从系统方法视角探讨教育技术系统

龚 萍，欧阳明

1 玉溪师范学院理学院， 云南 玉溪 653100；2 云南大学职业与继续教育学院， 昆明 650091

从系统方法视角探讨教育技术系统

龚 萍1，欧阳明2

1玉溪师范学院理学院， 云南 玉溪 653100；2云南大学职业与继续教育学院， 昆明 650091

系统方法是教育技术学主要的研究方法之一，已成为教育技术学科重要的方法论基础。文章基于教育技术主要是制造教育技术“人—机”系统技术的观点，按系统学的分类方法对教育技术系统进行了分类；从教育技术系统的研究目的、研究对象、定义、研究内容、理论基础和研究方法等6个方面探讨了建立教育技术系统方法体系的框架，以期从系统方法的角度所做的研究以及所建构的教育技术系统方法体系，对教育技术领域的相关研究乃至构建教育技术学理论体系有所参考。

系统方法；教育技术系统；教育技术“人—机”系统；教育技术系统方法体系

系统方法对教育技术理论体系的形成和发展有着广泛而深远的影响。笔者已有论文详细说明教育技术是一种制造教育技术系统的技术，而且主要是制造教育技术“人—机”系统的技术。以此为基础，试图探索教育技术的系统方法体系。

1 教育技术系统的系统学分类

系统学是一门研究系统整体涌现性的基础科学，其学科任务是以涌现的观点研究系统现象和系统问题，揭示系统产生涌现性的条件、机制、规律、原理，制定刻画涌现的基本方法，建立关于涌现的一般理论体系，给技术科学层次的系统理论提供指导[1]。系统学是描述一般系统，特别是复杂巨系统的结构、功能、特性和演化的普遍规律以及设计、控制一般原则的概念体系和方法论框架，是一切系统研究的基础理论[2]。

在对系统进行系统学分类时，撇开系统组分的特殊基质，单就系统的整体特性进行划分。我们划分系统，原则上可以从不同的角度来进行，怎样划分系统取决于系统的目的。系统的研究者为了研究之便，通常根据各自的目的、视角、手段和方法对各种具体系统进行分类，继而形成了不同的分类标准，相应地形成了系统学不同的类别。例如[3]：按照系统的形成与功能是否有人参与将系统划分为自然系统(自然生态系统、人体系统)和人造系统(如通信、运输、教育系统)；按照系统组成要素的形态将系统划分为实体系统和抽象(概念)系统；按照系统状态随时间变化的周期将系统划分为静态系统和动态系统；按照系统与其环境进行物质、能量和信息交换的程度将系统划分为开放系统、半开放系统和封闭系统；按照系统构成要素数量及其要素之间关联的复杂性程度，可分为简单系统和复杂系统；按照系统中人机参与的程度，可以分为以人为主系统、以机为主系统、人机协作系统；按照系统大小角度，可以分为巨系统、中系统和小系统，等。

按照系统学的分类原则，笔者认为，教育技术系统的目的是促进学习者的学习，其所构造的教育技术“人—机”系统大多是开放的人机系统，有以人为主的，也有以机为主和人机作用各半的系统。其中，凡是构成要素少而要素间关联不是很复杂的系统，即可以用还原论分析处理的教育技术系统即是简单系统，反之凡是不能用还原论而要用系统论来处理的教育技术系统均属于复杂的教育技术系统。教育技术的复杂系统一般具有多种复杂性[4]。显而易见，教育技术系统多数属复杂人机系统。

2 教育技术系统的方法体系建构

既然教育技术是制造教育技术“人—机”系统的技术，且多数是复杂人机系统。我们基于教育技术系统的系统学分类，试图构想建立“教育技术系统方法体系”。以下分别从研究目的、研究对象、定义、研究内容、基础理论和研究方法这6个方面来探讨建立教育技术系统方法体系的基本框架。

2.1 研究目的

教育技术系统属于教育技术，研究的是具有教育技术基质的教育技术“人—机”系统，是系统科学的理论与方法在教育技术中的运用。其研究目的是通过构建教育技术“人—机”系统来促进学习者的学习。值得注意的是，尽管这与教育技术94定义中给出的目标相同，但是，在研究方式、方法上，教育技术系统方法体系着重考虑的是复杂教育技术“人—机”系统。

2.2 研究对象

教育技术系统方法体系的研究对象，即是教育技术“人—机”系统，这些系统是具有教育意义和功能的系统。

2.3 概念界定

教育技术系统方法体系是用系统科学的观点来研究教育技术系统，研究教育技术“人—机”系统的形态结构、分类及其相互关系，探求演化规律以及如何构建教育技术“人—机”系统，即如何设计、开发、利用、管理和评价此类系统的方法论的总称。

2.4 研究内容

教育技术系统方法体系即研究教育技术“人—机”系统。研究设计、开发、利用、管理和评价复杂的教育技术“人—机”系统；研究其如何分类；研究系统中各要素之间复杂的非线性相互作用关系；研究系统与教育和社会大环境的相互作用和适应性；研究系统的演化；研究系统形态的多样性和独特性，等。以下着重从教育技术“人—机”系统的制造和教学设计这两方面来说明：

2.4.1 教育技术“人—机”系统的制造 教育技术系统方法体系旨在制造教育技术“人—机”系统，即是对教育技术“人—机”系统的分析、设计、开发、利用、管理和评价。教育技术“人—机”系统分简单系统和复杂系统，简单系统采用ADDIE(analysis—分析，design—设计，development—开发，implement—实施，evaluation—评估)这种类似于瀑布模型的方法来进行开发；而复杂系统，需要采用复杂建模方法来制作，这些复杂的建模方法包括综合集成建模方法、复杂自适应CAS建模方法、系统思维建模方法、批判性思维建模方法、复杂网络模型方法、人工神经网络模型方法、广义人工智能建模方法、基于设计的研究DBR方法、分形建模方法、计算机仿真方法,等(如图1所示)。对于不同的教育技术复杂系统，在选择所用的复杂建模方法上，需要结合系统自身的特点来进行，至于何种类型的系统选取怎样的复杂建模方法将是我们未来努力的方向。

图1 教育技术系统的建模方法结构图

2.4.2 教学设计问题思考 教学设计是教育技术领域的核心和灵魂，也是教育技术系统方法体系所要关注的话题。当今教学设计所面临的诸多挑战，原因众多，其中一个主要的原因就是系统设计的范式一直停留在“老三论”导出的ADDIE模式上，这显然是不适合的。不难想象，实际的教学系统多数是复杂系统，对于复杂的实际教学系统的设计而言，我们期待着以“新三论”为代表的第二代系统论能给出生成演化的设计模式，这一点何克抗文章“运用‘新三论’的系统方法促进教学设计理论与应用的深入发展”[5]已谈到，但需要展开具体的研究。另外，更多实际的复杂教学系统的设计策略应该靠第三代系统方法(即复杂系统方法论)提供。例如：基于复杂网络系统结构的社会性学习的教学设计，等，这些都需要进一步探索。陈列尊、李芒“基于复杂适应性系统思维的教学系统设计”[6]，以及覃泽宇、林铭的“复杂适应系统视域中的有效教学设计”[7]，就是从复杂系统论的角度来研究教学设计的思路。相应的研究思路如图2所示。

图2 教学设计研究问题思路图

2.5 理论基础

钱学森给出了系统科学的总体框架，他把系统科学划分为3个层次，体现了系统思想由哲学、基础科学、技术科学到工程技术实践由高向低的渗透结构。按照钱学森的学科体系结构观点，每一门类的学科都具有“三个层次一座桥梁”的结构[1]。教育技术作为一个学科门类，我们所建构的教育技术系统方法体系也有如下的基础理论、技术理论和技术方法。

①教育技术系统方法体系的基础理论是学习理论、教育心理学理论、教学与课程论、教育传播理论、系统科学理论和媒体技术理论。教育技术从起步到学科的形成大约经历了媒体技术、教育心理学和系统方法三条线索。媒体技术(即视觉教学→视听教学→教学媒体→视听传播)线索是“硬件”，强调媒体的重要性；教育心理学这条线索是“软件”，强调学习的重要性，揭示了教育技术中技术的一个方面本质[8]；第三条线索是系统方法。系统方法已经历经三代，第一代系统论是(20世纪五六十年代)将系统科学(系统论、信息论和控制论统称“老三论”)方法首次运用于解决教育技术领域的核心问题，从而创建了教学系统设计；第二代系统论(20世纪70年代)是以耗散结构理论、协同学、超循环理论为代表发展起来的“新三论”，国内外学者将其引入教育技术领域，重点利用混沌和分形理论,从演化的视角初步探讨了教学系统设计[5,9-15]；第三代系统论是复杂系统理论，可以归结为复杂性范式(莫兰2001年提出，阐明了复杂性范式13条认识原则)、CAS理论(美国圣塔菲所的科学家们1994年提出，其主要观点是：适应性造就复杂性)和综合集成方法论(OCGS，中国科学家钱学森等1990年提出)是解决教育技术学研究中大量的复杂性问题的有效方法论[4]。

诸多学者都曾提到系统科学理论及其方法在教育技术中的重要作用：焦建利(2006)认为，教育技术学研究只有借助非线性科学等系统科学的新思维，才会取得重大突破[16]，叶澜、尹俊华、宫淑红都有类似的观点；刘美凤(2008)曾说，系统方法是教育技术解决实践问题的研究立场、指导思想和根本方法，是教育技术及其学科的核心、灵魂和独特的方法论[17]，张祖忻、叶成林也有同样的看法；何克抗(2009)指出，对教育技术学研究产生最深刻影响的是系统方法，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而深远的影响，是教育技术学最重要的基础理论之一[18]；外国学者Lee(2002)和莫兰(2002)也通过分析和结合教育技术和系统科学，探讨了支持教育技术的系统科学范式、复杂性范式和方法论的新方法。

另外，不论是教师的教和学习者的学都形成一个双向教与学的过程，学习理论的影响不容忽视；教学过程中的四要素—教师、学习者、教学内容和教学媒体是相互作用的。其中教学内容和教学材料是必不可少的，教学与课程论也是至关重要的；教师到学习者之间的双向传递过程就如同信息的传播过程，教育传播理论存在其中也是必要的。

②教育技术系统方法体系的技术理论是教学设计理论、信息技术教学论、数字化资源建设理论、数字媒体传播理论、多媒体计算机技术理论，等。教学设计是教育技术的核心和灵魂，其所要建构的教育技术系统方法体系中教学设计理论自然蕴含其中；信息技术教学是教育技术重要的课堂教学应用；从应用层次上来说，教育技术旨在制造教育技术“人—机”系统，以便资源建设有利于学习，所以数字化资源建设理论也是不可或缺的；数字媒体传播是教育技术重要的应用领域，数字媒体技术在其中具有一定的影响；继媒体技术传播之后，多媒体计算机技术也广泛运用在课堂教学等各个方面，以期辅助教学，促进了教育技术的发展。

③教育技术系统方法体系的技术方法有数字教学材料制作技术、信息技术教学技术、教育统计学、社会网络分析、人工智能技术、知识管理技术，等。这一点不难理解，以促进学习者学习为目的的教育技术系统方法体系需要教学材料，就必然离不开数字教学材料制作技术；要达到促进学习的目的需要信息技术的支持；其中的一些信息处理设计涉及统计学；不论是学习者还是助学者都处于社会大环境下，处理异常复杂的人际交互关系需依赖社会网络分析；诸多教育技术“人—机”系统涉及复杂的人机交互作用，需要人工智能技术的支持。

按照钱学森的观点[1]，我们自上而下地将基础理论、技术理论、技术方法这三个层次，以系统哲学(方法论)、教育哲学、技术哲学为桥梁，用“三个层次一座桥梁”来组装教育技术系统方法体系的理论基础，总体框架如图3所示：

图3 教育技术系统方法体系的理论基础总体框架图

2.6 研究方法

以下着重从教育技术系统本身及教育技术内涵两个角度来讨论教育技术系统方法体系的研究方法。

2.6.1 从教育技术系统本身来看教育技术系统方法体系的研究方法 教育技术系统方法体系的研究方法总体来说是系统科学方法和系统工程方法。如前所述，教育技术系统可以分为简单系统和复杂系统两类，简单的教育技术系统通常以“老三论”(系统论、信息论和控制论)作为其研究方法，而对于复杂的教育技术系统，笔者特别强调以下研究方法在复杂教育技术“人—机”系统中运用：

①系统思维。苗东升提出的系统思维简单来说就是“不就事论事”，对事情全面思考。即把对象作为系统来识物想事[19]；从整体上认识和解决问题[20]；整体思维与分析思维相结合[21]；深入内部精细地考察系统[22]；跳出系统看系统[23]；重在把握系统的整体涌现性[24]。

②“新三论”。“新三论”即耗散结构理论、协同学、超循环理论，是第二代系统论。如前说述，何克抗就曾提到要用“新三论”来拓展教学设计。

③复杂系统论。复杂系统论是继“新三论”之后的第三代系统论，包含综合集成方法论、CAS理论和莫兰的复杂性范式理论，均是解决教育技术学研究中大量的复杂性问题的有效方法。

④复杂性视野下的教育技术研究方法论[4]：定性判断与定量描述相结合、认识理解与实践行动相结合、科学推理与哲学思辨相结合、宏观分析与微观综合相结合、计算机模拟和专家智能相结合、提倡综合集成方法论。

⑤复杂网络法或社会网络分析法。利用该方法，我们可以把一个实际的、复杂的教育技术系统通过一定程度地简化和抽象建立起其复杂网络结构模型，也可以设计出符合我们所需要的具有复杂网络结构的社会学习型教育技术系统，通过进一步对网络结构的研究来理解和解释运行于系统之上的整体行为，并对系统的动力学行为进行预测和管控。

⑥基于设计的研究(DBR)。DBR研究范式是以设计过程为对象，注重研究者与实践者在现实情境中协作，从而达到既定目标。DBR用在教育技术研究中由来已久，能够处理教育技术中的一些复杂问题。

⑦质性研究。质性研究可用于教育技术系统的性态、系统定性评价、人机复杂关系等方面的解释性研究方法。

2.6.2 从教育技术内涵的角度来看教育技术系统方法体系的研究方法 教育技术系统的内涵是对教育技术“人—机”系统进行设计、开发、利用、管理和评价。相应地，教育技术系统方法体系的研究方法作者也将从这几方面来阐述。

具体来说，教育技术系统方法体系中教育技术“人—机”系统的设计方法：①综合集成方法论和CAS理论。教育技术“人—机”系统中，人机结合、以人为主的系统设计采用钱学森等提出的综合集成方法论；而人机结合、以机为主的系统设计则采用美国圣菲所的CAS理论。②结构化系统分析设计方法。对于复杂的教育技术“人—机”系统，我们需要采用结构化系统分析设计方法，将其分解成相对独立和简单的子系统，这样自上而下逐层模块化分解，直到底层每个模块都是可具体说明和可执行的为止。③IDEF方法。IDEF方法，是1981年由美国空军采用，最初用于集成计算机辅助制造系统的。CIMS(我国863计划研究课题)研究与开发也全部采用了IDEF方法进行系统分析设计。

教育技术“人—机”系统的开发方法论是系统工程方法论[3]：①瀑布模型。瀑布模型(ADDIE模型)是顺序型的，有利于保证开发工作的有序性和提高开发效率和质量，但是容易忽略系统用户的动态开放性；②演化模型。演化模型克服了瀑布模型“一次通过”的困难，但对于大型复杂系统，其原型构造过程相当困难，故比较适用于小规模系统的开发；③螺旋模型。螺旋模型将瀑布模型和演化模型结合起来，降低了开放风险，故比较适用于庞大而复杂，且具有高风险的系统开发；④增量模型。增量模型有助于早期的和连续的质量评估，方便进度控制，因此比较适用于用户领域模型相对成熟，用户特定需求经常变动的系统开发。

教育技术“人—机”系统的管理方法：物理—事理—人理方法论[25]。教育技术“人—机”系统由物(设备或机)、事(方法、策略)和人(教师、学习者和管理者)组成。“事”和“物”可以在人的指导下由机来完成，而判断这些“事”和“物”做得是否得当需要由“人”来完成。在处理教育技术“人—机”系统这种复杂系统问题时，要运用物理—事理—人理方法论，将W—S—R这三面结合起来，利用人的理性思维的逻辑性和形象思维的创造性，知物理、晓事理、通人理地去组织教育教学活动，以创造最大的效益和效率。

教育技术“人—机”系统的评价方法：综合集成方法论、模糊综合评判法、层次分析法，等。①综合集成方法论。综合集成方法论所倡导的人—机结合的主旨在于充分发挥人脑的创造性，把经验知识与科学理论、定性判断与定量分析、专家智慧与机器运算结合起来，突破机器运算的能行性局限(无创造性)，复杂性问题的决策最终只能是由人做出的[26]。②模糊综合评判法[27]。在教育技术研究中，有许多诸如随机性和模糊性等的不确定因素，要描述这类模糊性特性，就需要运用模糊数学，通过模糊数学分析，应用模糊合成的原理，将边界不清、不易定量的因素定量化，进行综合评价，使其由模糊向精确转化。③层次分析法(AHP)[27]。层次分析法面对复杂的系统进行分析、评价、决策时，能够对其中存在复杂的影响因素和交错的相互关系，建立起恰当的数学模型和量化方法。在教育技术研究领域中同样存在复杂的影响因素和错综复杂的交互关系，我们需要将这些复杂的问题层次化，建立复杂系统的递阶层次结构模型。

3 小结

该研究围绕教育技术系统方法体系的建构，探讨了如下两方面的工作：①以教育技术主要是制造教育技术“人—机”系统的技术为基础，讨论了教育技术系统的系统学分类；②从教育技术系统方法体系的研究目的、研究对象、教育技术系统方法体系定义、研究内容、理论基础和研究方法这六个方面初步提出了建立教育技术系统方法体系的构想。

文中所提出的教育技术系统方法体系的构想将逐步为教育技术学理论体系的建立提供帮助。在此教育技术系统方法体系的基础上，还可以展开相应的应用研究，如用广义人工智能来构建教学设计绩效系统，教学设计方法论体系建构，以及文中提到的研究内容等多个方面。

[1]苗东升.系统科学精要[M].北京:中国人民大学出版社,2010:64,9-10

[2]苗东升.系统科学原理[M].北京:中国人民大学出版社,1990:345

[3]林正奎.质量和功能目标驱动的大型复杂信息系统开发方法研究[D].大连：大连理工大学,2005:11-13,47-48

[4]欧阳明,龚萍,高山.复杂性视野下的教育技术学研究方法论初探[J].中国电化教育,2012(9):16-21

[5]何克抗.运用“新三论”的系统方法促进教学设计理论与应用的深入发展[J].中国电化教育,2010(1):7-18

[6]陈列尊,李芒,游开明.基于复杂适应性系统思维的教学系统设计[J].电化教育研究,2006(9):25-29

[7]覃泽宇,林铭.复杂适应系统视域中的有效教学设计[J].电化教育研究,2009(8):18-21

[8]蔡建东.现实、历史、逻辑与方法:教育技术学研究范式初探[M].北京：科学出版社,2010:69-70

[9]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):27-29

[10]黄娟.混沌理论对传统教学设计的冲击和启示[J].电化教育研究,2005(5):14-17

[11]刘彩虹.混沌学:教学设计新思维初探[J].现代远程教育研究,2006,30(1):47-50

[12]叶海智,张旭华,宋新鹏.信息对称环境下教师知识体系的耗散结构特征[J].电化教育研究,2005(2):6-8

[13]朱云东,钟玉琢.混沌基本理论与教学设计发展的新方向[J].电化教育研究,1999(5):13-18

[14]哈肯 H.协同学[M].北京:原子能出版社,1984:8-16

[15]Jonassen D H.Thinking Technology:Chaos in instructional design[J].Edu Technol,1990,30(2):32-34

[16]焦建利,叶力汉.教育技术的复杂性与复杂的教育技术学—从复杂性科学角度看教育技术学研究[J].电化教育研究,2006(1):13-17

[17]刘美凤.关于教育技术及其学科的研究方法的几点认识[J].电化教育研究,2008(12):94

[18]何克抗,李文光.教育技术学[M].2版.北京:北京师范大学出版社,2009:17-22

[19]苗东升.论系统思维(一):把对象作为系统来识物想事[J].系统科学学报,2004,12(3):3-7

[20]苗东升.论系统思维(二):从整体上认识和解决问题[J].系统科学学报,2004,12(4):1-6

[21]苗东升.论系统思维(三):整体思维与分析思维相结合[J].系统科学学报,2005,13(1):1-5,11

[22]苗东升.论系统思维(四):深入内部精细地考察系统[J].系统科学学报,2005,13(2):1-5

[23]苗东升.论系统思维(五):跳出系统看系统[J].系统科学学报,2005,13(3):13-18

[24]苗东升.论系统思维(六):重在把握系统的整体涌现性[J].系统科学学报,2006,14(1):1-5,81

[25]顾基发,王浣尘,唐锡晋.综合集成方法体系与系统学研究[M].北京:科学出版社,2007:9

[26]钱学森,于景元,戴汝为.一个科学新领域—开放的复杂巨系统及其方法论[J].自然杂志,1990,13(1):3-10

[27]林森.复杂系统评价方法研究—以科研系统评价为例[D].青岛:青岛大学,2007:19-33,10-18

On educational technology system from the perspective of system approach

GongPing1,OuYangMing2

1SchoolofSciences,YuxiTeachers'College,Yuxi653100;2VocationalandContinuingEducationSchool,YunnanUniversity,Kunming650091,China

System approach, the primary method of educational technology research, has become an important methodological basis in the discipline of educational technology. Based on the viewpoint that educational technology mainly involves manufacturing educational technology man-machine system technology, this paper classifies educational technology system based on the classification method of systematics. On the same time, the paper discusses the framework of establishing educational technology system methodology from the following 6 aspects: research objective, research subjects, definition, research content, theoretical foundation and research methods. We hope to promote related research on educational technology and constructing educational technology theory system with the help of research done from the perspective of system approach and educational technology system methodology established.

systems approach; educational technology system; educational technology "man-machine" system; educational technology system methodology

玉溪师范学院教学改革研究项目“以问题为导向的微课程教学设计及实践研究”(201404)和玉溪师范学院特色(重点)教育技术学专业建设项目的阶段性成果。

2015-01-06

龚萍(1986-)，女，湖北十堰人，硕士，助教，主要研究方向：教育技术与教学设计的复杂性及非线性问题研究。

G40-057

A

1004-5287(2015)05-0505-05

：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201505008