复杂性科学视域下的在线学习探究

秦丽娜

(陕西师范大学 教育学院，陕西 西安 710000)

1 复杂性科学概述

1.1 “复杂性”的解释

1.1.1 词源意涵的复杂性

复杂的词源来源于拉丁文complexus， com是组合，plexus是网状组织错综的复杂组合，意思就是编辫子、缠绕把许多东西结合到一块。“复杂性”对应于complexity，《牛津高阶英汉双解词典》将其解释为：“联系紧密的部分构成的，使人难以理解或难以解释；错综复杂的状态，复杂的事物。”《辞海》则将复杂解释为事物或系统的多因素、变异性以及互相作用的整体行为和演变。《说文解字》其意为“复，行故道也。杂，五彩相会”。泛指种类繁多，头绪繁杂。复杂性就是指复杂的性质或状态。

1.1.2 科学意蕴中的复杂性

目前，仍没有公认的科学意蕴中复杂性的统一解释。普利高津指出：复杂性就是事物的自组织过程。“自组织”是能与环境交换物质或能量，从而使系统从无序状态转化为有序状态，进而具备生物系统的属性。钱学森则认为，复杂性是系统的本质属性

1.1.3 哲学意义下的复杂性

哲学意义下的复杂性可从本体论、认识论、辩证论和价值论等层面进行解释。雷舍尔把本体论复杂性分为三个方面:组分复杂性，结构复杂性和功能复杂性。颜泽贤等人从哲学层面入手，认为复杂性是客观事物跨越层面，不能被传统科学理论直接还原。

以上观之，不同角度下的复杂性存在不同的理解。尼古拉斯﹒雷舍尔认为：“没有一个统一的复杂性标准可以比较不同层次和机制的复杂性”。因此没有大家认可的共识定义，复杂性的定义差别很大，是现代科学面对的最复杂的概念之一。然而，在当前并非追求统一的复杂性定义。只需每个领域有一个大体一致的定义，对复杂性在各自领域中的本质特征进行把握，进而指导其他领域的复杂性探究。

1.2 复杂性科学的特征

与经典科学相比较,复杂性科学具有独特的表征。如表1所示，从表中可以分析出复杂性科学的特征,大体上概括为复杂性科学的非线性、过程性、关系性、整体性等特征。并且运用一些特殊的词汇来具体说明，如自组织、混沌、非平衡态、开放系统、涌现、蝴蝶效应、分形、不确定性等。

表1 复杂性科学和经典科学的世界图景

2 在线学习的复杂性

在线学习是一种网络学习环境，由多媒体网络学习资源、在线学习社区和网络技术平台组成，是学习者在规定的时间内围绕某一知识内容进行的网络化学习。在线学习并非是传统科学世界中简单的存在发展。它的构成因素，构成系统间的相互运动，都是在复杂的状态中发展的。

2.1 在线学习作为复杂系统的充分性

(1)在线学习系统的多层次结构。与面对面的局限在特定教室中的课堂学习不同,在线学习是在师生时空分离的情况下学习者借助在线网络资源的学习。完整的在线学习系统通常由三个主要因素组成：主体，客体和组织。其又包含多个子系统，各要素之间相互作用联系。

表2

(2)在线学习是开放的系统。开放性是在线学习与生俱来的特性，在线学习系统以及内部各子系统皆表现为开放的状态。在线学习具有五个方面的开放特征。一是在线学习系统各子系统的信息，能量都需要与外界保持及时的联系，沟通才能达到趋于专业，互利的发展状态。二是学习者的开放性，在线学习的学习者与年龄无关。地域远近，已有学业成就的高低，职业专业的异同皆可参与在线学习。三是课程学习中的时间和空间自由，摆脱传统物理教室的时空限制。四是课程学习中学习者“被权威”弱化，学习者利用社交媒体与同伴和教学者自由地展开互动与交流，在负责媒体语境下建构知识体系，达到一定的学术和言论自由。五是，在线学习资源是共享的，对全球的学习者免费开放，学习者能够无障碍地访问课程资源，自由获取信息和知识。

(3)在线学习是动态联系的系统。在线学习是开放的多层次、多功能结构的巨系统，在线系统内部各子系统以及各子系统之间都须保持动态的物质流，信息流及其联系。如此，在线学习系统才可正常运转。于此同时，巨系统内部的耦合与互动还不足以促进在线学习的发展，其依然需要与巨系统之外的其他外在系统有着必不可收少的双向的动态的沟通。以及各子系统与外在于巨系统的其他也依然需要互通有无，相互联系。如与科技、经济、文化等相互影响，相互作用。

2.2 在线学习作为复杂系统的必要性

2.2.1 在线学习系统的非线性表征

非线性是指两个变量不成比例关系，在直角坐标系中呈曲线，曲面或不确定的变化。非线性关系变化无穷，相互作用使整体不再简单地等于部分之和,它也不同于线性叠加的增益或损失。在线学习系统是由多要素，多层次共同组成的巨系统。一个变量的微小变化就会对其他变量乃至整个系统产生不成比例的，甚至是极其巨大的影响。如在线学习某一具体课程的课程目标做了重新修正，那么对于指导者(教师)的教学，教课课件，考试测评，通告通知等子系统必然要做出相应的改变与调整。如若网络系统突然出现了混乱，则整个在线学习系统内部就会出现混乱或停滞的状态。此时，整个在线学习系统内部运动过程中的无效能量增加，并且有效能量减少，导致其逐渐走向无序效能。

2.2.2 在线学习系统的混沌现象

混沌的世界图景是：“这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，一个遵循辩证法则的世界”。混沌理论有两个关键性的概念:蝴蝶效应和分形。气象学家洛伦兹提出，蝴蝶效应是指一个初始状态中非常微小的变化在长期的演变中会造成及其不同的后果，使得结果具有不确定和不可预测性。在线学习系统中具有显著的蝴蝶效应。学习者在在线学习的过程中受到某些极微小的启示都会产生巨大的教育效果。例如，在线学习中，指导者(教师)在具体教学过程中为丰富学生知识的广度和深度，插入其他课程中涵盖的内容，这不仅会扩展其知识更会激起学生对相关课程书籍的学习与阅读，更能促进学生的学业发展与成长。分形理论作为混沌理论的一个组成部分,反映了混沌系统内部的有序性和自相似性。系统具有跨度的相似性和重复性,即一个模式内部还有一个模式。在线学习中具有丰富的分形现象。在线学习本身是教育的分形，在线学习的功能、结构、目的、理念与教育本身便有同源同根之重复与相似性。

2.2.3 在线学习系统的自组织性

自组织是复杂系统的基本特征之一。德国理论物理学家H.Haken认为，自组织不存在外部指令，是系统按照相互默契的某种规则，各尽其责协调，自动地形成有序结构。复杂系统通过自组织作用，经过不同的阶段和不同的过程，向更高级的有序化发展。系统的演化过程就是系统自组织的过程。在线学习的过程就是在线学习发展演化的过程，是系统的自组织过程。在指导者(教师)的引导下学生对于知识、技能和方法等的学习过程就是各因素之间进行相互协同和竞争，使学生的认知与学习从无序变为有序。在线学习不仅是一个知识传递的过程，也是学生自我建构的过程，即学生认知结构的自组织过程。学习者在学习知识、技能、信息的过程中与原有阐释系统相互作用，使原有的阐释系统逐渐离开平衡态，进入非平衡态。由于在线学习系统是开放的，不断输入新的信息，在线学习系统又从有序转入无序，从平衡态变为远离平衡态。各种子系统再次进行竞争和协作，直至形成更新的系统结构。显然，在线学习系统的运行过程来自系统各个要素的自组织演化。

3 总结

Stephen Hawking称21世纪是复杂性科学的世纪。复杂性科学的兴起为研究在线学习开辟了新的视角。在线学习系统的构成要素，各要素间的相互耦合，及整个系统内部的运动发展与外部的信息间流动，都体现出复杂的状态。复杂性作为系统性质的特征，是系统层面在线研究的必然对象。深化在线学习复杂性研究，完善在线学习复杂性的理念，推进在线学习复杂性的实践，有助于在更完全的意义上发挥在线学习的系统作用。