CAS理论在创新实验教学中的应用研究

吴玲敏 鲍明全 王维娜

摘 要：在创新实验教学当中，引入CAS理念能够使学校更好的完成对于学生的教育职责，同时可以使学校的教学质量得到全面的提升，从而使学校为社会培养出更多的新型人才。基于此，便需要在实践当中加大对于该理论的研究，从而使该理论能够更好的融入到实际的教学当中，并且完善该理论在教学阶段的各个细节，从而使CAS理论能够更好的发挥其实效性，进而使我国的创新实验教学在一个科学方式的指引下更加优质的完成。

关键词：CAS理论; 实验教学; 应用研究

中图分类号：G648     文献标识码：A        文章编号：1006-3315（2019）11-155-002

面对我国社会的高速发展与社会经济的不断进步，国家对于教育事业更加重视，也逐渐在教育事业当中投入大量的人力物力，同时，为了使学生的综合素质得到全面提升，国家便制定了创新实验计划。而在创新实验计划当中，由于传统的教学思维在实际当中常常表现出其固有的局限性，所以便会使教学工作在开展阶段出现部分纰漏之处，同时也使学生在其中产生很多的不适应之处。在这个过程当中，为了有效的使教育的质量与效果全面提升，便可以将CAS理论应用到实际的教学当中。针对于教学系统来说，其本身便可以被看作是一个复杂的适应性系统，而学校当中的教师与学生便是其中具有适应性的个体，为了使学生的教学质量有效的提升，便需要在创新实验教学的阶段采用适应性的教学策略，并且将CAS理论应用在其中，从而使学校的教学质量获得全方位的提升。

1.CAS理論概述

所谓的CAS理论，其英文为Complexity Adaptive System，将其简称为CAS理论，其本意为复杂性适应系统，该套理论是上个世纪九十年代之后在复杂性领域所逐渐研究出的一种全新类型理论。在CAS理论当中，所谓的复杂性研究，可以将其理解为系统科学研究与发展的深入阶段，通过对于该项理论的深入探究，能够使系统科学的研究与发展进入到一个全新的阶段。相对于早期比较简单的系统科学来说，当前CAS理论当中所研究的是比较复杂的系统行为。在CAS理论的协助下，人们可以对控制以及管理方面提出一个全新的见解。

CAS理论的核心思想为：以适应性造就复杂性。在该套理论当中，系统当中的适应性主体便是具有活性的主体。一般情况下，CAS理论包括微观与宏观两个部分。从微观的角度来说，在该套理论当中最为主要的便是具有适应性且主动的个体，这些个体在与周围环境产生交互作用的时候会遵循一定的准则，即反映模型，而在实践当中，所谓的适应性便是其能够根据行为所产生的实际效果来修改自身的反映模型，这样便可以使其在周围环境当中更好的生存。从宏观的角度来说，由于这些活性主体所组成的系统，将在主体、环境这两者之间的互相作用下产生发展，从而在宏观系统当中体现出分化、涌现等较为复杂的演化过程。

2.将CAS理论应用在创新实验教学当中的意义

学生在学校学习的阶段，每个学生都可以被看作是一个具有适应性的个体，这些个体在学习的阶段会表现出其个体之间的差异性，而这种差异性常常表现在每个人个体的学习能力、学习方法、学习效率、学习质量、学习积极性等方面的差异，这便形成个体差异。并且，在不断的学习当中，每个个体的状态都在不断的产生变化，每个学生若是想要不断的适应其学习的环境，便需要不断的做出尝试，从而适应自身的学习生活，进而全面提升自身的学习效率与质量。除此之外，CAS理论还能帮助学校很好的完成创新实验教育的目的[1]。在教学阶段，每个学生都是一个具有活性的个体，同时其为了能够适应当前的环境，便需要使自身不断的发生改变，若是不能够有效的做出改变，慢慢的便会被淘汰掉，而这种理论在实践当中所表现出的样子更像是一种优胜劣汰法则，即：适应性强的个体能够获得不断的自我发展与自我提升，而适应性较差的个体便会在不断的选择与被选择阶段最终被淘汰掉。由此可见，CAS在创新实验教学当中的应用具有极为重要的意义，其能够实现学校当中的适应性个体不断的适应学校系统当中的动态调整，从而使自身能够更好在学校学习阶段获得优质的发展。基于以上方式，便可以使学生的教学质量得到全面提升，同时也能够使学校当中的学生个体在走出学校之后以其独有的适应性，更加符合社会的发展需要。

3.CAS理论在创新实验教学中的应用研究

在开展创新实验教学的阶段，要考率到其中的各个细小因素，并且对于其中的因素做出全面的考量，将在教学阶段每一个可能影响到教学效果的因素都罗列出来，随后对于各个因素做出系统性的分析与解读，随后制定相应的措施来规避其中可能产生的问题[2]。之后便可以开展创新实验教学，在教学开展的过程当中，要考虑到其中的个体，也就是学生能否适应其中的网络基本操作、是否具有接受新型信息以及新鲜事物的勇气等，只有充分掌握以上信息才能够在教学的阶段充分开展创新教学，并且使创新教学的工作能够更好的完成。在创新教育的阶段，教师首先要做的便是向学生讲解其中所出现的理论，随后告知学生在实践当中的注意事项，这样才能够使学生更好的完成学习。下面本文将以短视频的制作为例，来开展CAS理论在创新实验教学阶段的论述。

3.1课程准备阶段

在这个阶段，教师要充分做好理论讲解工作，使学生能够明确在短视频制作阶段所需要用到的理论知识，并且使学生能够充分了解到每个知识在实践当中的应用，随后便需要对于当前一些优秀的短视频制作案例向学生们介绍分享，并且在这个阶段还需要做出一些必要的说明，例如：该短视频在制作阶段用到了哪些知识点、该短视频所实现的效果等方面的内容。通过这样的方式能够使学生更快的进入到实验的状态当中[3]。之后教师便需要明确告知学生在本次实验当中的任务、要求以及重要性等，以便使学生能够对本次实验拥有一个系统性的认识，同时也能够充分了解创新实验的过程。然后教师便可以通过适当性的引导，令学生对于在短视频制作阶段所涉及到的软件进行学习与掌握，在熟练操作之后才能够开展相应的实践活动。最后便需要给班级内的学生分成小组，一般为2-3个小组为最佳，随后在每个小组当中选出一个组长，由组长负责整个小组的实践工作的展开。

3.2设计阶段

在设计的阶段，每个小组的同学都需要站出来发言，并且充分表达自己对于整个实践的看法，这样才能够保证在实践的阶段每个学生都充分参与到其中，从而保证每个同学都能够从实践当中学习到新的知识，并且有所收获，这种效果也就是在CAS理论当中所说的适应性改变，即个体在整个教学系统当中都可以根据环境的寻求做出一些适应性的改变，从而使自身能够更好的适应当前的环境。同时在设计阶段当中，也要让小组内的每一个成员都要阐述自己的想法，并且充分参与到实践当中[4]。随后在小组长的带领下确定在小组当中所需要用到的设计方案，在确定设计方案的阶段，要保证小组内的成员能够明确该设计方案的整个过程以及在实验当中都涉及到什么原理，这样才能够使每个小组成员都获得知识。

3.3实施阶段

这个过程当中，要保证学校的实验室能够时刻对学生开放，并且在这个过程当中每个小组的成员都能够自由的到实验室开展实验，同时在学生开展实践的阶段，若是需要教师的帮助，则可以提前与教师说明[5]。随后教师便可以对于学生进行适当性的引导，而并不是将最后的结果直接告诉学生，这样便能够使学生在学习与实践当中养成一个自主学习、自主实践的习惯，并且通过自身实践所获得的知识，往往要比教师讲述记忆效果要好上很多。在明确了短视频制作的原理之后，学生们便可以根据每个小组内不同的情况，自主的开展实践探究。在实践探究的过程当中，若是遇到了什么难题或者是一些操作上面的错误，便需要将其详细记录，以便后续开展统计与总结工作，从而在以后的实践当中尽量将以上问题都避免，这样才能够使学生全面的提升在实践当中的质量与效果，并且使整个实践过程更加优质的完成。

3.4交流阶段

在整个短视频制作完毕之后，还需要学生将作品拿出来互相交流、互相学习，了解其他小组在学习阶段所应用到的知识点，并且在遇到问题的阶段是通过什么方式来解决困难的[6]。在这个过程当中，需要教师在每个小组之间承担一个协调的作用，使小组之间彼此充分的交流，随后教师还要针对全体的同学提出相应的问题，使学生在完成作品之后能够陷入深深的思考，进而更加深入的了解到所学习的知识，达到学以致用、融会贯通的效果。针对于学生之间的交流来说，其本质上便是在CAS理论当中所提到的，每个具有适应性个体之间的互相交流，并且在交流的过程当中能够使个体在不断的适应中完成自我提升与自我蜕变。

综上所述，在开展创新实验教学的阶段，为了使学校教学的质量与效果能够全面的提升，需要在教學当中引入CAS理论，并且将该套理论付诸实行，使整体创新实验教学能够有条不紊的展开，与该套理论充分结合，从而展现出其在实际教学阶段的实效性。针对于CAS理论在实践当中的应用，本文从准备、设计、实践、交流等方面做出了系统性的分析阐述，并且明确了该理论在这个阶段的应用特征，进而使学校能够更加优质的完成创新实验教育。

基金项目：内蒙古自治区规划课题（课题批准号：2018MGH046）

参考文献：

[1]李锋刚，汪兵，张亚南.基于CAS理论的高校创客实验室特征分析与优化——以合肥工业大学为例[C]第十三届（2018）中国管理学年会

[2]赵艳辉.浅谈创新实验教学对学生素质能力的培养[J]才智，2017（05）：35

[3]陈敏，姚世明.挖掘与融合——基于CAS理论高职院校学生创新创业教育体系研究[J]价值工程，2018，v.37;No.505（29）：294-296

[4]徐莉.CAS理论：探索人类复杂教育系统问题的新工具[J]创新，v.13;No.79（01）：81-92

[5]韦书令.基于复杂适应性系统理论的开放教育网络课程研究[J]湖北广播电视大学学报，2017，37（4）：3-7

[6]陈敏，姚世明.挖掘与融合——基于CAS理论高职院校学生创新创业教育体系研究[J]价值工程，2018，v.37;No.505（29）：294-296