秦麗娜

(陜西師范大學 教育學院，陜西 西安 710000)

1 復雜性科學概述

1.1 “復雜性”的解釋

1.1.1 詞源意涵的復雜性

復雜的詞源來源于拉丁文complexus， com是組合，plexus是網(wǎng)狀組織錯綜的復雜組合，意思就是編辮子、纏繞把許多東西結(jié)合到一塊。“復雜性”對應于complexity，《牛津高階英漢雙解詞典》將其解釋為：“聯(lián)系緊密的部分構(gòu)成的，使人難以理解或難以解釋；錯綜復雜的狀態(tài)，復雜的事物。”《辭?！穭t將復雜解釋為事物或系統(tǒng)的多因素、變異性以及互相作用的整體行為和演變?！墩f文解字》其意為“復，行故道也。雜，五彩相會”。泛指種類繁多，頭緒繁雜。復雜性就是指復雜的性質(zhì)或狀態(tài)。

1.1.2 科學意蘊中的復雜性

目前，仍沒有公認的科學意蘊中復雜性的統(tǒng)一解釋。普利高津指出：復雜性就是事物的自組織過程?！白越M織”是能與環(huán)境交換物質(zhì)或能量，從而使系統(tǒng)從無序狀態(tài)轉(zhuǎn)化為有序狀態(tài)，進而具備生物系統(tǒng)的屬性。錢學森則認為，復雜性是系統(tǒng)的本質(zhì)屬性

1.1.3 哲學意義下的復雜性

哲學意義下的復雜性可從本體論、認識論、辯證論和價值論等層面進行解釋。雷舍爾把本體論復雜性分為三個方面:組分復雜性，結(jié)構(gòu)復雜性和功能復雜性。顏澤賢等人從哲學層面入手，認為復雜性是客觀事物跨越層面，不能被傳統(tǒng)科學理論直接還原。

以上觀之，不同角度下的復雜性存在不同的理解。尼古拉斯﹒雷舍爾認為：“沒有一個統(tǒng)一的復雜性標準可以比較不同層次和機制的復雜性”。因此沒有大家認可的共識定義，復雜性的定義差別很大，是現(xiàn)代科學面對的最復雜的概念之一。然而，在當前并非追求統(tǒng)一的復雜性定義。只需每個領(lǐng)域有一個大體一致的定義，對復雜性在各自領(lǐng)域中的本質(zhì)特征進行把握，進而指導其他領(lǐng)域的復雜性探究。

1.2 復雜性科學的特征

與經(jīng)典科學相比較,復雜性科學具有獨特的表征。如表1所示，從表中可以分析出復雜性科學的特征,大體上概括為復雜性科學的非線性、過程性、關(guān)系性、整體性等特征。并且運用一些特殊的詞匯來具體說明，如自組織、混沌、非平衡態(tài)、開放系統(tǒng)、涌現(xiàn)、蝴蝶效應、分形、不確定性等。

表1 復雜性科學和經(jīng)典科學的世界圖景

2 在線學習的復雜性

在線學習是一種網(wǎng)絡學習環(huán)境，由多媒體網(wǎng)絡學習資源、在線學習社區(qū)和網(wǎng)絡技術(shù)平臺組成，是學習者在規(guī)定的時間內(nèi)圍繞某一知識內(nèi)容進行的網(wǎng)絡化學習。在線學習并非是傳統(tǒng)科學世界中簡單的存在發(fā)展。它的構(gòu)成因素，構(gòu)成系統(tǒng)間的相互運動，都是在復雜的狀態(tài)中發(fā)展的。

2.1 在線學習作為復雜系統(tǒng)的充分性

(1)在線學習系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)。與面對面的局限在特定教室中的課堂學習不同,在線學習是在師生時空分離的情況下學習者借助在線網(wǎng)絡資源的學習。完整的在線學習系統(tǒng)通常由三個主要因素組成：主體，客體和組織。其又包含多個子系統(tǒng)，各要素之間相互作用聯(lián)系。

表2

(2)在線學習是開放的系統(tǒng)。開放性是在線學習與生俱來的特性，在線學習系統(tǒng)以及內(nèi)部各子系統(tǒng)皆表現(xiàn)為開放的狀態(tài)。在線學習具有五個方面的開放特征。一是在線學習系統(tǒng)各子系統(tǒng)的信息，能量都需要與外界保持及時的聯(lián)系，溝通才能達到趨于專業(yè)，互利的發(fā)展狀態(tài)。二是學習者的開放性，在線學習的學習者與年齡無關(guān)。地域遠近，已有學業(yè)成就的高低，職業(yè)專業(yè)的異同皆可參與在線學習。三是課程學習中的時間和空間自由，擺脫傳統(tǒng)物理教室的時空限制。四是課程學習中學習者“被權(quán)威”弱化，學習者利用社交媒體與同伴和教學者自由地展開互動與交流，在負責媒體語境下建構(gòu)知識體系，達到一定的學術(shù)和言論自由。五是，在線學習資源是共享的，對全球的學習者免費開放，學習者能夠無障礙地訪問課程資源，自由獲取信息和知識。

(3)在線學習是動態(tài)聯(lián)系的系統(tǒng)。在線學習是開放的多層次、多功能結(jié)構(gòu)的巨系統(tǒng)，在線系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)以及各子系統(tǒng)之間都須保持動態(tài)的物質(zhì)流，信息流及其聯(lián)系。如此，在線學習系統(tǒng)才可正常運轉(zhuǎn)。于此同時，巨系統(tǒng)內(nèi)部的耦合與互動還不足以促進在線學習的發(fā)展，其依然需要與巨系統(tǒng)之外的其他外在系統(tǒng)有著必不可收少的雙向的動態(tài)的溝通。以及各子系統(tǒng)與外在于巨系統(tǒng)的其他也依然需要互通有無，相互聯(lián)系。如與科技、經(jīng)濟、文化等相互影響，相互作用。

2.2 在線學習作為復雜系統(tǒng)的必要性

2.2.1 在線學習系統(tǒng)的非線性表征

非線性是指兩個變量不成比例關(guān)系，在直角坐標系中呈曲線，曲面或不確定的變化。非線性關(guān)系變化無窮，相互作用使整體不再簡單地等于部分之和,它也不同于線性疊加的增益或損失。在線學習系統(tǒng)是由多要素，多層次共同組成的巨系統(tǒng)。一個變量的微小變化就會對其他變量乃至整個系統(tǒng)產(chǎn)生不成比例的，甚至是極其巨大的影響。如在線學習某一具體課程的課程目標做了重新修正，那么對于指導者(教師)的教學，教課課件，考試測評，通告通知等子系統(tǒng)必然要做出相應的改變與調(diào)整。如若網(wǎng)絡系統(tǒng)突然出現(xiàn)了混亂，則整個在線學習系統(tǒng)內(nèi)部就會出現(xiàn)混亂或停滯的狀態(tài)。此時，整個在線學習系統(tǒng)內(nèi)部運動過程中的無效能量增加，并且有效能量減少，導致其逐漸走向無序效能。

2.2.2 在線學習系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象

混沌的世界圖景是：“這是一個有序與無序統(tǒng)一的世界，一個完全性與不完全性統(tǒng)一的世界，一個自相似與非相似統(tǒng)一的世界，一個遵循辯證法則的世界”?；煦缋碚撚袃蓚€關(guān)鍵性的概念:蝴蝶效應和分形。氣象學家洛倫茲提出，蝴蝶效應是指一個初始狀態(tài)中非常微小的變化在長期的演變中會造成及其不同的后果，使得結(jié)果具有不確定和不可預測性。在線學習系統(tǒng)中具有顯著的蝴蝶效應。學習者在在線學習的過程中受到某些極微小的啟示都會產(chǎn)生巨大的教育效果。例如，在線學習中，指導者(教師)在具體教學過程中為豐富學生知識的廣度和深度，插入其他課程中涵蓋的內(nèi)容，這不僅會擴展其知識更會激起學生對相關(guān)課程書籍的學習與閱讀，更能促進學生的學業(yè)發(fā)展與成長。分形理論作為混沌理論的一個組成部分,反映了混沌系統(tǒng)內(nèi)部的有序性和自相似性。系統(tǒng)具有跨度的相似性和重復性,即一個模式內(nèi)部還有一個模式。在線學習中具有豐富的分形現(xiàn)象。在線學習本身是教育的分形，在線學習的功能、結(jié)構(gòu)、目的、理念與教育本身便有同源同根之重復與相似性。

2.2.3 在線學習系統(tǒng)的自組織性

自組織是復雜系統(tǒng)的基本特征之一。德國理論物理學家H.Haken認為，自組織不存在外部指令，是系統(tǒng)按照相互默契的某種規(guī)則，各盡其責協(xié)調(diào)，自動地形成有序結(jié)構(gòu)。復雜系統(tǒng)通過自組織作用，經(jīng)過不同的階段和不同的過程，向更高級的有序化發(fā)展。系統(tǒng)的演化過程就是系統(tǒng)自組織的過程。在線學習的過程就是在線學習發(fā)展演化的過程，是系統(tǒng)的自組織過程。在指導者(教師)的引導下學生對于知識、技能和方法等的學習過程就是各因素之間進行相互協(xié)同和競爭，使學生的認知與學習從無序變?yōu)橛行颉Ｔ诰€學習不僅是一個知識傳遞的過程，也是學生自我建構(gòu)的過程，即學生認知結(jié)構(gòu)的自組織過程。學習者在學習知識、技能、信息的過程中與原有闡釋系統(tǒng)相互作用，使原有的闡釋系統(tǒng)逐漸離開平衡態(tài)，進入非平衡態(tài)。由于在線學習系統(tǒng)是開放的，不斷輸入新的信息，在線學習系統(tǒng)又從有序轉(zhuǎn)入無序，從平衡態(tài)變?yōu)檫h離平衡態(tài)。各種子系統(tǒng)再次進行競爭和協(xié)作，直至形成更新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。顯然，在線學習系統(tǒng)的運行過程來自系統(tǒng)各個要素的自組織演化。

3 總結(jié)

Stephen Hawking稱21世紀是復雜性科學的世紀。復雜性科學的興起為研究在線學習開辟了新的視角。在線學習系統(tǒng)的構(gòu)成要素，各要素間的相互耦合，及整個系統(tǒng)內(nèi)部的運動發(fā)展與外部的信息間流動，都體現(xiàn)出復雜的狀態(tài)。復雜性作為系統(tǒng)性質(zhì)的特征，是系統(tǒng)層面在線研究的必然對象。深化在線學習復雜性研究，完善在線學習復雜性的理念，推進在線學習復雜性的實踐，有助于在更完全的意義上發(fā)揮在線學習的系統(tǒng)作用。