教育技术学领域中非线性研究方法应用启示探微
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摘 要：当代非线性科学的兴起不仅提供了一幅自组织演化的世界图景，而且提供了一种观察自然和社会的新角度。教育技术学作为一门交叉学科包含许多非线性关系。研究将非线性科学中的非线性研究方法引入教育技术学应用领域，以期通过非线性研究，促使教育技术工作者转变常规思维方式，非线性审视学科应用，使研究更贴近真实的教育生活世界。
关键词：线性；非线性；研究方法；教育技术学
0 引言
非线性科学是20世纪60年代以来，在各门以非线性为特征的分支学科的基础上逐步发展起来的综合性学科，被誉为20世纪自然科学的“第三次革命”。非线性科学作为科学的一个新分支，如同量子力学和相对论一样，将我们引向全新的思考方向。非线性科学几乎涉及了自然科学和社会科学的各个领域，并正在改变人们对现实世界的看法。由非线性科学引起了对确定论和随机论、有序与无序、偶然性与必然性等范畴和概念的重新认识，形成了一种新的自然观，深刻地影响人类的思维方法 。
线性和非线性都是人们认识事物的方式，非线性是相对于线性而言的，是对客观事物层次之间认识的一种跨越，是客观事物跨越层次不能用线性还原论来理解的相互关系。非线性思维方式是相对于线性思维方式而言的，它强调系统的不可还原性、不稳定性、自组织性以及演化过程的多样性。
教育技术学领域的研究涉及教育、学习科学、技术应用等多方面和多个学科，教育技术学的理论研究者必须承认其系统的复杂性，转变思维方式，研究教育及教育技术学的复杂性问题，才能给教育技术的实践活动以正确的指导。
1 线性与非线性的区别与关系
1.1 线性与非线性的区别
线性与非线性原是一对数学概念。线性是指两个量之间所存在的正比关系，在直角坐标系上呈直线；而非线性是指两个量不成正比关系，在直角坐标系中呈曲线。
线性是量与量之间存在比例关系，两个变量在直角坐标中划出是一条直线，满足叠加原理。对系统的整体性质而言，子系统将互不相干地作出独立的贡献。有一定的起始条件可以肯定地得到预期的结果。所有的部分相加正好等于整体。
非线性是复杂系统演化的外在特征，是与线性相对而言的。非线性状态不满足均匀性和叠加原理，对于不同的起始条件体系可有完全不同类型的运动或完全不同的运动结局。有一定的起始条件不能肯定地得到预期的效果。
线性与非线性现象的区别一般还有以下特征：①在运动形式上，线性现象一般表现为时空中的平滑运动，并可用性能良好的函数关系表示，而非线性现象则表现为从规则运动向不规则运动的转化和跃变；②线性系统对外界影响的响应平缓、光滑，而非线性系统中参数有极微小的变动，在一些关节点上，可以引起系统运动形式的定性改变。
1.2 线性与非线性的联系
在自然界和人类社会中存在大量的非线性相互作用，线性作用只不过是非线性作用在一定条件下的近似表现。线性关系与非线性关系是相辅相成的两个方面，表现为一般和特殊的关系。定性地说，线性关系只有一种，而非线性关系则千变万化，不易驾驭。线性是简单的比例关系，各部分的贡献是相互独立的；而非线性是对这种简单关系的偏离，各部分之间彼此影响，发生耦合作用。严格地讲，没有绝对的线性。
2 线性观与非线性观对问题的不同处理方法
2.1 线性观对问题的处理方法
线性观在对大自然中的许多现象进行探索时，是在封闭的线性现象的圈子里进行的。线性思维处理问题时往往将各部分的非线性相互作用简单化，总是力求在忽略非线性因素的前提下建立线性模型；至少是力求对非线性模型作线性化处理，用线性模型近似或局部地代替非线性原型，主观认为事物满足叠加性和可还原性，关注结构与功能的单向联系，将事物的组成要素视为静态的组成部分。线性观处理问题总是将系统分解为各个独立的成分加以研究，研究的单位是要素（因素、元素），研究的重点是寻找两个或多个因素之间静止的、相对稳定且普遍的“联系”，即线性的因果关系分析。研究思路是在假定的因素与可以检测出来的结果之间找到某种程度或概率的联系，如果找到的联系确实是普遍的联系，就被认作是规律，然后据此建立一些法则并推广。
2.2 非线性观对问题的处理方法
在非线性的世界中要以一种非线性的思维视角观察世界。首先，尽量从不同角度、不同层次、不同途径将问题提出来，而不满足于一因一果的简单解释。其次，排除对复杂系统的演化进行长期预期的幻想，坚持一种有限的预期观。最后，我们置身于一种以高度组织、结构复杂且信息网络连接为特征的社会、经济、文化等中，它们活动往往具有不确定性，事物运动发展的不确定性大大增加，因而当我们作出决定或付诸实施的时候，必须摆脱对稳定问题求解策略的依赖，而对事物的运动、变化及其发展的多种可能性保持敏感。运用非线性观处理问题时，要将各组成成分放在系统中加以分析，分析单位是多因素、多层面、多维度的相互作用所构成的“系统”，而不再是单个因素或因素之间的线性关系。研究重点是直面世界或事物本来具有的多样性、复杂性以及丰富性，关注事物发展变化过程中那些非预期的、偶然的、随机因素的存在与影响。研究思路不是寻找所谓关键因素或者因素之间的基本普遍联系，而是关注系统自身的复杂性和处于具体环境中并在时间维度上不断变化着的系统。
2.3 两者的关系
通过以上分析我们可以看出，线性观处理问题的方式是静态的，满足叠加性和还原性，它把自然现象还原为机械运动，进而分解为基本的零部件来认识其构成和功能，丧失了原有的部分关系和属性，因而这种思维方式是局限的。但是，我们不能否认线性思维方式所进行的细微分析的重要性，因为这种研究不仅可以增强解释和预言力量，而且其理论的逻辑简明，具有较强的解释和预言力，它是认识世界的基本途径和手段。但这种静态的逻辑思维，只有与动态的、系统整体观结合起来，才具有认识的价值，且这种静态的逻辑分析，本身就是为进行动态的非线性考察服务的。因此，两种描述和两种分析应当是并存、互补的。
3 非线性研究方法在教育技术学中的应用前景
3.1 教育技术学中存在的非线性现象
教育技术学作为一交叉学科，在它诞生之时就具有复杂系统的诸多特征。教育技术的出发点在于综合运用多学科的知识和方法，把自然科学、技术科学和人文社会科学知识结合成一个创造性的综合体，以求实现教育效果的最优化。而组成教育技术学系统的自然科学、技术科学和人文社会科学知识无一不是复杂系统的，都在一定程度上体现出非线性的特征，且学习主体――人的思维具有非线性。正是教育技术学内部构成诸要素之间显现的各种非线性关系，决定了教育技术学系统是一个非线性反馈系统，使其在某些阶段具有明显的混沌特征，体现出复杂系统的不确定性、非线性、协同性、非平衡性等。鉴于此，笔者认为教育技术学的非线性问题体现在以下3个方面：
（1）构成教育技术学基础之一的物质形态技术的多样性和可变性。如教学媒体，从印刷媒体到视听媒体再到多媒体，因为媒体都是由人来创造的，而教师与学生具有的能动性，以及对教育内容的不同理解，使得这些因素整合到教育中具有一定的自由度，从而呈现出多样性与可变性。再者，即使在一定时空范围内存在着最优的教育媒体，但由于参与者有着不同层次的的角色，有不同的思想、个性特征，且具体的教育场景中会出现具有多样性、多变性的教育因素。
（2）教育技术学结构与功能、系统与部分之间的非线性相互作用。从空间维度看，教育技术学这个人为系统比自然系统更为复杂。一方面，教育技术学的功能指向是根据人的需要而预设的，并在活动过程中予以评价、改进。因此，就教育技术学的结构与功能关系来说，它不是单向的因果关系，而是动态双向影响的因果反馈环。另一方面，教育技术学整体功能的发挥是在各部分之间相互作用中形成的，而这种相互作用也产生相互制约，导致部分的某些性质被突出，某些性质被屏蔽。这说明，从教育技术学内部来看，教育技术学整体功能与其组成部分之间也存在以动态双向影响为基础的因果反馈环节。在上述两个因果关系反馈环中，更多的是非线性联系，而不是可以准确考察和预见的线性联系。
（3）从时间维度看，教育技术学发展过程也具有非线性特征。教育技术学的发展过程是一个动态演进的过程，具有多种可能性存在。这种发展的过程具有着由各种内外因素带来的无法事先精确预计的随机性和偶然性。教育技术学的推进就是在多种可能性中作出选择，使新的状态不断生成，并影响下一步的发展过程。
3.2 非线性研究在教育技术学中的应用现状
（1）从认识论来看，以往教育技术学的研究传承了牛顿经典力学的机械论、还原论、确定论等思想，很自然地认为教学系统是一个线性的、封闭的、静止的、稳定的、可确定的、可预测的系统。初始条件的变化引起均匀、线性的变化，通过将整体分解为可以独立的各个部分进行分析，然后再将其简单叠加，以此来理解真实的教学情景。这种机械的认识观对设计、开发教学系统中所涉及的众多复杂因素及认识其相互依存、相互作用的关系显得无能为力，缺乏灵活性，很难适应教育系统中诸多变量的动态变化。
（2）从理论研究来看，尽管在非线性思想的介绍和运用方面我国已经取得了一些成果，但在教育技术学中的运用还太少，研究人员少，还未形成规模。再者，对教育技术领域的复杂性探讨过少，且不深刻。
（3）从研究实践来看，在我国教育技术界线性思维方式仍然居主流地位，简单化、抽象思维倾向仍然十分普遍和突出。主要表现为：①过于抽象化，忽视教育现实的复杂性，出现两张皮现象，理论与实践脱节；②过于线性化，在教育技术学研究中，A决定B的研究模式比比皆是，过多关注技术倾向，忽视真正的学习过程和学习者思维的非线性，如果我们继续沿着这条道路走下去，也许还能不断提出修正、补充或加深观点。然而，不可能真正对教育复杂性的整体关系形成突破性认识；③追求“确定性”，总想寻找一个一劳永逸的方式来解决所有的教育问题，如教育自动化的设想；④非自组织性，在研究中倾向于技术因素在教育中的应用，而这些技术因素又是在理想的状态下与教育进行整合的，与现实的教学过程相互分离，没有在相互作用中产生的“涌现”。
针对以上存在的问题，笔者认为应该反思当前教育技术学的研究方法，转变思维方式，从开放的非线性的视角重新考虑教育技术学的研究方法。
3.3 应用前景分析
研究教育技术学是进行教育技术实践的基石，对教育技术实践活动具有方向性的指导作用。但必须明白，只有本身完善、科学的教育技术学才有可能给予教育技术实践活动以正确的指导。因此，教育技术学研究必须与非线性相结合，这是由教育技术学本身的复杂性所决定的。教育技术学的复杂性，归根结底是人的复杂性所致。正是基于对教育技术学系统复杂性的认识，笔者提出将非线性科学的原理和方法引入到教育技术学系统的研究中，从非线性角度来理解教育系统及其复杂性，转变学习观念，重新设计与复杂性相适应的学习系统，为学生提供从复杂系统中涌现出的新的思维方法，帮助他们提高学习效果，最终达到增强教育技术学系统效能的目的。但令教育技术学研究工作者倍感尴尬的是：在教育技术实践工作中人们也许能够考虑到人的复杂性，但在教育技术学的研究中人们往往会忽视人的复杂性而与实践脱节。多年来，教育及教育技术学的研究总是采用严密控制的教育实验模式进行，教育技术学的研究者也往往煞费苦心地去寻找“自变量”、“因变量”。将复杂的非线性的教育现象简化为自己可以控制的、可以精确量化的线性联系，从而设计出“完美”的教育模式。如此的教育技术学研究与实践脱节不能指导教育及教育技术实践。而非线性教育技术学研究是以非线性为指导思想，运用非线性的方法去研究教育，这正好适应了教育及教育技术学本身的复杂性。如此，教育技术学研究才称得上是真正的研究，教育技术学研究工作才可以说是一项有意义的工作。因此预想，非线性教育技术研究必将会有广阔的发展前景。
4 结束语
事物的发展总是一个由低级到高级、由简单到复杂的过程，教育技术学也不例外。我们可能永远也考虑不完教育技术学的演进对教育效果造成影响的细微差别，我们可能会遇到与当前教育技术学研究相比更大的困难。但只有面对教育技术学研究所涉及的各种非线性现象，将它们结合成一个创造性的综合体，才能收到较为理想的效果。这种非线性的普适性是教育技术学科取得实质性进展的重要基础。
当然，讨论非线性思维研究方法，不是在实证方法、质性方法和系统方法之外增加一类具体的方法，也不主张生硬地将复杂思维的某些术语、技术与教育技术研究直接挂钩，而是倡导一种深层次的、思维方式意义上的变革或更新。参考文献：
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