科學教育研究精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇科學教育研究范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

目前，廣大農村地區按照要求雖然普遍開設小學科學課程，但仍存在這較多問題，主要表現在：（1）教育理念相對落后受應試教育思想的影響，農村小學科學往往被視為“副科”，普遍存在科學課被擠占現象。任課教師多為兼職，缺乏專業背景和教學方。雖然科學課程的開設在一定程度上起到科學知識傳播的作用，但很難激發學生對科學探究的興趣，不能很好的挖掘學生的創新和創造潛能。（2）教學環境有待進一步提高小學科學作為探究、驗證性的課程，其教學過程需要依托于科學實驗作為支撐，各地教育局雖然下撥了實驗器材，能滿足最基本的科學教學要求。但是，農村小學中缺少專職實驗室管理教師，實驗器材不能得到充分利用和及時維護，導致農村小學科學教學欠缺對學生的觀察能力、動手能力和創新能力的培養。（3）地區優勢有待進一步發掘受辦學條件、地理和文化因素的限制，短時間全面提升農村小學科學教學環境確實存在困難。同時，農村小學科學教學也擁有著親近自然、擁有豐富的動植物資源等地區和資源優勢，由于缺少專業教師資源和針對性的農村小學科學教學研究，目前農村小學科學的教學活動大部分還做不到充分發揮地方資源優勢和提升科學教學實效。

2.提升農村小學科學教學實效的對策

（1）加大專職科學教師培養，增強師資力量科學教師肩負著培養學生科學素養的重任，針對現狀應采取措施增強小學科學教育師資力量。首先，應加強專職教師的專業和實驗培訓，提高農村科學教師隊伍的綜合素質；其次，應引導更多科學與技術專業畢業生到農村去任教，充實農村教師的新生力量；再有，應有計劃地組織農村老師和縣城骨干教師交流學習，促進農村教師教學技能的提高。高素質的師資力量的培養，能夠為科學素養的培養提供強力基礎。（2）加大農村小學財政投入，改善教學環境實驗室建設是開展小學科學教學的基礎性條件，教育管理部分應以提供專項資金的形式引導農村小學實驗的建設和更新維護，加強標準實驗室的建設，為科學教學提供良好的教學環境。通過實驗教學培養學生觀察、分析自然界事物的初步能力和進行科學實驗的初步技能，提高其動手能力和創新能力，促進學生的科學探究技能以及情感態度與價值觀。（3）加大優質精品課程建設，實現資源共享信息技術的發展為實現優質教學資源的共享提供了可能。首先，將優質課錄制成視頻或者網絡遠程教學，使偏遠地區學生也能接受優秀老師授課；其次，教學課件、案例等資源共享，能夠幫助農村科學老師更好的準備教學活動，提高教學質量；再有，應組織農村小學集體備課和網絡教研，多渠道共同開發教學資。小學科學精品課建設能夠使農村學生享受到更好的教學資料，加強其對科學知識進行理解，促進其科學素養的提高。（4）充分發揮地區資源優勢，提高教學實效農村小學處在一個較為廣闊的自然空間，科學教學應充分利用鄉土教材，學校周圍的蔬菜大棚、養殖場、花卉種植園等就是一個天然的科學課程實踐基地，在天然課程課堂中引導學生親近自然、探究自然可以提高農村學生的科學探究精神。同時，科學教學應充分發揮地區資源優勢，積極安排家庭小實驗、組織學生開展各種形式的實驗競賽和體驗活動等，激發學生的學習和探究興趣。

3.小結

篇(2)

關鍵詞：科學教育；生命教育；研究策略

中圖分類號：G610文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2017）09-0238-01

本文就是對生命科學的特點進行探索，從而在生命科學教育活動中進行相應的設計，讓幼兒在感受人與自然和諧關系的同時，促使兒童熱愛自然的情感。同時讓兒童意識到探究生命科學奧秘的科學方法，從而培養起熱愛科學，相信科學的態度。

1.生命科學教育的具體內涵

生命科學教育的目標就是要讓公民有著良好的科學素養。這里所說的科學素養，指的是對事物進行仔細的觀察、分析，從中發現事物存在的各種問題，能夠較好地參與到公眾活動中，具備解決這些問題所需的能力。通過具體的教學活動，對幼兒進行生命教育知識的傳授，從而讓幼兒對生命進行了解，進而發現生命，親近大自然。在教學過程中，讓幼兒對大自然中生命生存與發展的艱辛，最終體會到生命的珍貴。在教學過程中開展多種形式的，富有生命特色的模擬活動，從而激發幼兒產生愉快的情緒體驗。同時，讓幼兒積極參與到相應的探究活動中。比如，可以在幼兒園教室或者在校園內開辟出"自然角"，進行植物的種植或者動物的飼養，從而讓幼兒對生命的誕生、成長衰老以及死亡等過程。并且在日常生活中，教師要對幼兒進行積極引導，從而培養起對對生命的熱愛。比如，不要踐踏花草，不摘花朵花枝，不要欺負小動物，不要隨意浪費作為實驗的植物標本等等。通過這些方式，可以讓幼兒產生對生命的珍惜。另外，學校在活動室內還定期開展圖文并茂的生命知識宣傳，全面加強幼兒的生命教育。

2.培養幼兒生命科學教育能力的相應策略

2.1引導幼兒借助眼睛進行生命科學性觀察。對幼兒來說，眼睛是比較敏銳的，有著良好的觀察天才。幼兒都是借助眼睛去觀察，從而去認識大自然。教師要對孩子的觀察興趣進行充分的引導，讓幼兒對大自然進行系統的觀察，最終達到生命教育的目的。比如，可以將幼兒帶到大自然中去，引導兒童進行充分的觀察。當幼兒看到大自然的事物的時候，比如看到蝸牛的時候，會對這種事物進行仔細的觀察。教師可以引導學生觀看蝸牛的五官，再觀察蝸牛的爬行，繼續觀察尋找蝸牛的食物等等。教師還可以讓學生帶一些蝸牛回家，觀察蝸牛在木棒、紙片等等這些不同地方的爬行狀況。讓幼兒觀察這些細小動物的生存狀態，從而培養起對生命的珍愛。教師引導幼兒對大自然中的動植物進行觀察，從而了解這些動植物在自然界中的生存狀態。培養幼兒關愛生命，親近大自然的興趣。

2.2讓幼兒動腦進行生命科學性思考。幼兒有著非常豐富的想象力，總是想象一些稀奇古怪的問題。比如："人為什么要天天吃東西？""魚兒為什么離開水就無法生存？""小雞為什么總是在進食的時候會選擇一些細小的石子？"這些在成人看來都是一些稀奇古怪的問題，顯得幼稚可笑。但是，對幼兒來說，這些都是自己無法解決的問題，迫切想知曉答案的問題。因為這些問題中包含著幼兒對生命的理解。比如，人想要較好地生存下去，就應該要有健康的身體，這樣就必須要天天吃東西，才能保證人們活動所需的養分。對于幼兒詢問的這些問題，教師不能立馬向幼兒講解答案，要讓幼兒動腦去思考，自主尋找科學的答案。當幼兒心中有了一些問題的時候，要鼓勵幼兒動用自己的腦袋，借助書本等相關資料，進行積極探索。在尋找答案的過程中，可以讓幼兒產生強烈的求知欲望和探索熱情。

2.3引導幼兒通過動手進行生命科學性探究。幼兒的天性就是玩耍。所以，在對幼兒進行科學教育的時候，要充分將"玩"同幼兒的學習結合起來。在幼兒進行的實際活動中，讓幼兒充分體驗科學探究。從而將幼兒探究與解決問題的能力得到發展。隨著新課程改革的不斷深入，教師在教學過程中不能占據教學舞臺，而是要作為幼兒學習的支持者和引導者。教師通過相應的教學策略，對學生探究動手操作進行支持，教師要積極引導，將多種教育提供給幼兒，讓幼兒依據相應的教學內容進行操作。在平時的教學過程中，教師要設計出各種操作活動，讓孩子在不斷實踐探索過程中對問題進行解決。比如，教師在引導孩子對筆進行認識的過程中，教師可以先給學生一些筆的零散部件，讓孩子根據圖紙進行裝配。通過孩子動手操作，可以讓孩子感知到筆的組成情況，通過操作來知道和了解筆這種物質。同樣，在其他的動手操作活動中，也可以通過這樣的方式進行，多提供給孩子更多的操作機會，從而有效提高孩子的動手操作能力。

3.教師應注重培養幼兒生命科學教育學習能力

幼兒的科學教育主要是以幼兒園為中心展開的，教師在活動過程中要對幼兒進行積極引導，激發幼兒在活動中的探索精神。教師要對幼兒提出的問題進行多方面的引導，讓幼兒彼此間進行交流。通過這些特定的活動，培養幼兒的科學素養，從而培養幼兒對生命的關注。

幼兒天生有著好奇心和探究欲望。幼兒內在生命本質的展現就是好奇心，幼兒就是借助好奇心對未知科學知識進行探索。幼兒在進行科學探索和學習的時候，就是內在的好奇心和興趣。若想要有效培養幼兒熱愛科學的興趣，從而達到熱愛生命的教育。教師要開展多種形式的科學活動，以此來讓幼兒探索科學活動的興趣得到激發，繼而讓幼兒充分對生命進行關注。教師可以引導幼兒對自然界中的動植物生命進行觀察，從中了解生命的生存方式，以及探究生命的生存價值，從而培養起關注生命的良好習慣。

總之，在幼兒教育過程中，教師要結合孩子的身心發展特點，以人為本，因材施教，對孩子多進行觀察，了解學生的生活學習需要。對幼兒進行良好的生命科學化教育，以此有效提高幼兒的生活能力，培養幼兒長足健康的良性發展態勢。

作者：張健

篇(3)

關鍵詞：教育科學　量化研究　文獻研究　思辨研究　質化研究 

 

教育學科理論和體系的建構，依然是今天教育研究者的一項重要使命。教育學學科界限的模糊性，決定了其研究方法的多樣性和復雜性，研究方法的科學性則是教育科學理論建構的根本有效路徑。 

 

一、教育科學研究方法的多樣性及其分類 

 

如果將教育學科歸為社會科學范疇的話，那么，社會科學研究中最基本的研究方法即量化研究、質化研究和文獻研究方法，理應成為教育學科研究中的重要研究方法和手段。而思辨研究依然會是教育學科研究中一種不可或缺的研究方法，因為教育研究者面對的是一個有意義的、價值關涉的教育世界，教育學科所蘊含著的人文精神和人性特質，使它與人文科學有著天然的聯系。 

因此，教育科學研究方可歸納為四大基本類別：量化研究方法(實驗法、定量調查法、數理分析和測驗等)、質化研究(人類學方法、定性調查法、個案研究法)、文獻研究方法(歷史研究法、比較研究法)和思辨方法(注重純粹的邏輯推理的一種哲學思辨)。雖然，量化研究與文獻研究、定性調查法等一樣，都具有一定的科學屬性，具有可積累性、可修正性等特征；都強調對資料數據的科學收集和有效占有，通過嚴密可靠的數據資料為尋求事物間的規律性聯系和科學性結論提供必要的事實和依據(當然，量化研究通過觀察、調查和測量所得出的相關數據屬于第一手資料，歷史研究和比較研究中的數據則主要來自于文本，屬于第二手資料)，但由于研究技術、手段、方法的差異性，決定了它們屬于不同的研究方法類型。 

 

二、量化研究的廣泛使用是教育科學研究日趨成熟精細的標志 

 

廣義上的實證研究包含量化研究和質化研究。學者張紅霞認為，實證研究可以是定量的，也可以是定性的。比如，個案研究如果能把每一步操作都詳細地記錄下來，就可以認為具有一定程度的可重復性。而我們這里所指的量化研究屬于狹義上的實證性研究，即主要以實驗、調查、測驗和數理分析等自然科學研究方法進行的實證性研究。實證性研究作為社會科學的一種研究范式，倡導將自然科學實證的精神貫徹于社會現象研究之中，主張從經驗人手，采用程序化、操作化和定量分析的手段，使社會現象的研究達到精細化和準確化的水平。 

20世紀初，德國學者梅依曼和拉伊力倡把教育研究從哲學思辨傳統中脫離出來，走科學化、實驗化的路徑，要求通過科學的驗證來發現和陳述事實，提出只有通過實驗與觀察，在有意識地簡化要素條件下研究教育現象中各種復雜的因果關系，教育學才能成為一門科學。 

一個多世紀以來，社會科學的各種理論、方法與技術蓬勃發展，研究方法日趨精細，并陸續引入教育研究領域，促使教育研究呈現出不同的取向和形態。從西方教育科學的發展歷程看，教育科學對實證研究方法的借鑒、吸收是其發展和成熟的重要標志。教育研究者通過對教育實踐中各種數據的調查、分析，通過對文獻研究、質化研究、思辨研究等多種研究方法的綜合運用，對教育實踐中的眾多實然問題給予問答，并進行了理論上的有益探索。 

以教育管理學的發展為例，自20世紀50年代以來，伴隨著教育管理理論的興起，教育管理科學論成為美國教育管理研究的一個主流性理論學派?！敖逃芾砜茖W論將自身奠基在邏輯實證主義的基礎上，強調教育管理研究立場的價值無涉，強調教育科學理論的描述、解釋和預測功能，強調教育科學理論的可應用性、可操作性，強調量化研究，重視測量、數據統計，強調觀察、實驗的重要性，偏愛用圖標和模型說明問題”。盡管教育管理科學論在20世紀70年代后遭到了教育管理主觀論和價值論的挑戰，然而，縱觀今天美國和歐洲的教育研究，量化研究方法依然占據著研究方法的重要地位。 

馬爾科姆·泰勒在分析了歐洲2000年出版的最具代表性和影響性的17種英文高等教育專業期刊上發表的文章后得出結論：在高等教育研究中，占主導的只有三類研究方法，分別是：文獻分析(37％)、多變量分析(26％)以及訪談(17％)，這三種研究方法占到文章數的80％之多，即文獻研究方法、量化研究方法、質化研究分別占據了發表文章的37％、26

％和17％。馬爾科姆還認為，這種現象并不奇怪，因為在所有的社會科學研究中，像文獻評論、問卷調查和訪談這些方法都非常普遍。 

從我國教育研究的現狀看，國內主要教育類期刊上發表的文章所采用的研究方法，大多是馬爾科姆所指的諸如概念分析、批判和現象學等思辨類型的研究方法，而關于量化研究方面的文章內容比較單一，比如，調查問卷類文章主題主要集中在學生經驗方面，諸如大學生就業、創業、學習等。有學者在分析《教育研究》所發表的文章后指出，它共登載的165篇研究論文中，主要以思辨、歷史文獻分析、比較研究等方法完成的論文為主，占86.7％，其中思辨類論文達115篇，又占有絕對優勢(70％)。采用“定量方法”或自然科學方法完成的調查報告、實驗報告和數理分析研究論文共計22篇，僅占13.3％。 

 

三、量化研究的運用與效用范圍 

 

在教育領域中，量化研究要求研究者事先建立假設并確立各種關系變量，通過概率抽樣的方式選擇樣本，使用經過檢測的標準化工具和程序采集數據，同時將事物在某一時刻凝固起來，對數據進行分析、驗證，建立不同變量之間的相關關系，必要時使用實驗干預手段對控制組和實驗組進行對比，進而檢驗某種關于事物客觀規律的理論假設。在研究過程中極力排除研究者本人對研究的影響，盡量做到價值中立。由于量化研究所具有的客觀性，以及具有明確、具體的操作程序、可驗證性和可重復性等特征，它在宏觀研究、因果分析、規律性和趨勢性問題的分析、描述、預測及驗證方面，具有不可替代的作用。 

從馬爾科姆對高等教育文章研究方法特點的總結看，采用量化研究的文章主要集中在系統政策、課程設計、高等教育評估和評價、學生經驗等研究層面和主題方面，關于教學質量、院校管理等研究則較多采取了混合研究方法。由此可見，教育科學中的量化研究適用于下述研究。(1)適合于宏觀研究。即比較適合于教育政策、教育規劃和教育預測方面的研究，適合在宏觀層面上對事物進行大規模的調查和趨勢性的特征預測，通過教育現象的平均情況和抽樣總體的代表性，以求發現問題或提出解決問題的新視角。(2)適合于對教育現象進行數量化的因果分析和相關分析，發現趨勢性的因果規律和相關規律。例如，研究高等教育經費投入與gdp之間的數量關系、專業結構與經濟結構的相關性分析等。(3)適合于課程改革、教育評估和評價、學生發展等方面的評價、描述和預測性研究。通過觀察、實驗、測量，將數據加以分析和歸納，發現和推斷具有代表性的、可推廣的特征和模型。(4)能夠證實或證偽已形成的理論假設，并不斷地修改或完善已有的理論假設。比如，學習心理領域的許多理論就是通過驗證或證偽方法發展起來的。

信度和效度是關系到量化研究結論準確和普遍意義的關鍵性要素，而無論是觀察、實驗、測量、數據統計，還是用圖標和模型說明問題，其設計和研究難度都比較大，對研究者有很高的技術要求。因此，研究者除了需要具有嚴謹規范的求實精神、較強的演繹歸納分析能力外，還需要對研究問題能夠給予合理假設，需要具有一套完備的操作技術，包括抽樣方法、資料收集方法(如問卷法、實驗法)、數字統計方法(如描述性統計、推斷性統計)等。研究者不僅要找到一個合適的樣本或者選題值得進行大樣本調查，同時在問卷設計、樣本選擇、信度和效度檢驗、分析工具、分析深度、合作溝通等諸多方面都應具備科學的態度和較高的專業水準。 

 

四、基化研究的優缺點辨析 

 

實際上，教育科學中的量化研究雖然強調事物的“量化”，即通過對觀察、實驗和調查，獲取客觀材料，從而歸納出事物的本質屬性和發展規律的一種研究方法，但其根本意義依然在于尋求一種規律性認識對事物本質的認識。只是量化研究更追求和強調科學的程序、手段和步驟，依靠對事物可以量化的部分和相關關系進行調查、測量、計算和分析，以達到對事物“本質”的一定把握。一般來講，在研究階段上、對問題的認識程度上，定性是定量的基礎，定量是定性的更高階段。從這個意義上看，量化研究方法有以下優點。(1)量化研究方法符合教育研究的根本目的?！敖逃芯靠梢远x為對數據(用于分析和研究的各種數字、文字、圖象或其他形式的資源)的系統收集和分析，其目的是對教育的方方面面進行有效的概括、預測、干預和說明?！?2)量化研究有利于數據資料的有效積累，有利于對研究問題的深度解決，有利于克服教育研究中的主觀性和各種偏見。如果我們想對大學的教學改革評頭論足，必須比較全面深入地了解研究型大學和普通大學的教學現狀，否則難以令人信服，而這很難通過思辨或文獻等方法來完成目的。大學教學的實際狀況和學生對教學質量的真實想法，只有通過

問卷調查等量化研究方法才能夠真實地得以反映。以張紅霞、曲銘峰的《研究型大學與普通高校本科教學的差異及啟示——基于全國72所高校的問卷調查》為例，該文章通過對研究型大學與普通高校本科教學的差異性的問卷調查，通過大量調查數據的整理分析，客觀真實地為我們揭示了不同類型高校的大學生對教學的滿意度情況和影響滿意度的相關因素。其得出的結論有些出乎我們的意料：研究型大學(北大、清華除外)的教學質量問題普遍嚴重；教學經費不足是質量問題的首要原因。由于研究者客觀中立的研究立場和科學求實的科學態度，由于問卷內容的嚴謹規范和數據資料的真實可靠，盡管結論令人意外，但卻很難否認該結論的真實性。(3)量化研究能夠通過清晰易懂的圖表、數字或簡短的文字說明事實、實質和趨勢。比如，馬丁·特羅通過相關數字對高等教育精英階段、大眾化階段(毛入學率15％以上)和普及化階段(50％)作出了科學論段，形象說明了高等教育不同發展階段的數字特征。 

量化研究的局限性主要體現在以下幾個方面。(1)量化研究除了對研究者的技術性有較高要求外，還需要研究者秉持一種客觀中立的立場，盡量堅持價值與事實的適度分離。但是，當研究者因某些原因想用自己的研究支持某種觀點時，就有可能產生偏見，這勢必會影響結論的真實性。雖然研究者應堅持價值無涉這一原則，但真正將價值與事實分離卻很難做到。(2)作為量化研究中的一種重要研究手段——問卷調查法，其抽樣誤差總會客觀存在，在一定程度上使研究的總體效度受到影響。問卷調查和結果往往會受到經費和人為因素的干擾，而且，大多數問卷往往比較淺顯，不能深入到引出應答者真實意見和情感，也就不能揭示事物的內在規律。以《大學生自主創業現狀調查與對策研究》一文為例，研究的主題是關于大學生自主創業現狀的調查，但調查的人群卻只有在校大學生，調查內容主要反映在校大學生的創業意向、創業意向與家庭背景關系、大學生贊成創業或不贊成創業原因、大學生創業知識等問題方面，而有些結論與問題內容不構成必然關系。比如，結論對策中的“政府應優化大學生創業的社會環境”與問卷內容無法呼應。(3)基于訪談法的量化研究結果的效度在很大程度上要取決于訪談者的觀察能力、反應能力和人際交往能力。(4)發現趨勢性的因果規律和相關規律具有相當大的難度。研究者在對復雜教育現象進行數量化的因果分析和相關分析時，不同變量的選擇會對結論產生極大的影響，而且，如政策等變量因素在實證研究和數據預測中很難得以體現。預測與實際的不符使人們在很大程度上對宏觀預測的科學性提出質疑。比如，關于高等教育發展規模的預測方面，20世紀90年代相關實證性預測文章對我國2010年的高等教育在校生規模的最大膽的預測也沒有超出1000萬人，而2008年我國各類高等教育總規模已經超過2 700萬人。在對教育現象的相關分析中，有些相關分析顯得比較牽強，令人難以認同。有時從一項相關研究的結果中獲得有關原因和結果的推論是困難的。當變量a和b相關時，研究者不能明確地推斷出是a引起b，還是a和b是由第三個變量c引起的。 

要培育專業教育服務機構，完善教育中介組織的準入、資助、監管和行業自律制度，積極發揮行業協會、專業學會、基金會等各類社會組織在教育公共治理中的作用。這些方針和政策，為教育科學研究工作、為教育科研機構的轉型和發展指明了方向和路徑。 

篇(4)

由于自然科學在探究自然規律方面獲得的巨大成就，以及對傳統的思辨與抽象式的教育研究的不滿，20世紀以來，許多教育研究者都以自然科學的研究方法作為標準，追求所謂普遍、客觀的教育規律，采用實驗、測量等自然科學的實證研究范式，從而導致了一種唯科學主義式的研究思維取向，這種科學主義“是認為自然科學的方法應該應用于一切研究領域(哲學、人文科學、社會科學)的主張……相信只有自然科學的方法才能有效地用來追求知識的信念?！彼宰匀豢茖W研究的成果為榜樣，以精確、定量、客觀為目標，而不顧研究對象的特殊性，不加任何限定和區別地把自然科學的思維方式和研究方法全盤引入教育研究。這種科學主義式的研究思維在教育研究中具體表現為：

第一，堅持追求外顯化、可表征的教育規律，要求結論的普遍性、可移植性，排斥特殊性、偶然性等。這樣的取向是合理的，但也存在過度分析、拆解的傾向，例如，把教育分成德育、智育、體育、美育并且分別研究其規律；在教學活動中，把整體的知識分隔成一個個條塊并寫出各種“小規律”等，從而在一定程度上忽略了學生學習的整體性、建構性和不可拆分性。

第二，存在把教育物化的現象，忘記了人之生命的復雜、獨特，把學生當成可以用規律支配的機器。“我們自覺或不自覺地把教育對象視作物，就滿足了科學以物為對象(即使對人進行研究也是對人的物質自然方面進行研究)和可以以理想化的方法加以處理的要求?！边@樣，學生就可以工業化生產的模式被大批量生產，無須考慮其個性、復雜性。把他們當成統一的原材料，從而在教育的大工廠里面制成符合社會需要的“產品”。

另外，科學主義的研究思維取向主要以實證主義為哲學基礎，推崇教育實驗等，認為只有通過實證性的研究才能使教育學走上科學化的道路。最后，堅持科學主義研究思維的學者大多堅持價值中立說，認為教育規律研究的結果對任何學者都是普適的，不存在所謂地域和時代的差別。

科學主義式的研究思維之所以可以在教育研究中形成風氣，原因在于教育現象確實具有某些客觀性、確定性、普遍性和可量化性。自然科學采用的研究方法有巨大的優越性，可以滿足人們對規律的追求，提升教育學的科學化水平，另外也在于這樣的研究思維確實對教育學的發展作出了貢獻，如教育統計學、教育測量學和教育經濟學等學科的建立。在這種科學主義思潮的影響下，“到了20世紀中后期，可以認定以科學為核心追求的實證主義的教育研究大獲全勝?！薄氨M管實證主義在20世紀中葉以后遭遇了猛烈的批判，如存在主義、批判理論、后現代主義等都欲徹底摧毀實證主義，但實證主義思維方式至今依然占據主導地位，尤其是在教育學領域?！?/p>

從客觀角度分析，教育研究作為科學研究的一部分，必然有許多與自然科學研究相通的地方，可以借鑒自然科學的許多研究方法。而且，應該說方法在某些方面是相通的，可以互相借鑒，不可能存在完全只對某種學科適用的方法?？偟膩砜?，教育研究在這種追求自然科學化的過程中，確實獲得了巨大發展，促進了許多教育問題的解決和教育理論的建構。

但是，這種過度追求自然科學的研究思維取向，在實踐中就會產生一些偏差，“這種科學主義的研究思維使教育研究在目的上試圖按照自然科學的規范去追求教育內部的必然因果關系、追求客觀性、確定性，在研究方法上表現出對自然科學的方法的崇拜和迷信，由此產生了科學教育學這種客觀的追求?！边@種模式的廣泛應用，理所當然在現實中就有許多的表征：“重微觀輕宏觀，重應用輕積累，重技術輕原理，重定量輕定性，重現實輕歷史，重事實輕價值。”而恰恰正是這樣的科學主義式的教育研究思維取向在我們的教育研究領域非常普遍，影響深遠。它“造成教育教化功能的削弱和人文內涵的流失，從而影響教育宗旨和教育功能的全面實現?！痹诖嘶A上，很多學者開始認真反思科學主義取向的教育研究思維的弊端，在對教育的復雜性有了明確認識后嘗試作出改變。

應該說，教育研究不可能擺脫研究者的哲學觀、人性觀、價值觀的影響而保持完全的客觀性、必然性和普遍性。對自然科學而言，因為研究的對象是客觀存在的，是外在于人的，研究者的價值中立比較容易做到，實驗實證的方法是行之有效的。然而，一旦涉及人文、社會方面的問題，這種方法就顯得力不從心，因而體現了科學主義思維取向的局限。這些局限具體表現在：

首先，自然科學研究的對象是外在于人的客觀世界，而不是人類自身的問題，人類自身問題的解決最終需要包括教育科學在內的人文社會科學來完成。我們可以看到，由于自然科學成就的濫用，已經引起了許多失誤，在某些方面受到了大自然的報復，例如人類集體智慧的成果――核武器的發明對人類安全產生的威脅、醫學上抗生素的濫用造成病毒的變異加速等。在教育領域，由于這種唯自然科學研究思維取向的深刻影響，要求教育教學的完全客觀化、精細化，期望教師在掌握了所謂教育規律后能夠實現教學效率的大幅度提高，但這個愿望離實現還有很大距離，反而催生了學生厭學、逃離學校、高分低能等現象。

其次，自然科學在研究時要求與研究對象保持距離，要求保持價值無涉，完全客觀地對研究對象進行解釋說明并建構普遍適用的自然規律，這在教育中顯然難以獲得廣泛應用，因為“沒有一個純粹的抽象世界，所謂的抽象的客觀世界，只能是人類智力活動參與后的一種建設性結果”。教育者和受教育者都是社會中的個人，有主觀能動性，都在各種因素影響下動態地發生著各種變化，每次教育教學活動都因為各種原因有著明顯特性，是教師和學生對現有知識主動進行智力活動的結果。因此，需要思考教育活動有沒有普遍適用、價值無涉的規律，即使有，這種規律應該以什么方式表征，如何與教育的特性相吻合。

最后，在教育教學過程中，過度追求客觀標準規律的結果，使得我們對課程呈現出的知識進行過度拆分、細化，存在把整體的知識“剁”成一個個知識碎塊，然后一點點地“喂”給學生的現象。例如，把所謂認字、組詞、造句的規律都以一個個清晰的條文呈現給學生，把“五位數比四位數大”都形成條文化的規律等，認為只有這樣，學生才可能學到科學文化知識，從而忽視了學生學習的整體性、感悟性。

二、教育研究思維科學精神取向的意蘊

面對以科學主義思維為代表的當前各種思維取向在教育研究領域中的種種濫觴，我們需要對引導教育研究的思維取向進行轉化，即拋棄科學主義，倡導科學精神，這就需要給出本文界定的科學精神取向的意蘊。所謂教育研究思維的科學精神取向，是指在對教育的復雜性有了充分而理性的認識后，一切以人之整體生命發

展為思考和探索教育問題的立場和出發點，以復雜性思維、理性批判和自主思維等為手段，以研究方法的多元化為旨歸，努力建構美好教育生態的一種取向。它既吸收現有各種研究思維取向的合理性，又能夠辯證地指出其不足之處，在此基礎上對它們進行合理的轉換和整合，從而促進人的整體生命和諧發展。

教育生態的內涵可以理解為“一種學生發展的條件系統或環境系統”。建構美好教育生態的內在邏輯需要從兩方面探析。首先，從教育的內部角度講，所有教育研究活動的目的，都是在建構教育科學的理論體系或提升現有的教育實踐水平，都是為了使師生從繁重的教育事務中解脫出來，過上美好和諧的教育生活。在這種生活中，學生想學樂學，教師善教樂教，教和學獲得了完美的交融，成為一個整體中不可分割的兩部分。這樣，對教師和學生來說，教育生活就會成為完整生活歷程中愉悅的構成部分，也獲得了美好的教育生態。這時，整個教育都會出現春意盎然、生機勃勃的欣喜局面，學生感覺到自己是學習的主宰者，從而由“要我學、逼我學”變為“我要學、我樂學”，由刻苦勤奮的外在努力轉變為喜學樂學的內在努力。

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論文摘要：小學教師教育專業以培養合格小學教師為教學目標，近年來此專業學生的科學教育及研究被嚴重忽視，畢業生很難滿足未來小學對合格師資的需求，就談談加強小學教師教育專業學生科學教育及研究的重要性。

小學教師教育是培養未來小學師資的專業教育。近年來本專業招生規?；驹诳s減，理化生等自然科學基礎學科更是受到嚴重沖擊，學生的科學教育教學及研究被較嚴重忽視。而義務教育小學階段明確要求開設科學這一綜合性學科課程，這樣我們培養出的學生怎能滿足未來小學教育工作的需求。

一、科學素養概念的提出

美國“2061計劃”核心著作之一《面向全體美國人的科學》，把科學素養定義為:“應理解科學核心概念和原理;熟悉自然界，認識自然界的多樣性和統一性:能夠按個人和社會目的運用科學知識的思維方法?！?/p>

《美國國家科學教育標準》認為:“所謂有科學素養是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務和文化事務、從事經濟、生產所需的科學概念和科學過程.有科學素養還包括一些特定的能力。”該書還對這些特定的能力進行了解釋。

中國教育部制定的《科學課程標準》中，科學素養包括:科學探究(過程、方法與能力);科學知識與技能;科學態度、情感與價值觀;科學、技術與社會的關系(Science， Technology and Society， STS)。

二、小段共有較，科學.并的專業化的舍格娜資

(一)小學三年級及以上學年級需要合格的科學課師資。教育部于2001年頒布的《基礎教育課程改革綱要(試行)》中明確提出，小學中高年級要開設科學課程。小學迫切需要能夠承擔科學這門綜合課程的合格師資。而現承擔此課程教師多半是課程改革實施前的自然課教師，由于我們小學教師教育沒有對應的科學專業，教師隊伍非專業并且老齡化。據哈爾濱市大多數小學反映大部分科學課教師都是臨時抽調，不能教主科的就來教科學，即使有剛畢業的理化專業大學生愿意教科學課，也都是教兩年科學，就轉教語文、數學等主要學科或改當班主任，應該說這支隊伍現狀還不能滿足小學科學課程的實施需要.

(二)小學語文和數學等主科教師亦應具備較強的科學素養。另外，由于小學的課程改革理念強調學科的綜合性，就是未來的小學語文或數學等學科教師也應具備較強的科學素養?？茖W教育的目的不僅是要讓學生獲得科學知識，更重要的是使他們形成關于自然的基本觀點，獲得探索自然規律的方法，培養學生的創新精神和實踐能力，發展學生的科學素養。20世紀末期，科學素養已成為科學教育的最高宗旨。不論是小學語文還是數學課里，都可能有涉及到“自然的基本觀點和探索自然規律的方法”的教育教學內容，就看任課教師具各不具備這方面的素養和知識儲備，如果具備，就能有效地利用語文、數學課的教學資源開拓性地對小學生進行科學素養的培養。既然課程改革目標強調學科的綜合性，就應該在每一學科教育教學中培養學生全方位的素質。

小學生的想像力豐富，奇思妙想和無數個“為什么”隨時都可能出現，是干脆忽視而令其綠滅，還是及時捕獲孩子思維的火花，點燃其科學素養啟蒙的火炬，就在于教師是否具備關注的心理和一定的科學素養。比如小學語文《稱象》一課就會涉及到物理學中關于浮力的大小計算方法，《刻舟求劍》課文會涉及相對運動的參照物的選擇問題，遇到類似學習、生活中例子還有很多。學生的問題和疑惑是隨時都會出現的，不應該都找科學老師或者參加科學實驗等特長班等才能夠得以解決。

(三)斑質教育要求全體小學教師都應其備較深厚的科學素養.國家一直在倡導素質教育，素質教育廣義的講，以提高國民素質為根本宗旨，養國民的創新精神和實踐能力為重點的國民教育體系。既然是全面素質，就不是顧此失彼，不是強調哪些方面而忽視另一些方面，不是要把原來忽視的品德素養、藝術審美素養擴張到涵蓋一切，而把科學素養完全忽視或省略。那樣，素質教育的實施和正在推進的基礎教育課程改革都會重新置于較為尷尬的境遇。創新精神和實踐能力的培養，都離不開滲透科學素養的科學教育實施。小學教師，基本的科學素養都應具備。

三、我省小，.師位育專業的科，級，.學及研究的理狀

(一)我省未開設科學教育課程，只能在理化學科中滲透科學教育。我省小學和幼兒園教師培養院校包括本科7所，師范高等?？?所，高職高專7所，原有中等師范學校5所。包含了五年制?？瓢?、三年制專科和四年制本科三種學制，但都沒有開設科學教育的學科課程。普師專業或者中文、數學、計算機、外語等專業都是通過開設物理、化學、生物等課程來滲透科學素養教育，我省教育廳2004年下發《黑龍江省五年制小學教育(含學前教育)專業課程方案》已把原普師專業等專業開設必修物理、化學、生物學科的學時數壓縮近半。原因主要是近年來師范學校生源質量下滑，各師范院校普遍要求壓縮理化學科的學時數。

(二)未開發國家或者地方的《科學》、《科學教學法》統編教材。我們沒有全國統編的小學教師培養專業的物理、化學教材，而我們省亦沒有省里統編教材:和全國大多數省一樣，使用的是高中物理、化學教材 (部分學校使用的是課改前的高中教材)，可以說是特別不規范。

四、加強科及研憲的實掛趁談

(一)在小學教師教育專業的物理、化學課教學中滲透科學教育。對全省培養小學教師院?；蛳鄳膶I系、部，號召其盡量使用高中課改后人教版的高中物理、化學必修模塊和物理選修模塊1和化學“化學與生活”模塊的實驗教科書。

物理、化學的這幾個模塊旨在提高學生的科學素養，介紹與日常生活息息相關的物理和化學基礎知識，而這些正是未來的小學教師所應必備的科學素養的一部分。

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     一、教育性原則 教育性原則是指教育科學研究要符合教育的要求。這是教育的目的和任務所決定的。實施這一原則要求是：

    （一）小學教育科研的目的、內容要符合教育的目的的要求。科研當中不能提出與國家教育要求相矛盾的要求、作業或其它問題。

    （二）教育研究的方式方法、實施過程要有利于學生身心健康和全面發展。也就是說在選擇研究方法和程

序時不能損害學生的身心健康，要符合道德要求，要考慮所用的方法對學生的身心是否會產生不良影響。

    總之，教育科研要把教育人、培養人、塑造人作為出發點和歸宿，堅持把教育性原則貫徹于教育科學研究的全過程。

    二、客觀性原則 客觀性原則是指在教育科學研究當中堅持實事求是，一切以客觀實際為準繩，根據客觀

事實的本來面目加以考察，排除一切主觀偏見。

   貫徹這一原則的要求是：

   （一）堅持客觀的態度。研究者要堅持實事求是的態度和作風。收集資料、分析資料要客觀。

   （二）一切以客觀真實的事實為依據。資料必須真實可靠，嚴格的查證核實。

   （三）全面的收集資料。教育現象和問題具有復雜性，因此，要全面、細致地收集資料，防止以偏蓋全。

   （四）研究的過程和結論要客觀、科學。在科學研究的過程中，要運用科學的方法和程序去研究客觀現實。就是說從課題的選擇到材料的分析，從方法手段到研究的組織都必須客觀科學，才能取得理想的成果。

同時研究的結論必須經過證實或實踐檢驗，保證其客觀性、科學性。

    三、系統性原則 系統性原則是指用整體的、系統的觀點指導科研活動?？茖W研究必須注重事物之間的聯

系，要有整體系統的觀點。要考慮教育與社會的相互聯系，分析家庭環境、系統環境的影響。還要重視總體的系統研究，全面地探討教育實踐中的問題。

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[關鍵詞]系統科學；耗散結構理論；開放系統；教學設計；學習理論；教學事件

[中圖分類號]G40－02　[文獻標識碼]A　[文章編號]1672－0008(2011)01－0026－07

一、耗散結構理論及教育研究范式革命

一直以來，在教育研究中占據著絕對統治地位的當屬簡單性、決定性的還原論科學研究方法，它是建立在牛頓的經典力學和線性數學原理基礎之上的。這種思維至少強調三方面的內容：第一，世界的本原是由不變的實體構成的，對于整體事物的研究，可以通過將事物分解為若干部分，再對各個部分加以研究來進行。第二，事物的構成是簡單的。牛頓在《自然哲學的數學原理》中聲稱，自然界喜歡簡單化，而不愛用什么多余的東西來夸耀自己。他把簡單性作為科學信條，置于眾法則之首。愛因斯坦同樣推崇簡單性，認為它是一切科學的偉大目標，即要從盡可能少的假設或公理出發，通過邏輯的演繹，概括盡可能多的經驗事實。第三，事物的演化發展是線性的、決定性的。后一發展階段以前一階段為前提，遵循線性因果關系。無疑，分析有利于深入認識事物。還原論的分析觀在科學發展的一定時期，對于科學的進步來說，是必不可少的。

但是，我們應該意識到，分析更是為了綜合。一方面，如果一味地逐級深入分析下去，將在越來越大的程度上割斷部分與整體之間的聯系；另一方面，當今科學知識總量呈爆炸式的增長，以及信息技術構建的網絡化學習平臺，使得人們短時間內就需要處理大量的知識，對個人的認識能力提出了更高的要求，人們不應該再把注意力集中在幾個點上，而應該進一步弄清這些點之間的聯系，需要把個別的知識綜合起來。

數字化學習理論的新近研究證明了這一點，Conneetivism學習理論由加拿大學者George Siemens(喬治?西門思)于2004年提出，其后獲得了較大發展。它之所以被譽為“里程碑式的”數字時代學習理論，就在于它從神經科學的角度出發，把學習描繪成大量節點相互聯結構成網絡整體的過程，認為學習與知識建立于各種節點及關系之上，在這些節點相互關聯進而表現出各種關系的過程中，個人的知識網絡體系被建立起來，學習活動就是發生在這些數量龐大的節點所構成錯綜復雜關系的過程之中。這一學習理論因其比其他學習理論更靈活、更接近人腦實際的優越性而受到推崇。

建構主義學習理論的提出者，瑞士心理學家皮亞杰就十分善于利用系統科學的科學研究方法來克服還原論思維的片面性。正如他在其專著《結構主義》中所闡述的那樣：“許多學科都得出結論：過去把研究對象分析為許多組成成分的辦法行不通，整體并不是各成分的簡單總和，它比部分的總和還要多一些，即整體還有整體作為整體本身的性質。從整體出發來認識部分，實驗證明是有效的。皮亞杰提出建構主義學習理論，應用的是一般系統論的初期系統科學果。實際上，時至今日，系統科學已經經歷了三個階段的發展歷程：一般系統論、自組織理論、復雜性理論。普利高津的耗散結構理論和埃德加?奠蘭的復雜性研究范式，被公認為其中最具代表性的研究成果，它們的形成代表了科學研究范式的轉變，超越還原論更加成為一種必然的趨勢。

1.教育研究應重視系統科學研究成果

何克抗先生多次發表文章，強調系統科學對于教育研究的重要影響，從教育技術學科的歷史發展來看，他提到“在上個世紀的五六十年代，由于將系統科學(它包含系統論、信息論、控制論，也稱‘老三論’)的系統方法，首次運用于解決教育技術領域的核心問題，從而創建了‘教學設計’這一新理論，并促進了教育技術學科的蓬勃發展?！痹購慕逃夹g學的當前研究來看，他認為“系統科學本身自從上個世紀70年代以來又有了很大的發展，其基本內容已由原來的‘老三論’發展到由耗散結構理論、協同理論、超循環理論為代表的‘新三論’，相應地系統方法也有了較大的拓展。所以，新的系統論研究方法應該在教育技術研究中得到哪些體現?以及如何促進教學設計理論與應用的深入發展?這都是國內外教育技術界非常關注的熱點問題”。

正如何克抗先生所述，教育科學研究離不開系統科學的支持，二者的關系曾經十分緊密。主要有表現在以下幾個方面：

(1)系統科學理論與傳播理論、教學理論、學習理論共同構成了教學系統設計的四大基礎，長久地為教學設計提供著方法論指導。

(2)考查學習理論的發展，可知皮亞杰的建構主義學習理論獲得了空前的發展，對當前的教育教學改革都產生了非常重要的影響。如前所述，建構主義學習理論的提出直接源于皮亞杰創建的發生認識論，在皮亞杰的整個理論體系中，“結構”是最基本的一個概念，皮亞杰認為結構首先應該是一個整體、一個系統、一個集合。具體說，結構就是由具有整體性的若干轉換規律組成的一個有自身調整性質的圖式體系。通讀皮亞杰的《結構主義》一書，可以發現“整體”、“系統”、“平衡”等詞語散見于全書的各個章節，而這些內容正是系統科學中的關鍵術語，雖然該書中對于這幾個重要概念的闡釋不如系統科學中來得詳盡，但仔細研究不難發現二者的基本思想是一致的，可以將皮亞杰的相關思想與論述視為系統科學早期思想的應用。畢竟皮亞杰的《結構主義》一書最初發表于1968年，那時候系統科學的發展仍然處于第一階段，徘徊在強調整體性的一般系統論層次。由此，我們可以肯定地說，學習理論領域中重要的領軍人物之一――皮亞杰十分重視系統科學的研究，并且將發生認識論和建構主義學習理論統統建立在系統科學的根基之上。

(3)皮亞杰僅是強調學習與系統科學緊密聯系的科學家之一。我國著名科學家錢學森從另一個角度強調了系統科學對于學習研究的重要性，具體說就是系統科學與思維科學的緊密聯系。1981年，他在《自然雜志》上發表了“系統科學、思維科學與人體科學”一文，倡導對這三門前沿科學及其相關學科進行綜合研究。我們知道，思維一直是教育心理學的重要研究內容之一，學習必然離不開思維的參與，學習理論研究目

標之一就是破解人類思維本質與發展規律的難題。從這個角度來說，皮亞杰與錢學森的思想有著不謀而合之處，具有異曲同工之妙。

(4)系統科學中耗散結構理論是一個重要代表思想，在自組織理論中居于首位。它的提出，直接引領了系統科學由一般系統論的第一階段向自組織理論的第二階段轉化。后現代主義教育研究者們指出：普利高津的耗散結構理論帶來的是一場重要的觀念變革。他不僅改造了物理學，賦予物理學一種新的文化內涵，而且包括教育、課程研究在內的社會科學各領域，也都將受益于該理論的振聾發聵的洞見。耗散結構理論的普遍方法論意義正在逐漸被教育領域認可和引介，它對于教學理論研究啟示和指導意義已不容懷疑。當代課程大師派納(Willam F.Pinar)在他的巨著《理解課程》中，著名的課程理論學者多爾(Willam E.Doll，Jr)在他的《后現代課程觀》一書中，都對耗散結構理論與課程的關系給予了極大關注。在最近出版的多爾的著作《混沌、復雜性、課程和文化》一書中，多爾又將耗散結構的理論用作課堂對話分析的一種工具。

鑒于以上分析可以看出，教育科學研究對系統科學進展的關注由來已久，并在后現代主義課程大師的引介下逐漸成為一種趨勢。因此，對系統科學的發展歷程進行梳理，并闡釋其中重要的代表性成果，有助于我們更好地促進系統科學在教育領域內的應用，發揮系統科學對于教育教學的指導作用。

2.系統科學發展及其應用于教育歷程的簡單回顧

20世紀40年代之前，系統科學處于萌芽階段。還原性、簡單性最早可以追溯到古希臘先哲們的思想，它們作為一個最為古老樸素的觀念和信條存在著，在認識論領域始終占有絕對的統治地位。可以說，此時非線性思維還沉睡在意識深處來被喚醒，線性思維大行其道。絕大部分人從事科學研究的思維，直接地取自還原分析的方法論，遵從線性推理、邏輯演繹的模式。但也有一部分先知先覺的科學家偶爾猜測到它、運用它，如：早期希臘哲學家混沌地猜測過混沌到有序的歷程；笛卡兒玄學地提出過復雜性的漩渦宇宙演化模型；彭加勒從對三體問題研究得到了非線性結論，等等，這些都是思維史中注意到復雜性的典型。

由于簡單性思維根深蒂固的思想基礎，以及特定的歷史時期內，在這一思維模式指導下的科學研究取得了輝煌的研究成果，大大地改變了人們的生活和生產方式。因此，常常對這一方法論難以割舍，仍然徘徊在因循守舊的簡單性思維模式中止步不前。這在教育領域內的表現尤其明顯，從宏觀的角度上看，我們的教育研究仍然以還原、分析的方法論為基礎。當前指導教育教學改革的教育理論研究尚對系統科學的研究成果重視不足，更不用提落后于理論研究的教學實踐了。

20世紀40至50年代，系統科學處于第一發展階段――一般系統論。一般系統論由生物學家貝塔朗菲創立，是第一個明確反對還原論的科學理論，它使得“系統”、“整體”和“整體性”不再被看作超越科學界線的形而上學概念，轉而成為科學研究的對象。幾乎是同時，維納的控制論和香農的信息論開始興起。在諸多綜合性橫斷學科中，系統論、控制論和信息論的研究成果最為突出，因此被人們合稱為“老三論”。它們雖然角度不同，但探討的是同一個問題：將對象作為不可分割的系統，考查系統的整體性規律。同時推廣整體大于部分之和的研究理念。

系統科學應用于教育領域的成果多集中于引介和應用一般系統論的思想。皮亞杰的整個發生認識論大廈就是建構在這一思想基礎之上的，特別強調系統、整體、整體性等。教學設計領域的研究者們關注系統論，并發展它為教育設計的指導思想之一，也多是集中研究其中的整體性方法論，即停留在一般系統論的階段。教育科學和系統科學在這一階段的聯姻相對結出了較多的成果，其中較有影響的有查有梁先生的著作《系統科學與教育》和《控制論?信息?論系統論與教育科學》，系統介紹了老三論的研究成果及其在教育領域的應用概況。

20世紀60至70年代，系統科學處于第二發展階段――自組織理論。比利時物理學家普里高津于1969年提出了耗散結構理論。隨后，哈肯的協同學、艾根的超循環論、托姆的突變論等相繼創立，形成了研究系統演化發展的自組織理論。其中耗散結構理論、協同學和突變論被人們并稱為“新三論”。它們分別從物理學、化學、生物學和數學等不同角度，探討了系統自組織演化發展的條件、動力機制和途徑等問題。吳彤教授認為：“耗散結構理論是解決自組織出現的條件環境問題，協同學基本上是解決自組織的動力學問題，突變論則從數學抽象的角度研究了自組織的途徑問題，超循環論解決了自組織的結合形式問題，至于分形和混沌理論，我認為它們是從時序與空間序的角度研究了自組織的復雜性和圖景問題?！?/p>

如前所述，教育研究領域對于系統科學第二階段研究成果的關注，主要表現在引入以耗散結構理論為代表的“新三論”思想方面。從歷史上看，最早想把“新三論”引入教學設計領域的學者是美國的喬納森(JOnassen，D.H.)。他是當代建構主義的代表人物，早在上世紀90年代初，他在發表于Educational Technology雜志的題為《思維技術：教學設計中的混沌》一文中，就指出教學設計過程充滿混沌性，主張用混沌理論改造或重構新一代教學設計(即所謂“混沌教學設計”)。但自那時起整整20年過去了，國際上對喬納森觀點的響應寥寥無幾。近期，課程大師派納和多爾分別在新近的研究成果中對耗散結構理論給予極大關注，由此喚起了部分研究學者，尤其是后現代主義理論研究者們的興趣。但目前這方面代表性的研究成果也就僅止于此，相關著作不是很多。

從國內的文獻檢索情況來看：一方面，我們看到在歷史、文化、藝術等各個社會領域中，對耗散結構理論引介、應用的基礎性研究工作已近完成，分別呈現出欣欣向榮、爭奇斗艷的可喜態勢；另一方面，耗散結構理論在教育、心理領域內的應用研究文獻不超過20篇，在CNKI上，以“耗散結構理論”為題名的檢索結構中，左側的“學科類別分組”雖然多達60項，幾乎囊括了數學、物理、醫學、地理、旅游、農業、經濟、管理等各個領域，唯獨沒有教育、心理相關的任何一個獨立分組?？梢?，教育科學與自組織理論結合的相關研究還有待進一步展開，在引介的基礎上，還要建立自組織理論應用于教育的深層次關聯。

20世紀80年代以后，系統科學進入第三階段――復雜性理論。1984年，在三位諾貝爾學獎獲得者蓋爾曼、安德森、阿羅的大力推動下，美國建立了世界上第一個以復雜性科學為研究對象的機構――圣菲研究所。圣菲研究所的成員背景不同，有來自物理學、生物學、經濟學等各個領域的專家，但他們的志向相同，那就是改變分門別類進行復雜性研究的現狀，打破以往的科學界限，建立統一的復雜性科學綱領。他們目前提出的一些概念和方法，已經得到承認，被看作一種看問題的新角度、新的世界觀和方法論，代表著科學研究的又一次重要思維范式的轉變。

與耗散結構理論等自組織理論比起來，復雜性理論的教育應用成果更多一些。著作方面首推法國當代著名哲學家、社會學家埃德加?莫蘭的《復雜性理論與教育問題》，本書分為上、下兩篇，上篇是莫蘭應聯合國教科文組織之邀，發表的他對于未來教育理念的見解；下篇中，莫蘭倡導進行教育、思想改革要超越簡化的片段性認識，這種認識看不見整體和部分之間的相互作用，把復雜性化解為簡單性和遮蔽根本性的問題，還會導致科學思想和人文思想的可悲的分裂。同時莫蘭強調：教育的目標與其說是造就充滿知識的頭腦，不如說是造就構造得宜的頭腦。

國內文獻檢索方面，在CNKI上以“復雜性”為題名可檢索到的文獻有8000多篇，其中唯一與教育直接相關的學科分類――教育理論與教育管理下共有140篇，其中權威的《教育研究》上2003-2008年發表了5篇，還有相當一部分發表于《全球教育展望》、《教育發展研究》、《電化教育研究》等教育類核心期刊上。

二、耗散結構理論的基本觀點

耗散結構理論是系統科學與教育結合的一個關鍵研究點，一方面由于其顯赫的地位，普利高津因其在建立耗散結構理論方面的貢獻獲得了1977年的化學諾貝爾獎，因此，無論是在系統科學研究領域中的各理論，還是在指導教育研究的諸多理論中，耗散結構理論都是首屈一指的，理論本身的科學價值不容置疑。另一方面，從上面的分析可知，課程大師多爾和派納正致力于將耗散結構理論引入到教育教學研究領域中來，專家們的研究進展讓我們看到了耗散結構理論在教育教學中應用的巨大潛力。

耗散結構理論以開放系統。為研究對象，醬利高津教授認為開放系統更具有研究價值，因為無論是在科學研究中還是在實際生活中，絕對意義上的孤立系統和封閉系統都是不可能存在的，系統必然是開放性的存在。可以說開放系統存在于一切事物之中，大到宇宙中的各種系統，小到粒子物理的微觀研究；也無論是有生命的，還是無生命的生物個體。因此，無論物理、化學、生物等自然科學，還是歷史、文藝等社會科學，甚至哲學，都可以應用該理論的研究成果。事實L近三十年耗散結構理論應用于其他領域的研究進展已然證明r這一點。耗散結構理論圍繞“耗散結構”這一莢鍵概念展開，指出：一個遠離平衡狀態的開放系統，通過不斷地與外界交換物質和能量，在外界條件的變化達到一定的閾值時，可能從原有的混沌無序的混亂狀態，轉變為一種在時間上、空間上或功能上的有序狀態，這種在遠離平衡情況下所形成的新的有序結構，即為“耗散結構”。耗散結構理論就是研究耗散結構的性質，以及它的形成、穩定和演變的科學。人們無法創造耗散結構，但可以創造耗散結構形成的條件。這有可能使我們控制系統并為系統創造必要的條件，從而導致耗散結構的實現。系統形成耗散結構需要具備以下必要條件：

(1)開放性。開放性是系統形成耗散結構的基本前提。開放意味著打開了交換之門。耗散結構只有在開放系統中才能形成并生存。它的存在需要消耗系統從外界交換而來的物質、能量或信息，所以必然要求系統的開放性存在。只有開放系統才能走向有序，有序意味著系統的進化、發展；非開放系統只可能走向無序，無序意味著系統的退化、滅亡。

(2)遠離平衡態?！胺瞧胶馐怯行蛑础笔呛纳⒔Y構理論的基本觀點之一。開放系統的熱力學狀態有三種，分別是熱力平衡態、衡態和遠離平衡態。在熱力平衡態和衡態的線性區，系統分別是處于穩定狀態和趨于穩定狀態的，分別趨向于無序和趨向于平衡，此時小的漲落和擾動很難改變系統的當前狀態，因此系統也就不可能出現新的有序結構。只有當系統遠離平衡態時，才有可能通過漲落或突變進入一個新的穩定有序的狀態，從而形成新的穩定有序結構。處于穩定平衡結構的系統不再與外界交換物理、能量和信息，是一種沒有任何生機和活力的“死”結構。與此相反，處于動態穩定有序狀態的耗散結構不斷地活動著，是一種具有旺盛生命力的“活”結構。

(3)非線性作用。非線性作用是系統內部運動和發展的重要原因。系統內部各要素問的相互作用或者是線性的，或者是非線性的。線性相互作用的特點是簡單地進行疊加，此時整體等于部分之和，相當于1＋1＝2，各要素間表現為確定性的因果關系；而非線性的相互作用則要復雜得多，并不是要素間的簡單疊加，是通過相互制約、相互耦臺形成一種在整體上完全不同于各部分的嶄新的整體效應。此時整體大于部分之和，相當于1＋1＞2。如果系統中各要素間的相互作用僅僅是線性的，那么無論這些要素如何組合，將只有量的積累，而不可能有任何質的變化；非線性相互作用則能使系統各要素間產生協同作用和相干效應，彼此通過協同、競爭、調節、消長，進而發生突變，達到有序。

(4)漲落導致有序。所謂漲落，是指系統中的某個變量或某種行為對平均值的偏離，通俗地講即系統中微小的擾動。漲落雖然是偶然的、雜亂的，通常會被衰減掉，但處于臨界點附近的漲落，則可能被放大，形成巨漲落，從而引起整個系統宏觀上的突變。耗散結構理論強調，開放系統所以能從不穩定走向穩定的有序化自組織結構，并不是由漸變產生的，突變才是根本的原因。漲落一旦越過某一特定的閾值，系統就有可能表現出宏觀上的有序結構。

三、耗散結構理論對于教學系統設計的沖擊

實際的教學過程本身充滿隨機性和不確定性，常常出現教育進展情況與事先的預設不相符合的狀況，主要表現為信息輸入的確定性與學生思維的非預測性矛盾，教學過程的封閉性與學習內容的開放性相矛盾，以及教學設計的線性與學習者、學習過程的非線性矛盾。

教學系統由學生、教師、教學內容、教學方法和教學媒體共同構成，教學沒計是對教學系統的優化設計。教學系統中的人作為最活躍的構成要素，具有進行創造性思維的潛質，而創造性思維的主要特征即是思維的發散性。學習理論是進行教學設計的首要基礎，建構主義學習理論已然揭示：學生的學習并不是知識的傳遞或轉移，而是學習者根據自身的知識經驗進行意義建構的過程，通過新、舊知識經驗的相互作用，學生知識經驗的整體圖式得到改善和充實。即便是處在同一教學情境中，面對同一個教師和相同的教學內容，學生們在學習過程中的主動意義建構也可以是不同的，具有差異性。這其中既有個人認知能力、思維特點方面的影響因素，更在于每個學生是帶著不同的知識經驗背景走進課堂的。奧蘇泊爾曾經說：假如讓我把全部教育心理學僅僅歸結為一條原理的話，那么，我將一言以蔽之日：影響學習的唯一最重要的因素，就是學習者已經知道了什么。應探明這一點，并據此進行教學。

教學系統設計存在的另一主要問題在于其線性的教學模式設計上。在傳統的教學設計中，教學與學生發展之間呈現出清晰的因果決定關系，認為一定的教學必然導致學生相應的發展變化，假設知識、能力和簡單累加自然會實現學生的整體發展。教師的教學依此而行，就很容易使得教學簡單化、機

械化。課堂教學往往被設計為線性的一維過程。把預定的目標和步驟的順序作為達到最終目標的途徑，一經給定，就再無變化。教師常常把預定的教學方案強硬地塞給每一位學生，把學生當作被動的、機械的接受者。如果說這種教學觀點對于知識教學還算能夠勉為其用的話，也僅限于其中陳述性知識的教學而已，對于學生能力的培養則顯得力不從心了。我們知道，學生能力的培養是對教學提出的更高要求，現在獲得較多認可的教學模式通常是面向問題的，這樣的教學模式因在培養學生多方面能力、促進學生創造性思維發展方面的卓越表現已受到人們的普遍歡迎。面向問題的學習是一種非線性的網絡化學習過程(見圖1)。

圍繞能力培養這一核心，周圍形成指定目標、發現問題、解決問題、學習知識、啟發思維和控制目標的松散結構，并不一定要求以什么地方為起點，在各個結構中都有可能發生其他結構的學習，形成一種多維的、非線性的教學模式。

在系統科學的復雜性、不確性框架下實施的教學與傳統教學的根本不同，還表現在對于教學事件的處理上。此處的教學事件與加涅所指的“九大教學事件”不同，而是指和課堂教學目的無關而直接干擾教學，突然發生的外來刺激或事件，即課堂教學中的偶發事件。在以往決定論主導的教育研究視域下，教學事件常被視為無關的干擾因素或被驅逐出課堂，或被想盡辦法予以消解，以使得教育教學嚴格地圍繞著規律、模式、結構平穩地進行。

隨著耗散結構理論、復雜性理論等系統科學的研究成果被引入到教育教學研究中來，我們應該看到突發教學事件在促進學生學習和發展方面的意義和價值，在正視它們的前提下加以利用，而不是簡單地排斥和規避。教學事件雖然是教學主體不能預設的教學情境，但它同樣是在預設的教育情境基礎上發生的，是預設教育情境的延伸、拓展和補充。完整的教育過程應該是連續性教育情境與非連續性教育情境的統一。教學事件能夠被用來作為開展生成性教學的契機，既幫助學生生成知識和能力，也幫助教師認識教育的本質和規律、生成教育機智和教育智慧。

教學事件一：一位教師在進行“年月日的認識”教學時，有的學生提出了疑問：“為什么有平年和周年之分?為什么通常4年一閏?為什么二月不是30天或31天?”這樣的問題本來不屬于這節課所探討的問題，教師完全可以找理由回避這樣的問題。但是這位老師從學生們投采的好奇目光中讀出了他們對知識的渴望，就將這些問題與這節課的內容結合起來，簡要地講解了地球公轉的知識，激發了學生的學習興趣。提高了學生參與教學的積極性。

教學事件二：還有一位語文教師在《坐井觀天》一文快學完時，讓學生展開想象的翅膀，以“青蛙跳出井口了”為題說幾句話。學生們一個接一個地講著，內容不是“外面的世界很精彩”便是“青蛙真正感到了自己見識少”。這時，一個學生說“青蛙從井里跳出來，到外面看了看，覺得還是井里好，又跳回井里?！痹捯魟偮?，同學們便捧腹太笑。老師還算“幽默”，也隨口說道：“我看你是一只青蛙，坐井觀天。”在這種情況下，也許有的老師還會說“不懂就別發言，沒人會說你是啞巴!”難道這位學生的觀點就沒有道理嗎?該生在課后寫作文時仍堅持自己的想法，他寫道：青蛙跳出井后，來到一條河邊，想喝水，突然，聽到旁邊老青蛙的警告“不要喝，水里有毒!”緊接著，又聽到老青蛙被人用鋼又刺死的慘叫聲……看到這里，我們終于明白，該生為什么會說青蛙“覺得還是井里好”了。他由坐井觀天聯想到了環境污染，多么精彩的觀點!多么有思想和創意的孩子!遺憾的是老師沒有讓他在課堂上充分表達自己的觀點。試想，如果教師當時在課堂上再追問一句“青蛙為什么又跳回井里了?”該課堂會怎樣?我想，全班同學不再是嘲笑他，而會為他驚人的想象力和創造力喝彩。

可見，生成性事件可以拓展預設的教學內容，促使教師靈活調整教學活動的方式和策略，改變教學活動靜態化、程式化的局面，促進學生的發展。同時，生成性事件可以作為一種課程資源，使教師從依附于教材文本的范式中解放出來，進一步發揮創造性。

基于以上分析，我們應該如何吸收系統科學的研究成果，結合耗散結構理論的基本觀點來看待教學呢?

首先，教育系統應該是一個開放系統，而非封閉系統。耗散結構理論告訴我們，只有開放，才能生存。教育以人為研究對象，而人又是一種開放性、創造性的存在，因此，在耗散結構形成的四個必要條件中，教育視閾內應首要關注教育的開放性。開放意味著注重從外界引入嚴格甄別的有效信息作為負熵，為學生的認知結構發展、教育系統的進展演化提供保證。作為設計者，我們有必要認識到封閉系統走向無序化的死寂是不可避免的，學生的學習和發展絕不可能在封閉的觀點下僅僅通過若干簡化的、程式化的步驟來實現，只有通過系統開放、引入負熵，盡量將影響學習的諸多因素，整合進我們的系統中來考慮，遵從開放系統的動態演化規律，才是研究教育教學更加全面的、科學的方法。教學系統應該具有動態性，教學中學生對于知識的理解、意義的構建。能力的形成，都應該通過動態生成而獲得，學生的學習和發展可以是線性的，也絕不排除頓悟、躍進的方式。

其次，學生的學習以學生的發散性思維為前提，具有不可逆性、不確定性。當整個系統的秩序被某些可變因素擾亂時，我們既要看到系統波動的消極影響，也要充分肯定它的積極意義。學生的認知結構具有靈活性和適應性，有可能通過自我組織和自我更新而成新的有序結構。思維科學的進一步研究指出，簡單的符號加工理論已經解釋不了人的高級思維和學習過程，人的復雜性思維和學習遵從的是由無序到有序，再到無序的螺旋上升進展過程，教學系統的演化過程既有確定性的一面，還在一定程度上表現出貌似隨機的非線性過程。從狹義的角度看，如果我們暫且把教學設計理解成對于教學內容的安排和設計上，那么耗散結構理論排斥教學內容的簡單累加，認為隊列式的排布關系在促進學生的理解方面并不十分有效，強調的是系統內部各部分間的非線性聯系，將它們設計成非線性的網狀結構似乎更好，各部分內容之間呈現出交錯的廣延性關聯，對于每一模塊，都可以從多個角度來切人，從多個方面來認識。具體地，教學內容以知識單元為最小模塊來組織，在一定的總體結構下，面對不同學習者的學習需要，作出變化的可能性就大大增加了。教學結構因此能夠迅速、容易地變動，易于從用戶的角度進行設計，達成對學習者需求的適應。教學在本質上就是要幫助學生將表面上雜亂無章的知識，根據其內涵、本質及內在相互聯系，逐步變成有序的知識結構。

耗散結構理論指出，有序結構的出現是在遠離平衡的條件下，通過臨界點附近的漲落被放大形成巨漲落而達到的，整體上表現為認知結構的自組織過程。教師在教學中。應該有意識地刨設問題情境。經驗證明，越是奇異的、與學生們的既有認識越不相符合的問題，越能夠激發他們的學習興趣。原因就在于這樣做能夠引起學生的認知沖突，打破認知平衡，這首先構造了一個學生的頭腦準備吸收新知識的“勢場”，形成一股強大的引力。另外，教學系統中的臨界點是教學目標的進階之處，也是使得系統向有序演化的關鍵所在。因此，在教學過程中識別學生的認知臨界點也是十分重要的。這要求教師注意實際復雜教學情況中的變動因素，把握機會，創造條件，爭取將學生思維臨界點附近的微小漲落轉化為巨漲落，促進整個認知系統進一步形成更加有序的結構。

四、總結與展望