混沌理論在教學(xué)中的應(yīng)用思考

混沌理論在教學(xué)中的應(yīng)用思考

一教學(xué)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)教育技術(shù)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。信息技術(shù)日新月異的變化,對(duì)教育思想、教育觀念、教育技術(shù)和教學(xué)方法都產(chǎn)生了巨大的沖擊力。在教育技術(shù)中引入超文本、超媒體、分布式數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、VOD(視頻點(diǎn)播)以及視頻會(huì)議等信息新技術(shù),特別是互聯(lián)網(wǎng)上WWW技術(shù)的廣泛應(yīng)用,形成一種新的教育、教學(xué)模式。這些都引起了教育界人士對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)策略以及教學(xué)理論等問題的重視,并從不同的角度研究和探索它們對(duì)教育的影響。對(duì)采用系統(tǒng)方法研究、探索教學(xué)系統(tǒng)中的各個(gè)要素間的本質(zhì)聯(lián)系,并通過一套具體的操作程序來協(xié)調(diào)、配置各要素間的關(guān)系,使之完成教學(xué)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能的教學(xué)設(shè)計(jì)來說,其理論基礎(chǔ)是系統(tǒng)理論、傳播理論、教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論,其中學(xué)習(xí)理論在近幾十年來有了較大的發(fā)展,形成了從Skinner的行為主義學(xué)習(xí)理論、Gagnè的聯(lián)結(jié)-認(rèn)知理論到Piaget的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的發(fā)展過程,以及Bloom的學(xué)習(xí)目標(biāo)分類理論、Gagnè的學(xué)習(xí)條件理論和在教學(xué)設(shè)計(jì)操作中具體運(yùn)用的Reigeluth的細(xì)化理論和Merrill的成分顯示理論等等,它們都反映了教學(xué)設(shè)計(jì)隨著學(xué)習(xí)理論的發(fā)展而逐步演化的一個(gè)過程。教學(xué)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是由系統(tǒng)理論、教學(xué)理論、傳播理論和學(xué)習(xí)理論構(gòu)成。系統(tǒng)理論考慮由教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略和教學(xué)媒體組成的教學(xué)系統(tǒng)中的教學(xué)分析、教學(xué)決策和教學(xué)評(píng)價(jià),通常具有整體性原則、動(dòng)態(tài)性原則和最優(yōu)化原則;教學(xué)理論則主要考慮的是如何把知識(shí)教給學(xué)生的藝術(shù),即是教的藝術(shù)或技巧。在教學(xué)理論的影響下,針對(duì)教學(xué)系統(tǒng)組成要素的不同集合,形成了以烏申斯基教學(xué)模式為代表的書本知識(shí)學(xué)習(xí)模式、以杜威教學(xué)模式為代表的活動(dòng)中學(xué)習(xí)模式和以布魯納為代表的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)模式三種情況,它們?yōu)榻虒W(xué)設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù),為教學(xué)理論的應(yīng)用提供了實(shí)踐的基地;傳播理論對(duì)系統(tǒng)地考慮教學(xué)過程中的要素、相互關(guān)系及雙向傳播提供了理論依據(jù);學(xué)習(xí)理論是教學(xué)設(shè)計(jì)中最為活躍的部分,它對(duì)學(xué)習(xí)規(guī)律和學(xué)習(xí)條件提出了系統(tǒng)的論述,對(duì)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的知識(shí)、學(xué)習(xí)法則的知識(shí)及學(xué)習(xí)如何發(fā)生等方面提供了理論基礎(chǔ),在教學(xué)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)有用、高效的教學(xué)過程具有實(shí)際的指導(dǎo)意義,如以認(rèn)知學(xué)習(xí)理論為核心的何克抗Smith&Ragan改進(jìn)模型在小學(xué)語文學(xué)習(xí)實(shí)踐中的成功例子。二基于系統(tǒng)與要素的整合教學(xué)系統(tǒng)由學(xué)生、教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)媒體構(gòu)成,教學(xué)設(shè)計(jì)則是對(duì)教學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)的基本模式都具有“學(xué)習(xí)者、目標(biāo)、策略和評(píng)價(jià)”四個(gè)基本要素。隨著思維科學(xué)的發(fā)展,簡(jiǎn)單的符號(hào)信息加工理論解釋不了人的復(fù)雜思維過程,進(jìn)而出現(xiàn)了以混沌理論為核心的解釋從無序到有序的思維發(fā)展過程,為我們深入研究人的思維提供了一種新的方法,在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中,從系統(tǒng)的角度考慮學(xué)習(xí)的最優(yōu)化模型,也指出了一種新的研究途徑,此外信息技術(shù)的發(fā)展也對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)中教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略和教學(xué)媒體等設(shè)計(jì)要素提出了新的要求。人們?cè)讷@取學(xué)習(xí)信息或?qū)W習(xí)資源的手段、環(huán)境及學(xué)習(xí)的目的都發(fā)生著變化,教學(xué)設(shè)計(jì)處于運(yùn)動(dòng)變化中,教學(xué)活動(dòng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的進(jìn)程設(shè)計(jì),其設(shè)計(jì)、控制與優(yōu)化是否能從混沌理論的角度重新思考呢?傳統(tǒng)的系統(tǒng)理論研究教學(xué)設(shè)計(jì)具有一些局限性,如傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的線性性、確定性、封閉性和負(fù)反饋性等等與當(dāng)前以人為本的實(shí)際教學(xué)運(yùn)用具有一定的距離,Jonassen、Dowding及You等學(xué)者認(rèn)為教學(xué)設(shè)計(jì)過程充滿了混沌性,并對(duì)混沌在教學(xué)設(shè)計(jì)中的理論、方法及實(shí)踐等方面提出一些探索性的研究?；诶碚摶A(chǔ)的討論可參閱文獻(xiàn),從系統(tǒng)構(gòu)成要素的變化和影響則是本文所探討的,特別是基于以人為本的教育模式的非線性教學(xué)設(shè)計(jì),本文主要以教學(xué)設(shè)計(jì)中的教學(xué)要素為基本點(diǎn),分析它們的主要關(guān)系,并從系統(tǒng)構(gòu)成要素的關(guān)系以及其局限性和矛盾性,分析教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)代變化,指出以混沌基本理論為基礎(chǔ)、以能力培養(yǎng)為目的、以認(rèn)知學(xué)習(xí)工具為教學(xué)環(huán)境的非線性教學(xué)設(shè)計(jì)是信息時(shí)代教育技術(shù)的一個(gè)重要方向。最后以線性與非線性辯證統(tǒng)一的觀點(diǎn),提出在教學(xué)過程中兩種教學(xué)設(shè)計(jì)的組合應(yīng)用原則。三學(xué)習(xí)過程發(fā)生了變化教學(xué)設(shè)計(jì)隨著學(xué)習(xí)理論的發(fā)展而逐步建立了不同的設(shè)計(jì)模型。美國教育心理學(xué)家斯金納(B.F.Skinner)從行為主義的角度建立了教的策略和學(xué)的原則,而布魯納(J.S.Bruner)從認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的角度提出了發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知發(fā)展教學(xué)模式,奧蘇伯爾(D.P.Ausubel)則從認(rèn)知結(jié)構(gòu)上提出了有意義學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。根據(jù)這些理論建立了一系列的教學(xué)設(shè)計(jì)模型,如:Gerlach&Ely模型、Kemp模型、Gagnè模型、Dick&Carey模型及何克抗的Smith&Ragan改進(jìn)模型等等。分析這些模型都有“學(xué)習(xí)者、目標(biāo)、策略和評(píng)價(jià)”四個(gè)基本要素和“分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、評(píng)價(jià)及修訂”等共性,即:學(xué)習(xí)需要分析、教學(xué)內(nèi)容分析、教學(xué)對(duì)象分析、學(xué)習(xí)目標(biāo)闡明、教學(xué)策略制定、教學(xué)媒體選用和教學(xué)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)等基本內(nèi)容。教學(xué)設(shè)計(jì)的基本要素在信息時(shí)代的主要變化體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1.學(xué)習(xí)者:社會(huì)生存能力的變化。知識(shí)的學(xué)習(xí)仍然是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的主要目的,但能力的培養(yǎng)更為重要。學(xué)習(xí)者為了獲得社會(huì)的生存能力,十分注重能力學(xué)習(xí)。既要求學(xué)習(xí)“是什么”、“為什么”,更希望掌握“如何用”、“如何發(fā)展”等內(nèi)容,特別是在信息時(shí)代的信息操作能力與信息運(yùn)用素質(zhì)的培養(yǎng)要求。2.目標(biāo):社會(huì)發(fā)展能力的變化。學(xué)習(xí)的目標(biāo)是為了社會(huì)的發(fā)展,包括“如何學(xué)習(xí)”、“如何與他人共事”等新的要求。3.策略:教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體、教學(xué)方法等變化。這些要素受信息技術(shù)的影響最大:在教學(xué)內(nèi)容上更為豐富,信息量更大;在教學(xué)媒體上更為多樣,從傳統(tǒng)的教學(xué)媒體到現(xiàn)代的教學(xué)資源,形式多種多樣;在教學(xué)方法上更貼近人的思維方式,如超文本、超媒體的學(xué)習(xí)資源等。教學(xué)策略的變化,更趨向個(gè)別化教學(xué),體現(xiàn)以學(xué)生為中心,體現(xiàn)新的學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng),如:小學(xué)語文“四結(jié)合”的課題實(shí)踐。4.評(píng)價(jià):以人為本,提倡個(gè)性發(fā)展的變化。以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)思想的理論與實(shí)踐的再認(rèn)識(shí),教學(xué)評(píng)價(jià)也發(fā)生了變化。學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)不能以傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的分?jǐn)?shù)劃分等級(jí),而是以意義建構(gòu)中認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同化、順應(yīng)、重構(gòu)和遷移來體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的能力。根據(jù)其不同認(rèn)知結(jié)構(gòu)的變化,肯定學(xué)習(xí)者的努力,以積極鼓勵(lì)的態(tài)度,刺激學(xué)習(xí)者進(jìn)行意義建構(gòu),提倡其個(gè)性的發(fā)展,而不是千篇一律的產(chǎn)品化教育。在傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),教學(xué)是在教師、學(xué)生和教學(xué)資料這樣一個(gè)簡(jiǎn)單系統(tǒng)中進(jìn)行的,即:以教師為核心的粉筆、黑板、教材的線性知識(shí)傳授為主的教學(xué)系統(tǒng),由于是以教師為中心,容易控制學(xué)生的學(xué)習(xí),系統(tǒng)處理也比較簡(jiǎn)單。但隨著信息時(shí)代信息量的膨脹、人的思維研究的發(fā)展以及信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用,簡(jiǎn)化的教學(xué)系統(tǒng)不能滿足未來人材培養(yǎng)的要求。現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),教學(xué)是在教師、學(xué)生、教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源中進(jìn)行的,教學(xué)資源包括傳統(tǒng)的教學(xué)資料和現(xiàn)代的教學(xué)信息庫,如:多媒體組合教室、數(shù)字圖書館、多媒體教學(xué)軟件、WWW全球教育資源庫等等,以及教師-學(xué)生、學(xué)生-學(xué)生、學(xué)生-教育資源的多渠道、多形式和多種信息刺激的學(xué)習(xí)模式,教師的角色成為知識(shí)或信息的引導(dǎo)者,學(xué)習(xí)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心,以認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移為效果的綜合能力學(xué)習(xí)。這樣一個(gè)復(fù)雜的基于信息、知識(shí)與能力的教學(xué)系統(tǒng)同傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)相比較,它存在著教學(xué)系統(tǒng)的線性性與學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)過程的非線性矛盾;信息輸入的確定性與思維的非預(yù)測(cè)性的矛盾和教學(xué)設(shè)計(jì)過程的封閉性與學(xué)習(xí)內(nèi)容開放性的矛盾。這樣的系統(tǒng),其構(gòu)成要素都有不確定性和復(fù)雜性,這就形成一個(gè)看似無序確有規(guī)律的混沌教學(xué)系統(tǒng),勢(shì)必要把教學(xué)設(shè)計(jì)推向一個(gè)非線性的思維模型中,進(jìn)而形成以線性和非線性互相支持又各具特色的教學(xué)設(shè)計(jì)的整體觀念。四混沌動(dòng)力學(xué)的出現(xiàn)和非周期性以牛頓力學(xué)為核心的經(jīng)典理論,其完整的理論體系、科學(xué)觀和方法論影響了學(xué)術(shù)界整整幾個(gè)世紀(jì)。經(jīng)典牛頓力學(xué)理論是遵循定律的、確定的、和諧有序的運(yùn)動(dòng)。確定性系統(tǒng)的行為是完全確定的、可以預(yù)言的,它構(gòu)成了確定論的框架,從牛頓到拉普拉斯,對(duì)客觀世界的描述是一幅完全確定的科學(xué)圖像。愛因斯坦的相對(duì)論突破了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀;量子力學(xué)的創(chuàng)立,揭示了微觀粒子運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)和不確定性;決定論框架中的隨機(jī)性的研究引出了混沌動(dòng)力學(xué)的發(fā)展,混沌學(xué)深入的研究指出:世界是確定的、必然的、有序的,但同時(shí)又是隨機(jī)的、偶然的、無序的,有序運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生無序,無序的運(yùn)動(dòng)又包含著更高層次的有序?，F(xiàn)實(shí)世界是確定性和隨機(jī)性、必然性和偶然性、有序和無序的辯證統(tǒng)一。第一次混沌國際會(huì)議主持人之一、物理學(xué)家J.Ford認(rèn)為:相對(duì)論消除了關(guān)于絕對(duì)空間與時(shí)間的幻象;量子力學(xué)則消除了關(guān)于可控測(cè)量過程的牛頓式的夢(mèng)想;而混沌則消除了拉普拉斯關(guān)于決定論式可預(yù)測(cè)性的幻想。混沌是一種關(guān)于過程的科學(xué)而不是關(guān)于狀態(tài)的科學(xué),是關(guān)于演化的科學(xué)而不是關(guān)于存在的科學(xué),是一種非周期的動(dòng)力學(xué)過程?；煦缰刑N(yùn)含著有序,有序的過程中也可能出現(xiàn)混沌?；煦缃沂玖俗匀唤绲姆侵芷谛耘c不可預(yù)測(cè)性問題而成為20世紀(jì)三大重要基礎(chǔ)科學(xué)之一,即:相對(duì)論、量子力學(xué)與混沌?；煦缋碚撝杏械娜齻€(gè)基本概念:蝴蝶效應(yīng)、分形與奇異吸引子。1.不確定量—蝴蝶效應(yīng):1963年美國氣象學(xué)家E.Lorenz在《大氣科學(xué)》雜志上發(fā)表了“決定性的非周期流”,提出小的變化可以放大為大的變化,描述了“對(duì)初始條件的敏感性”這一混沌基本觀點(diǎn),即:蝴蝶效應(yīng)。對(duì)初始條件的敏感性,說明了系統(tǒng)的不確定性與不可預(yù)測(cè)性,即系統(tǒng)的非線性。2.elbrot的分形幾何由美國IBM公司的數(shù)學(xué)家B.B.Mandelbrot提出的分形幾何,它突破了歐氏幾何的規(guī)則圖形,而是用遞歸、迭代等算法生成的自然形態(tài)圖形。分形具有不規(guī)則的比例自相似性。3.lorenz吸引子吸引子是系統(tǒng)的收斂表現(xiàn),對(duì)行為運(yùn)動(dòng)范圍的控制和限制體現(xiàn)出三種不同的吸引子:吸引不動(dòng)點(diǎn)、極限環(huán)和奇異吸引子(也稱混沌吸引子或Lorenz吸引子)。吸引不動(dòng)點(diǎn)是將系統(tǒng)的行為收斂為一個(gè)靜態(tài)的平衡點(diǎn),極限環(huán)收斂為一個(gè)周期性的行為,而奇異吸引子則趨向不同于前二者的收斂行為,它具有分?jǐn)?shù)維的吸引子。以混沌為基本觀點(diǎn)的系統(tǒng)科學(xué),提倡橫向的跨學(xué)科研究,探索遠(yuǎn)離平衡態(tài)的、非線性的、不可逆的、自組織的客觀過程,創(chuàng)造處理復(fù)雜性、不確定性、演化特性的新方法。而混沌決不是一堆有趣的數(shù)學(xué)現(xiàn)象,它是客觀存在的事實(shí)。五線性或非線性教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)本身就充滿混沌,下面我們從教學(xué)設(shè)計(jì)與蝴蝶效應(yīng)、元認(rèn)知學(xué)習(xí)與分形及教學(xué)評(píng)價(jià)與奇異吸引子三個(gè)方面闡述混沌基本理論在教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。蝴蝶效應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)初始條件的敏感性,教學(xué)設(shè)計(jì)在考慮構(gòu)成要素的復(fù)雜性后,沒有絕對(duì)的決定性,確定性系統(tǒng)中又具有內(nèi)在的隨機(jī)性,系統(tǒng)對(duì)初值顯現(xiàn)敏感依賴性和行為不可預(yù)期測(cè)性,可以視為一個(gè)非線性系統(tǒng)。在教學(xué)實(shí)施過程中,這個(gè)系統(tǒng)同樣是確定性與非確定性的對(duì)立統(tǒng)一體,即線性與非線性的統(tǒng)一體。線性教學(xué)模式可表示為圖1所示的線性反饋過程。其教學(xué)環(huán)境是以教師、學(xué)生和基本教學(xué)條件為代表,教師是知識(shí)的傳授者——以線性的方式組織、綜合及控制教學(xué)內(nèi)容,是線性的層次學(xué)習(xí),主要用于基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)。而對(duì)于能力或意義建構(gòu)來說,則是一種非線性的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),以綜合能力培養(yǎng)為主。即面向問題的分析和解決模式,可表示為圖2所示的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)過程。圍繞能力培養(yǎng)這一核心,周圍形成指定目標(biāo)、發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、學(xué)習(xí)知識(shí)、啟發(fā)思維和控制目標(biāo)的松散結(jié)構(gòu),并不一定要求從什么地方為起點(diǎn),在各個(gè)結(jié)構(gòu)中都有可能發(fā)生其他結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí),形成一種多維的、非線性的教學(xué)模式。其教學(xué)環(huán)境是以教師、學(xué)生和學(xué)習(xí)資源為代表,教師成為資源的導(dǎo)航者——以非線性的方式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí),學(xué)生是學(xué)習(xí)的中心,意義建構(gòu)是教學(xué)的目的。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo),合理選擇線性或非線性教學(xué)設(shè)計(jì)模型,實(shí)施相應(yīng)的教學(xué)策略,以獲得教與學(xué)的最優(yōu)化,是教學(xué)設(shè)計(jì)的最終目的。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,由于某種初始條件的刺激,發(fā)生蝴蝶效應(yīng),這時(shí)教師應(yīng)認(rèn)真對(duì)待這種思維火花,加以正確引導(dǎo),不能簡(jiǎn)單、粗暴地扼殺新奇觀點(diǎn)。這在我國的中、小學(xué)基層教育中有一定的普遍性。如不能因?yàn)榻處熤v內(nèi)錯(cuò)角,學(xué)生想到外錯(cuò)角,就是調(diào)皮搗蛋而遭訓(xùn)斥,結(jié)果學(xué)生的思維受到限制,完全圍著教師轉(zhuǎn),形成以書本和試卷為中心的復(fù)制品。所以在培養(yǎng)創(chuàng)造性思維過程中,應(yīng)有意識(shí)地運(yùn)用蝴蝶效應(yīng),引導(dǎo)學(xué)生正確建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這也同時(shí)要求我們教師要更新知識(shí),提高能力,創(chuàng)造性地應(yīng)用線性與非線性教學(xué)模式,培養(yǎng)適應(yīng)信息時(shí)代的人才。元認(rèn)知(metacognition)是學(xué)習(xí)者對(duì)自己認(rèn)知過程理解、控制和操作的知識(shí)與能力的自覺意識(shí)。元認(rèn)知源于皮亞杰(Piaget)的認(rèn)知發(fā)展心理,布魯納(J.S.Bruner)認(rèn)為人的思維會(huì)從已有的知識(shí)、策略和輸入的信息相互作用并重構(gòu)一個(gè)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu),這主要得益于元認(rèn)知及其潛力的開發(fā)。它可以分為元記憶、元理解、自調(diào)、圖式訓(xùn)練和遷移幾個(gè)主要部分。元記憶(metamemory)是學(xué)習(xí)者的記憶系統(tǒng)與行為策略的知識(shí)和自覺意識(shí),它在不同認(rèn)識(shí)與記憶策略中建立相適應(yīng)的橋梁,在經(jīng)過大量的學(xué)習(xí)訓(xùn)練后,會(huì)自動(dòng)地運(yùn)用到人的思維過程中。如小學(xué)生背誦乘法口訣與今后的計(jì)算能力。元理解或理解控制(metacomprehension)是關(guān)于知識(shí)理解和如何理解的意識(shí)過程,這個(gè)過程包括如何修正錯(cuò)誤理解的策略。它在人們學(xué)習(xí)中表現(xiàn)在掌握“是什么”與“為什么”的理解能力上。有的學(xué)生只求表面,學(xué)會(huì)“是什么”就滿足了,而有的學(xué)生則要求理解“為什么”。這與學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)方法有關(guān),在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)提倡學(xué)生從學(xué)習(xí)“是什么”發(fā)展到“為什么”,而逐步培養(yǎng)問題思考的能力。自調(diào)(self-regulation)是指學(xué)生運(yùn)用元認(rèn)知進(jìn)行自反饋,并通過反饋調(diào)整自我意識(shí)的能力。皮亞杰(Piaget)認(rèn)為元認(rèn)知的自調(diào)有:自動(dòng)、主動(dòng)和有意識(shí)三種調(diào)整形式。學(xué)習(xí)者的自調(diào)能力的強(qiáng)弱,與學(xué)習(xí)進(jìn)步有很大的關(guān)系,可以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),培養(yǎng)問題解決能力、社會(huì)適應(yīng)能力等。圖式訓(xùn)練(schematraining)是從概念的理解而發(fā)展的認(rèn)知結(jié)構(gòu),作為獲取新認(rèn)識(shí)而建立的意義建構(gòu)。如跟隨老師學(xué)習(xí)三位數(shù)的加法,先由老師示范,講解規(guī)律,在老師的指導(dǎo)下,學(xué)生實(shí)際動(dòng)手、動(dòng)腦學(xué)習(xí)方法,最后學(xué)生可以自動(dòng)地去解決問題。圖式訓(xùn)練可以扶助學(xué)生學(xué)習(xí),同時(shí)還能培養(yǎng)自調(diào)能力。遷移(transfer)是學(xué)習(xí)的效果,表明能夠運(yùn)用學(xué)會(huì)的認(rèn)識(shí)去解決新的問題,這是學(xué)生能力培養(yǎng)的目標(biāo)。遷移要用圖式去概括所學(xué)的認(rèn)識(shí),然后運(yùn)用圖式去匹配、類比或隱喻新的問題,通過自調(diào)來適應(yīng)和解決新環(huán)境下的新問題。分形由于具有不規(guī)則的比例自相似性,可以通過認(rèn)識(shí)部分來映像整體,在系統(tǒng)科學(xué)上沿著微觀認(rèn)識(shí)再反映到宏觀認(rèn)識(shí),形成了分形認(rèn)識(shí)論,它是關(guān)于整體與部分之間的關(guān)系的思維方法。由線性發(fā)展到非線性階段,豐富和深化了這種思維的辯證關(guān)系,提出了認(rèn)識(shí)世界的一種新的方法論,為人們從部分中認(rèn)知整體,從有限中認(rèn)知無限提供了相應(yīng)的理論依據(jù)。在教學(xué)設(shè)計(jì)中,由于人的思維的復(fù)雜性,應(yīng)注意發(fā)展和培養(yǎng)元認(rèn)知,有意識(shí)地運(yùn)用分形迭代的思維方法和分形認(rèn)識(shí)觀點(diǎn),開發(fā)元認(rèn)知能力,促進(jìn)蝴蝶效應(yīng)的產(chǎn)生。特別需指出的是:元認(rèn)知的正確培養(yǎng)會(huì)影響學(xué)生今后一生的思維方式。因此,在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略的設(shè)計(jì)與安排,應(yīng)考慮采用不同的教學(xué)方法,在元記憶、元理解、自調(diào)、圖式訓(xùn)練和遷移方面,有意識(shí)地設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的能力訓(xùn)練,如:在做的過程中學(xué)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、隱喻式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)等等,促進(jìn)科學(xué)思維方法的養(yǎng)成。教學(xué)評(píng)價(jià)是以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù),對(duì)教學(xué)過程及結(jié)果進(jìn)行評(píng)測(cè)的過程,具有診斷、激勵(lì)、調(diào)控和再學(xué)習(xí)等功能,分為診斷性評(píng)價(jià)、形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià),也就是前置評(píng)價(jià)、過程評(píng)價(jià)和后置評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)是針對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)測(cè)驗(yàn)來進(jìn)行的,如:常模參照測(cè)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)參照測(cè)驗(yàn)等。在教學(xué)設(shè)計(jì)