基于复杂系统理论的教学设计分析

雷硕

摘 要：复杂适应系统是以具有适应性的主体为核心的主体演化模型，复杂理论的核心思想在于“适应性造就复杂性”，随着新教育改革的施行，复杂理论为教学设计提供了新的思路，有效的教学需以有效的教学设计作为支撑。针对教学系统的复杂性，尝试在复杂适应系统视域中进行解读，并围绕复杂性教学设计提供了六个有效的维度，为教学设计的完善和发展提供参考。

关键词：复杂理论适应系统; 有效教学; 教学设计

中图分类号： G633.98

文献标志码： A

Abstract：The complex adaptive system takes the adaptive subject as the core to construct the subject evolution model. The core idea of the complex theory is that “adaptation creates complexity”. With the implementation of the new curriculum reform， the complex theory provides a new idea for teaching design. Effective teaching needs to be supported by effective instructional design. In view of the complexity of the teaching system， this paper attempts to interpret it with the perspective of complex adaptive systems， and provides six effective dimensions around the complexity teaching design. These may provide reference for the improvement and development of teaching design.

Key words：Complex theory adaptation system; Effective teaching; Instructional design

0 引言

复杂性科学思想为众多领域的研究范式带来了新的变革，其中较为著名的复杂性思想为复杂适应系统理论（由美国学者霍兰提出），使研究复杂系统的工作进入到全新领域，同时也将新的元素和活力注入到了教学系统研究工作中，如何利用复杂理论提高教学的有效性是目前研究的重点。

1 有效教学概述

1.1 含义

新课改的实施提高了对教学效果的关注程度，目前学术界对有效教学的含义和特征的概述不尽相同，在对考察西方有效教学进行系统研究的基础上（陈晓端等），将其定义解释归纳为目标取向、技能取向和成就取向，本文将有效教学定义为：组织实施的各项教学活动以学生的进步和发展为本（教师与学生各自具有适应性），需在遵循教学活动客观规律的基础上，以满足教育价值需求为目标，在“三维目标”（即知识与技能、过程与方法、价值观）上以最优的效益和效率整合、协调学生学习方法和学习过程，促进个体实现可持续的进步和发展，从而有效实现预期的教学目标。以教师的教为学生的学创造条件作为核心思想，但非主张两者是依附和被依附关系，在教学系统中教师与学生均作为主体，相互影响作用、共同进步[1]。

1.2 有效教学设计需求

学习与教学理论同教学实践之间需以教学设计作为连接纽带，作为课堂教学不可或缺的部分，教学设计对教学的有效性产生直接影响，随着新课程的深入实施，教学效果的不足逐渐显现出来，教学设计作为导致教学低效甚至无效的原因，逐渐受到教育工作者的重视，传统教学实践过程如图1所示。

缺少对有效教学设计理论的应用。 因此本文以教学的有效性为依据，尝试在复杂适应系统视域中研究复杂性教学设计的实现路径[1]。

2 复杂适应系统理论在复杂性教学系统中的应用

2.1 复杂适应系统理论的基本思想

以适应性造就复杂性的复杂适应系统（简称 CAS，由ohn H.Holland提出）的核心概念在于具有适应性的主体，霍兰在此基础上提出了研究适应和演化过程中需对部分概念重点关注，即个体的某种特性（包括聚集、非线性、流、多样性，将在适应和进化中发挥作用）以及个体同环境进行交流时的机制（包括标志、内部模型、积木）。（1） 聚集，在一定条件下聚集体（包含多个主体）的形成方式在于个体粘着，彼此接受的个体即可完成新个体的组建，并在系统中作为单独个体行动。（2） 非线性，个体及其属性在发生变化时表现为主动适应关系，系统处于复杂运动状态表现为交互影响（而非呈现出简单的线性关系）。（3） 流，物质流、能量流和信息流存在于系统中个体与环境间及个体间，主体和系统的演化进程的顺利进行受到这些流的渠道及周转速度的直接影响。（4） 多样性（CAS 的显著特点），个体在适应过程中由于受到环境或其他个体的相互影响会出现差异，个体类型的多样性正是由这些逐渐发展和扩大的差别导致的。（5） 标志，满足个体聚集和边界生成需求，个体的相互识别和选择需以各自的标志為依据，凸显子系统组织结构，为个体合作提供合理基础，实现信息的交流目的。（6） 内部模型，个体自适应过程中，会呈现自组织的动态，即会对外在的环境不断以自己的内部模型为依据作出预测与反应，在此基础上对自身的结构进行调整和改变。（7） 积木，各单元在系统产生广泛而紧密的联系形成复杂的具有多层次、多功能的网络结构，造成系统的复杂性，在发展中系统同环境相互作用，可通过自学习重组与完善其层次与功能结构，呈现动态发展趋势且具备预测能力。通常情况下复杂系统的形成过程表现为不断改变积木的组合方式（以相对简单的积木为依据）。不积木的数量和大小不是决定因素，原有积木的重新组合决定了系统的复杂性[2]。

2.2 复杂适应系统理论在教学系统中的应用

教学作为一个动态生成过程，需围绕人展开，作为整体中的平等组成部分，参与其中的包括如师生、教学内容、设施、班级文化等的诸多因素间不断的相互影响，有组织计划的开展教学进程并不能确保教学的顺利完成，教学活动在各因素间复杂交互作用下极易呈现出更加复杂的整体状态，因此需在教学前进行精心的设计，能够动态把握教学过程及内容，教学系统的复杂性在复杂适应系统视域中主要表现在：

（1） 教学的聚集，文化传承及对社会的适应离不开教育，教师和学生基于共同的教育教学目标聚集而成学校。聚集是个体以更高层次形式出现（而非简单的合并）即“教师”和“学生”的形式，发展于适应的环境中。

（2） 教学中的流，多指产生于特定教学场中的信息流，教学中各种相互作用的信息，如同电磁场等外界能量场效应，能够对课堂的各角落形成辐射作用，体现出“涌现”的特征，除目的性以外，同时具备随机性和偶然性，学生既是系统中的信息节点也是一个信息场，能够对知识进行自我建构。

（3） 教学的非线性，包括师生、教学内容、设施等元素在内的教学系统，由于各元素间相互关联、影响，存在复杂的非线性作用，为教学带来极大的不确定性，初始条件、参数和环境的变化会对教学活动和结果带来一定的随机性和模糊性，教学行为处于混沌与秩序的边缘。

（4） 教学中的多样性，以学生在性格、兴趣、能力、认知风格等方面的差异性为最显著的表现，由于教师设置的教学目标及内容等只对部分学生适合，同一教室并不能确保学生接受均等的教育机会，教师只同个别同学进行交流，教师能力及教学风格的差异等，导致学生间出现分化、分层的现象，使教学系统呈现复杂和多样化的趋势。 （5）教学中的标志，作为教学信息互动交流的基础，教学中的标志能够帮助学生从爱好和意愿出发完成选择过程，促使合作学习小组的自发形成。根据学生的个性特征，教师通过对学生进行引导帮助其形成学习小组（具备组间同质、组内异质特点），使学生的合作能力及竞争意识在具体的学习环境中（合作与竞争共存）得以培养和提高。

（6） 教学中的内部模型，以实现自我建构和提升为目的，多指学生受到学习动机的驱使，在学习过程中对周围环境根据自身学习风格、能力做出预测和反应，据此进行动态的自我调整和组织。

（7） 教学中的积木（即具备不同特定功能和用途的教学媒体的组合），先进和昂贵不是发挥教学媒体功效的唯一有效判断标准，教学媒体的组合方式是实现相应效果的关键，需考虑诸多因素（包括教学目标、学内容、方法、学生兴趣能力等）完成教学媒体的合理组合，使教学的最优效果得以发挥出来[3]。

3 围绕有效性的复杂性教学设计

3.1 整体协调的教学目标

和谐统一教学作为复杂的整体实践活动的一种，由多主体、多因素共同参与，教学目标的设计不能用简单、线性、还原的思维，教育实践面对的是由不同素质部分构成的整体发展（而非单独发展某个学生各方面能力），因此需先以学生发展为本的三个维度（即知识与技能、过程与方法及价值观）作为有效教学的目标，作为一个问题的三个方面，其所构成的有机整体完整协调且相互联系，具体关系如图2 所示。

教师的发展是有效教学目标的另一个体现方面，学生的发展在很大程度上取决于教学的质量，提高教学能力是有效教学的重要保证，教学系统中学生和教师的有效“聚集”是一种和谐统一的关系[3]。

3.2 提供师生发展自组织的教学环境

学校教育具有固定运行模式，以具有能动性、适应性、差异性的人为教育对象，有效的教学需以此种固定模式为依据，提供丰富校内学习资源，最大程度将自组织的教学环境提供给各因素间（包括教学对象、内容、媒体等）相互作用。教学需以学生学习动机的激发和维持作为前提，引导学生树立走向明确、有序的学习目标。在对初始条件和监控机制进行设计时需符合学生个体认知情况，在此基础上提供适当及时的反馈，教学环境的设计需有利于教学对象间的情感交互，使教學系统中每个学生均能被吸纳，具备归属感和安全感，找到学习的动力。提高教学环境的开放性和有效性，在促进学生社会化发展方面需注重社会外界系统资源的有效获取[4]。

3.3 教学内容的有效性设计

在教学活动的特定环节中，教学内容的预设作为教学的基本要求，是动态、弹性的精心设计以促进学生的发展，为各种可能的生成提供支撑，向学生提供有价值的知识和内容。基于预先设置的弹性教学生成教学内容，教学内容的共同生成需师生以探究、思辨的方式实现，教师需有效引导学生意外“涌现”情况（包括突然提问、教学突发事件等），并将其作为教学资源实现同相关教学内容的整合生成过程，实现教学内容的动态生成，充分发挥该过程的探究性，对其进行充分利用以帮助学习动机的激发，教学内容预设是生成的前提，以促进学生的有效学习为核心目标，培养学生的探究和创造能力。

3.4 教学策略及教学活动的设计

在复杂性视域中，策略包含程序，作为教学策略的积木，需对包括教学媒体、方法的选择及课堂提问等在内的教学策略进行设计，有效的教学策略在合理选择与组合教学程序的过程中形成，在对一系列教学程序进行精心预设的基础上，对教学信息进行搜集，并有效结合过程中的各种“涌现”情况，将教学策略用合适的教学子程序组合而成，从而使教学目标得以顺利实现。

教学活动的组织过程较为复杂，教师需对教学活动的动态平衡进行充分掌握，设置相关环节和疑难问题提升学生参与和建构的积极性，确保教学目标的顺利实现。

3.5 教学评价的设计

为建立由微观到宏观的联系，霍兰在CAS中提出了回声模型，为系统宏观模型的建立提供依据，主要由进攻标志（主体间的联系和接触）、防御标志（联系后决定应答与否）、资源库构成。该模型为教学设计提供的启示在于：评价应该是赏识性的，学生具有主动性和适应性，不能简单的评价是否合格，而需尊重学生的差异性，对不同个体给予由针对性的赞扬、鼓励，给出的评价需合理且能被接受，从而使学生“降低防御”，通过主动的自我调整及反思，得到进一步发展。评价应该具有发展性，不简单的以某次阶段性评价为依据而否定学生。通过合理的评价帮助学生更好的适应环境。评价需能够使个体顺利的融入到系统中，对学生在整个班级中的影响进行充分考虑，使学生在班级中获得安全感和归属感[4]。

4 总结

复杂适应系统以具有适应性的主体为核心作为主体演化模型，随着新课改的施行，复杂理论为教学设计提供了新的思路，有效的教学需以有效的教学设计作为支撑。霍兰的复杂适应系统理论揭示了系统复杂性的根源，从适应性主体的进化角度出发，为教学设计及教学系统的演化提供了指导，本文针对教学系统的复杂性，尝试在复杂适应系统视域中进行解读，并围绕复杂性教学设计提供了六个有效的维度，为教育事业的完善和发展提供参考。

参考文献

[1]

吴舸，杨莉.复杂理论视阈下大学英语教学改革阻力研究[J].考试与评价（大学英语教研版），2016（4）：79-83.

[2] 孙世娟.复杂理论视阈下高职院校教育教学的适应性发展研究[J].无锡职业技术学院学报，2017（3）：1-3.

[3] 马佳.知识建构视角下高校翻转课堂的教学设计与实施[J].中国成人教育，2018（20）：98-99.

[4] 张璐.多元智能理论指导下的高职英语阅读教学活动设计研究[J].湖北函授大学学报，2018（20）：172-174.

（收稿日期： 2018.12.19）