作用着的若干要素的复 合体。 从这两个定义中我们可以看出系统的一些基本特征：( 1 ) 系统必须包含着能 够相互区别的若干要素。( 2 ) 系统中若干要素之间必须存在着相互作用，而且这些要 素之间具有组合性的特征，不是累加性的特征，这些特征只有在整体中才能被认识。 ( 3 ) 若干要素以及相互之间的关系必须作为一个整体显现，这样才能与周围的环境 区分开来。简单系统是指组成系统的子系统比较少，它们之间的关系比较单纯的系统。 黄欣荣复杂性科学的方法论研究【m 】重庆：重庆大学出版社，2 0 0 6 1 0 3 西b e e rs c y b e m e t i ca n dm a n a g e m e n t n e w y o r k ：j h o nw i l e ya n d8 0 i l s ，1 9 5 9 i ne m a t h e w t h ee c o l o g i c a l s e l f l o n d o n ：r o n t e d g e ，1 9 9 1 9 3 曲冯贝塔朗菲一般系统论【m 1 林康义，魏宏森，译北京：清华大学出版社，1 9 8 7 5 1 1 4 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第一章复杂性理论概述 比如，一台机器就是一个简单系统。复杂系统是指子系统种类与层次繁多，而且这 些子系统之间存在着复杂的关系。 比如，人脑系统、教育系统、社会系统都是复杂 系统的实例。 二、复杂系统的主要特征 由于复杂性概念具有较强的学科依赖性，所以诸多研究者概括出的复杂系统的主 要特征也具有较强的学科特点。比如，方锦清从物理学角度考察了复杂性的若干基本 特征，他认为复杂性有十大基本特征：非线性、多样性、多层性、多边形、整体性、 统计性、自相似性、非对称性、不可逆性和自组织临界性等十大特征。 吴彤教授认 为复杂性的主要特征包括：不稳定性、多连通性、非集中控制性、不可分解性、涌现 性和进化过程中的多样性以及进化能力。回南非的复杂性研究者保罗西利亚斯( p a u l c i l l i c r s ) 认为复杂系统有十大特征 ，将这十大特征进行归纳，可以简化为：复杂系 统由大量要素构成、要素之间存在着相互的非线性作用、复杂系统的开放性与环 境发生相互作用、复杂系统必须远离平衡态、复杂系统具有历史性、复杂系统具有涌 现性。由此可见，众多的研究者都从各自研究的角度总结了复杂性的基本特征，但是 我们可以在诸多的特征中总结出复杂系统的基本特征： ( 一) 整体性。复杂性科学的研究对象是复杂系统，而复杂系统本身就是一个整 体，所以整体性寓于系统之中。系统这个整体由部分或者子系统组成，这些部分之间 有着相互联系与相互作用，正是这些组分之间的联系与作用，让整体具备了组成部分 在孤立状态下所不具备的性质。系统的结构，功能等属性也只有在整体的层次上才能 显现，系统作为整体与外界环境进行相互作用。据此，整体性特点要求把事物当做整 体来进行研究，不是任何时候都要对事物进行分解。比如，在气象学中，利用卫星来 观察云层的整体变化，从而进行天气预报。这种研究是在不破坏整体的情况下对云层 整体进行直接观察，而不是采用分解的方法进行研究。 ( 二) 开放性。开放性是复杂系统的重要特征之一。所谓开放性是指：系统与其 所处的外界环境之间有着物质、能量和信息的交换。复杂系统必须从环境中吸取物质、 黄欣荣复杂性科学的方法论研究【m 】重庆：重庆大学出版社，2 0 0 6 2 3 。黄欣荣复杂性科学的方法论研究【m 】重庆：重庆大学出版社，2 0 0 6 2 3 。方锦清令人关注的复杂性科学和复杂性研究【j 】自然杂志，2 0 0 2 ，2 4 ( i ) ：7 。吴彤科学哲学视野中的客观复杂性川系统辩证法学报，2 0 0 1 ，9 ( 4 ) ：4 5 - - 4 6 o 保罗西利亚斯复杂性与后现代主义【 q 曾国屏，译上海：上海科技教育出版社，2 0 0 6 4 一- 6 1 5 复杂性理论视野下初中思想品德课的概念教学第章复杂性理论概述 能量和信息来维持自身的发展与演化。一个系统，特别是生命、社会、思维系统，只 有对环境开放，同环境相互作用，同外部交换物质、能量、信息才能生存和发展。贝 塔朗菲在其专著一般系统论中，曾经给开放系统下过一个定义：我们把没有物质 输入或者输出的系统叫“封闭 系统，比如一堆砖块；而把有物质输入或者输出的系 统叫“开放”系统。 莫兰认为：开放系统是个在能量上并且也可能在信息上向外 部世界开放的系统，也就是说它能够用物质或能量，甚至是信息来滋养自己的系统。 由此可见，开放性是研究复杂系统时必须考虑的一个重要因素。 ( 三) 非线性。非线性与线性是相对的概念，这一对概念最初起源于数学领域， 具体的讲是源自数学方程。从数学角度讲，线性方程主要的特征是：未知项变化成比 例、可逆与可还原性、加和性、确定性与必然性。非线性方程的主要特征却与此相反： 未知项的变化不成比例、不可逆与不可还原性、随机性与偶然性。在复杂系统中，正 是组分之间的非线性的相互作用造就了复杂性，非线性是系统复杂性的重要因素。“元 素之间，子系统之间的非线性相互作用是系统产生复杂性的根本内在机制，复杂性只 能出现于非线性系统 。复杂性科学中，人们经常提及的“蝴蝶效应 就是源于非 线性相互作用的存在。 ( 四) 自组织性。复杂系统自组织性的发现与三个实验是分不开的：贝纳德对流 实验、啪反应和激光实验。在这三个实验中，系统的组分之间似乎配合得十分默 契，这些组分之间用协同运动的方式形成一种有序的结构。所谓自组织是指：系统在 没有外界