教学系统中的“蝴蝶效应”研究

“蝴蝶效应”是混沌学理论中的一个概念。它是气象学家洛伦兹在1963年提出来的。其大意为：一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可能在两周后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风。其原因在于：蝴蝶翅膀的运动会让其身边的空气系统发生变化，并产生微弱的气流，而产生的微弱气流又会引起它四周空气或其他系统发生相应的变化，由此引起连锁反应，最终导致看似不相关的其他系统的极大变化。

广义的“蝴蝶效应”已不限于对天气预报而言。对于一切复杂系统，在一定的“阈值条件”下，初始条件数值稍有变动或偏差，将导致其前景出现巨大差异，这些变化往往是难以预测的。蝴蝶效应对于我们研究复杂的教育教学系统同样具有重要启示。在教学中，教师的一句话、一个眼神、一个动作、一个微不足道的初始行为，通过一系列看似不相干，实质上却有着内在联系的现象，最终有可能对学生产生重要的影响。因此，教师要有意识地干预教学的初始条件，使学生形成良好的学习习惯，引发良性的蝴蝶效应。

一、教学中的蝴蝶效应

教学是一系列动态、复杂的过程，它包括诸多的因素和环节。蝴蝶效应的产生给教育教学带来了新的思考视角：对教学初始条件和教学细节的干预可以影响最终的教学效果；教师要善于观察和思考教学过程中产生的蝴蝶效应，从而及时而有效地进行引导，取得良好的教学效果。

1.教学目标与蝴蝶效应

教学目标是教学的开始，是产生良性蝴蝶效应的初始条件。合理而有效地编写教学目标，可以促进好的蝴蝶效应产生。首先，教学目标的阐述要具有多维度性，认知领域、动作技能领域、情感领域等方面的目标都要兼顾。尤其是情感领域的目标，由于其在教学中很难测量，所以教师常常无法对其进行有效控制。如，通过知识与技能的学习，培养学生的合作精神，让他们形成积极向上的态度等。对于此类情感目标，教师在实际操作中很难保证学生是否真正形成。这是因为学生态度形成的内在机制很复杂，它不仅和教师的引导有关，还和学生所处的家庭环境、社会环境有很大关系。在如此复杂、动态的情境中，蝴蝶效应的发展事态是难于估量的。因此，前几年清华大学的一名学生在动物园里用硫酸泼熊的行为绝不是偶然发生的，而是因为教师和家长在他成长的过程中忽视了发生在他身上的一系列微小的问题行为，后续又没有给予及时的引导和控制。

因此，既然教学目标中隐含着蝴蝶效应的初始条件，教师在制定教学目标时，就要尽可能地考虑目标的多样性与合理性，尤其对学生情感目标的实现与否以及态度的改变要多一些关心，避免引发负面的蝴蝶效应。

2.教学策略中的蝴蝶效应

如果说教学目标隐含着蝴蝶效应的初始条件，那么教学策略就是引发良性蝴蝶效应的可控条件。在选择与实施教学策略时，我们必须有这样的理念：让学生勤于思考、乐于动手、勇于表达。为了能够产生这样的效应，教师应该有意识地在不同教学策略中促成产生这种蝴蝶效应的初始条件。

如果你采用的是“传递―接受”式教学策略，不要以为它对培养学生的高阶思维作用不大，关键在于教师有没有进行干预和引导，使学生形成良好的学习习惯，引发蝴蝶效应。如教师在讲解一个题目时，要善于启发学生的思维：说了问题的上半段，不要很容易就将下半段脱口而出，而要让学生处于不断思考与表达的情境中。有时，教师引导的效果不尽如人意，学生总是支支吾吾，答非所问。在这种情况下，教师们一般的做法就是直接将答案告诉学生，这样一来，教师省心，学生也学得轻松。他们牢牢记住教师讲过的知识，同样获得了高分。然而，就是这样一种教师不经意的教学习惯，让学生们的懒惰也成为了习惯。长此以往，学生们习惯于受权威的控制，没有了批判的精神，懒得动手、动脑、动口。即使有了引发蝴蝶效应的初始条件，也会因为学生的学习与生活习惯而改变。居里夫人在一次偶然的机会中发现了镭元素，这与她平时日积月累的学习习惯和科学素养有很大关系，绝非偶然。当然，居里夫人只有一个，但是注意学习与生活中的一切细节，养成良好的行为习惯，谁又能说“捉住美丽的蝴蝶”只是幻想？蝴蝶效应的产生，也许能有效阐释必然与偶然间临界点的存在。细节决定成败，不论是好的蝴蝶效应还是坏的蝴蝶效应，其产生都与初始条件有着必然的联系，“偶然”仅仅是表面现象。

如何引发正面的蝴蝶效应，培养学生的高阶思维能力和解决问题的能力，教师所能做的就是从教学策略中主动促成引发蝴蝶效应的初始条件，使学生养成良好的学习与思考习惯。

二、做好教学设计，引发良性效应

如何在教育教学中运用蝴蝶效应的思维，促进学生的学习与发展，是教学设计的艰巨任务。因为任何教育教学理念的传达与成功实施，都依赖于良好的教学设计。因此，在教学设计理念中融入蝴蝶效应思维是研究教育教学系统的重要途径。在20世纪60年代，随着蝴蝶效应逐渐渗透至教学研究领域，以Jonassen、Dowding等为代表的教学设计专家对混沌理论在教育教学中的运用也进行了一些探索性研究。他们对线性的、可预测的、封闭的传统教学观念提出了质疑，并试图将混沌学的非线性、不可预测性、开放性、无序性等基本概念引入教学设计，以超越传统教学设计观的机械性。[1]可以说，混沌理论中的蝴蝶效应对教育教学研究产生了深远的影响。它诠释了一种全新的教学设计思维模式：由于教育教学系统中存在诸多复杂因素，线性教学设计的可操作性被弱化；教学目标更多是生成的，而不是预设的；要注意教学评价的多样性。这些全新的教学设计理念为有效指导教学实践、促进良性蝴蝶效应提供了依据。

1.弱化教学设计的线性与可操作性

传统的教学设计具有明显的线性、可操作性特征。人们一般认为，事先制定好的教学设计方案，可以用于大多数相似的课堂与情境。学生在这种情境中接受预设的知识内容，达到预期的目标，最后面临教师的考验，一切都顺理成章。蝴蝶效应的引入，给教育工作者一种新的思维视角。混沌学认为，知识的内部表征在不断地变化着，不存在学习者必须去掌握的客观现实。[2]学习是一种社会性活动，每个对话都是不同的。因此，不可能设计出一种最优的、普遍适用的教学设计方案，来满足不同的教学需要。

可以看出，蝴蝶效应的引入使教学设计的线性操作得到了理性反思。它引导我们更加全面地看待教学设计，毕竟教学过程的设计不同于其他工程项目的设计。一方面，教育教学活动本身具有规律性，存在其有序的一面，从这个意义上讲，对教学过程设计的结果可以是一套可控、可行的线性方案；另一方面，教育教学过程是由学生、目标、内容、策略、方法、反馈等诸多要素组成的复杂系统，它具有系统的基本特征，即复杂、动态和开放。线性教学设计关注前者，强调设计方案与规律的适切性。因此，它用理性的思维控制教学过程的各个环节，包括学生，且采用一些技术手段干预和影响教学过程，以便尽快实现教学目标。蝴蝶效应给教学设计的启发是，不仅要看到教育教学的有序性，还应多关注教学系统的复杂性、不确定性。因此，在进行教学设计的时候，教师要注意课堂中的“意外”，并给予正确引导，在课堂中多一些鼓励和评价。或许，这些“细枝末节”就是引发良性蝴蝶效应的初始条件。

2.注重教学目标的生成性

在传统教学中，教学目标是高于一切的。它既是教学过程的出发点，又是教学过程的归宿。教学目标的确定是分析其他教学环节的基础，又是进行教学评价的依据。因此，在教学设计方案中，教师总要预设各种不同层次的目标，且以认知领域的目标为主。因为认知领域的目标更容易操作，更容易测量，也更容易提高学生的考试成绩。通过前面的分析，我们看到，许多时候，引发蝴蝶效应的是学生的态度、情感、行为的变化，而这些变化是教师在具体教学情境中引导生成的。因此，为了引发良性蝴蝶效应，教师在进行教学设计时，应淡化教学目标的预设和分类。有些结果是不期而遇的。一些人文主义者强调，知识不是客观存在的，而是学习者个人与外界环境相互作用的结果。既然如此，那么个人“建构”的知识就是千差万别的，无法进行有效的分类，教学目标的分类也就无从谈起。这样看来，制定预期的教学目标对于动态、复杂的教学过程来说，意义是有限的。

蝴蝶效应的引入要我们更加深刻地认识教学目标的力量与局限。一个稳妥的做法是同时兼顾认知领域的目标和情感领域的目标，使教学目标的制定走向多元化。教师要做到这一点，看起来有些困难，但我们至少应深思：怎样的教学可以超越既定的目标？对于基础知识的学习，预设的知识目标可以起到一定的促进作用，然而对于一些态度、情感目标，我们如果用烦琐的行为目标进行事先描述，就会忽略某些非预期目标的实现，如对非规律性现象的把握、创造性的培养、坚强意志的形成等，而这些蝴蝶效应的产生，要靠教师的耐心观察与引导。

3.肯定学生的主观能动性

也许可以这样说，教育教学系统的复杂性主要体现在学生的复杂性上。传统的教学过程把复杂的教学系统简化为“工业生产流水线”，将学生当做客观的“物”来进行设计，学生就是学校的产品，产品的合格率直接影响到学校的招生情况。这种设计观更多地看到了人在发展中的普遍规律，忽视了人之所以为人的复杂性，即人的思维、意志、本能、情感、愿望等非理性因素。蝴蝶效应的发现给我们提了一个醒，最终引发蝴蝶效应的正是这些平时养成的意志、愿望和价值观等。

因此，提高学生的主观能动性是引发良性蝴蝶效应的又一途径。在教学设计中，教师要尽可能地采用超媒体的方式组织教学内容。在教学方法上，要以启发、讨论、协作为主。由于人的思维具有复杂性，教师还应注意发展和培养学生的元认知，有意识地运用分形迭代的思维方法开发学生的元认知能力，促进蝴蝶效应的产生。[3]

4.重新审视教学评价

在对蝴蝶效应的思考中，一种从未有过的感受是，我们通常所说的教学评价、教学质量都是相对的，是短期范围内的价值判定。因为，对于复杂系统而言，评价将变得非常困难，不仅要考虑当前的状态，还要分析其未来的发展。蝴蝶效应要求我们理性地认识教学评价。短期内的教学评价仍是不可或缺的，它可以让我们及时发现问题，扭转局面。由于教学系统的复杂性，教学评价也应是多元的、复杂的、动态的。评价的复杂性不仅体现在教学主体的复杂性上，还体现在与人息息相关的外部环境的复杂多变上。这种系统与部分之间的非线性相互作用使得教学评价具备整体性、动态性、开放性、发展性和多元化特征。既要对知识与技能进行测评，又要对过程与方法、情感态度与价值观进行衡量；既要对过程进行评价，又要对结果进行评价；既要对“量”进行评价，又要对“质”进行评价；既要对自身进行评价，又要对他人进行评价；既要有静态的评价，又要有动态的、发展性评价。只有这样，才能真正实现教学评价的功能。[4]

教育教学是一个无限的行为。教学效果究竟如何要等时间来评价。教师应该做的就是用自己最美好的一面不断影响学生，包括知、行、意的影响，以期良性蝴蝶效应的产生。

通过以上分析，我坚信，良好的教学设计和教学状态，不仅可以帮助学生达到学习目标，还可能超越既定的学习目标。教学是无尽的，教学效果的显现在遥远的未来。学生考上了好的大学，你能说他教学目标就达到了吗？不能，也许他们在以后的生活中，对复杂环境的适应又显得很无奈……所以，从这个意义上讲，蝴蝶效应实质是一种哲学思维，是一种方法论。这种方法论，承认系统的边界，是建立在宇宙无限论之上的探讨宇宙有限性的方法。研究蝴蝶效应，其实就是发现无序中的有序，从复杂中发现简单，感受必然与偶然的临界点，以期控制教育教学的过程与局面。今天的世界仍存在太多的无法预测。混沌，这个话题也必将成为全人类的问题。由于知识有限，我们在此只是做了极其肤浅的介绍和引入，希望有更多人能走进混沌之门，以更深邃的眼光来审视教育、审视这个世界，引发良性的“蝴蝶效应”。

[基金项目]本文受湖南省高校科技创新团队支持计划资助(湘教通[2010]212号)

参考文献

[1]高文,王海澜编译.混沌学与教学系统设计[DB/OL]．www.guanzhong.省略/2/12/2003.

[2][美]Peggy A.Ertmer，Timothy J.Newby著.盛群力译.行为主义、认知主义和建构主义――从教学设计的视角比较其关键特征(下).电化教育研究,2004(4).

[3]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).

[4]www.省略/gzwl/jszx/jxyj/xkczx/201008/t20100827_788425.htm.