系统科学理论与实践
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇系统科学理论与实践范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
系统科学理论与实践范文第1篇
关键词：思想政治；课堂文化；学习共同体
近年来思政课的发展中逐渐遭遇瓶颈，而产生原因很大程度上是良好课堂文化的缺失，这成为当前影响思政理论课有效性的关键性因素。因此，对课堂文化建设中学生共同体的运用研究具有十分重要的意义。
一、学习共同体的相关概述
关于学习共同体，根据学者的研究，将其界定为通过社会协商方法进行学习的团体。从学习共同体特征看，主要表现在：①以促进学习作为愿景。学习共同体中，成员间需进行学习资源、知识经验的分享，通过互助合作达到共同成长的目标。②安全感与归属感较 强。学习共同体中，成员间的关系主要以信任为主，学习者不必担心受到批评或指责，能够真正融入整个团体中，安全感与归属感由此得到增强。③文化氛围浓厚。学习共同体在实际构建中有共同的学习目标，成员间的和谐关系都建立在彼此信任、理解的基础上，凝聚力与感召力较强。由此可见，将学习共同体理念引入教育领域中极为适用[1]。
二、课堂文化建设中学习共同体的作用分析
课堂文化是影响课堂教学有效性的关键性因素，将学习共同体引入课堂文化建设中，其作用主要表现在两方面：第一，是解决传统课堂教学模式弊端的重要途径。以思政课理论课开展情况为例，传统教学模式下主要以“一言堂”“独角戏”等模式为主，整个课堂教学活动中营造的氛围紧张，学生学习兴趣不高，教学质量难以得到保障。此时，将学习共同体引入其中，师生间的关系将表现在平等、民主等方面，在整个课堂活动中，学生完全可成为课堂的主体，学生参与程度提高。第二，学习共同体是推动课堂文化建设的关键所在。学习共同体本身可作为用于指导思政课教学的教学理念，且其可成为课堂教学中的重要组织形式，该形式下所构建的课堂文化将表现为：以学生的学作为课堂教学中心；团体合作模式应用；互助合作形式开展。这种课堂文化下，学生可针对思政课理论内容相关的时事热点进行探讨，在获取显性知识的同时，他们的隐性能力如表达能力、情感能力等都可得到锻炼[2]。
三、基于学习共同体的思政课课堂文化建设策略
1.课堂“时空文化”的构建
学习共同体理念指导下，要求坚持以生为本的基本原则，引入对话协商形式以达到构建课堂“时空文化”的目标。其中的“时空文化”主要指在思政课理论教学中，通过对话机制所形成的具有开放、和谐与民主的学习氛围。在实际构建中，首先要求教师应改变以往的师道尊严观念，将自身角色界定在学生的“倾诉者”“引导者”等方面。其次，应注意形成共同的愿景，该过程中可鼓励学生参与到问题设计中。最后，注重对话的有效性。课堂对话过程应贯穿于课堂始终，教师可结合思政课理论内容选取社会中的时事热点，以此吸引学生注意力，在此基础上进行对话，可使课堂互动交流的氛围更加浓厚。
2.生本课堂文化的构建
所谓生本课堂文化，其实质是围绕“学生发展为本”理念而构建的课堂文化，使学生能够在学习共同体中体会到安全感与归属感。这种课堂文化的实现关键在于理论课教学中能够设置较多问题情境，其要求教师在教学过程中结合思政课理论内容、学生实际情况进行问题的设计，在此基础上由学生进行分析、交流与探讨，并由师生共同做好总结工作。需注意的是在归纳总结中，往往涉及评价内容，教师应选用更多激励性评价语言，这样才可使整个课堂文化更加和谐。
学习共同体的运用是构建良好课堂文化环境的重要途径。实际建设课堂文化中，应正视学生共同体的基本内涵与应用意义，利用其进行课堂“时空文化”与生本课堂文化的构建，确保学生在该文化下能够全面提高自身综合素质。
参考文献：
系统科学理论与实践范文第2篇
关键词：定性；定量；学科体系结构；系统工程思想
作者简介：魏萍（1975-），女，河南新乡人，中国石油大学（北京）信息学院，讲师；许亚岚（1977-），女，湖北襄樊人，中国石油大学（北京）信息学院，讲师。（北京102249）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）11-0048-02
系统工程是为了解决日益复杂的社会实践问题而形成的，从整体出发合理组织、控制和管理各类系统的综合性工程技术学科。在现代科学知识体系中，系统工程是系统科学的一个分支，实际是系统科学的工程技术应用。中国石油大学（北京）自动化专业开设选修课“系统工程导论”，共有32学时。而系统工程涉及知识范围广，需要基础理论多，为了在课时不多的情况下，实现系统工程“导论”任务，有必要首先明确本门课程的教学目的，然后具体思考教学过程中需要关注的一些问题。
一、确定“系统工程导论”教学目的
作为系统工程的“导论”型课程，教学内容包括：绪论、系统工程理论基础和一些系统工程具体方法。“绪论”是关于系统工程的基本介绍。“系统工程理论基础”部分介绍少量基础科学内容，如：自组织和他组织理论、非线性系统理论等；另外介绍少量技术科学部分，主要是运筹学中的数学规划、图与网路、系统优化等。“系统工程具体方法”主要讲述系统分析与系统建模、系统评价、决策分析、网络计划法等。教学内容包含方面较多，容易给学生形成杂乱的印象，所以教学中一定要做到明确学科体系结构，突出系统工程思想。
1.使学生能够充分认识系统工程
通过本门课程的学习，学生能够认清系统工程是什么，对系统工程有一个全面整体把握。这要求从横向、纵向明确系统工程学科归属，理解系统工程理论基础；明确系统工程发展状况，理解系统工程方法论意义。
2.使学生能够掌握系统工程技术思想及方法
系统工程强调宏观研究，兼顾微观研究，“宏观调控，微观搞活”是系统工程的基本原理，对大小系统普遍适用。在处理工程问题时，不能只顾局部，忽略全局，必须至少上升一个层次考虑问题。系统工程方法一贯体现“定性到定量的综合集成”，对于理工学科的学生，一定要避免过多倾向定量研究，忽略定性研究。
3.使学生能够建立全面综合的思维习惯
在日常教学中常常发现，当前学生普遍存在一个特点：进得去，出不来。也就是，太专注于细节，而忽略了整体掌控。这样不利于知识的学习和运用，更不利于独立钻研习惯的形成和开拓创新精神的培养。而系统工程可以使学生养成全面综合的思维习惯。
二、“系统工程导论”教学中需要关注的几个问题
1.明确系统科学体系结构，理解系统工程理论基础
现代科学技术体系包括自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、信息科学、思维科学、人体科学、行为科学、地理科学、军事科学、建筑科学、文艺科学。所以“横向”看，系统工程属于现代科学技术体系中的系统科学。[1]
另外按照现代科学技术体系中的钱学森框架，不同学科门类可划分为基础科学、技术科学和工程技术三个层次。其中，最接近社会实践，直接用来解决实际问题的是工程技术；给工程提供理论指导的知识体系是技术科学（应用科学）；给应用科学提供理论指导的知识体系是基础科学。所以“纵向”看，系统工程属于系统科学中的工程技术层次，且三个层次间有自上而下的指导关系。[1]
掌握了系统工程在整个科学技术体系中的“横向纵向”关系，相当于理解了系统工程在现代科学技术体系的位置，从而能进一步理解层次间的指导关系。系统工程理论基础包括两个方面，一个是属于系统科学基础科学层次的系统学，另一个是属于系统科学技术科学层次的运筹学、控制论等内容。关于系统学，由于当前并没有完全建立起来，所以在认识上不太统一。在很多教科书里都会介绍耗散结构、协同学、突变论等等产生于其他学科的具体自组织现象。自然科学的基础科学层次包含物理学、生物学等，参照来看基础科学表达和描述的是研究对象本质上具有的属性和功能，即系统本来的属性和功能，如：系统的基本概念、动态系统理论、线性及非线性系统理论、自组织和他组织理论等。而那些具体的自组织现象多产生于其他学科，是系统学内容的具体表现，如耗散结构、协同学、突变论体现了系统的非线性动态特性以及自组织他组织能力，可作为具体例子。系统科学技术科学层次包含控制学、运筹学、博弈学等内容，在教科书中一般都这样认为（自动化专业一般以介绍运筹学为主）。[2]
2.体会“综合即创造”的系统工程思想
系统工程的著名范例――美国“阿波罗登月计划”，该工程包含三百多万个部件，耗资244亿美元，参加者有两万多个企业和120个大学与研究机构，整个工程在计划进度、质量检验、可靠性评价和管理过程等方面都采用了系统工程方法。在工程实施过程中及时向各层决策机构提供信息和方案，供各层决策者使用，保证了各个领域的相互平衡，体现出高度的“综合性”。[3]负责“阿波罗登月计划”实施的总指挥韦伯先生说：“阿波罗计划中没有一项新发明的自然科学理论和技术，全部工作都是现有技术的应用，关键在于综合。”系统工程的一个重要价值，就在于综合运用现代科学技术各个领域的相关成果，协调一致，解决复杂环境的复杂问题。
钱学森院士曾指出“系统工程是一门组织管理技术”，“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法”。[4]涉及的工程问题越大型，越复杂，就越能体现系统工程的“综合即创造”思想。
体会到系统工程的综合思想之后，就不会认为系统工程只是简单包含一些具体工程技术方法，甚或将系统工程直接等同于具体的工程技术。
3.认识复杂与简单的关系（复杂与简单的相对性）
如果研究对象是结构良好的系统，即，系统具有可以精确观测的特征量，可以获取完备的数据资料，且这些特征量之间关系可以用明确的数学形式表示出来，原则上这类系统属于简单系统。反之，若系统存在一些无法精确观测的特征量，不可能取得完备的数据资料，或无法建立精确的数学模型，要么两者兼而有之，这就是结构不良系统，具有无法简化的复杂性。[1]这样比较来看，简单系统相关问题为简单问题，复杂系统相关问题为复杂问题。如果需要解决的问题，有可以依据的基础理论和客观具体的方法，则为简单；反之，则为复杂。理解简单与复杂的关系，有助于正确认识系统工程技术中的关键点所在，正确认识系统工程技术中的主观定性内容。例如在系统决策和系统评价中，相关方法步骤比较简单，但方法中与主观、定性有关的量的确定，则比较复杂。
4.强调系统工程中的定性与定量关系
定量是指数量指标和数学方法的应用，定性是指借助非量化的途径对研究问题做分析、判断等。系统工程中无处不体现出定性和定量的密切结合。1987年，钱学森院士就提出了定性与定量相结合的系统研究方法，并把处理复杂巨系统的方法命名为定性定量相结合的综合集成方法，表述为从定性到定量的综合集成技术。1992年，他又提出从定性到定量的综合集成研讨体系，进而把处理开放复杂巨系统的方法与使用这种方法的组织形式有机结合起来，提升到方法论的高度。[5，6]
在具体研究应用中，一般是科学理论、经验认识和专家判断力相结合，从而提出经验性假设。通常这些经验性假设很难以严谨的科学方式证明，只是定性的认识。从定性到定量的综合集成方法论，实质上就是将专家群体、数据和信息资料与计算机技术有机结合起来；把各门科学理论与人们实践经验知识结合起来，发挥整体优势和综合优势。此方法论的特点是定性分析与定量分析结合，而后上升到定量认识；科学理论与经验知识相结合，宏观与微观相结合，人与计算机相结合。[5，6]
系统工程教学中，注意强调系统工程中的定性与定量关系，避免学生注重定量，忽略定性的思维习惯。
5.清楚系统工程与具体工程技术的关系
“系统工程”中的“工程”是指把各种科学理论和基础知识的概念和原理用于研究，创造和设计各种系统。从系统看工程――用系统的观点和方法解决工程问题；从工程看系统――用工程的方法建立系统和解决系统问题。系统的方法主要是系统分析和系统设计方法；工程的方法是处理工程问题的方法，包括原理应用和结构构思，确定技术、经济原则，对结构材料、参数和整体进行计算。系统和工程的结合，即系统的方法和工程的方法融为一体，使人们能在系统思想指导下以工程的方法作为工具，从定量角度描述系统元素间的关系、设计、建造和管理人们需要的系统。[7]
与一般工程相比较，系统工程是一种知识体系，不是工程实践；是普遍适用的方法，一切工程都适用；是工程技术，不是科学理论，讲究实际工效；系统工程的精华是系统观点，强调从总体着眼构思，从局部着手实现，从全局出发用好局部，从全过程出发关照好各个阶段。[1]
“系统工程导论”教学课堂中讲授一些具体系统工程方法，如：系统模型技术、系统网络分析技术、系统评价技术等。一些学生会认为系统工程只是包含类似的一些具体工程技术方法。只有真正清楚了系统工程的概念与意义，才不会造成这样的误解。
三、结论
上面关于“系统工程导论”教学中需关注问题的几点思考，更要注重教学中的落实。首先在绪论中要表达清楚，其次在各章节教学中涉及部分要做课堂提示，使学生真实体会到这些问题的存在，从而使其在学习本门课程之后，能够对系统工程有一个全面整体的把握，掌握系统工程技术强调宏观研究、兼顾微观研究的思想，以及定性到定量的综合过程。另外，期望该课程能够影响学生建立全面综合的思维习惯，提高知识学习和运用的能力。
参考文献：
[1]苗东升.系统科学大学讲稿[M].北京:中国人民大学出版社,2007.
[2]魏萍,邓先瑞.《系统工程导论》课程体系探讨与教学实践研究[J].煤炭技术,2010,(2):222-224.
[3]夏绍玮,等.系统工程概论[M].北京:清华大学出版社,1995.
[4]钱学森,等.论系统工程[M].长沙:湖南科学技术出版社,1983.
[5]王众托.系统工程[M].北京:北京大学出版社,2010.
系统科学理论与实践范文第3篇
【关键词】 复杂性系统 还原论 不确定性 混沌状态 计算机模拟
【Abstract】 Complexity theory，as an interdisciplinary theory， has been attracted by scholars in different areas. Many scholars have began to explore this new theory，with the intention of applying it to their own research area，and helping to solve some problems. As American famous physicist Hawking predicted:the 21st century will be the century of complexity. When medical researchers discovered that more and more problems are hard to interpreted only by the simple return to original state method， then went to the vision the complex theory， a lot of research results prove that the complexity of the theory applied to the study of modern medicine is indeed feasible and effective. This paper introduces some of the basic concepts of the complex system，the background and theoretical thinking used in medical research， focused on discussing the recent research achivements of complexity of the system theory used in the field of medicine， at the end of paper，make some prospects and forecasting for its future research and trend.
【Key words】 complex system; return to original state theory;undeterminism;chaotic state;computer simulation
近年来，复杂性系统问题的研究已越来越成为国内外学者研究的热点。自复杂性系统的概念诞生以来，已有大批学者从不同的领域入手，并取得了大量成果。对于“复杂性”的精确概念定义尚无统一的定论，但基本已达成一个共识，即把那些数据大，呈现非线性关系，具有自组织、自适应和涌现特征的问题归类为复杂性问题或者称为“复杂性系统”。复杂性系统的这些特性也引起了许多跨学科学者的关注。人体作为一个整体的系统，其复杂的功能和行为大于单个细胞的集合，人体的疾病和健康也复杂于单纯的生物学因素之和，特别是人类的疾病和健康过程，完全符合复杂系统的基本特性。生命体的复杂多样性决定了疾病是复杂的，不仅生命体本身病理过程复杂，心理、社会、环境等因素都会影响病理过程，许多复杂性疾病，如心血管疾病、癌症等都是生命体多层次、多层面因素作用的结果医学本身的复杂性。因此，已有许多医学界的学者开始致力于复杂性理论应用于医学的研究。人们希望寻求以定量和整合的途径来深入了解各种医学系统之间复杂的相互作用，通过对系统的建模与系统运作机理的研究，用控制科学的理论方法对系统的演化加以干预并使得系统朝着预定目标演化。运用系统科学理论和方法综合研究和认识复杂的人体及其疾病，并把传统和现代医学大量的基础与临床研究成果集成整合起来，建立起全新的现代医学体系被称为复杂性系统医学［1，2］。而对于医学科学领域的复杂性研究被称为复杂性系统医学研究。
1 复杂性理论应用于医学研究的背景
200多年以来，还原论思想和方法学在研究现代科学上一直占据统治地位。该思想认为“一切系统都是可逆的。分割的各个问题的解答之和就会成为整体的最后答案，即系统之解”。还原论思想对于推动医学领域及其分支领域的研究进程和发展有着重要的指导作用。但是生命体并不是组成成分的简单堆积，生命系统具有不可逆性，被分解之后生命本身就不可再挽回，整体并不等于局部之和，而是彼此间有着广泛的相互作用；各个组成成分之间的相互作用也不是简单的线性关系，而是交错编织的复杂网络。突出问题表现在忽视了对于生命系统的层面上的整体认识以及处理人体健康和疾病的复杂问题。医学科学研究在经历了漫长的发展过程后，随着人们对复杂性疾病的认识逐步加深，还原论方法的局限性日益显露，现代医学面临着复杂疾病模式的严峻挑战，整体观的重要性被科学界日益重视。在20世纪后期，人们开始重视生命科学的复杂性和整体性研究，向系统论的研究方向进军，继承还原论的精华的同时，强调系统的内部和系统之间的联系，系统的复杂性动力学特性，以及整体功能和行为的突现。系统论与医学在全新的技术背景下的结合，在系统理论指导下，把人体作为一个完整的系统加以研究。通过大规模提取各类生物信息，深入研究基因组、蛋白组和代谢组等生物信息与环境信息的相互作用，阐明发病机理，研究新的诊断和治疗技术，从而引领现代医学进入预测性、预防性和个性化的时代。
2 复杂性系统理论应用于医学领域研究的理论思想
人类的生命过程处于秩序与混沌的边缘，人体作为一个具有自组织和自适应的复杂系统，具有不确定性和混沌状态的特性，这些特性正符合复杂系统自适应性的重要机制。近些年，医学研究人员在研究高血压病基因、精神分裂症基因等复杂性疾病时，在对海量数据的处理时引入了数学模型、算法和计算机学习技术；对于基因组学、蛋白质组学的研究采用大通量信息处理技术，由此引发了对于非线性动力学和混沌机制为人体复杂系统的自适应能力提供研究。生命信息的载体都具有一个共同的特征：简单符号的有限排列，一种不连续非周期性的序列。这个特征符合信息具有差异性和差异无限趋向性的基本特性。而所有的生命物质所具有的字符序列特征又使基于计算机等现代电子设备介质，建立二进制和概率计算的数学模型，进行运算、分析和模拟成为可能［3］。生命信息的表达系统中起主导作用的是熵的逆向趋动性，即熵减，它使生命信息系统呈现不可还原的离散状态和非线性的不连续过程，在复杂中简化是我们的基本原则，通过建模和反馈机制将会成为研究处理复杂系统较好的解决策略［4］。
3 复杂性系统理论应用于医学领域研究的状况探究
尽管中西方的医学研究对象与内容基本一致，但由于文化背景等原因，却有不同的探索自然界的思维方式，其中对人体和病理思维的不同正是中西医理论构建不同的根本原因。西方医学系统受还原论思想的影响，认为整体由部分构成，可以把整体分解为部分来认识，生命的整体性能，可以从它的组成部分的性能完全解释清楚；生命运动由较低级的物理、化学等运动组成，可以把生命的高级运动还原为低级运动来认识，生命和疾病的现象完全可以用物理、化学的规律来解释。 重局部，轻整体，重还原，轻整合，医学分科越来越细，偏向于针对局部的治疗，而忽视了对整体的重视。西方医学研究学家发现已有越来越多的整合病例无法用简单的线性还原思想解决。传统的中医学理论虽然强调整体性、非线性、动态性，但这种整体观具有知觉性、猜测性和不确定性，宏观认识与微观结构脱节，并不是严格意义上的科学整体观，由于尚未找到较为合适的方法论解释研究中医科学的内涵，医学科学家利用西方还原论的思想研究中医科学，并没有取得任何突破性进展。中西方医学研究都在试图寻找新的研究思想方法来解决还原论无法解释的问题。
近20年来随着复杂性系统理论的科学蓬勃发展，为中西方医学研究学者带来了新的启示。20世纪80年代末，美国的一些科学家建立了美国圣菲研究所（SFI），重点研究简单性、复杂性、复杂系统。他们热衷于不同学科之间的探讨与相互影响，试图从各种不同的系统中找到共性。通过计算机仿真与模拟，形成了各种各样的关于复杂系统的新概念和理论模型，并建立了公用的，为复杂系统研究而设计的软件平台SWAEM。SFI的科学家通过科学的方法对系统整体论作出了科学的解答和模拟，并提供了从理论到模拟、从特性到机制的具体方法，基本思路是：首先应用还原分析方法选择适当的主体作为构件，利用计算机程序刻画少数支配主体相互作用的规则，建立各类计算机实验模型，并在计算机实验平台上模拟，通过计算机仿真考察和研究模型系统的行为和演化规律，这种演化通常可以使宏观整体行为与性质由下而上、由简到繁的自然涌现出来，研究者可以直接观察系统的生成、演化过程，从观察现象中发现规律，提炼概念，形成洞见，建立理论，从而对宏观现象作出恰当的诠释，发现复杂的宏观现象的内部机制。由此，很多中西方的医学研究者得到了启示，并且开始尝试运用复杂性系统理论应用于医学研究。人体中存在大量的智能主体，医学研究中存在大量的数据信息，都具有非线性的特点，利用现代信息手段获得医学研究所需要的各种数据资料，包括文本、影像等，借助计算机平台建模，同时引入数理和信息科学领域的理论和方法等对模型进行先进高效的信息分析和数据挖掘，对数据资料进行处理，从繁杂的实验数据中找出各种数据之间的内在联系，以获得有力的信息或结论［5］。2003年9月维也纳国际应用系统分析研究所的复杂系统建模研讨会上，美国学者们研发出的以综合集成为基础的数字空间体系CWME智能系统软件引起了各国专家的关注。该系统强调多维的自下而上的综合集成过程，从定性到定量的综合集成法：将专家群体(各种有关的专家)、数据和各种信息与计算机技术有机结合起来，把各种学科的科学理论和人的经验知识结合起来，在解决复杂性问题时发挥这三者构成的系统的整体优势和综合优势。专家们认为，对于许多复杂现象，利用专家群体、海量数据和计算机分析技术相结合的研讨厅体系的方法，可能是比较有效的。
中国的许多医学研究者也开始把目光投向了系统复杂性理论应用于医学科学的研究，并结合我国的实际情况产生了一系列医学复杂性问题的新思路。如在基础医学方面，提出复杂性疾病的治疗过程中不能过分关注身体局部状态的调整，而忽视了整个身体状况的改善，对这些疾病的认识和治疗急需引入系统化思维，建立医学科学中的系统复杂性研究提纲，探讨生命过程中信息作用的机制和原理，生命信息的存在形式和动力学规律，探讨生命信息和环境的关系等。对于传统的中医学研究提出要研究复杂系统的重要思路是“有限地还原，有效地综合”，结合多学科如血管、流体力学、神经科学等领域学者共同合作研究传统脉学，对系统进行有效控制，应该有针对性地建模，针对复杂系统的不同侧面，或者针对不同的目标，建立不同的模型。这个过程在医学中应用广泛，因此医学与控制科学的协作很有意义。同时还有著名学者建议中医的发展需要吸收其他学科的先进知识和方法，应用波动光学方法实时获取人脸几何数据，利用微分几何方法对人脸表情的特征参数进行提取和分析，来实现中医的“计算机模拟望诊”。
另外，复杂性系统科学理论对于中医药的研究发展也起到了推动作用，当前中医药现代化研究受到了方法学的制约。系统生物学的思路与中医整体观相一致，为中医药研究提供了一个可借鉴的方法。研究人员利用复杂系统问题的有效模式和手段研究中应重视病、证、效结合模式，定性分析与定量分析相结合，规范研究与实证研究相结合的方法，把人体视为一个系统，通过测定和改变系统的输入和输出来调节系统的状态，结合在临床诊疗中总结出的规律，把摸索出来的规律表述出来。从而推动医药学的发展。
4 复杂性系统医学研究发展趋势和前景
现代医学作为自然科学的应用学科，其理论和方法的形成与发展，必然与其同时代科学同步。近代400多年以来，西方科学的理论和方法贯穿着以分析的思维方法的传统，由此而形成的最典型的还原研究方法成了医学最得力的指导思想和方法论武器，在这条思路的指导下，医学向人体结构的微观方向深入，从人体的解剖、器官病理学、组织病理学到微尔肖的细胞病理学，达到了西方近代医学发展的一个高峰。20世纪，随着系统科学与医学技术的进步，无数的事实说明，现代医学的诊治方法是先进的，但其基本医学分析-还原论理论却是落后、片面的。要深入彻底认识人体这个宇宙中最复杂的系统，复杂性系统科学理论的指导和相应的系统工程方法的应用是必不可少的。只有实现两者的真正结合，才能解决人类健康与疾病的无数复杂难题。21世纪医学发展的生命体的复杂性决定了医学的复杂性，心理、社会、环境等因素都会影响生命体本身。未来医学研究的发展，必定会更多的应用复杂科学和系统科学的理论和方法，突破线性思维和还原分析，建立非线性复杂思维模式，更加注重宏观和系统综合。从整体论出发，以复杂系统等研究方法为手段，结合医药学研究的实践以及疾病的复杂现象和复杂性特点，探讨复杂系统研究的创新思维和研究方法，为研究现代医学模式和医药学提供了可能的新思路和新的方法论。目前提出建立的系统医学，是从传统医学、现代医学的基础上发展起来，以系统哲学和系统科学理论和方法学指导下的新医学体系［6］。就是用系统科学的理论和方法重新认识、集成整合现有的生物医学理论和技术指导临床。可以预见，复杂性系统医学的创立是历史发展的必然，也是未来的发展方向，它必将在医学研究上占据主导地位。
【参考文献】
1 Barabasi AL， Albert R.1999，“Emergence of scaling in random networks”， Science， 2000，286：2-10.
2 Green D，Newth D.Towards a theory of everything?-Grand challenge in complesity and information.Complexity International，2001，8:1-12.
3 Weng G， Bhalla U，Iyengr R. Complexity in biological signaling systems Science，1999，284:92-96.
4 方锦清、汪小帆、刘曾荣. 略论复杂性问题和非线性复杂网络系统的研究.科技导报，2004，22(2):9-11.
系统科学理论与实践范文第4篇
[文献标识码]A
[文章编号] 1673-5595（2014）05-0070-06
系统科学哲学的研究是系统科学相关研究的思想基础。系统科学哲学不同于贝塔朗菲、拉兹洛等人提出的系统哲学，从学科定位看，前者属于具体科学哲学问题的探讨，后者属于自然哲学的探讨，也有学者把二者等同对待。[1]论纲可以成为系统科学哲学展开研究的重要框架，苗东升曾经做过相关研究[2]1820，从国际视阈看尚显不足。随着近些年来系统科学的高速发展，系统科学哲学研究的重要性日益凸显。本文将在国内外系统科学研究差异比较[3]的基础上，从一般哲学的本体论、认识论和方法论三个方面系统阐述系统科学哲学研究的主要内容，尝试为系统科学哲学的研究提供研究纲领。
一、系统科学哲学之本体论
系统科学哲学本体论的研究是以一般哲学的本体论研究为基础的。“本体论”这一范畴最早是由德国经院学者郭克兰纽首先提出来的，他将其解释为“形而上学的同义语”[4]35。简单来讲，本体论是“研究存在的理论”[5]6667，“是对是、存在和实在的最一般的学科或研究。 这个术语的一个非正式含义是指，……即哲学家思考世界由什么构成。……但是，更正式的含义，本体论是通过确定所有本质范畴和阐明它们之间的相互关系来表征实在的形而上学方面。”[6]2122 “本体论的首要任务是提供范畴的详细目录，即实在的最一般分支。”[6]23
系统科学哲学之本体论研究比一般哲学本体论研究要具体一个层次，或低一个层次。系统科学哲学本体论研究从系统科学基本范畴开始，涉及系统及其系统的关系性存在本身的问题、系统演化与生成问题，以及对系统科学的元研究等问题。以哲学上的本体论范畴为基础，本文把系统科学哲学之本体论的研究内容总结为以下三方面：
第一，系统科学基本范畴或“语词系统”。吴彤在复杂性科学研究中，提出学术研究应该从基本概念开始的思路，他认为对于复杂性科学或非线性科学的研究应该从复杂性、非线性的概念或含义开始。[7]系统科学涉及范畴很多，尤其是在不同学科中又存在不同含义。库恩后期试图在某种程度上用“语词系统”代替其有重要创建但富有争议的“范式”范畴，对系统科学语词系统的研究，是作为范式的系统科学研究的重要内容。库恩意义上的科学革命就是用一套新的语词系统代替原来旧的语词系统。[8]金吾伦对库恩语词系统的主要性质进行过总结，总体上说就是“由一套具有结构和内容的术语构成；诸术语构成一个互相联系的网络。一本辞典就是具有一套特定结构的词汇”[9]。系统科学范式已经逐渐形成[10]，一种新的语词系统将逐渐代替经典科学的语词系统，最明显的体现就是诸多系统科学范式下的术语或范畴开始出现并逐渐代替经典科学的诸多范畴。Flood和Carson在系统科学研究中，简要介绍了61个系统科学范式内的术语和概念，如组织整体、关系、反馈、输入、输出、环境、开放系统、内稳态、熵、适应性、控制论、黑箱、正反馈、负反馈、整体论、系统方法论等。[11]521Ackoff早在20世纪70年代就认识到了“系统”这一概念在当今科学中的重要地位，他试图建立起一个系统概念的系统，在他的体系中，主要介绍了11种系统类型、4种系统变化、11种系统行为类别，另外，他还对系统及其元素之间的关系、适应性和学习、组织等涉及的共32个范畴或术语进行了系统探讨。[12]吴彤也对系统科学涉及的一些基本概念进行了深入研究。[1314]语词系统的研究是伴随着系统科学发展而发展的，主要体现在两个方面：一是术语或范畴的扩展；二是术语或范畴之间组成的网络关系的发展。
第二，系统的存在状态及其特征。这里的系统包括贝塔朗菲提到的“实在系统和概念系统两类”。[15]460国外诸多学者都在这方面进行了深入研究，贝塔朗菲对系统的界定以及对系统特征的研究[16]、拉兹洛《系统哲学引论》中第一部分“一般系统论”的探讨[17]、邦格的科学唯物主义以及系统本体论的探讨[1819]等都属于这方面的研究。国内也有诸多学者对系统进行了研究，如等人的《现代系统科学学》的第一部分“基础系统论”基本上都属于这方面的研究[20]3165；苗东升在《系统科学大学讲稿》中对系统的概念、系统的结构、系统的环境、系统的功能、系统的属性、系统的形态与状态等问题进行了系统说明，比较全面地介绍了存在的系统的状态及其特征。[21]系统的演化也是系统的重要存在状态，所谓系统的演化，“包括系统的孕育、发生、成长、完善、转化、消亡等”[22]42。演化特征是系统科学区别于经典科学的重要特征，因此，对系统演化特征的研究也是系统科学本体论研究的重要内容。对系统的存在状态及其特征的研究为系统科学哲学的探讨提供了现实材料，同时它也是系统科学基础理论研究的逻辑前提。
第三，系统科学的元研究。这一方面的研究主要包括：系统科学的学科定位、系统科学的存在状态、系统科学的发展演化、系统科学的理论体系等。诸多国内外系统科学研究的学者几乎都涉及了这方面研究，只是研究视角、问题不同。几乎每本系统科学著作在开篇或第一章都会直接涉及这方面的内容。自钱学森以来，诸多国内外学者都构建了自己的系统科学理论体系，这些研究都属于该方面内容。Gigch在20世纪80年代初做的系统科学分类学研究也是这方面研究的重要代表，他以系统科学主要关注的问题为出发点，依据两个不同的标准对系统科学进行了分类学研究，把系统科学分为理论本体型、应用本体型、理论概念型和应用概念型四种不同类别，并对应着不同的系统理论类型。[23]179191当然，在这个方面，对系统科学各论，如一般系统论、控制论、耗散结构理论、混沌学等相关学科存在状况的研究，也属于系统科学哲学本体论研究的范围。
二、系统科学哲学之认识论
认识论是由“苏格兰哲学家J.F.费利尔在《形而上学原理》（1854年）一书中首先使用的”。[4]719在《剑桥哲学辞典》中对认识论进行了明确阐述：“认识论：知识和辩护的本质的研究；具体说，是对知识和辩护的（1）定义特征、（2）存在的条件和来源、和（3）限制的研究。这三个范畴代表了传统哲学三个方面的争论：知识和辩护的分析、知识和辩护的来源（如唯理论和经验论）和关于知识和辩护的怀疑论的生存能力。”[24]273“认识论试图解释知识和理性信仰的本质和范围。它的范围也包括阐述和评价各种怀疑论结论的论据。”[6]270徐向东把传统认识论的研究归结为五个问题：分析问题、划界问题、方法问题、怀疑论和认知辩护问题以及价值问题。[25]简单总结为一句话：认识论回答认识或知识如何可能，主要探讨作为存在的认识的本质及发生、发展的规律，以及对认识的辩护等。
系统科学哲学之认识论研究的主要内容可以简单概括为系统科学知识如何可能的问题。这里的知识主要指系统科学科学学科（钱学森等人称之为系统学）的知识，也包括技术学科和工程学科。系统科学哲学认识论的建构论转向使其在研究内容方面明显区别于经典科学。系统科学的认识论研究在学科内部具有重要地位，甚至Gigch直接把系统科学称之为认识论领域的学科。[26]对于该问题的探讨主要包含以下三方面内容：
第一，系统如何可能。系统的存在是系统科学知识可能的基础，因此对于该问题的探讨是系统科学之认识论研究的首要内容。和经典科学的研究类似，国内外对于该问题的研究也主要存在两个对立的观点：实在论与建构论，部分观点处于二者之间。实在论观点认为，系统客观存在于现实世界，系统科学是对现存的系统进行研究的科学。部分国内外学者坚持实在论观点，国外较有代表性的是加拿大系统哲学家邦格，他认为：“每个事物都是系统或系统的成分。这一原理对具体事物和观念都同样适用。原子、人、社会以及他们的成分和由它们所组成的事物都是这样。”在他看来没有孤立的事物，“世界是系统的世界”[18]1120。马克思的辩证唯物主义系统观也是典型的实在论观点。国内学者中，大多数都持实在论观点。如苗东升认为：“现实世界中系统是绝对的、普遍的，非系统是相对的、非普遍的……一切事物都以系统方式存在”[22]22；许国志等人编辑的《系统科学》也持这样的观点，认为“系统是一切事物的存在方式之一”[27]；另外，李曙华[28]、[20]、邹珊刚[29]等人的著作也都是建立在实在论基础之上。持建构论观点的代表人物是Klir，他认为：“所有系统都是人工抽象物。它们不是自然呈现给我们被我们发现的，而是我们通过我们的感知和精神能力在经验领域内的建构。要求与真实世界对应的系统概念是虚幻的，因为没有办法核实如此的对应。除了通过经验以外，我们没有机会接近真实世界。”[30]88，[31]Bhola同样认为系统“边界”不是先验存在，而是被系统思考者在主观内容上为了专门的需要建构起来的。[32]Boulding认为：“系统没有必要与我们周围的真实世界相联系。它研究所有从任何具体情景和经验知识中抽象出来的可以想象到的关系。”[33]当然，除了坚持这两种观点的学者以外，还存在大量学者像哲学认识论研究一样行走在实在论与建构论之间，本文不再多述。总之可以说，对该问题的回答，两种观点并行，国内实在论观点占优，国外建构论观点占优。
第二，系统科学知识如何可能。知识如何可能的问题是哲学认识论的核心问题，当然在系统科学哲学这里也必然是一个重要的需要探讨的问题。哲学认识论对于知识如何可能的探讨是不区分经典科学与系统科学的，但是以前哲学探讨所针对的或主要使用的基础性资料都属于经典科学知识。无论是从知识本身的特征还是从知识的获得途径看，系统科学知识相对于经典科学知识都发生了重要变革，这必然为系统科学知识如何可能的问题提供新的材料。系统科学知识的出现和发展必将改变传统认识论中的某些观点，同时，也使新的认识论观点成为可能。国内外对该问题的具体研究现在还比较少，日后有待研究的进一步展开和深入。对于该问题的回答，同样主要存在两种观点：实在论或建构论，以及行走在二者之间。在经典科学界，实在论观点明显占据主体，但是，在系统科学界则明显不同，建构论已经逐渐成为了系统科学界的主流观点。[30]对系统持实在论或建构论观点的人基本上对系统科学知识持相同的观点。在系统如何可能问题的探讨中已经对主要代表人物进行了说明，不再重复。国内系统科学界大多数学者都坚持实在论观点。对于系统科学知识如何可能持建构论观点的人除了上文提到的Klir以外，Vmos也是系统科学建构论的重要代表。[34]总之，对于该问题的回答构成了系统科学哲学之认识论的重要研究内容。
第三，系统科学的认识如何可能。认识如何可能是对系统科学认识本身的探讨。哲学的认识论主要研究认识自身，认识的本质、结构、过程等。系统科学哲学认识论的这部分研究内容即是建立在哲学认识论基础上对系统科学认识进行哲学探讨。苗东升系统科学哲学论纲中的认识论即是在这个方面的研究。[2]1820系统科学的认识过程相对于经典科学的认识过程而言已经发生了显著变化，它不再依托传统的获取知识的模式――“观察―归纳”或“假说―演绎”。系统科学认识模式逐渐转化为哲学思辨、系统仿真建模等方式，如一般系统论就是通过哲学思辨获取系统的相似性或同型性，从而建立系统的一般理论；控制论也是通过思考动物与机器的结构同型性或相似性而创立的理论。正是由于系统科学认识方式已经发生了明显变化，因此必然要求对系统科学的认识进行专门探讨，通过对认识的结构、认识的过程、认识的方法等的深入研究洞悉系统科学认识的本质。这种研究不仅可以推进系统科学认识方法的发展，进而推进系统科学理论和方法的进步，还可以反过来影响哲学认识论的发展。系统科学认识论相对于一般哲学认识论而言，更加接近具体科学，必然为更一般层次的哲学认识论的发展提供重要例证，推进哲学认识论的发展。国内外系统科学界对这个方面的研究都不是太多，且有待深入。国外系统哲学界基本上不在这个视角上进行探讨，但是他们在系统科学方法论的研究中渗透着诸多这方面的内容。国内这方面的研究也不是太多，李建中对系统认识论的研究属于这个方面，他在比较了黑格尔、马克思的认识论基础上对系统认识论进行了一定探讨。[35]苗东升对这个问题也进行了初步探讨。[2]1820，[36]在这一角度上，系统科学认识论与方法论的研究存在诸多交叉之处，某种程度上具有一致性，对认识过程的研究事实上就是对认识方法的研究。因此，这方面的研究可以成为沟通系统科学哲学认识论与方法论的桥梁。
从系统科学哲学认识论的发展和研究内容、问题来看，它并没有带来认识论领域的根本变化，只是为认识论的研究增加了新材料、提出了新问题。或者说它并没有带来认识论模式的变革，只是改变了不同观点在认识论中的地位。系统科学认识论的研究会伴随着哲学认识论的研究永远进行下去，也许人类理性永远无法得出确定性的结论，正像哲学也许正在做一件注定失败的事情一样。[37]
三、系统科学哲学之方法论
一般来讲，方法论是“关于认识世界和改造世界的方法的学说和理论”[5]8。20世纪中叶以来，西方科学哲学界关于方法论的研究出现了一股新趋势，主要表现在冲破对科学理论静态的逻辑分析，从而把对方法论的研究同科学发展史联系起来，如波普尔、库恩、拉卡托斯和费耶阿本德都试图从方法论角度说明科学理论的革命和发展。[4]205在《剑桥哲学辞典》中给出了一个兼容以上但更偏重于后者的论述：“方法论是科学哲学的一个分支，它与知识论密切相关，探究科学达到关于世界的预置真理的方法和批判性地探究这些方法的基本原理。在科学中理论被承认的问题，证据和假说之间确证关系的本质，科学断言能被观察数据证伪的程度等这些问题都是方法论所关注的问题。”[24]700总之，在当今科学哲学界，方法论在两种含义上被使用：一是论“科学研究的方法”，即对科学研究方法的研究；二是科学的规范性研究。从亚里士多德的《工具论》到培根的《新工具》，以及国内李志才等的《方法论全书》、吴彤的《自组织方法论研究》、黄欣荣的《复杂性科学的方法论研究》等都是在第一种含义上使用方法论的。第二种含义是知识如何获取或为获取的知识进行逻辑辩护。从波普尔、库恩，到拉卡托斯、费耶阿本德等都是在这一意义上使用的。
系统科学哲学之方法论即是以系统科学方法为研究对象，探讨获取系统科学知识的路径及其特征。“系统科学首先具有科学方法论的意义”[2]1820，进一步讲，系统科学就是一门方法论性质的学科。[20]13，[23]，[29]1，[3840]Klir把系统科学方法论看作通常意义上一门学科三个必不可少的组成部分之一[41]，Flood等人也提到“系统科学的一个重要研究领域是通过方法论把它的概念应用到当今的解决问题、计划和决策当中”[11]5。国外系统科学界探讨的系统科学方法论主要涉及硬系统方法论、软系统方法论、批判系统方法论等，但主要是介绍解决问题的方法，而非对方法进行系统的哲学研究；国内相关研究刚刚展开。本文把系统科学方法论的研究内容总结为以下四方面：
第一，系统科学方法的具体内容及其相互关系。方法论的核心内容是论方法，因此，对系统科学方法具体内容的探讨就成为了系统科学方法论的首要也是基础性内容。从时间顺序来看，系统科学方法的内容可分为三个阶段，传统系统科学方法（一般称老三论时期的系统方法）[42]、自组织系统科学方法[43]和各种系统思考方法。系统科学方法之间的关系、方法体系即分类学探讨是该部分的第二个研究内容，即以具体方法的研究为基础系统梳理系统科学各种方法之间的关系，并尽可能建立起系统科学方法体系。国内外对系统论、信息论、控制论方法相互关系的研究相对比较深入，但是对于所有的系统科学方法而言，这方面的研究还刚刚起步，国内外少有系统研究。把系统科学方法论内部方法的相互关系进行过初步分析，划分了三个层次：“系统科学方法论原则”；“以各种理论为出发点的各种认识系统规律性的方法，处理系统一般问题的方法”；“针对某类具体的系统问题的方法”。[20]613614对系统科学具体方法的分类学研究为方法论的后续研究提供了体系化的研究对象。
第二，系统科学方法的性质、特征及其原则。系统科学各方法之间存在着内在联系，构成一个有机体系。对这些方法的性质、特征以及原则的探讨有利于更全面地认识系统科学方法的整体特征，有利于系统科学方法的普遍运用，也使得系统科学方法自身更加系统。魏宏森在20世纪80年代初的时候就对“系统科学方法论的基本特征”进行了探讨，提出了系统科学方法论具有的特征[42]6470，但是笔者认为，作者所谓的特征应该是系统科学方法的特征而非方法论的特征。当前学界诸多对系统科学方法论性质、特征和原则等的研究事实上都是对系统科学方法的相关研究，对方法的研究恰恰是方法论研究的重要内容。吴彤在具体阐述自组织方法的基本内容基础上研究了自组织方法论的几个重要特性[43]，朴昌根对系统方法的基本原则进行了简要总结[44]，Laszlo对系统哲学方法论的原则以列表的形式进行了说明[45]。对系统科学诸多性质、特征等的研究对于方法的实践应用以及方法论研究都能起到巨大推动作用。
第三，系统科学方法论的元研究，即系统科学的学科地位、特征及其哲学意义。这部分内容属于系统科学方法论的元研究，即对系统科学方法论自身进行的研究。系统科学方法论是以哲学上的方法论为基础，区别于经典科学方法论发展起来的理论体系。系统科学方法论学科地位的研究涉及其与系统科学哲学、系统科学的具体科学之间的关系，认清它们之间的相互作用对于系统科学的整体发展大有益处。所谓系统科学方法论的特征是指与经典科学方法论的差异，深入理解两者的差异才能从根本上弄清系统科学方法论相对于经典科学方法论所引起的革命性变革所在。对这种变革的探讨是系统科学哲学研究的重要内容。对系统科学方法论学科性质的认识反过来会促进系统科学方法的发展和完善。总之，对方法论的元研究至关重要，Warfield认为，科学由两部分组成，“主体”和“方法论”，他认为：“没有方法论的主体就像没有身体的脑袋；没有主体的方法论就像没有脑袋的小鸡，在血腥的牲畜棚里戴着枷锁扑腾。”[46]
第四，系统科学知识是如何获取的。以系统科学知识为对象的方法论研究在学术界尚未引起重视。传统科学哲学主要就是探讨方法论问题，从孔德等人的实证主义到波普的证伪主义，再到库恩的范式理论、费耶阿本德的反对方法等都是为知识如何获取提供理论辩护，但是他们的理论主要针对的是以实在论为认识论基础的经典科学知识。对于部分坚信实在论的系统科学家而言，传统科学哲学的方法论虽然存有诸多争议但依然适用。系统科学认识论方面的建构论转向必将引起方法论的重要变革。以建构论为基础的系统科学知识如何获取，或者说是否存在获取这种类型知识的原则或方法就成为了系统科学方法论的重要研究内容之一。笔者认为，由于系统科学知识及领域的特殊性，相关的方法论研究前景广阔，甚至有可能在某种程度上复苏传统科学哲学，笔者将另文专门探讨该问题。
系统科学理论与实践范文第5篇
教育是一种非常复杂的社会现象，它的复杂性不仅体现在教育的主体复杂多样，系统内
部纷繁变化，还体现在与教育系统息息相关的外部环境的复杂多变上。因此，研究教育有必要从复杂性的视角来审视。复杂科学是国外20世纪80年代提出的研究复杂性和复杂系统的科学。复杂科学包括控制论、信息论、系统论（简称“老三论”）和耗散结构论、突变论、协（简称“新三论”），以及相变论、混沌论、超循环论等其它新的科学理论。这些理论主要是研究和揭示复杂系统的有关特性，如非线性、混沌、突现、自组织、非还原性等。[1]正是基于对教育系统复杂性的认识，人们提出将复杂科学的原理和方法引入到教育系统的研究中，从复杂性角度来理解教育系统及其复杂性，转变学习概念，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，最终达到增强教育系统效能的目的。
物理学中耗散结构理论、协同学提出了解决复杂自然系统的理论、方法，为统一自然系统和社会系统建立系统科学准备了材料。物理学以前讨论的系统是可逆的、退化的，牛顿第二定律、热力学第二定律判定了系统的演化方向和特点。这类自然系统的演化方向与生物界、社会科学中普遍存在的发展、进化等演变现象相矛盾，人们无法用统一的方法来研究自然系统与社会系统。I.Prigogine提出耗散结构理论：开放系统在远离平衡状态时，由于同外界进行物质、能量、信息的交换，可以形成某种有序结构。在自然界的物理、化学系统中可以发现存在着与生物学一样的进化现象，并可以利用耗散结构来统一讨论。H.Haken提出协同学，认为复杂系统的相变是子系统之间的关联、协调作用的结果。我国著名学者钱学森教授在80年代提出了系统科学体系的框架，分析了在不同层次上的学科内容，提出了它们之间的联系，使系统科学走上了全面发展的新阶段。我们从系统科学的角度来讨论问题，这就可以站得更高，对问题分析得更深入。对这些复杂系统的分析不仅是对系统理论的应用，同时在研究中所采用的新的方法，所得到的新的结论也会丰富系统理论本身的内容，使系统理论真正成为解决复杂系统演化的理论。[2]
二、系统科学方法指导教育技术，以实现最优化
系统科学理论“老三论”（控制论、信息论、系统论）和“新三论”（耗散结构论、突变
论、协同论）为许多学科包括教育技术学科的研究提供了新的研究思路和研究方法。系统科学的思想观点和方法对教育技术学学科的形成和发展有着广泛和深远的影响，成为教育技术学最重要的理论基础。系统科学方法具有以下特征：整体性、综合性、有效性、定量化和最优化。其中最优化体现了系统科学方法解决问题时所要达到的目标，它可以根据需要和可能为系统确定出优化目标，运用新技术手段和处理方法，把整个系统逐级分成不同等级和层次，在动态中协调整体和部分的关系，使部分的功能和目标服从系统总体的最佳目标，以达到总体最优。
教育技术（AECT）94定义：教育技术是为了促进学习，对有关的过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。现代教育技术是以系统方法为核心展开全部教育实践的，即对学习过程与学习资源进行设计、开发、利用、管理和评价。现代教育技术的目的是追求教育的最优化。教育最优化是指一定的条件下，在同样的时间内，使学生学得多些快些好些。最优化标准有两个：一是最大效果；二是最少时间。用最少时间得到最大效果是教育技术所追求的目标。
如前所述，耗散结构理论认为：任何远离平衡状态的开放系统，都能通过与环境进行物质和能量的交换，这时系统可从原有的熵增的状态，转变为一种在时空和功能方面的远离平衡的有序状态，即形成一种组织化和有序化的耗散结构。孤立的系统只能出现负熵，最终导致有序结构的破坏。[3]目前，中国的应试教育还根深蒂固，必须以和谐的方式从教育系统的外部引入负熵，营造开放的教育环境，促进系统内部长期积累的熵增的逐渐减少，通过系统内部的各要素之间的相互作用，使教育系统从无序向有序进行。教育技术可以实现以上转变。教育技术具有开放性和旺盛的科学活力，它与全新的认知理念同步发展，并及时把相关科学和高新技术引入到教育系统中，促进人们更新教育观念，改革教学方法，使教育领域成为培养适应社会的创新人才的基地。
开放是系统减少熵增和内耗的调节剂，开放使系统不断更新，也使系统获得良性循环的保证。系统要达到开放必须具备两个条件：系统内部各要素的相互开放和交流，系统内部和外部的各种影响因素的相互开放和互动。开放的本质是系统吐故纳新，教育技术的灵魂是整合，它意味着教育对各个学科的开放，接纳和综合。[3]
教育技术具有开放的显著特征：（1）开放的教育观念学会学习是当今教育的主旋律，培养每个公民的信息素养增强了教育技术的开放性，教育技术实现了教育理念的全面开放。（2）开放的教育对象从教育走出校园，面对社会每个公民，面对不同职业，不同年龄的人，可以按学习者的需求，构建教育环境。（3）开放的学习重视学习的过程，从学习方式的单一化向多样化开放，如集体学习，个别学习，研究性学习，协作学习等。传统的认知方式是人们长期形成的习惯，而电子学习创造了全新的学习空间和学习模式，激发了认知潜能。（4）开放的学习能力从重知识的获取能力到处理信息的能力。培养人的信息素养是学习的主要目的，强调个人对信息的获取、分析、加工、评价、创新的能力。（5）开放的信息资源电子阅览室、数字图书馆、多媒体教室、视频会议系统和信息高速公路把全世界的信息资源通过文本、视频、音频、动画、数据等传播形式呈现在学习者面前，让学习者能够随时随地获取信息。
三、阐释学、模糊逻辑、混沌理论与教学设计
教学系统由学生、教师、教学内容、教学方法和教学媒体构成，教学设计是对教学系统
的优化设计。教育技术的核心问题是教学设计。因此，教学设计应摆在教育技术学研究与实践的核心位置，这是因为教学设计不仅构成教学开发与应用的前提，更直接影响到开发与应用的质量。人们获取学习信息或学习资源的手段、环境及学习目的都发生着变化，因此，教学设计处于变化之中。传统的系统理论研究教学设计具有一些局限性，如教学设计的线性、确定性、封闭性和负反馈性等与当前以人为本的教学实际有一定的距离。[4]20世纪90年代以来阐释学、模糊逻辑、混沌理论等多种学科领域的研究为教学设计提供了多样化的视角。
（一）阐释学与教学设计
阐释学（Hermeneutics）是一种关于意义、理解和解释的哲学理论。从广义来说，它是对于意义的理解和解释的理论或哲学。阐释包括两个基本的意思：一是使隐藏的意义显现出来，二是使不清楚的意义变得清楚。“阐释学是一种理解世界的方法。通过阐释学原理的应用，在解释者对世界所熟知的意义和世界拥有的某种未知的意义之间架起一道理解的桥梁，缩短二者之间隔阂的距离。”[4]在阐释学发展过程中，有关学家研究总结出以下法则和原理：正确理解文本意义的法则。对文本的理解和解释不仅仅是一个语言的过程，而且是一个创造性的心里过程。（1）历史性原则——结合作者所处的具体条件理解文本的意义。（2）整体性原则——在一定的语境中理解每个词语的意义。（3）代入性原则——进入作者创造时的情景，重新体会其原意教学的主要目的就是对所学内容获得正确的理解，或者帮助学习者对所学内容阐发个性化的意义。根据学习者的理解过程来促进学习者的个性化理解，教学便有“建构”的意义。阐释学为教学设计思维提供了一种有意义的视角，对教学设计的启示主要表现在以下方面：（1）没有学习者的理解活动，理解不可能产生。学习的产生在于学习者能参与到理解的活动之中。阐释学认为，当理解者与文本以共同的观点融合在一起时，理解便产生了。（2）背诵不等于理解。以促进理解为目标的教学，应当关注文本创作者和解释者所处的不同文化或社会情境。文本的理解不是通过文本的背诵而获得，而是通过解释者的阐释。（3）教学不要奢望某种统一的意义理解或学习结果预定。理解并不是一种僵硬的过程，它涉及所处时代的社会和历史的影响。要从一个群体中期待一种可信的、客观的学习结果预定，是不可能的。（4）学习是一种个别化的社会性的活动。每个对话/交流都是不同的，忽视这一现象将导致在教学实践中错误地判断学习者理解了什么，学到了什么。
运用阐释学原理为教学设计寻求一种解决方案，意味着我们在为学习者深化某一问题的理解寻求方法。教学设计的思维和操作可以沿着以下原则展开：（1）利用理解的空白，促进学习者对学习内容表现他们个人化意义的理解。这种处理理解“空白”的活动，是基于阐释学的教学设计的主要任务之一。学习者在对待理解“空白”的问题上，要求表现个人化的解释/意义生成。教学设计就是要为学习者对文本形成个人化的意义创造/组合大量的机会。例如，为学习者提供开放性问题的课堂讨论练习，就有利于学习者展现个人化的反应和发展学习者的个人化意义。（2）多数学习者在学习过程中，在理解主题内容时，都会带着自身的偏见和切身的利益。这就意味着在学习课程内容开始，教师可以通过引发讨论的问题，来发展学习者的主观性意义。（3）为了促进学习者对学习内容的理解，教学应当在“文本创作时代”与“理解者所处时代”之间架起一座沟通之桥。在任何一种学习活动之中，学习者都会把其自身的时代和文化代入其中，对意义的解释产生影响。
（二）模糊逻辑与教学设计
模糊逻辑（Fuzzylogic）是美国工程师LotfiZadeh（1965）提出的一个概念。模糊逻辑对传统逻辑提出了严峻的挑战。传统的逻辑假设是：人的思想是精神的，人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精神的，人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精确的。它以命题的二值性为基础，以排中律为基本原则之一。因此，传统的逻辑所遵循的是二值性原则和排中原则。一个命题或者是真的，或者世界假的，并且一个及其否定必有一真。而模糊逻辑却与概念、命题意义的不精确性相一致，它推理的结论并不严格依据前提。模糊逻辑的出现，为解决复杂性、交叉性的问题开拓了道路。
模糊逻辑对教学设计的启示表现在以下三个方面：（1）模糊逻辑理论对教学设计中的需求分析和评价具有启示意义。这些分析在教学系统设计模式中居核心地位。从模糊逻辑理论的角度来看，在理念与行为只常常存在一种或然的、非线性的关系。因此，运用模糊逻辑作为一种分析工具，更能有效地解释行为。（2）模糊逻辑理论对认识/处理学习者的感知问题更为有效。学习者对自身能力的感知及自信心，与学习者获得好成绩同样重要。（3）运用模糊逻辑超越决定论的思维和设计方法，在评价“现实生活”的问题方面显得更为有效。[4]世界并非是黑白两极的，而是绚丽多彩的。
（三）混沌理论与教学设计
20世纪60年代，诞生于数学与物理学的混沌理论，与相对论、量子理论并誉为20世纪的三大科学革命理论。混沌理论的产生始于量子物理学不满牛顿机械决定论对物理现象的解释。牛顿物理学认为宇宙中的每种实践都是有序的、规则的并可以预测的。量子物理学认为宇宙并非是一个巨大的、事先决定的存在，所有的物理现象都是不可决定的，也是不可预测的。这种非决定论为解释世界的混沌现象提供了认识/研究途径。所谓“混沌”，是指非决定论的不可预测性与无序性、复杂性、不平衡性、多样性、非线性及不稳定性的存在。理解混沌，应当注意两点：第一，混沌系统中隐藏无序；第二，混沌是存在于无序中的有序模式。理解混沌理论要把握以下三个关键概念：
1．对初始条件的敏感依赖性（Sensitivedependenceoninitialconditions）：一个系统中的混沌是指系统内初始条件的小变化会引发后续的大变化。这也常被称为“蝴蝶效应（ButterflyEffect）”。混沌系统对其初始条件的异常敏感性说明，最初状态的轻微变化导致不成比例的巨大后果。当一个系统的初始条件不清楚或不确定时，我们是不可能预测到会发生什么结果的。
2．分形（Fractals）：分形理论创始人是美籍法国数学家B.Mandebrot.fractal，本意是不规则的、破碎的、分数的。用此来描述自然界中传统几何学所不能描述的一大类复杂无规则的几何对象。例如，弯弯曲曲的海岸线、起伏不平的山脉、令人眼花缭乱的满天繁星等。它们的特点是极不规则或极不平滑。直观而粗略地说，这些对象都是分形。分形，意指系统在不同标度下具有自相似性质。由于系统特征具有跨尺度的重复性，所以可产生出具有两个普通特征：第一，它们自始至终都是不规则的；第二，在不同的尺度上不规则程度却是一个常量。
3．奇异吸引子（StrangeAttractors）：吸引子是系统被吸引并最终固定于某一状态的性态。而奇异吸引子则通过诱发系统的活力，使其变为非预设模式，从而创造了不可预测性。
混沌理论对分析学习系统提供了另一种科学视角，对我们在分析教学系统中常用的决定论科学方法提出了质疑。（1）如生物学系统一样，教学系统也是充满了混沌。传统的教学设计原则和假设在两个方面与混沌理论相抵触：一是教学系统的决定主义假设；二是学习者和学习过程是可预测的。（2）混沌理论挑战传统教学设计中的线性教学程序——设计者或教学者认为只要按照预定的教学程序，对学习者施加干预/影响，就可得到预期的学习结果。但事实上，预成的线性教学设计很容易被教学中的混沌实践所颠覆，导致教学过程难以预测，难以单靠线性的操作程序来控制教学过程，并得到预期的教学效果。（3）混沌理论认为教学设计必须认真考虑学习过程。学习的信息处理模式通常在本质上把学习描述为一种线性过程（短时记忆——长时记忆——工作记忆——绩效）。但是，学习的发生过程是学习者个体差异以一种混沌的形式相互交织在一起，共同发挥作用。（4）走向重视学习者元认知能力的发展。处理教学系统设计/实施混沌理论的最有效方法是：帮助学习者学会反思其学习活动，发展其元认知意识，提高其元认知/反思水平。发展学习者的元认知意识是一种帮助它们处理复杂现实世界问题的方法/途径。元认知是指关于我们如何人感知、记忆、思考和行动的知识。掌握这些过程并在学习中及时应用，直接影响学习者的学习成效。（5）情感与混沌。在学习中处理混沌现象最有力的促进因素要靠人类的情感。已有的情商研究表明，经常性的情感挫折或情绪波动会影响个体的智力水平，损害/削弱学习者的学习能力。自我意识是情商的关键性能力。了解和控制个人的自我意识，对于成功做出决策来说，是至关重要的。
就目前我国教育技术发展情形来看，以上这些研究还未完全体现在教学实践过程中。但是，积极地吸纳各种相关理论的研究成果，适应时展和健全自身发展，却是新时期教育技术发展的必然趋势。
参考文献
[1]王强．中国教育和科研计算机网．/20031029/303496.shtml
[2]姜璐．系统科学之窗．/chistory/xtno3.htm
[3]朱式庆．以耗散结构理论分析教育技术学的开放性[J]．电化教育研究，2004，(3)．
[4]钟志贤．阐释学、模糊逻辑、混沌理论与教学设计[J]．电化教育研究，2004，(2)．
