从耗散结构理论思考在线教育的发展

邱雪茵

摘 要：本文从耗散结构理论视角出发，以系统观点分析在线教育，剖析在线教育系统存在的问题。利用普利高津的耗散结构理论的四个条件——开放性、非线性、远离平衡态和涨落，为在线教育的良好发展提出对策。

关键词：耗散结构理论；在线教育；系统；发展

中图分类号：G40-05 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）11-0031-03

耗散结构理论是由比利时布鲁塞尔学派领导者、物理学家普利高津于1969年提出的，研究耗散结构性质、特征和演变规律的科学。耗散结构理论发端于物理学，虽然提出的时间不长，但是因为其具有的科学和哲学意义不断地被人们所认识，耗散结构理论已经开始被应用于社会研究的众多方面，在诸多学科如物理、生物、教育等都产生了巨大的影响，并取得了一定的成果。

本文试以耗散结构理论为依据，分析其在在线教育方面的应用和启发，并据此探讨在线教育努力的方向。

一、耗散结构理论的主要内容

系统科学是研究系统的一门学科，而系统有开放系统、封闭系统和孤立系统之分，自组织原理并不是系统学的通用原理，它的适用对象是开放系统。开放系统在系统内与系统外两方面因素的复杂、非线性的相互作用下，系统内部要素的某些偏离系统稳定状态的涨落得以放大，从而在系统中产生更大范围的更强烈的长程相关，自发组织起来，实现从无序到有序、从低级到高级有序。

普利高津的耗散结构理论与哈肯提出的协同学都是研究系统自组织的方法，协同学提出“序参量”的概念，为我们分析系统的自组织提供便利的方法，而耗散结构理论的观点可归纳如下：

1.系统的开放性是形成新的有序结构的前提和基本条件

经典热力学的观点是将各种系统划为开放系统、封闭系统和孤立系統。所谓开放系统，就是系统与外界环境之间存在着物质、能量和信息之间的交换。与外界环境只有能量交换而无物质交换的系统称作封闭系统，而将完全没有物质能量交换的系统称作孤立系统。系统的开放性指的是系统具有不断地与外界环境进行物质、能量、信息交换的性质和功能。耗散结构理论认为系统的开放性是保证系统在与外界的能量和物质交换中产生负熵流，使系统的熵减少从而形成有序结构。相对于封闭系统和孤立系统，无法产生相应的负熵流，所以也不可能从无序走向有序。

2.非平衡是有序之源

热力学认为，系统所处的状态有两种——平衡态和非平衡态。平衡态是类似于静止、死寂的一种状态，是平衡的、静止的稳定性。这种稳定性的理解不同于系统论中的稳定性，系统论中的稳定性是基于开放中的稳定性，是非平衡态的、发展的稳定性。非平衡态使系统可以在无序运动的过程中产生的熵向外部环境输出，然后系统从环境中引入可以使系统向有序发展所需要的负熵，随之系统就能够自动地向着系统有序方向发展。

3.形成新的有序结构的最有利条件是远离平衡态

系统科学认为系统的非平衡态又分为近平衡态和远离平衡态。近平衡态往往在封闭系统，或者开放不充分的系统中发生。由于开放的不充分，系统无序运动产生的熵只能滞留在系统内部，无法向外部环境输出，从而无法从外界环境获得负熵流，最终导致系统无法走向有序。所以，远离平衡态是使原有状态改变进而走向新的有序结构的重要因素。

4.形成新的有序结构与保持有序状态需要系统内部的要素或组分之间的非线性相互作用

在系统内部的非线性相互作用下，子系统、要素或组分之间作用的总和不满足叠加原理。由于系统之间的相互作用导致了系统的整体行为，反言之，系统是一个整体，系统之所以有整体行为，只是因为系统内部要素之间存在着复杂的非线性相互作用。系统在相互作用的过程中，会产生新的性质。自组织也是系统演化过程中产生新性质的一种。

5.“涨落”是系统形成新结构或破坏系统的关键

涨落被称作起伏，从系统的状态来看，涨落是对系统稳定的平均状态的偏离；从系统的演化过程来看，涨落是系统同一发展演化过程之中的差异。如果从系统的非平衡角度看，涨落其实就是系统中的一种不平衡性。任何一个现实的系统都不可能存在于绝对静止的平衡状态。

“通过涨落达到有序”是普利高津提出的系统科学的重要论断。涨落的作用可以分为微涨落和巨涨落。微涨落是指其涨落幅度小，能够引导系统从无序走向有序，不改变系统结构的整体性；而巨涨落的涨落程度大，作用力足以改变系统的结构，将系统抽离出稳定状态，导致系统的紊乱。

二、从耗散结构理论视角看在线教育发展存在的问题

1.课程内容缺乏竞争

在线教育的视频虽然是根据许多优秀教师的教学经验进行录制的，但是内容往往较为陈旧，从录制的想法萌发到课程视频内容的真正上线还需要一定的时间。且录制的单位或机构往往比较单一，某一学科或专业的教育视频往往就只有那几个。课程形式比较单一，内容缺乏竞争力。在线教育的主体就在于内容，课程内容不具备竞争性就相当于整个系统没有了活力。在知识更新如此快的今天，封闭的教材体系、学科性的课程内容已经无法满足学生发展的需要，不能与社会的需求相匹配。等到学习者学习完在线教育的内容之后，步入社会却发现已经远远跟不上主流。系统的开放，就是要保证各个要素之间的相互作用，一成不变的系统最终必将走向灭亡，所以，应当建立良好的竞争机制，课程内容不能由单方机构拍板，而应当是学校与教育机构、公司之间形成良好竞争，共同丰富课程内容。

2.思维模式僵化

学校、政府、企业虽然都致力于在线教育的研发，但是存在着一个共同的弊端，就是模式固定，思维僵化，不同单位之间往往承袭已有的平台模式。一是忽视学习者的复杂性，二是过于线性化，只关注学科本身，不关注社会的发展和需求。仔细分析国内在线教育行业较知名平台如网易公开课、百度传课、学堂在线等的模式，很多都是在原有视频上的简单剪辑，或是没有根据教师特点、课程内容和考虑学习者之间知识背景差异及认知方式不同进行科学的教学设计，就将课程上传到网络上去，供学习者自由选择。平台模式单一，新颖性不足，无特别突出的地方。研究显示，如火如荼的慕课教学也存在着课程留存度低的问题。在线教育的发展，需要新思维的注入，新的思维就是一种“涨落”，当然，要把握好“涨落”的程度，过分的涨落可能会导致系统的紊乱。

3.优质师源匮乏

在线教育的平台和产品质量参差不齐，归根结底就是没有优质师源的问题。当今热点“慕课”就是最典型的在线教育的形式，慕课井喷式的发展并没有弥补其存在建设水平低的问题。优质资源基数少，建设速度缓慢。纵观国外成熟慕课的发展都是建立在大量优质课程资源基础上的。高校拥有的优质教师基数多，但高校之间壁垒森严，妨碍优质资源共享。

4.教学模式陈旧、考核方式单一

国内在线教育的形式基本上就是直接将传统的课堂搬到了网上，并没有根据在线教育的复杂性、学生的多样性制定相应的教学模式，满足学生的多种需求，实现教学效果最优化。在线教育的考核方式多数是通过简單的几道测试题进行考核的，并没有采取多种考核方式评价学生的学习效果，考核结果可信度不高。

5.管理体制和技术条件落后

在线教育不同于传统教育，传统教育因为发展时间长，有固定场所、师生和授课时间，管理机构和配套服务相对完善，但在线教育发展遇到的一个重大瓶颈就是相关配套服务问题。且在线教育在师生关系方面不稳定，要维持良好的教学关系，这就对在线教育平台的管理体制和技术条件提出了高要求。

三、从耗散结构理论视角提出在线教育发展的对策

1.开放性：丰富在线教育内容层面

在线教育发展的时间并不长，作为一个新兴的东西，应当保持开放性，博采众长，广泛吸收优质资源。从社会、教育相关机构、中小学和高等院校中汲取营养，丰富在线教育的内容层面，不应该闭门造车，而应当秉承“拿来主义”，无论国内外，只要是优质的东西，都应当被继承和发扬。

2.非线性：构建教育生态圈，相互交流、借鉴和吸收

任何开发的形成都是非线性的，在线教育系统也如此。系统内部非线性相互作用时期形成有序结构，要想在线教育取得长足发展，系统内部的子系统或各个要素之间就要相互作用。在线教育的良好蓬勃发展需要各方面的共同努力，政府、企业、学校之间要相互协同，共同作用，构建科学合理的教育生态圈，相互交流，借鉴和吸收彼此之间的优点，才能使在线教育往可持续、更好更健康的方向发展。

3.涨落：顺应时代需求，依托媒介背景，发挥互联网思维

“涨落达到有序”是普利高津提出的系统科学的重要结论。在线教育系统要达到有序发展，必须依托涨落。在线教育发展之所以出现一些问题，关键是对其本质没有把握好，导致出现诸多问题，只有清楚了在线教育的本质才能更好地引导在线教育的发展，使其在发展中自觉形成涨落问题。在线教育对比传统教育最大的特点在于打破时空的间隔，在线教育应当充分利用这个优势，加强在线教育人才队伍的建设，通过联合国内外的专业人才和专家学者，构建一个拥有一批高素质人才的队伍。依托媒介背景，加强人才队伍之间的有效沟通，协力合作，促进在线教育在理论和时间上的发展。充分发挥新时代的互联网思维，使在线教育在实践层面上有序涨落，同时利用网络进行课程或资源的宣传，展现在线教育的优势，发挥在线教育的不可替代性作用。

4.非平衡态：教育数据挖掘，个性化推荐

传统的教育系统往往较为保守，固守着自己的方式方法不愿意做出改变，从而难以取得可观的进步和发展。在线教育系统依托计算机科学技术与信息技术，能够实时存储和跟踪学生的学习情况，集成教学大数据，改变传统教育的平衡态或近平衡态。通过大数据挖掘技术，可以挖掘出教与学之间的重要联系，从而做到学习内容的个性化推荐。

5.远离平衡态：加强校际合作，完善管理体制和加强技术支持

一成不变的管理体系和规章制度就相当于平衡态的系统，无法从外界获得系统需要的负熵从而使系统向有序发展。要打破这种平衡态，使系统远离平衡态，就需要在系统内部做出相对大的改变，各个高校之间可以加强校际合作与沟通，根据时代和学校的发展完善管理体制，与公司之间保持密切联系，让公司为学校的在线教育发展提供技术支持，高校则为公司的发展提供理论支撑。只要各子系统之间良好协作，系统就会往更好更健康的方向发展。

四、结束语

将耗散结构理论引入到在线教育的研究中，结合耗散结构理论的四方面条件分析，使我们认识到在线教育系统从“无序走向有序，从低级有序走向高级有序”需要依托多方面的努力。从课程制作者角度出发，应当保持在线教育系统的开放性，极大地丰富在线教育内容层面；从在线教育引领者角度出发，要充分利用非线性相互作用，构建和谐的教育生态圈，使整个在线教育系统内部相互交流、借鉴和吸收；在线教育系统平台的创造者和课程的组织者，应当顺应时代，依托媒介背景，发挥互联网思维优势；从大数据工作者角度出发，应当从海量的数据当中挖掘教与学的关系，“在学生学习的时候研究学生的学习”，做到个性化推荐，最大化教学效果；从管理者角度出发，要完善管理体制和加强技术支持。

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（编辑：王天鹏）