混沌原理對各領(lǐng)域的影響

混沌原理對各領(lǐng)域的影響

混合理論是現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)的一項重要理論。從20世紀(jì)60年代起,混沌學(xué)經(jīng)過40年的發(fā)展,直到現(xiàn)在混沌的問題尚未完全解決,但它在各個領(lǐng)域的影響是顯而易見的,以至于不少學(xué)者,特別是研究生命、社會經(jīng)濟(jì)等復(fù)雜系統(tǒng)的學(xué)者越來越多地求助于混沌學(xué),以求從中找到解決問題的新觀念和新方法。體育教學(xué)設(shè)計是為體育教學(xué)活動制定藍(lán)圖的過程,它規(guī)定了教學(xué)的方向和大致進(jìn)程,是師生教學(xué)活動的依據(jù)。一直以來,我國傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計模式過分追求穩(wěn)定性、注重程序化、依賴外在推動力,割裂了體育教學(xué)系統(tǒng)與外界之間的關(guān)系,抹殺了體育教學(xué)中“人”的主體性。體育教學(xué)在按部就班行進(jìn)、穩(wěn)定與平衡充斥其間的同時,創(chuàng)造與發(fā)展也被扼殺了。因此,傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計模式受到廣泛的質(zhì)疑。21世紀(jì)以來,開放的以人為本的教學(xué)設(shè)計理念越來越受到人們的推崇,而混沌理論的相關(guān)原理恰好與這種設(shè)計理念相吻合。本文將以混沌理論的視角對體育教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行探討,希望能夠得到新的啟示。1傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計模式分析Reigeluth認(rèn)為傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計遵循的是工業(yè)時代大規(guī)模批量生產(chǎn)的思維模式,而傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計沿襲了這種模式。該模式過多地強調(diào)教師的“教”,忽視學(xué)生的“學(xué)”,學(xué)生大部分時間處于被動接受狀態(tài)。傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計模式視教學(xué)設(shè)計過程是線性、封閉的,強調(diào)教學(xué)過程的確定性和可預(yù)測性。而混沌理論是非線性科學(xué)研究的重要組成部分,它的產(chǎn)生與發(fā)展,打破了建立在牛頓范式基礎(chǔ)上的決定論的幻想。混沌理論指導(dǎo)的體育教學(xué)設(shè)計并非是指雜亂無章、全盤大亂的設(shè)計,而是指一種非線性、開放、不可控的體育教學(xué)設(shè)計模式。1.1傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計的內(nèi)在要求傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計是嚴(yán)格地按照運動技能的固有要素特征和運動技能形成的一般性規(guī)律進(jìn)行教與學(xué)的程序設(shè)計。從形式上看,傳統(tǒng)體育教學(xué)設(shè)計程序精確細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)縝密,從教學(xué)目標(biāo)到策略、過程再到評價,一環(huán)扣一環(huán),給人一種自上而下的系統(tǒng)的美感;教學(xué)內(nèi)容則由簡單到復(fù)雜,遵循了學(xué)生學(xué)習(xí)體育知識、技術(shù)、技能的規(guī)律。但是從本質(zhì)上看,這種體育教學(xué)設(shè)計卻是設(shè)計者“一廂情愿”的作品。設(shè)計者對體育教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容的選擇,多數(shù)情況下是憑個人判斷和經(jīng)驗。一旦目標(biāo)和內(nèi)容確定以后,設(shè)計者就要針對每個目標(biāo)設(shè)計學(xué)習(xí)活動和策略,并針對目標(biāo)做出相應(yīng)的體育評價。序列化的傳統(tǒng)體育教學(xué)設(shè)計理論忽視了體育教學(xué)過程的動態(tài)性、復(fù)雜性以及不確定性,難以處理體育教學(xué)過程中隨時可能出現(xiàn)的、難以預(yù)期的教學(xué)問題。傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計似乎更是將體育教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、策略及評價等疊加的過程,這種具有簡單疊加特征的設(shè)計過程恰好構(gòu)成了系統(tǒng)學(xué)線性系統(tǒng)的基本判據(jù)。由此看來,傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計本質(zhì)上是線性的系統(tǒng)。如果體育教學(xué)過程處于穩(wěn)定、靜態(tài)、非激蕩的環(huán)境中,傳統(tǒng)體育教學(xué)設(shè)計是能夠發(fā)揮作用的,但是現(xiàn)實復(fù)雜多變的體育教學(xué)環(huán)境卻使這種假設(shè)成為理想。萊什、波洛克和賴格盧思早就意識到了這一點:“教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的過程與其說是一個線性過程,遠(yuǎn)不如說應(yīng)是一個螺旋性的、系統(tǒng)的過程?！迸c傳統(tǒng)體育教學(xué)設(shè)計的線性特征相比,混沌理論指導(dǎo)的體育教學(xué)設(shè)計則更為接近于實際,表現(xiàn)出非線性特征?；煦缋碚撝械钠娈愇邮欠瞧胶狻⒎蔷€性系統(tǒng)演化的一種歸宿,代表著系統(tǒng)的混沌運動。奇異吸引子通過誘發(fā)系統(tǒng)向不規(guī)則發(fā)展,使系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)雜、豐富、多變、不確定性。因此,混沌理論指導(dǎo)的體育教學(xué)設(shè)計過程必然是與實際相吻合的,是以一種動態(tài)的、不斷回歸的思路來設(shè)計體育教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容、策略以及評價等,從而及時地把握、適應(yīng)不斷變化的教學(xué)環(huán)境,同時也為體育教師從容地應(yīng)對現(xiàn)實教學(xué)中“蝴蝶效應(yīng)”、“奇異吸引子”等帶來的各種可能的、難以預(yù)期的體育教學(xué)問題奠定了基礎(chǔ)。由此可見,非線性的體育教學(xué)設(shè)計具有更強的靈活性,不僅能夠適應(yīng)系統(tǒng)外部的情境變化,而且也能夠順應(yīng)系統(tǒng)本身的動態(tài)發(fā)展。無怪乎喬納森和福厄指出:“比起線性的一步步流程圖,教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計過程的混沌理念更適于反映學(xué)習(xí)過程的動態(tài)的和不可預(yù)見的方面?！?.2系統(tǒng)開放性和外部環(huán)境的影響封閉的系統(tǒng)是指與其環(huán)境完全隔離、完全獨立的系統(tǒng),它們是靜態(tài)的,可預(yù)見的,最終都趨向于平衡、靜止和不活躍的狀態(tài)。傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計模式由5個基本要素組成:體育教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對象、教學(xué)策略、教學(xué)過程、教學(xué)評價等。在封閉式系統(tǒng)觀的指導(dǎo)下,體育教學(xué)設(shè)計著眼于對體育教學(xué)各組成部分的控制,著重點在于體育教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)(即學(xué)生體育知識、技術(shù)、技能的掌握)。體育教學(xué)目標(biāo)已成為預(yù)先確定的一套活動的執(zhí)行程序,體育教學(xué)策略與教學(xué)評價則成為尋求達(dá)成預(yù)設(shè)目標(biāo)的合理有效的方法,而體育教學(xué)過程則是對體育教學(xué)設(shè)計常規(guī)性的重復(fù)操作。這種傳統(tǒng)的、機械的、封閉的教學(xué)設(shè)計模式過多地追求自身系統(tǒng)的完整性及整體性,而嚴(yán)重忽略了體育教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部之間以及與外部的關(guān)系,這種封閉性使得體育教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)成為靜態(tài)的、孤立的,最終導(dǎo)致其與外界環(huán)境分離,并趨于平衡、靜態(tài)的狀態(tài)。這與格思塔夫森所指出的“應(yīng)將教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計過程視為一個開放的而非封閉的系統(tǒng)”相背離。系統(tǒng)開放性是指系統(tǒng)本身與系統(tǒng)周圍的環(huán)境有物質(zhì)的變換、能量的交換、信息的交流。由于有這些交換,所以是開放的?；煦缋碚撌菑娬{(diào)系統(tǒng)開放性的,開放性能使系統(tǒng)部分之間以及系統(tǒng)本身與環(huán)境之間相互作用,并能不斷地向更好的適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展,因此這種理論與傳統(tǒng)體育教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)形成對立?；煦缋碚撝笇?dǎo)的體育教學(xué)設(shè)計重視系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的相互關(guān)系,體育教學(xué)目標(biāo)、過程、策略、評價等之間不是孤立、相互排斥的,而是相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴的,系統(tǒng)內(nèi)部某一要素發(fā)生變化,其它要素也會跟著變化。同時,體育教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)與外部環(huán)境存在著更為彈性的交流,并隨著外部環(huán)境的變化而變化。這種彈性的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計模式能夠迅速有效地適應(yīng)非預(yù)期的或未預(yù)知的偶然性,也就是說,能夠充分考慮體育教學(xué)環(huán)境中各方面因素的影響。開放性的體育教學(xué)設(shè)計模式能夠快速地與周圍環(huán)境互動學(xué)習(xí),吸收先進(jìn)的教學(xué)理念、技術(shù)和技能,使學(xué)生主體接受更多的體育信息,從而有利于體育教學(xué)任務(wù)的完成。1.3對傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計的質(zhì)疑在以牛頓為代表的確定性科學(xué)觀的影響下,傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計以控制與預(yù)測作為體育教學(xué)過程推進(jìn)的根本基石,以工廠車間式的管理來取得教學(xué)系統(tǒng)的常規(guī)運轉(zhuǎn)。許多年來,眾多的體育工作者認(rèn)為體育教學(xué)過程是可控的,通過控制體育教學(xué)的進(jìn)度、體育教學(xué)的內(nèi)容,以及學(xué)習(xí)者等因素,保證體育教學(xué)在事先設(shè)定的單一道路上正常運行,從而達(dá)到控制整個體育教學(xué)過程,并對教學(xué)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測的目的。混沌理論對傳統(tǒng)的體育預(yù)測理論提出了質(zhì)疑,傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計的預(yù)測控制、樣本類推、因果相關(guān)和外在隨機理論都是理想的描述。顯然,這種設(shè)計模式過分簡化了世界的復(fù)雜性,忽略了體育教學(xué)中最為寶貴的人的活性因素,把學(xué)生學(xué)習(xí)體育知識、技術(shù)動作,簡化為一張可以操控的行為清單或指令表。因而體育教學(xué)也只能在平衡態(tài)或近平衡態(tài)區(qū)域停滯不前,得不到質(zhì)的發(fā)展。因此,如果簡單地根據(jù)體育教學(xué)發(fā)展的趨勢推測未來和做出長期的計劃,預(yù)測是不可靠的。體育教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)作為復(fù)雜的非線性系統(tǒng),充滿了混沌,從體育教學(xué)對象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略到教學(xué)評價,每個體育教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)的組成因素都是非線性、復(fù)雜的子系統(tǒng)。依據(jù)混沌理論奇異吸引子的觀點,系統(tǒng)被視為可通過限制活動范圍的參數(shù)而進(jìn)行限定,但不是可以簡單預(yù)測的。這意味著大的原因可能只產(chǎn)生小的結(jié)果,而小的原因可能會有大的結(jié)果,相似的原因不見得有相似的結(jié)果。如學(xué)生在學(xué)習(xí)體育技術(shù)時,由于受環(huán)境因素、教師因素、自身因素等方面影響,不見得每個學(xué)生都能在一定時間內(nèi)學(xué)會同樣的技術(shù)動作;即使學(xué)會同樣的動作,也不見得所學(xué)的動作能夠做到整齊劃一。學(xué)生的個性、學(xué)習(xí)技術(shù)的能力以及周圍環(huán)境,都會不同程度地影響學(xué)生技術(shù)動作的學(xué)習(xí)。而混沌理論對初始條件的敏感依賴性原理,即初始條件的細(xì)微差異受到系統(tǒng)的非線性反饋過程的不斷放大和縮小,導(dǎo)致最終完全不同的結(jié)果,也成為混沌理論指導(dǎo)下的體育教學(xué)設(shè)計模式不可控制性的理論支撐。2混沌理論是體育教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)思想,是將體育教學(xué)設(shè)計按科學(xué)的理論武裝混新時期把混沌理論引入體育教學(xué)設(shè)計,并非否認(rèn)傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計對體育課的重要作用,而是把混沌理論作為體育教學(xué)設(shè)計的一種指導(dǎo)思想。雖然混沌理論與傳統(tǒng)的體育教學(xué)設(shè)計存在著許多差異,但正因為有差異才使體育教師看到每種理論的不足,吸收各種理論的優(yōu)點,更好地對體育教學(xué)進(jìn)行設(shè)計。這樣,體育教學(xué)設(shè)計自組織才能向更優(yōu)方向演進(jìn)。2.1知識與認(rèn)知的開發(fā)混沌理論的“蝴蝶效應(yīng)”特征強調(diào)對初始條件的敏感依賴性,當(dāng)初值有一極微小的變化,在短時間內(nèi)還可以預(yù)測,但經(jīng)過長時間演化后,它的狀態(tài)就根本無法確定了。元認(rèn)知是學(xué)習(xí)者對自己認(rèn)知過程理解、控制和操作的知識與能力的自覺意識。元認(rèn)知源于皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展心理,布魯納認(rèn)為人的思維會從已有的知識、策略和輸入的信息相互作用并重構(gòu)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)。在體育教學(xué)設(shè)計過程中,體育教師應(yīng)該加強對體育基本知識、技術(shù)、技能等元認(rèn)知的教學(xué)?；局R如體育理論的基本概念,是分析、判斷、推理等邏輯思維的依據(jù),通過基本概念來學(xué)習(xí)體育,揭示體育的本質(zhì),解釋體育的客觀規(guī)律,基本概念搞不清,不利于體育課的繼續(xù)學(xué)習(xí)。體育技術(shù)、技能的學(xué)習(xí)更應(yīng)重視元動作(基本動作),元動作是體育各項技術(shù)的組成要素,如武術(shù)套路等都是由不同的元動作組成的,籃球三步上籃動作也是由一個個分解動作組成的。沒有元動作的支撐,整體動作必然受到影響,它是體育技術(shù)的理解和掌握的前提。所以,體育教師在授課過程中,若對基本理論、動作概念講解不清,就會影響某些學(xué)生對整堂課的聽課效果,而這一堂課的聽課效果又將影響下一堂課的聽課效果。相反,若體育教師在平時的授課中,重視對體育元認(rèn)知的講解,通過多種途徑使學(xué)生正確領(lǐng)會體育基本的知識與動作,則將激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣,從而提高學(xué)習(xí)效果。2.2以人為本原則混沌理論的內(nèi)在隨機性特征認(rèn)為:對一個完全確定的系統(tǒng),在一定的條件下能自發(fā)地產(chǎn)生隨機特性稱為內(nèi)在隨機性,而外在隨機性是指外界干擾對系統(tǒng)動力學(xué)特性造成的影響呈現(xiàn)出的隨機特性?；煦缋碚撎貏e強調(diào)內(nèi)在隨機性,體育教學(xué)系統(tǒng)分別存在著內(nèi)在隨機性和外在隨機性。新時期把學(xué)生作為體育學(xué)習(xí)的主體,遵循以人為本的理念,以學(xué)生的學(xué)習(xí)為本,以學(xué)生的發(fā)展為本,關(guān)注學(xué)生個體的差異性,是混沌理論內(nèi)在隨機性特征在體育教學(xué)設(shè)計中的體現(xiàn)。“以人為本”就是要求體育教學(xué)設(shè)計應(yīng)該尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性和個體差異性,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)活躍、有趣、能夠發(fā)揮學(xué)生主體性的教學(xué)環(huán)境,使每個學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)快樂,找到自信、樂趣,從而主動、全身心、多感官的深入到體育學(xué)習(xí)中,成為學(xué)習(xí)的主人翁。這樣,體育教學(xué)的效果才會提升,學(xué)生的體育學(xué)習(xí)才會結(jié)出果實。若是體育教師過多強調(diào)體育教學(xué)設(shè)計的外在隨機性,必然會排擠內(nèi)在隨機性在體育教學(xué)設(shè)計中的位置,不利于以人為本的理念在體育教學(xué)中的貫徹,也不利于發(fā)揮學(xué)生的主體性,這種復(fù)古的體育教學(xué)設(shè)計模式最終將走向末路。2.3基于療效教育的體育學(xué)習(xí)設(shè)計混沌理論中的奇異吸引子使系統(tǒng)偏離收斂性吸引子的區(qū)域而導(dǎo)向不同的狀態(tài),它通過誘發(fā)系統(tǒng)的活力,使其變?yōu)榉穷A(yù)設(shè)模式,從而增強系統(tǒng)的創(chuàng)新性。體育教學(xué)設(shè)計應(yīng)重視奇異吸引子的作用。體育教學(xué)的總目標(biāo)及分目標(biāo)屬于收斂性吸引子,而學(xué)生在體育教學(xué)中表現(xiàn)的個性差異、獨特的學(xué)習(xí)風(fēng)格以及平時司空見慣的學(xué)習(xí)錯誤等都屬于奇異吸引子。從表面上看,學(xué)生的這些獨特表現(xiàn)偏離了目標(biāo)的要求,即出現(xiàn)了奇異吸引子。奇異吸引子的出現(xiàn),為學(xué)生的體育學(xué)習(xí)創(chuàng)造了活力,學(xué)生擺脫了單一性、枯燥的總體目標(biāo)的束縛,通過另一種看似“異類”的手段和方法達(dá)到目標(biāo)要求,從而提高了體育學(xué)習(xí)的創(chuàng)新能力。所以,體育教師在體育教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)中,應(yīng)該注重體育知識形成的過程,留給學(xué)生更多的探索空間,給學(xué)生提出更多啟發(fā)式的教學(xué)情境。在總體目標(biāo)達(dá)成的背景下,設(shè)置多維、多層次的教學(xué)