基于耗散结构理论分析运动技能形成

周生旺

(枣庄学院 体育学院，山东 枣庄 277160)

0 引言

运动技能是人体在运动过程中通过学习而获得的技能，是体育教学过程中的主要部分.研究体育教学问题，应当以运动技能的学习与掌握为主线.目前研究运动技能的学习大部分涉及教育学、心理学、生理学等众多学科，有个别学者涉及到系统科学的角度探讨，本文主要建立解释模型，利用耗散结构理论模型分析体育教学过程中运动技能的形成.

耗散结构理论关注系统如何才能形成自组织，这也是利用自组织理论审视学生体育技能学习过程中的技能记忆问题.我们无法创造学生的运动技能的学习与掌握，运动技能的学习与掌握完全是无预定的、自组织的，但是我们可以创造出现运动技能形成的条件，而一旦出现那些必要条件，耗散结构也就必然出现了，这也是耗散结构理论在体育中广泛应用的意义所在.本文就运动技能形成过程中的耗散性进行分析，了解耗散结构理论在运动技能形成过程中的体现.

普利高津等人对此进行了多年研究后指出：一个远离平衡态的开放系统，当外界条件变化到一个特定的临界值时，系统内部的某个参量发生涨落，而导致系统发生突变，即非平衡相变，那么该系统就会由原来的混沌无序转变为一种在时间、空间或功能的有序状态，并且这种结构状态只有在系统与环境不断交换物质和能量时，才能得以维持，这样的系统结构就叫做耗散结构[1].耗散结构是一个宏观有序的动态结构[8].

1 从耗散结构理论分析运动技能形成

1.1 运动技能形成过程的特点

1.1.1 动态性

良性的运动技能形成过程就是耗散结构形成的过程，是开放的系统.同时耗散结构是动态结构，而不是静态结构[1～2].动态性体现在整个运动技能形成过程中的物质和能量不断更新，外部环境不断向系统内部流入负熵，使运动技能向新的方向发展.体育教学中的运动技能由无序向有序发展，有低级有序向高级有序发展.在运动技能的形成过程中，教师角色与思维方式要不断转变，继续加大对体育课的开放程度，主要表现在课外拓展训练与灵活的项目组合.要加大动态性，体育教师首先要转变角色，从学生的管理者、传递者变成与学生平等的交流者、聆听者，并由此积极营造一个平等、交流、合作、充满生机与活力的教学环境.在这样的教学环境中，教师的讲解、师范与纠正错误，要把握学生运动技能形成的动态性，注意每个阶段的教学策略.运动技能的整个形成过程都处于开放状态，这就为运动技能的形成创造了先决条件.

在整个运动技能的形成过程，学生与教师以及教学资源都处于动态过程中，在整个动态过程中的物质能量和和信息不断交换，结构不断改变，有序性的不断发展，运动技能不断发生变化.没有与外界环境的交流，更谈不上运动技能的形成.

图1 运动技能形成中耗散结构形成过程

1.1.2 有序性

耗散结构是一个有序结构.所谓“有序”是指信息量走向增加，即熵走向减少，组织化程度走向增加，即混乱度走向减少[1～2].所有的学习过程都是有序的.运动技能的学习也是有序性形成的过程.

在运动技能的形成过程中，运动技能形成过程分为泛化阶段、分化阶段、巩固阶段、自动化阶段四个部分.在运动技能的形成过程中，这些阶段存在一定的秩序，不能颠倒.外界物质能量的输入是均衡的，其内部存在有序性.要想系统形成自组织，系统必须具有可持续发展的内在潜力，就要远离平衡态.体育教学的重要任务就在于：不断创造条件去打破这种稳定性，形成有序性，使学生运动技能不断向更高层次发展.新结构的出现首先要原有结构失去稳定性，或者以破坏系统与环境的稳定平衡，建立新的有序.在运动技能的形成过程中，有机体通过与外界环境的信息交流，从无序逐渐发展到有序，从低级有序发展到高级有序，为耗散结构的产生创造了条件.学生之间学习能力的差异、体育教师水平的参差不齐、教学资源的配置失衡等都显现了体育教学过程中，非平衡态.以上的非平衡态，造成了运动技能形成过程的非平衡态.具体到学生运动技能掌握的差距，这都说明了系统内部物质和能量分布不均匀，是系统有序性的体现.

1.1.3 非线性

只有非线性体系才可能演化成为有序的耗散结构系统，换句话说就是系统内在的非线性相互作用是自组织力，而随着环境他组织力的增大把系统推向原理平衡态，使系统内在的非线性因素逐渐释放出来，被逐渐放大到系统就能够按照耗散结构的模式自行把巨量的微观组分组织起来，它决定了系统发展的方式、速度与方向.在运动技能的形成过程中存在各种各样的非线性关系[1、2、8、9、10].例如：在体育教学中，运动技能的形成系统中有师生、生生之间的非线性作用.学生在认知和技术体系构建过程中，个体的思维结构、知识结构、能力结构与个性结构内部与相互之间的非线性相互作用使学生不断形成运动技能；学生机体内部组织器官之间的非线性作用，形成生理角度的运动技能发展动力.

1.1.4 涨落

涨落是耗散结构出现的触发器，但涨落具有不确定性，随机生灭，或大或小.弗雷西门(E.A.Fleishman)和派克(J.F.ParkerJr.)通过实验给出的观点是：运动技能的形成是连续的.而我国学者沈德立等人的研究则给出了不同的结论：在学生运动技能学习的过程中，存在着突跳的质变和不稳定点(高原期)，欣果实和徐玖平等人的研究成果也都证明了这一点[5].开放的运动技能形成系统在教学过程中非线性作用机制的推动下，学生技能的掌握不断从平衡态向非平衡态转移，在临界点产生质的飞跃 ，形成新的、更加高级的运动技能形式.在运动技能的形成系统中，涨落现象主要体现在技能掌握的起伏性和差异性.有的学生学习运动技能比较快，有的比较慢.学生对运动技能的掌握和灵活运用，就体现了涨落的作用，本身就是一个涨落现象.通过体育教学过程，学生技术比原来技术要好，实现技术的突破.涨落机制是运动技能形成过程系统所追求的，通过涨落实现结构的突破，建立新耗散结构.

高原现象是运动技能形成过程中，比较特殊的张罗现象.高原现象是运动技能学习中经常出现的现象，表现为学生在一段时间内技能的形成速度缓慢甚至有所停滞，而一旦突破这一时期，技能学习就会重新呈现出快速前进的姿态，技能学习的突变行为会再次的发生.依据皮亚杰的理论，这一段时间的技能学习主要是渐变的过程，是为下一步的同化或突变创造条件、积累能量，而一旦这种积累到达一定的程度(临界点)，学生的技能学习将会表现出又一次的飞跃，这也正是耗散结构形成中的渐变性和突变性的体现.教师要利用各种方法对突变性进行控制，使其向有利方向发展.

2 运动技能形成中耗散结构形成过程解释模型构建

根据好散结构理论以及运动技能形成过程，设计了运动技能形成中耗散结构形成过程，应用“布鲁塞尔器”构建运动技能形成中耗散结构形成过程解释模型.如图2所示：

图2 运动技能形成中耗散结构形成过程解释模型

2.1 泛化阶段

在模型Ⅰ阶段，看作是运动技能形成过程中的泛化阶段.A指外界环境输入的物质能量和一些新异刺激；k1指通过输入系统进入人体系统产生反应的过程；x指泛化阶段产生动作结构效果.在泛化阶段，整个系统表现出很不稳定，内部结构在不平衡的基础上更加不平衡，系统有无序向x秩序发展.在此阶段系统宏观上表现出动作僵、不协调、有多余动作、动作不连贯、能量消耗多.在体育教学中，此阶段，动作技能的学习要以直观教学为主.教师自身要师范动作准确无误，语言讲解要形象生动，使学生建立正确的动作概念.在运动技能的练习中，应突出重点，强调动作的主要环节，不宜过多要求动作细节.在此阶段，教师应当重视学生的自组织能力的培养，以学生的本体感受为运动技能训练的本质，充分发挥学生的主体作用.在教学方法上，可以采用游戏法、情景模拟法等，重要培养学生的兴趣和形成运动技能的意识.

2.2 分化阶段

在模型Ⅱ阶段，看作是运动技能形成过程中的分化阶段.B指的外界环境输入的物质能量和更强刺激；k2指类似k1的运动技能锻炼；y指在分化阶段产生的效果；D指系统产生的影响运动技能耗散结构建立的因素(在运动技能的形成过程中，在此阶段是最困难的产生的负面影响较大，所以用D来表示)，也可以认为是熵的产生.在分化阶段，整个系统表现出不稳定状态，新内部结构开始建立，无序向有序发展，逐渐建立半有序状态.在此阶段系统宏观上表现为能够比较顺利地、连贯地完成完整动作，初步形成了运动技术；在微观上表现为动作细节错误较多、动作易变形.运动技能形成进入分化阶段，由于系统易受新异或强烈刺激的干扰和内部的不稳定，教师要特别注意错误动作的纠正，强调细节动作的掌握.教学方法上应当注重学生自组织的调节作用，充分利用合作和探究性等学习方法.

2.3 巩固阶段

在模型Ⅲ阶段，看作是运动技能形成的巩固阶段.2x指从外界环境输入的物质能量和刺激；k3运动技能练习；3x指运动动力定型.此过程可以解释为X和Y共同产生X新的进步(3X).在巩固阶段，系统内部结构建立完成，但不十分稳定(稳定结构容易消退，结构易破坏).系统表现为动作准确、协调，细节准确无误，但是此阶段动作容易消退.在教学中，教师应当更加加强学生自组织的意识的培养，让学生自己去调节动作环节的掌握.练习方法，可以运用比赛法等进行练习.

2.4 自动化阶段

在模型Ⅳ阶段，看作是运动技能形成过程中的自动化阶段，也就是耗散结构建立阶段.X指通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段的基础上形成的运动动力定型状态；k4指系统随外界物质和能量输入的自身调节过程；E指耗散结构状态.在此阶段表现出：动作在“低意识控制下”完成、能量节省化等.在自动化阶段，学生要继续练习，为保证负熵的不断输入，抵消内部正熵的产生，维持耗散结构内部的有序和非线性作用，为新的耗散结构的形成创造条件.

2.5 复杂运动技能的形成

整个体育教学都是在耗散结构中发生、发展和转化的，其中包含复杂耗散链条、耗散环路、耗散网络，使教学资源在多样复杂的循环流动中得到充分利用.复杂运动技能指多种运动技能相互协调结合在一起，具有复杂的动作技术结构，表现特征为“稳定—不稳定—稳定-不稳定-稳定”的往复循环模式，形成耗散链条.研究复杂运动技能的形成模式，是解决体育教学问题的重要途径.在今后体育教学中，运动技能的练习过程，要求学生不断学习来维持的新的运动技能，不断学习复杂运动技能，体育教师要把握复杂运动技能的形成过程，创新教学方法，改革体育教学资源，为运动技能的实现创造条件.

3 建议

3.1 改善体育教学环境，保持体育教学的开放性与动态性

保持体育教学的开放性与动态性，改善体育教师的学历结构，配置合理的体育教学资源，建立完善的体育教学环境.

3.2 设计多样化的教学内容，保持体育教学的非平衡性

保持体育教学的非平衡性，除了客观的非平衡态，还要设计自由灵活的课程内容，开设多样化的体育教学项目，开展群体性的合作型体育活动项目.

3.3 建立体育锻炼的内在长效机制，保持体育教学过程的连续涨落

加强学校体育教学细节的细化，实施“阳光体育运动”的长效机制，有效执行“每天锻炼一小时”的制度.

4 总结

运动技能是体育教学中复杂的学习过程，具有动态性、有序性、非线性、涨落性四个特征.运用构建的解释模型对运动技能形成过程进行了解释.指出今后体育教学要立足于开放性、远离平衡态、非线性相互作用和涨落机制等条件，提高教师水平，改善教学环境，创新教学内容，建立体育锻炼内在长效机制，为基础教育体育课程改革提出微薄的建议.

参考文献

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