混沌理论视角下的教育技术研究之审视

陈立钢王太昌（ 巢湖学院，安徽 巢湖 38000）（ 江苏师范大学，江苏 徐州 006）

混沌理论视角下的教育技术研究之审视

陈立钢1王太昌2
（1 巢湖学院，安徽 巢湖 238000）（2 江苏师范大学，江苏 徐州 221006）

随着我国教育信息化的深度推进，教育技术正步入新的转型期，各类复杂的问题和现象不断涌现并困扰着研究者。混沌理论作为当代复杂性科学的代表，对复杂的教育技术研究具有指导意义。基于混沌理论视角来省察相关研究和实践，会带来众多启示：重视教育技术领域的小问题，辩证看待教育技术问题与现象，关注教育技术研究的情境性取向，以及确立教育技术研究的复杂性思维等。

混沌理论；教育技术；审视

1 引言

混沌（chaos）是自然界普遍存在的运动形式，几乎所有的自然科学和社会科学领域都存在混沌现象。混沌理论是一门跨越物理、数学、生物、工程等多个学科领域的交叉学科，同时也是一种方法论，它打破了牛顿定理的线性观和拉普拉斯的决定论，启示人们运用复杂性的思维来分析和处理问题。教育技术作为一门学科抑或一个研究领域，它的发展和研究对象不可避免存在混沌，并在很多问题上受混沌规律的支配，本文旨在借鉴混沌思想和方法对教育技术相关问题进行探讨，希望以此来省察我国教育技术的发展。

2 混沌概述

混沌是一种貌似无规则运动，指在确定性系统中，不需附加任何随机因素亦可出现类似随机的行为[1]。它在现实世界普遍存在，大到宏观宇宙的演化，小到微观粒子的运动，都受混沌规律的支配。如树叶的飘落、社会的变迁、生物种群的涨落等等都包含混沌运动。混沌表现出主要特征有：

2.1 蝴蝶效应

1963年，美国著名气象学家洛伦兹在计算机上用一组微分方程来模拟大气运动，结果发现偶然输入的两个仅有万分之一差异的初始值，却演化出了截然不同的两种天气，他把这种现象描述为“蝴蝶效应”：一只巴西热带雨林中的蝴蝶偶尔扇动几下翅膀，可能会带来美国德克萨斯州两周后的一场龙卷风[2]。“蝴蝶效应”的实质是初始条件的微小差异经过长时间演化后，可能会导致系统的状态表现出巨大差异。

2.2 内在随机性

内在随机性是指确定性系统在没有任何外界因素干扰的条件下，仅仅由于自身运动而表现出的行为上的随机性[1]。有的混沌学家也把确定性系统内部出现的这种随机性称为混沌。牛顿力学定律认为，确定性系统自身不会出现随机行为，但是混沌研究发现，在不受任何外界干扰的前提下，确定性系统也会表现出随机性。

2.3 混沌吸引子

吸引子是指系统被某种状态吸引并固定于它的性态。导致系统产生混沌运动的吸引子称为混沌吸引子，它包含收敛和耗散两种趋向。在收敛性趋向的作用下，系统向稳定、平衡态发展；与此同时，耗散性趋向又驱使系统偏离不动点，打破平衡，产生震荡、失衡和无序。

图1 混沌吸引子

混沌吸引子的主要特征为：图中的环和螺线有无穷的深度和无穷嵌套的结构，这意味着混沌运动具有非周期性；在左右两个不动点和耗散性趋向的共同作用下，系统在右侧转几圈后又跳到左侧转几圈，运动轨道无法预料，这意味着系统呈现无序、随机的性态；组成曲线的所有相点永远处于一定的界限内（图中的“蝴蝶”范围），系统运动一旦到达这个集合便不再离开，这意味着混沌运动在无数的无序之中包含特定的有序[1]。

2.4 混沌普适性

混沌具有普适性，主要体现在：混沌具有无穷的内部结构，只要有足够精密的观察手段，就可以在混沌态中发现周期或准周期运动，以及在更小尺度上的重复出现的混沌运动；混沌所表现出的特性是共同的，不因具体系统的改变而改变；混沌所启示的复杂性思维方式是一种普适的方法论。

3 教育技术研究与实践中的混沌现象及启示

从某种意义上说，教育技术与生俱来具有混沌的特性，教育技术的研究领域是什么，适合的研究方法是什么，技术究竟能对教学起怎样的促进作用，为什么我国教育技术领域会出现94定义现象，为什么会出现各种教育技术“怪现状”，教育技术理论与实践之间的距离究竟该如何弥合，为什么教育技术有很多问题始终没能取得一致意见？种种问题反复被人探讨，始终没有答案，它们困扰着教育技术研究者。面对教育的混沌，我们不妨尝试运用混沌思想来探讨这些现象和问题。

3.1 蝴蝶效应：重视教育技术发展中的小因素

我国教育技术的发展虽然不会像洛伦兹的天气实验那样大起大落，但在一些局部问题上，也会表现出对初始条件的敏感依赖性。上个世纪90年代初，美国AECT’94定义被引入我国，在教育技术界掀起了一股轩然大波：一时间，从研究学者到政府官员均以电化教育名称过时、不利于学科发展为由，对“电化教育”口诛笔伐；高等教育教学专业名录将“电化教育”改为“教育技术学”，中国电化教育协会更名为“中国教育技术协会”；各类教育技术专业的院校纷纷将专业名称改为“教育技术学”[3]。与此同时，针对94定义的学习、讨论、争鸣等热潮持续不断。该定义激起了我国教育技术学科发展的剧烈震荡，其影响大大超越了一般学术概念。

很多人至今对此现象疑惑不解。如果以混沌的眼光来审视这段历史，答案是可以找到的。上世纪80年代末、90年代初，我国电化教育经过一段时期的快速发展，学科理论体系初步建立，各方面进步明显。但与此同时，一些深层次矛盾也开始显著化：电化教育多年的实践虽然有了很大进步，但现代媒体对有些课堂教学并没有起多少积极效果；电教工作者常处于教辅地位；电化教育专业学生就业面窄的问题一直存在[4]。电化教育在往何处去？电化教育该往何处去？种种问题困扰着业内人士。有人悲观失望，提出“电化教育作为一门学科究竟还能走多远”的疑问，有人则积极探索，在为电化教育的未来找出路、想对策。总体来说，这一时期的教育技术学科领域可谓人心思变、人心思动，充满了内在随机性，是一种混沌态。恰在此时，94定义这只“蝴蝶”翩然而至，于是一场暴风雨接踵而来。蝴蝶效应在教育技术发展过程中曾多次出现，比如本世纪初提出的“信息技术与课程整合”概念，近年来引入的MOOCs模式等,它们的出现均引发了长时间的研究与实践热潮，甚至将教育技术带入新的发展阶段[5]。究其原因，前者出现于教育技术从注重现代教育媒体设计研究向关注信息技术教育应用研究转型时期，后者出现于信息技术教育应用从初级应用阶段向深度融合阶段全面推进时期，其共通背景是此时的教育技术正处于发展的转折期亦或混沌期，一些看似微小的“扰动”却有可能引发教育技术这个生态系统的巨大反应。94定义现象、“整合”热潮、MOOCs模式等是处于混沌态的中国教育技术演变发展的产物，它们的出现既是偶然的，但也是必然的。

人们在处理问题时，习惯上都愿意看大节、抓主流，然而“蝴蝶效应”的启示是，对待教育技术领域的“初始条件”“微小差别”也需给予足够重视。随着数字时代的全面到来，信息“云”已经将人类社会完全淹没，信息的流动及其带来的影响就像天气变化一样难以预料，一条小小的微博甚至可能影响到政府的决策，“蝴蝶效应”有了更大的普遍性。身处“云”中的中国教育技术，它的发展和它的研究与实践领域随时可能遭遇“蝴蝶效应”。当前，以大数据和云计算为代表的新技术、以智慧教育为代表的新理念、以混合学习为代表的新型学习方式、以教育信息化为代表的大战略等都在对教育教学产生重要影响，教育技术领域前景广阔；与此同时，由于学科发展不够成熟、缺少自己核心竞争力等问题日益凸显，教育技术学科建设前景堪忧，学科发展再次面临类似上世纪90年代初的瓶颈与危机，迫切需要寻求新的出路[6]。这些因素的综合而带来的现象、问题和思想是众多而复杂的，可谓群“蝶”乱舞，教育技术充满了内在随机性，新的混沌已经到来。面对新的发展情势，教育技术领域还会有新的蝴蝶出现吗？如果有，这只蝴蝶会是什么？它会在何时出现？它又将会把教育技术引向何方？这样的命题值得教育学人持续的关注和思考。

3.2 内在随机性：关注教育技术研究的情境性取向

在混沌研究出现之前，主导认知世界的是线性观和决定论，人们认为宇宙活动遵循着永恒法则，像钟表的单摆那样线性、稳定、秩序，科学研究的主要任务就是找出掩藏在各种现象背后的普适性法则。例如，只要能确定物体运动的力学方程，便可以精确描绘出该物体的运动轨迹。然而内在随机性启示人们，宇宙受到各种变量的束缚，这些变量对宇宙活动加以限制，但并不总是允许人们作出简单的预测，即使是由确定方程决定的确定性系统运动，也会产生不可预测性。内在随机性是普遍存在的，对它的忽视会使我们陷入线性观和决定论，导致科学研究偏离正轨。

在教育技术领域，不管是历史上曾经流行媒体功效对比研究，还是传统教学设计研究，都曾沿袭过线性观、决定论的路线。我们常能看到这样的研究取向：寻找一种优秀的媒体或技术，让其介入教学并对教学过程进行稳定的控制，从而产生预期的教学结果；找出引起一些教学现象、导致一定教学结果的确定性原因，并把它当成固定法则，应用于各种教学情境；通过理论分析或实验验证某种技术或理论应用于教学的优越性，继而基于这种技术或理论建构起一套教学模式，希望它能作为一种通用模式，稳定地带来好教学效果。事实证明，这样的研究取向没有给我们带来预期的结果。多年来的信息技术教育应用研究不断呈现着各种成功模式与方法，但问题是这些模式和方法往往缺乏可持续性，难以常态化地对教学实践发生影响；教学设计领域不断创新着用来优化教学的通用模式，但在实践方面，它们却面临着尴尬，我们很难看到一些优秀的教学设计模式能真正被应用于教学实践，并带来预期的教学成效。为什么我们推出的教育技术及其相关教学模式一直无法实现常态化应用，而只能一直停留在实验阶段[6]？诸如此类的疑问发人深省。

教学是富于内在随机性的混沌系统，任何教与学的行为都趋向随机。一个偶然的因素可以左右教学效果，而同样的教学控制因素，有时候却会导出截然不同的教学效果，这就是教学的内在随机性。我们无法运用一成不变的理论、技术、模式或法则来对教学进行控制，将其导向我们预期的结果，即使我们明确知道某个教学系统由哪些教师、学生、教学内容、教学环境所构成。线性的因果关系在教学系统中并不存在。据此看来，教育技术研究要想拨开迷雾，就必须将内在随机性作为关键要素纳入各类研究之中，多一些关于教学的情境性探索，而不是始终沉浸于寻找那些可以放之四海皆准的教学模式或方法。近些年来，教育科学领域发生了重要的“范式转换”：开始由探究普适性的教育规律转向寻求情境化的教育意义，以“泰勒原理”为代表的理性主义正在被超越，人们开始用多学科的话语来解读教学的无尽意义[7]。这种“范式转换”在本质上属于研究取向的转换，很显然，它朝教学的混沌性更加趋近了，这样的趋近值得我们关注。

3.3 混沌吸引子：辩证看待教育技术“怪现象”

借助收敛和耗散两种趋向的相互作用，混沌吸引子不断诱发系统的活力，使其既总体确定，又在局部表现为不确定和难以预测。正是由于有了收敛与耗散这两种趋向间的张力，才有了宇宙世界的既总体稳定，又富于变化。当一个系统处于结构变革时期，耗散性趋向便会尤为活跃，这时的系统常会演化出一些常理难以解释的现象——混沌吸引子现象。大变革时期的中国曾是混沌吸引子现象产生的沃土：房价的暴涨暴跌、温州民企的崛起、国有资产的流失……，到处有不同寻常的事件发生[8]。我国教育技术的发展也不乏混沌吸引子现象，我们对很多问题的迷茫和分歧在很大程度上正是源于被混沌吸引子现象所迷惑。有人曾在网上发文，把我国教育技术领域的众多问题总结为“教育技术学十年之十大怪状”。比如，专业设置一哄而上，专科、本科、硕士、博士一起上，非师范院校也办教育技术专业；专业学生迷茫困惑，在电化教育阶段，人才培养目标是明确的，但改为教育技术后却迷失了方向[9]。

人们在困惑之余常会发出这样的疑问，教育技术既然存在如此多的“怪现象”，它还在朝健康方向发展吗？它还能健康发展吗？从混沌的角度看，众多令人困惑的怪现象的出现说明对我国教育技术起影响作用的是混沌吸引子，而不是收敛吸引子。混沌吸引子正通过收敛和耗散两种趋向的相互作用和张力不断诱发教育技术系统的活力，创造出各种新情况、新问题。虽然有些现象出人意料、令人困惑，但它说明我国教育技术正在变革、正在前进。处在结构变革时期的中国教育技术存在的各种“怪现象”是正常的，正是由于有了很多不可预料的、难以解释现象的出现，才使得我们能够看清教育技术发展过程中存在的诸多问题，并顺藤摸瓜，解决这些问题，让教育技术得以不断修正和完善，朝更加健康的方向发展。这就如同混沌吸引子中的收敛性趋向，它把耗散性趋向带来的震荡、分岔和无序加以收敛，使系统走向新的平衡和稳定，并蕴育下一次耗散。教育技术正是在收敛与耗散这两种趋向的共同作用下，不断由稳定走向不稳定，再由不稳定走向更高层次的稳定。

当前，随着智慧教育、在线教育、移动学习、MOOCs等的研究和实践蓬勃开展，教育信息化成为热门领域，但与此同时，本应作为教育信息化主力军的教育技术专业反而面临萎缩，学科发展陷入瓶颈。面对新的“怪现象”，如果简单地用“衰落”抑或“兴盛”来预判教育技术发展前景，是对当前复杂多变的信息技术教育应用形势的忽视，容易落入线性观的窠臼。我国教育信息化经过20多年的高速发展，现已处于由量变到质变的临界点上，信息技术教育应用正在由初级阶段走向深度融合，并进一步向智慧教育推进，“信息技术对教育具有革命性的影响”即将发生在当下[10]。这种变化促使教育技术融入教与学整合的新结构性变革中。处于新变革期的教育技术在耗散性趋向影响下必然产生新的震荡，必然伴随着种种问题与困惑，但同时也伴随着优化研究与实践、促进学科发展的新视角与新动力，从而带来新的发展机遇。我们理应辩证看待，积极寻求转型发展之道，让教育技术在收敛与耗散两种趋向的相互作用和张力下继续前行，进一步发展壮大。

3.4 复杂的混沌：确立教育技术研究的复杂性思维

蝴蝶效应、内在随机性、混沌吸引子提示了混沌的无序、非周期和难以预测，而混沌普适性又告诉人们，这种无序并非真正的无章可循，它是一种“非周期”的高级有序。在混沌的世界里，有序与无序、确定与随机、偶然与必然、有限与无限是统一的，复杂性是事物的本质。现实事物并非只是在“非此即彼”的两极之间跳跃，在更多时候，它们是在“亦此亦彼”的复杂状态下存在和发展。对于科学研究而言，确立复杂性研究思维尤为重要。

教育技术的复杂性与混沌理论所倡导的复杂性思维之间存在天然的契合。教育是复杂的，影响教育的外在因素众多，教育系统自身的运动具有内在随机性，再加上人类认知的复杂性，这些因素的合成造就了教育成为一种复杂的巨系统。技术是复杂的，人类历史上关于技术的本质、价值、技术对人类发展的作用等的讨论从未停止过。当教育遇到技术，其间的复杂性又更趋显著[11]。多年来悬而未决的大讨论——教育技术的逻辑起点是什么，媒体对教学的作用如何，信息技术如何才能发挥出应有的效能等等，是教育技术复杂性的集中体现。面对复杂的教育技术，我们必需学会运用复杂性思维，而不是抱守那种“非此即彼”的简单思维。回顾我国教育技术曾经走过的路，此类现象曾不断重复：我们一次又一次地为一些新理论、新技术、新模式的出现而激动，以为找到了解决教学问题的良策，但一段时间的实践却又让我们再次失望。从世纪初的Web Quest、Blog、建构主义，到近年来的社会性软件、MOOCs、翻转课堂等等，无一不在演绎着这种潮起潮落。从混沌的视角看，问题的关键或许并不在于这些新事物本身是否足够优秀，而在于我们能否将其置于复杂的时空情境，运用复杂性思维去审视它们在教学中的地位和作用。在信息技术进入教学领域之初，人们常认为只要信息技术被应用于教学，便会有较好的教学效果，如果好的效果没有出现，那是因为还没有找到适合的应用方法。然而迄今为止还没有明确证据可以表明，教学效能的改进确实是由应用信息技术引起的，这是斯坦福大学教育学院荣休教授Larry Cuban及相关学者进行深入研究后的结论[12-13]。面对现状，有人开始给出定论，认为信息技术不会对教学起任何促进作用。产生以上两种极端思想的根源其实在于人们对教学复杂性的漠视。信息技术有其优越之处，但面对教学的混沌性、复杂性，这种优越性本身未必就能带来好的教学效果，它们之间并没有线性的因果关系。正如有学者曾经指出的那样，“我们对信息技术教育应用的复杂性认识是不足的，反复被炒作的 ‘信息技术与课程整合’，试图以系统的观点解决教育信息化进程中的问题，但是传统科学的方法与手段是不能解决复杂的教育系统与信息系统的问题的。”[14]

混沌启示了事物的复杂性，混沌的普遍存在意味着复杂性的普遍存在。国际新媒体联盟2015地平线报告指出，复杂性思维教学的实现是未来制约高等教育领域技术应用的重大挑战之一[15]。对于教育技术而言，它的发展是复杂的，它的研究对象是复杂的，教育技术领域种种现象和问题是众多因素复杂交互的产物，这些问题的解决不是某个单一理论、技术、模式或方法所能独立完成的。关注各种复杂的关系与交互，多一些情境化的思考与实践，而非抱守线性观或决定论思维去孤立地探讨某种理论、技术、模式或方法的优越之处，这是教育技术复杂性思维的核心所在。

4 结束语

当今时代，随着以混沌理论为代表的复杂性科学研究的深入，人们分析和处理问题的思维方式正在发生重大改变，由以往那种试图祛除一切不确定性，追求稳定和有序，转而趋向于坦然面对各类失衡和无序，并开始与“不确定性”“多元性”“复杂性”展开情境性对话。基于这一趋势，本研究从混沌的视角对教育技术现象和问题进行了探讨，主要涉及重视教育技术发展中的小因素、关注教育技术研究新取向、辩证看待教育技术问题与现象、确立教育技术研究的复杂性思维等等。当前在经济全球化、信息网络化、学习数字化、教育终身化等大潮的冲击下，我国教育技术正站在新的十字路口：教育技术理论体系期待重构，教育技术实践领域需要创新，教育技术研究范式期待改善，信息技术与教育的深度融合有待推进。面对复杂多变的情势，我们尤其需要具备混沌的视野，并运用混沌的思维去分析现象、思考问题，这将有助于我们看清教育技术的前世、今生与未来。

参考文献：

[1]黄润生.混沌及其应用[M].武汉：武汉大学出版社，2000.

[2]洛伦兹.混沌的本质[M].北京：气象出版社，1997.

[3]张小红.美国AECT，94教育技术定义给中国电化教育带来了什么[J].中国电化教育，2004，（5）：9-13.

[4]南国农.信息化教育理论体系的形成与发展[J].电化教育研究，2009，（8）：5-9

[5]熊才平，汪学均.教育技术：研究热点及其思考[J].教育研究，2015，（8）：98-108.

[6]王竹立.衰落，还是兴盛?——关于教育技术学科前景的争鸣与反思[J].电化教育研究，2017，（1）：5-14.

[7]佐藤学.学习的快乐——走向对话[M].钟启泉，译.北京：教育科学出版社，2004.

[8]张羿，沈嘉骅.从混沌中走出中国式管理迷局[DB/OL].http：//www.macrochina.com.cn/xsfx/扎hsj/20060512078408.shtml.

[9]教育技术十大怪现状[DB/OL].http：//wenku.baidu.com/view/3badac84bceb19e8b8f6ba7b.html.

[10]陈琳，陈耀华.以信息化带动教育现代化路径探析[J].教育研究，2013，（11）：114-118.

[11]高荣国.教育的广义技术观解析[J].教育探索，2015，（12）：139-142.

[12]桑新民.教育信息化新阶段的战略思考与顶层设计研究论纲[J].电化教育研究，2011，（3）：5-13.

[13]OECD.Students，computers and learning making the connection[DB/OL].[2015-09-15].http：//www.oecd-ilibrary.org/education/students-computers-and-learning_9789264239555-en.

[14]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）：13-22.

[15]龚志武，吴迪，陈阳键，等.新媒体联盟2015地平线报告高等教育版[J].现代远程教育研究，2015，（3）：3-22.

A REVIEW ON THE STUDY OF THE EDUCATIONAL TECHNOLOGY FORM THE PERSPECTIVE OF CHAOS THEORY

CHEN Li-gang1WANG Tai-chang2
（1 Chaohu College，Chaohu Anhui 238000）（2 Jiangsu Normal University，Xu扎hou Jiangsu 221006）

With the development of educational informationi扎ation in China,educational technology is entering a new period of transformation.All kinds of complex problems and phenomena have emerged and pu扎扎led the researchers.Chaos science,a representative of modern complicated science,as an important methodology,is of certain directive significance to the educational technology.Reviewing the relevant researches and practice through the Chaos theory will inspire a lot,such as emphasi扎ing the minor problems in the field of educational technology,studying the problems and phenomena of educational technology in a dialectical perspective,paying attention to the situation orientation of the educational technology research and establishing the complexity thinking etc.

Chaos theory；Educational technology；Review

G40-057

A

1672-2868（2017）02-0120-06

责任编辑：李 晓

2017-02-10

安徽省高校省级人文社科重点研究课题（项目编号：SK2014A323）；巢湖学院校级教研重点项目（项目编号：PX-3016555）

陈立钢（1980-），男，安徽肥东人。巢湖学院，讲师。研究方向：教育信息化。