复杂性是一世纪的科学

复杂性是一世纪的科学

一、复杂系统演化的非线性与还原性21世纪的科学。”多少年来,人们迷惑于生物的进化,惊叹于生命的发展,折服于人脑的精巧,恐惧于宇宙的奥妙……所有的这一切,吸引着人们去观察、去研究,也逐渐使人们明白,虽然彼此毫不相关,但他们之间有诸多共同之处。例如,它们都是由许许多多独立的因素在许许多多方面进行着相互作用,这些无穷无尽的相互作用使之作为一个整体可以产生自发性的自我组织,并且可以自我调整,等等。即,它们都属于一个系统——复杂系统,都是经历了极其复杂的演化之后而成其为今天之模样。那么,复杂性到底是什么呢?见仁见智,不一而足。较有代表性的观点有:复杂性是表明自身的方式数目的对数:K=lgN(其中K是复杂性,N是不同的可能状态数目);客观复杂性:客观事物某种运动或性态跨越层次后整合的不可还原的新性态和相互关系,认识复杂性,对客观事物复杂性的有效理解及其表达,等。复杂性的基本属性包括:非线性。非线性是复杂系统演化的外在特征,是与线性相对而言的。线性是指两个量之间所存在的正比关系,在直角坐标系上呈直线,而非线性是指两个量不成正比关系,在直角坐标系中呈曲线。复杂系统由多要素、多层次共同组成且各要素彼此影响、相互耦合,一个变量的微小变化对其它变量乃至整个复杂系统都有着不成比例的、巨大的影响。而正是由于这些非线性问题的存在,才使得复杂系统处理起来相当棘手。混沌。混沌是复杂系统在演化道路上的表现。为说明混沌现象,气象学家爱德华·洛仑兹曾打了一个有趣的比喻:南半球某地一只蝴蝶偶然扇动翅膀所引起的微弱气流,几星期后可能变成席卷北半球某地的一场龙卷风。同样,一场偶然的森林大火,一次偶然的双手离地运动而获得的灵感可能导致了类人猿的直立行走而进化至今。即,初始条件的细微差别会引起结果的巨大变化。貌似无规实则有序,支配这种运动的规律可用确定性的方程来描述。因此,有学者描述混沌模式的科学图景是:“一个有序与无序统一的世界,一个完全性与不完全性统一的世界,一个自相似与非相似统一的世界,一个遵循辩证法规律的世界。”突现。突现是复杂系统演化的内在特性。有学者认为,复杂,实质上就是一门关于突现的科学。分子组合成细胞,消费者和企业组合成经济,等等。在每一个阶段,先形成的结构都会形成和产生新的突然出现的行为表现。我们面临的挑战,也就是如何发现突现的基本法则,如何发现复杂系统突现的平衡点。这个平衡点是一个系统中的各种因素从无真正静止在某一个状态中,但也没有动荡至解体的那个地方,……是一个经常变幻在停滞与无政府两种状态之间的战区,这便是复杂系统能够自发调整和存活的地带。非还原性。科学家们……在花了近三百年的时间把所有的东西拆解成分子、原子、核子和夸克后,他们最终把这个程序重新颠倒过来,他们开始研究这些东西是如何融合在一起,形成一个复杂的整体,而不是去把它们拆解成尽可能简单的东西来分析。这是因为由多因素、多层次组成的复杂系统在经过了突现之后,已产生了不同于各因素、各层次的新的性态。因此,对各因素、各层次的分析研究不能取代对整体的研究,整体的性状也不会在部分中体现出来,即,具有非还原性。二、复杂性与教育学的结合(一)传播的教育研究要以科学的教育实践活动为指导教育研究是教育实践的基石,对教育实践活动具有方向性的指导作用。但是,我们必须明白,只有本身完善、科学的教育研究才有可能给予教育实践活动以正确的指导。笔者认为,欲达此目的,教育研究必须与复杂性相结合,这是教育本身的复杂性所决定的。1.教育的本质是培养“差异”的概念的前提和基础教育本质的复杂性主要表现为多样性。教育本质是教育作为一种社会活动区别于其他社会活动的根本特征,对教育本质的理解是教育活动的起点。但即使是这样一个问题,也令教育界大伤脑筋,争论不定。其实对教育本质的探讨,早在20世纪20年代就已经开始了。1923年,陈独秀在《答适之》中明确提出,教育与思想、文化、宗教、道德等均属于“心的现象即精神现象”,“都是经济的基础上面之建筑物而非基础之本身。”而1978年以来的教育本质论争,参加人数之多,观点之众,更是史无前例。主要观点有“生产力说”、“上层建筑说”、“双重属性说”、“特殊范畴说”、“主体间的文化传承”等,各执一端,听来也颇有道理,而这多样性的观点只能给教育本质的认识蒙上一层阴影。有学者将之进行归纳研究,认为教育的本质包括:“教育是什么”,揭示教育的本质;“教育应当是什么”,揭示好教育的本质。“教育是什么”的研究是前提和基础,“教育应当是什么”的研究是重点和目的。徒增了教育本质研究的复杂性。2.事实判断的教育目教育目的的复杂性主要表现为双重性。试问“中国现在的教育目的是什么?”得到的回答往往是“培养德、智、体全面发展的社会主义事业的建设者和接班人。”其实,细析之,这只是一种法律规定的价值判断,是“应然”的教育目的,只有当它转化为教育过程当事人的教育目的,才能成为“实然”的教育目的。即,除了价值判断的教育目的之外,还有事实判断的教育目的,也就是存在于教育过程当事人之中的不成文的教育目的。尽管未经法律认可,但并不能说它不是一种客观存在的教育目的。其实,在大多数情况下,能对教育实践活动产生影响的,就是这种事实判断的教育目的。如我国当前中小学中普遍存在的片面追求升学率的教育目的等。3.教育本身功能的发挥运用于学生身心发展的需要教育功能的复杂性主要表现为相对性。教育具有诸多方面的功能,如文化保存、知识传递、人格塑造等。但此诸多功能并不是教育自身直接显现,而是通过受教育者的身心发展变化表现出来的。这就使得教育功能有了诸多复杂、难言之处,主要表现为两个方面:一方面,同样的教师、同样的教学内容、同样的教学措施,由于受教育者本身的主观努力程度、接受水平的不同而表现出很大的差异性。如何从不同中恢复出原来教育之本身功能,实乃一大难题。另一方面,学生的身心发展也不能尽归于教育本身。处于社会大系统中的学生,时时刻刻受到来自社会各方面的影响,有时这些影响甚至是决定性的。因此,很难分辨出哪些是学校教育所致,哪些是社会影响所致,从而使得人们在分析教育功能时,难以得到满意、真实的答案。4.教育评价的主体教育评价的复杂性主要表现为主观性。教育评价具有承上启下的过渡作用,既是上一阶段教育活动的终点,又是下一阶段教育活动的开端。但教育评价的主体者是人,是教育评价者。针对同样的教育活动,这个有着感情的人,由于本身的经验水平、利益关系、思维方式、着眼点的不同而会作出大相径庭的评价结果。三个人可能有三种结果,四个人可能有四种结果,当你试图实事求是地进行判断时,可能又会出现第五种结果。教育评价的复杂性由此可见一斑。教育的复杂性使得我们很难想象不以复杂性为指导的教育研究如何能够担当得起指导教育实践的重任?(二)现代科技的方法论复杂性研究的出现,不仅重新构建了现代科学的研究体系,而且也改变了人们的思维方式,为现代科学技术的发展提供了新思路、新方法,对各类科学,包括教育科学具有普遍的方法论意义。这里简要勾勒一下以复杂性为指导的教育研究的大致轮廓。1.简单式的线性思维模式科学界认为,非线性研究不仅具有重大的科学意义,而且对人类社会、生态环境、医学诊断、经济发展、信息与决策都有不可估量的影响。不考虑非线性因素,不建立非线性模型就无法真实而准确地反映客观规律。针对复杂的教育现象,教育研究也不例外。而实际情况则相反,教育研究经常采用简单式的线性思维方式,执其一端,夸大一方,以期产生某种教育效果。例如当前的“减负”工作。大到减负目的,认为“减负了就可以实施素质教育”,小到减负的具体措施,如“减少作业量就可以减负”、“减少考试次数就可达到减负的目的”,无一不是典型的线性思维模式。这样的教育研究不仅不能给教育实践正确有效的指导,相反,还可能使教育发展误入歧途,其危害难以估计。2.教育偶然性与课程效果的形成在分子这个层面上,所有的活细胞都惊人的相似。它们的基本机制具有普遍的意义。但在整幅基因蓝图中,哪怕有一个微乎甚微的变化,就足以给整个生物体带来巨大的变化。教育研究也是如此。教育过程中,两个智力水平大致相当的学生,可能会因为老师的一个眼神、同学的一句玩笑而产生迥然不同的学习效果。相同的教学内容,相同的教学措施,学生的一个恶作剧,教育机智的使用与否会产生大相径庭的教学效果。原因何在?只是由于那个偶然性的细微差别。但,另一方面,我们是不是可以因此而得出教育效果的产生完全是由偶然性所致而无规律可循呢?“罗森塔尔效应”已为我们作出了否定的回答。即,关键是教师的眼光是赞许、鼓励,还是讽刺、鄙夷,关键是教师的教学水平。事实如此,教育研究何去何从?相信已无需多言。3.抓住前进生的突现点,注重促进学生的个性发展的分野突现可以使事物产生与前一阶段完全不同的发展状况而进入新的境界。抓住突现点不仅可以与前一阶段相比较,找出差异,做好衔接工作,也可以给事物新的发展以方向性的指导。教育研究中,关于突现的例子比比皆是。后进生转化过程中的闪光点就是学生发展过程中的突现点。抓住闪光点,后进生也许就会产生质变,加入到优等生的行列。否则,只能说是又错过了一次转化的机会。另外,学生身心发展的关键期也是突现点。如,两岁左右是幼儿语言发展的关键期;小学三年级是儿童直观动作思维向具体形象思维发展的关键期;初中二年级是儿童具体形象思维向抽象逻辑思维发展的关键期。把握好关键期,就会极大地促进儿童的思维发展而产生质的飞跃,起到事半功倍的作用。4.性状的还原性非还原性是复杂性的基本属性之一。如前所述,复杂系统是由多因素、多层次构成且各因素、各层次之间存在着复杂的非线性关系的系统。经过突现之后,复杂系统早已产生了不同于各因素、各层次的性状。因此,用还原性的方法,即使把各部分研究得再透,搞得再清,但事物部分的性状并不能代替整体的性状,事物整体的性状还是一团迷雾,让人不知云里雾里。因此,教育研究中,对“教学”的分析不能还原为对“教”的分析和对“学”的分析,对学生“德、智、体、美,劳等各素质”的评价也不能代替对学生“综合素质”的评价,等等。唯有明确教育研究的非还原性,才能真正避免教育研究的简单线性思维,才能窥得教育的真谛,给教育实践以正确的指导。三、优化教育模式的可扩张性,作为教育实验的一个整体教育是复杂的,归根结底是人的复杂性所致。但令教育研究工作者倍感尴尬的是:在教育实践工作中人们也许能够考虑到人的复杂性,但在教育研究中人们往往会忽视复杂的人而与实践脱节。原因何在?笔者认为,这是由于教育研究指导思想的错误所致。多少年来,教育研究总是被采用严密控制的教育实验模式进行,教育研究者也往往煞费苦心地去寻找“自变量”、“因变量”,又煞费心机地去控制一切自认为无关紧要(实际上并不一定如此)的因素。将复杂的非线性的教育现象简化为自己可以控制的、可以精确量化的线性联系,从而设计出“完美”的教育模式。如此的教育研究岂能指导教育实践?如此的教育研究岂能不与实践