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設(shè)計主要針對基礎(chǔ)教育課程改革背景和教師專業(yè)發(fā)展的課程內(nèi)容體系,包括學(xué)科教育理論、新課程、學(xué)科教育研究三個模塊。各模塊具體內(nèi)容如下:學(xué)科教育理論模塊包括學(xué)科教學(xué)理論、學(xué)科課程理論、學(xué)科學(xué)習(xí)理論;新課程模塊包括課程標(biāo)準(zhǔn)解讀、新課程典型課例分析———兼談新課程學(xué)科教學(xué)設(shè)計、新課程專題研究;學(xué)科教育研究模塊包括教育研究的基本方法、學(xué)科教育研究簡介、優(yōu)秀學(xué)科教育研究介紹、教育論文寫作。這三個模塊分別承擔(dān)著不同的課程功能。
其中,學(xué)科教育理論實現(xiàn)在職教師理論素養(yǎng)的提高,學(xué)習(xí)本學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)理論、課程理論和學(xué)習(xí)理論;新課程模塊針對基礎(chǔ)教育課程改革對教師提出的新要求而設(shè)計,旨在使教師領(lǐng)會新課程標(biāo)準(zhǔn)中蘊涵的課改理念,提升相應(yīng)的學(xué)科教學(xué)設(shè)計能力,“新課程專題研究”環(huán)節(jié)依據(jù)新課程中增設(shè)的學(xué)科專題開設(shè),幫助教師解決在新增學(xué)科內(nèi)容方面帶來的困難;學(xué)科教育研究是在職教師普遍感到困難的薄弱環(huán)節(jié),也是制約教師專業(yè)發(fā)展的瓶頸問題,在經(jīng)過大學(xué)階段的專業(yè)學(xué)習(xí)以及多年教學(xué)實踐的磨練后,這一環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容設(shè)計對有效教學(xué)將起到極大的專業(yè)提升和引領(lǐng)作用。
職后高師“學(xué)科教學(xué)論”的課程內(nèi)容設(shè)置應(yīng)遵循以下幾條原則:貼近時代脈搏,體現(xiàn)新課程要求職后高師“學(xué)科教學(xué)論”的課程內(nèi)容設(shè)置必須敏感于時代對課程培養(yǎng)目標(biāo)的要求,也就是要“與時俱進”。在目前基礎(chǔ)教育課程改革背景下,就是要關(guān)注新課程、反映新課程、體現(xiàn)新課程。關(guān)注學(xué)習(xí)者,突出職后特點任何課程設(shè)計如果脫離學(xué)習(xí)者的具體特點,都很難較好地實現(xiàn)課程內(nèi)容的適切性。教師學(xué)習(xí)是成人學(xué)習(xí)的一種,既有成人學(xué)習(xí)的一般共性,又有教師學(xué)習(xí)的專業(yè)特性。因此,在課程內(nèi)容選擇、呈現(xiàn)方式、評價以及教與學(xué)的方式等諸多方面都應(yīng)對此特點做出回應(yīng)。重難攻堅,把握教師專業(yè)化發(fā)展薄弱環(huán)節(jié)職后學(xué)習(xí)作為教師繼續(xù)教育諸多形式中的一種,必須依據(jù)教師專業(yè)化發(fā)展的特點和規(guī)律,針對薄弱環(huán)節(jié),設(shè)計、選擇、實施學(xué)科教學(xué)論課程,把握教師職業(yè)發(fā)展進程中的關(guān)鍵要素,在課程內(nèi)容選擇和設(shè)計上,為教師的職后學(xué)習(xí)搭建適宜平臺,很好地起到專業(yè)提升與引領(lǐng)作用。
在前面的論述中,我們針對職后社會需求的變化和教育對象的發(fā)展特征分析,設(shè)計了主要針對新課程和教師專業(yè)發(fā)展的課程內(nèi)容體系,包括學(xué)科教育理論、新課程、學(xué)科教育研究共三個模塊。在數(shù)學(xué)學(xué)科中,結(jié)合學(xué)科具體特點,設(shè)計各模塊的具體內(nèi)容如下:
模塊一。數(shù)學(xué)教育理論,含三個分支,分支一數(shù)學(xué)教育基本理論:一般教育理論對數(shù)學(xué)教育的影響;弗賴登塔爾的數(shù)學(xué)教育理論;波利亞的解題理論;建構(gòu)主義的數(shù)學(xué)教育理論;“目標(biāo)教學(xué)”理論與中國高考;中國的“雙基”數(shù)學(xué)教育。分支二數(shù)學(xué)課程理論:課程的基本概念;數(shù)學(xué)課程理論研究概說;古代外國數(shù)學(xué)課程概況;中國古代數(shù)學(xué)課程概況與突出成就;歐洲數(shù)學(xué)課程的發(fā)展;中國近現(xiàn)代中學(xué)數(shù)學(xué)課程的演變。分支三數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)理論:“學(xué)習(xí)”與“數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)”概說;基于行為主義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)理論;基于認知主義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)理論;基于人本主義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)理論;基于建構(gòu)主義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)理論。
難道我們還不應(yīng)該反思我們當(dāng)前的信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)出現(xiàn)了什么問題并有針對性地化解這些問題?
第一個原因就是計算機已由神秘事物變成一件“家用電器”,學(xué)生對計算機的新鮮感逐漸降低。總的來說,在二十一世紀(jì)之前,計算機通常還是昂貴的代名詞,往往學(xué)生在接觸信息技術(shù)學(xué)科以前幾乎沒使用過計算機,計算機對于學(xué)生來說還是一個令他們陌生,感到神秘的新鮮事物,學(xué)生對于學(xué)習(xí)計算機充滿了好奇心,那時的計算機課成為學(xué)生神往的一門課,條件雖差但學(xué)得很認真,課堂紀(jì)律好。但二十一世紀(jì)以來,隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展和人民生活水平的提高,計算機走下“神壇”,在社會和家庭日益普及,學(xué)生對計算機的新鮮感逐漸降低,現(xiàn)在不少學(xué)生在學(xué)習(xí)信息技術(shù)學(xué)科之前已經(jīng)玩了多年電腦,電腦用的早的甚至可以追溯到幼兒時期。按照人的認知原理,在計算機日漸普及的年代,“計算機”已不是他們頭腦中的新鮮事物,因此也不再是學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)課的腦神經(jīng)刺激源,學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)課的主觀能動性在無形中消失了,不少學(xué)生幾乎不聽信息技術(shù)學(xué)科的理論課,而去做其它學(xué)科作業(yè)、看課外書、聽MP3、做小動作等,只是等到上機課的時候才會向機房 “發(fā)起沖鋒”,但其主觀上是還去玩游戲、聊天、上網(wǎng)等等,信息技術(shù)課學(xué)科老師對信息技術(shù)課的教學(xué)感到很是無奈。
其次就是教學(xué)內(nèi)容重復(fù)單一,知識老化,跟不上時代步伐。當(dāng)今的信息技術(shù)課,比較一下從小學(xué)到初中再到高中的教材,就可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容幾乎是重復(fù)單一,知識老化,缺乏創(chuàng)新,還在重復(fù)地學(xué)習(xí):計算機發(fā)展史、計算機組成、Window98、“文件的復(fù)制、移動、刪除、更名、建立文件夾”、Word97或Word 2000等,軟件版本和知識體例遠遠不能反映近一、兩年計算機的發(fā)展情況。教材再怎么不好也比沒有教材好,老師不能不用,但往往照本宣科,無奈地按教材內(nèi)容授課,學(xué)生學(xué)得乏味。可以說,高中信息技術(shù)課的教學(xué)是最是無奈的一件事了。現(xiàn)在試作如下比較:小學(xué)的信息技術(shù)課教學(xué)強調(diào)動手、淡化理論,小學(xué)生未知的東西較多,所以對信息技術(shù)課還是比較有興趣的。初中的信息技術(shù)課,開始對學(xué)生理論知識和動手操作都有要求,由于學(xué)生年齡不大,比較聽話,課堂紀(jì)律也不錯,也比較好按教材教學(xué),但教育資源分配不均,一些學(xué)校機房設(shè)備落后,教學(xué)效果其實是難以保證的。對于高中的信息技術(shù)課來說,高一新生的現(xiàn)狀基本上是這樣的:學(xué)生大多是見過或用過計算機,較多學(xué)生有上網(wǎng)或用電腦的經(jīng)歷,計算機已不是他們心目中的新鮮事物,到了高一再來重復(fù)學(xué)習(xí)過去基本上學(xué)過、聽過的信息技術(shù)內(nèi)容就比較反感,他們自認為只要能到機房上網(wǎng)就可以了,教材上的內(nèi)容已經(jīng)沒有多大的意思了。但事實上,往往他們對計算機知識是一知半解,也有很多誤解和無知,但卻自以為是,并養(yǎng)成了一些不良的計算機操作習(xí)慣。由于高中信息技術(shù)教材缺乏新穎性、時效性,高中信息技術(shù)教材的內(nèi)容被學(xué)生認為是最沒有意思的東西,因而理論課也就成了 “沒有意思”的課了。
第三個原因就是信息技術(shù)教師的教學(xué)方法古板,死守教材,缺乏靈活性、創(chuàng)新性和時代性。我們信息技術(shù)教師不妨進行如下自我反思,高中信息技術(shù)教學(xué)是這樣的一個現(xiàn)狀:教師常常對可引入教學(xué)的時代元素缺少挖掘,對教材內(nèi)容缺乏推陳出新和全局安排,沒有站在學(xué)生的角度去考慮你所教的東西到底對學(xué)生有什么用處,對于所教學(xué)生的總體情況和心理特征缺乏了解和研究,教學(xué)就是被動地授課,課堂語言沒有誘導(dǎo)性設(shè)計,所講內(nèi)容沒有發(fā)散性、延展性和反映計算機最新發(fā)展成果的時效性,甚至連教師自己授課的精力都不充沛。試想,這么枯燥的信息技術(shù)教學(xué)方式又怎能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣呢?
第四個原因就是教育行政主管部門和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對信息技術(shù)學(xué)科重視不夠。一是對信息技術(shù)教師缺乏人文關(guān)懷和業(yè)績激勵機制及科研創(chuàng)新獎勵機制。學(xué)校未能出資鼓勵他們對學(xué)生開展興趣培養(yǎng),未能支助他們指導(dǎo)學(xué)生參加計算機應(yīng)用水平或技能的培訓(xùn)、競賽,未能開展教師多媒體課件水平競技比賽,未能發(fā)揮計算機教師的專長向校園網(wǎng)提供為其他學(xué)科制作的公用課件和便于拿來就播的理化生實驗動畫元件和人文學(xué)科的音視頻合成動畫元素,未能建立起信息技術(shù)教師的業(yè)績競爭機制去激勵信息技術(shù)教師對業(yè)務(wù)進行科研和教學(xué)研究。二是不重視硬件投入,缺乏必要的資金用于設(shè)備維護和硬件升級。不少學(xué)校機房的現(xiàn)狀是:計算機數(shù)量不夠,配置落后(計算機機房設(shè)施往往比主流配置平均晚五年左右),計算機運行又慢又卡,硬件的投入應(yīng)該引起教育行政部門和學(xué)校的重視。現(xiàn)在頻頻出現(xiàn)上機課學(xué)生逃課的現(xiàn)象,有學(xué)生認為理論課沒意思,上機課機子(計算機)又不夠,就算有機子又不能流暢運行,操作快一點話就卡了。一些學(xué)生就干脆不去機房,呆在教室里干別的事,對信息技術(shù)課很是失望,覺得信息技術(shù)課可有可無。
信息技術(shù)學(xué)科應(yīng)如何走出死胡同,如何讓信息技術(shù)課煥然一新?這是擺在大家面前的一件大事,新時代的信息技術(shù)學(xué)科及教學(xué)應(yīng)該具有什么樣的特征、采用什么方法呢?我們不妨嘗試作如下設(shè)想。
第一、從小學(xué)到高中的信息技術(shù)學(xué)科的教材有發(fā)展性、整體性、時效性,是經(jīng)過總體
規(guī)劃形成的激發(fā)科學(xué)創(chuàng)新的認知體系。建議出版社至少每兩年對教材進行一次修訂,作一些新的增補和必要的刪除及勘誤。信息技術(shù)學(xué)科大致分為記憶理解類和手動操作類兩類知識。教材應(yīng)對記憶理解類知識建立單獨的學(xué)習(xí)框題,但不同階段的教材的用語要符合不同階段的學(xué)生,力求準(zhǔn)確無誤。比如:計算機應(yīng)用?發(fā)展?組成、文件擴展名與文件類型、文件名通配符、同名文件相關(guān)知識、剪貼板作用與特點、算法設(shè)計、各個編程語句和函數(shù)的用法等,是理解認識類;有的直接記,有的要理解,教材的講解就不能含糊不周,應(yīng)作到科學(xué)準(zhǔn)確。手動操作類知識,如:鍵盤指法、鼠標(biāo)操作、Windows窗口操作、文件操作、制作Word電子小報、電腦繪畫、編輯程序上機調(diào)試等,教材應(yīng)根據(jù)學(xué)生年齡特點以任務(wù)驅(qū)動方式引導(dǎo)學(xué)生動手實踐,引導(dǎo)學(xué)生采用多種方法去完成同一任務(wù),并對各項任務(wù)的基本的、常用的操作方法和操作過程進行必要的小結(jié)。電腦操作中常有一些沒寫入教材中的小技巧,教材也可以鼓勵學(xué)生查閱電腦報刊雜志或上網(wǎng)搜索,開展信息技術(shù)的探究性學(xué)習(xí)活動。第二、學(xué)校重視信息技術(shù)學(xué)科的地位,注意發(fā)揮信息技術(shù)教師的作用,保障對信息技術(shù)學(xué)科的投入。學(xué)校不應(yīng)只抓升學(xué)科目,而要實施素質(zhì)教育,用信息技術(shù)的工具性、發(fā)散性、時代性培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神,并鼓勵信息技術(shù)教師指導(dǎo)學(xué)生參加計算機水平技能培訓(xùn)/競賽和信息教師開展計算機多媒體軟件/課件制作水平競賽,或給信息技術(shù)教研組一些有償?shù)捻椖咳プ觯纾壕S護校內(nèi)計算機,開發(fā)一些校內(nèi)實用軟件,幫助其它學(xué)科制作課件和動畫元件,建立校本資源庫等等,獎勵對學(xué)校有貢獻、創(chuàng)新有實績的信息技術(shù)教師。學(xué)校應(yīng)改善信息技術(shù)教師的待遇,提高他們的工作積極性,促進他們主觀上改進教學(xué)方法,提高授課水平。
第三、信息技術(shù)教師自身提高了對信息技術(shù)課的認識,勇于對信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)方法進行改革。根據(jù)本人的研究,信息技術(shù)教師應(yīng)具備如下三個要求:
1、精研專業(yè),通備教材。這就是要不斷充實新的知識和技能,專業(yè)水平要與時俱進,不吃老本,要對教材拉通備課,抓住教材知識體系,看到教材的優(yōu)點與不足,對教材講述的不完善、落后和疏漏進行合理地修訂和增補。
2、分析學(xué)生,了解學(xué)生,根據(jù)情況設(shè)計教學(xué)。搞清楚什么是學(xué)生普遍知道的?什么是一知半解的?什么是第一次接觸的?等等。教師只需問一問,學(xué)生普遍知道的就由學(xué)生完整地講出來,教師用重復(fù)學(xué)生的話來表示知識點通過,比如鼠標(biāo)的操作。學(xué)生一知半解但認識不清的,一種就是多讓學(xué)生來談,也許將多個學(xué)生的認識和觀點歸納起來就完整了,比如改變窗口大小的操作,復(fù)制文件的操作。另一種就是學(xué)生經(jīng)多次還言而不清、言而不盡的由教師就把這個“秘密”公布出來,提醒學(xué)生要搞清楚,比如,文件擴展名有關(guān)知識及重要性(Windows系統(tǒng)為什么要默認隱藏已知類型文件擴展名等)。對于學(xué)生第一次要接觸的知識,教師要學(xué)會從其它學(xué)科或生活中發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)素材或知識基礎(chǔ)。比如:循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計,為什么要學(xué)它,有什么好處,可從數(shù)學(xué)中找一些指數(shù)函數(shù)、數(shù)列等經(jīng)典習(xí)題來引入,并隨著學(xué)習(xí)的深入逐漸解決它。如:高斯的神算、病毒的繁殖、印度國王的棋盤、趣味作圖等等。
3、豐富教學(xué)語言,創(chuàng)建情境教學(xué),打造“活”的信息課堂。“情境教學(xué)”本是英語情境會話教學(xué)的簡稱,但我認為,信息技術(shù)學(xué)科也必須借鑒英語的情境教學(xué)方法,努力在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)信息技術(shù)學(xué)科必備知識的學(xué)習(xí)情境與氛圍,全力打造靈動的信息技術(shù)學(xué)科教學(xué),讓課堂活起來。下面以事例對比說明我的這個思想。
比如,以文件復(fù)制的教學(xué)為例,我們來對比分析一下傳統(tǒng)教學(xué)與情境教學(xué)的區(qū)別。
“同學(xué)們,我們今天的學(xué)習(xí)的內(nèi)容是文件的復(fù)制,這是必考的內(nèi)容,大家要認真去學(xué)哈,那么什么是文件的復(fù)制呢?或者文件復(fù)制的作用是什么呢?我們來看,教材上這樣說的……”。“接下來,我們再來學(xué)習(xí)文件復(fù)制的方法,文件復(fù)制的方法大致有菜單法、工具按鈕法、鼠標(biāo)右鍵快捷菜單法、快捷鍵法和鼠標(biāo)拖動法(還一邊說一邊在黑板上寫操作方法分類),我們將分別學(xué)習(xí)。現(xiàn)在先來學(xué)習(xí)菜單法,請大家認真聽,作好筆記……”——這就是傳統(tǒng)教學(xué)模式,看似沒有什么錯誤,內(nèi)容到位,態(tài)度也很認真,但其實是有問題的,該教學(xué)沒有創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,沒有以學(xué)生為主體,學(xué)生根本沒有興趣聽下去。
“同學(xué)們,你們好多同學(xué)有了MP3、MP4、音樂手機了,有的家里還有數(shù)碼相機等。其實他們對于電腦來說都是一樣的,你們知識嗎?”學(xué)生一下就有了精神。個別學(xué)生在竊竊私語:“U盤”。教師馬上抓住并放大聲音說出來:“對,U盤,即Usb存儲器”。教師問:“你們通過電腦向這些數(shù)碼產(chǎn)品里面存些照片、音樂、電子書、電影等文件,用了些什么方法?這種操作在計算機里叫什么?”然后,教學(xué)按前面本人所講的方法,對一知半解或知而不全的,在教師的引導(dǎo)下,喚起學(xué)生自己對復(fù)制文件情境的回憶,教師激勵學(xué)生站起來交流操作“經(jīng)驗”,體會在同學(xué)面前貢獻經(jīng)驗的成功感,教師主要作歸納總結(jié),對講的正確方法進行表揚,不足或不夠的繼續(xù)鼓勵其他學(xué)生再補充。如果學(xué)生再也說不出來了但知識、技能還有沒講完整的,教師可以故作神秘,比如:作悄悄狀地說:“這個秘密,一般人我不輕意告訴他,快用筆記下來”。——這就是情境教學(xué)法。信息技術(shù)情境教學(xué)法要根據(jù)學(xué)生現(xiàn)狀,站在學(xué)生的“實用主義”角度,從學(xué)生身邊的事物說起,以學(xué)生生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,讓學(xué)生感到這個內(nèi)容確實有用武之地。教師積極引導(dǎo),學(xué)生自主交流,充分利用學(xué)生的“表現(xiàn)欲”由學(xué)生完成知識的歸集,不足的和遺漏的再由教師“隆重”揭秘,而不是傳統(tǒng)教法的由教師一個人唱獨角戲,事無巨細,把學(xué)生灌得頭昏腦脹。
接觸科技創(chuàng)新項目“超高分子量聚乙烯基公路護欄材料及結(jié)構(gòu)的力學(xué)評估”初期,學(xué)生認為對于非本專業(yè)的項目不會得出理想的創(chuàng)新成果,不是很有信心能完成此項目。正是由于此原因,在準(zhǔn)備方案時,學(xué)生能夠花費大量的時間和精力查閱相關(guān)資料、調(diào)研、準(zhǔn)備方案。積極主動地收集工程實際問題相關(guān)資料,反復(fù)進行研究,開討論會,最終能夠結(jié)合工程實際提出較為理想的試驗方案。舉例如下,方案:把相同的兩行波改為兩邊高中間低的三行波。雖然波形結(jié)構(gòu)已經(jīng)能很好地起到緩沖的作用,不過二次緩沖應(yīng)該會更有效果。如果一層波沒有完全奏效的話,再使用二層波去進行緩沖,可以更好地保證車輛的安全。兩行一層波可相當(dāng)于現(xiàn)在通用的波形結(jié)構(gòu),當(dāng)它們沒能阻止車輛的撞擊時,新加的二層波就可以發(fā)揮它的作用。另外,因為波和波并不是一體,而是相互連接起來的,所以當(dāng)一層波受損而二層波完好時,可以只更換一層波,盡量節(jié)約資源。此外,該方案還考慮了附加的“二級緩沖”波的方向問題(上頁圖為外凸,內(nèi)凹型在下面ansys建模時會提到),將內(nèi)凹與外凸效果與原結(jié)構(gòu)進行比較。(后面的支撐柱,只是憑借“三角形最穩(wěn)定”而加上的,不過會用到更多的材料。)
由于學(xué)生意識到自己工科背景知識的不足,所以在準(zhǔn)備方案時,為保證能夠獲得理想的試驗結(jié)果,學(xué)生積極思考,充分調(diào)動積極性,設(shè)計了多種用于對比研究的護欄截面用于Ansys的計算指導(dǎo)中,然后通過對比來討論各種方案的優(yōu)缺點。在數(shù)值模擬分析方面,學(xué)生發(fā)揮了數(shù)學(xué)專業(yè)的優(yōu)勢,能夠較為全面、迅速地進行模擬分析。在分析緩沖吸能特性方面,能夠不受常規(guī)工科思維模式的限制,從側(cè)面分析所設(shè)計的護欄結(jié)構(gòu)的緩沖吸能特性。比如,從沖擊物的沖擊速度與時間的關(guān)系、沖擊物的沖擊加速度與時間的關(guān)系、沖擊物的最大位移、最大沖擊力;被沖擊物(護欄)的沖擊速度與時間的關(guān)系、被沖擊物(護欄)沖擊加速度與時間的關(guān)系、被沖擊物(護欄)最大位移等方面來反映所設(shè)計的護欄結(jié)構(gòu)的緩沖吸能特性,獲得理論分析與ansys模擬分析結(jié)果較為吻合的結(jié)論。通過模擬分析結(jié)果確定最佳方案,學(xué)生根據(jù)試驗結(jié)果可以得出理論分析和模擬結(jié)果相結(jié)合而得出來的分析結(jié)論。在項目實施過程中,學(xué)生完成了一個與工程相關(guān)的項目從查閱資料、實踐調(diào)研,綜合分析,直至提出最終解決方案的全過程。對于具有工程背景的項目如何著手進行研究有了很好的鍛煉。另一方面突顯較強的分析能力,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生對于力學(xué)的數(shù)值模擬計算與分析能力的優(yōu)勢。學(xué)生能夠從純數(shù)學(xué)理論研究過渡到結(jié)合相關(guān)文獻、市場調(diào)研和所學(xué)理論對工程實際問題進行分析。能夠提出問題、分析問題和解決問題。經(jīng)過這一階段的學(xué)習(xí),學(xué)生對于自己所要解決的問題產(chǎn)生了濃厚的興趣與信心。
二、數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生實施本項目時的劣勢
隨著電腦在家庭的普及,大部分學(xué)生都已基本掌握了機的基本操作,如果信息技術(shù)學(xué)科還是僅僅教授學(xué)生計算機的操作,已不能滿足學(xué)生對信息技術(shù)這門學(xué)科的欲望了。對于已掌握Word、FrontPage、Flash等基本應(yīng)用軟件操作的同學(xué),我們信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)更多的是通過讓學(xué)生具體創(chuàng)作一幅作品來組織進行。這樣教學(xué),一方面有助于提高學(xué)生計算機技術(shù)的應(yīng)用能力,體現(xiàn)“在做中學(xué),在做中用”的思想,更重要的是,要創(chuàng)作出一幅好的作品,不但需要多種軟件共同使用,同時還需要與其它學(xué)科進行很好地有機地整合。這樣的教學(xué),不論是作品的上(學(xué)生可以自命題),還是形式上(學(xué)生可以選擇自己擅長的表現(xiàn)方式),都給學(xué)生以自由選擇的空間,尊重學(xué)生的感受,尊重學(xué)生的選擇,更能體現(xiàn)因材施教的本質(zhì),充分發(fā)揮每位學(xué)生不同的特長,體現(xiàn)學(xué)生的個性,更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性。
一、信息技術(shù)學(xué)科與班會課的整合:
玩游戲.上網(wǎng)聊天是中學(xué)生較喜歡的一種娛樂方式,特別是電腦進入教室后,除了教學(xué)需要外,也為學(xué)生玩游戲聊天提供了方便。如何把學(xué)生對電腦的興趣引導(dǎo)到學(xué)習(xí)上來呢?為此,我們讓學(xué)生在校園網(wǎng)論壇上就“游戲的利與弊”談?wù)劯髯缘目捶ǎY(jié)果很多同學(xué)都發(fā)表自己的觀點:“有的認為有益的游戲可以益智,有的認為玩游戲浪費時間,還有的認為只要處理好時間的等……”總之,通過這次班會課,一方面以學(xué)生喜歡的聊天方式讓學(xué)生自由討論,自己思考,最后在老師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生自己得出結(jié)論:不可沉溺于攻擊性的游戲。從而讓電腦既成為學(xué)習(xí)娛樂的好幫手,同時也讓學(xué)生學(xué)會自我管理.自我控制,知道如何正確處理好學(xué)習(xí)和娛樂的關(guān)系。
在教學(xué)管理中,作為學(xué)校和教師,應(yīng)該積極創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生學(xué)會協(xié)作學(xué)習(xí),合作學(xué)習(xí),并學(xué)會在合作中懂得同學(xué)間如何相互尊重,相互欣賞。例如在指導(dǎo)學(xué)生作品自評、互評過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生多看別人的閃光點,每一幅作品不可能都是十全十美的,但總有一兩點閃光之處值得借鑒,相互啟發(fā),結(jié)合自己的作品揚長避短,或者多位同學(xué)共同合作,技術(shù)交流、創(chuàng)意交流、既體現(xiàn)了互幫互助的精神,又能讓每一位學(xué)生都能不斷進步,不論作品還是人品都能越來越接近完美。這樣,在學(xué)生間就形成積極、愉悅、良好的學(xué)習(xí)氛圍,同時又用學(xué)生的優(yōu)秀作品美化機房,讓學(xué)生體驗學(xué)習(xí)的成功感。
二、信息技術(shù)學(xué)科與德育教育的整合:
“教學(xué)如果沒有進行道德教育,只是一種沒有目的的手段”,而中小學(xué)德育任務(wù)主要就是幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。
世界觀、人生觀、價值觀是人的精神內(nèi)核。只有確立了正確的世界觀、人生觀及美好的理想,學(xué)生才可能有健康、自覺的價值生活,才能有真正合乎道德的行為,也才能做一個符合道德要求的人。在創(chuàng)作作品過程中,學(xué)生感到如何確定好的主題是最難的。其實有好多好的主題就在我們身邊,例如教室的墻上就貼著“工作著、學(xué)習(xí)著是美麗的”、“人人都要做好人”等。在教學(xué)中我還利用生活中發(fā)生的一些具體的事例,例如我碰到的一位交警,平時在烈日雨中指揮繁忙的,除了做好自己的本職工作之余,還專門抓獲一些偷車賊,讓失去自行車的失主又能找回自己的馬兒的故事,啟發(fā)學(xué)生用作品把生活中美好的人和事表達出來,宣揚人世間美好的道德情操,培養(yǎng)學(xué)生要多做好事、善事,做一個對社會有益的人。樹立健康、向上、積極、樂觀的人生觀、價值觀和美好的理想。
三、信息技術(shù)學(xué)科與語文、美術(shù)、學(xué)科的整合
現(xiàn)在的教育越來越重視美育教育,要培養(yǎng)學(xué)生審美、立美的能力,從而促使他們追求人生的健康情趣和理想的境界。而美育又分美育、美育、文化美育等。在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中又將如何體現(xiàn)美育教育呢?在這方面我作了一些嘗試。
杭州的四月是最美麗的季節(jié),大自然是學(xué)生審美情感體驗的最豐富的源泉。通過自然美的欣賞,開闊學(xué)生視野,增長知識,陶冶性情,增強學(xué)生熱愛自然環(huán)境、熱愛祖國、熱愛祖國美好河山的情感。市政府又花了大量的投資把杭州西湖裝點得越來越漂亮了:南線開通,白堤、蘇堤、西湖邊都建了很多有教育意義和典故的雕塑、為學(xué)校的教育創(chuàng)造了優(yōu)美的自然環(huán)境和良好的人文環(huán)境,讓每一個人在一種良好的社會環(huán)境里得到潛移默化的教育,體現(xiàn)了“環(huán)境人”的教育思想。
學(xué)校組織春游,這一周的信息技術(shù)課我就結(jié)合春游讓學(xué)生把春游的感受通過你喜歡的形式表達出來。有的學(xué)生用繪畫描繪了春天的景致和春游的場景,還有的學(xué)生描繪的是心中的春天,讓學(xué)生在創(chuàng)作作品中感受大自然的美好,對學(xué)生進行自然美的熏陶。
現(xiàn)在學(xué)生特別感興趣的還有欣賞和制作flash作品,在指導(dǎo)學(xué)生制作flash作品時,我有意識地引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)主題配上一些好的名畫、優(yōu)美詩詞、和經(jīng)典音樂,使學(xué)生對我國悠久歷史文化,優(yōu)美的文學(xué)詩詞、名畫藝術(shù)、以及著名的經(jīng)典音樂有所了解,有所感悟,讓學(xué)生在整個制作作品的過程中,既學(xué)會flash技術(shù),又接受了藝術(shù)美和文化美的熏陶。
美育教育的主要任務(wù)還有就是要培養(yǎng)和提高學(xué)生表現(xiàn)美、創(chuàng)造美的能力。教學(xué)中要求學(xué)生將自己對美的感悟用不同的形式表現(xiàn)來,自然而然就形成立美創(chuàng)造活動。我們讓學(xué)生美化修飾文章,作報刊,制作網(wǎng)頁、flas等,這些活動本身就是藝術(shù)美的創(chuàng)造,而且在創(chuàng)造美的過程中也培養(yǎng)了學(xué)生的個性和創(chuàng)造性。
四、信息技術(shù)學(xué)科與情感教育的整合:
教育是門藝術(shù),如果離開情感的因素,沒有感染力的教育,根本談不上讓學(xué)生愉快地接受知識,內(nèi)化知識。這也是多媒體教學(xué)課件依舊不能代替教師教育的原故。
在教學(xué)中,我注意用情感的因素感染學(xué)生,創(chuàng)設(shè)一種師生平等、民主交流的教學(xué)氣氛,同時也注意培養(yǎng)學(xué)生健康的情感。教育離不開生活,學(xué)生在學(xué)校中的學(xué)習(xí)活動,不再是僅僅接受教師傳遞的知識和服從教育要求的過程,同時也是學(xué)生自主地探索世界、感受社會的過程。在教學(xué)生作電子報刊和網(wǎng)頁時,我就讓學(xué)生根據(jù)自己的喜好,以“我最喜歡的**”為題自由創(chuàng)作,結(jié)果很多學(xué)生寫了“我最喜歡的老師”“我最快樂的童年”“我最喜歡的書”等,培養(yǎng)學(xué)生健康的情感。還有的學(xué)生表達了熱愛人生,熱愛人世間一切美好的事物,渴望人世間充滿愛,追求真善美的情懷。
五、信息技術(shù)學(xué)科與心的滲透:
瑞士的學(xué)家裴斯特洛齊對教育就提出了“使人類教育心理化、人性化”的口號。在作品的選題中,我一般都讓學(xué)生自命題。法國的教育家盧梭就提出了“教育”的思想,就是要從學(xué)生的自然本性出發(fā)。他認為兒童的自然本性是向善的,因此只要尊重學(xué)生的本性,他的個性,就能培養(yǎng)出獨立、自由、平等、博愛的人。所以我們的教育就要尊重學(xué)生的選擇,尊重學(xué)生的感受。況且每個人都有表達自己感受的愿望,讓學(xué)生在寬松的環(huán)境里自由地表達自己心中所思所想,所感所悟,給學(xué)生以自由發(fā)揮的空間。通過這些作品,讓我們了解學(xué)生真實的心聲,也讓我們教師真誠地與學(xué)生進行心靈的對話和交流。結(jié)果很多學(xué)生寫了《感恩的心》、《放飛心靈》.《我的世界我喜歡》等。當(dāng)然也有的同學(xué)寫了《扭曲的心》.《人生好苦》等,這都該引起我們教師的關(guān)注,及時給予關(guān)注,積極引導(dǎo),讓我們的學(xué)生都能有一顆健康快樂正直善良的心。總之,作為教師,應(yīng)該積極創(chuàng)造條件,讓每位學(xué)生都有充分展現(xiàn)才華的機會,滿足學(xué)生正當(dāng)?shù)暮侠淼淖晕覍崿F(xiàn)的需要,這樣就能激發(fā)學(xué)生自主,樂于學(xué)習(xí)、這也是學(xué)生積極學(xué)習(xí)的原動力,也才能充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力。
六、教學(xué)與誠信教育的整合:
網(wǎng)絡(luò),隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,以多媒體機和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為主要標(biāo)志的信息技術(shù),改變著我們的工作方式、學(xué)習(xí)方式和生活方式,也改變著我們的教學(xué)方式。但很多人認為網(wǎng)絡(luò)是虛幻的。在教學(xué)中,我們一方面教育學(xué)生不論在現(xiàn)實生活中或是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中都要做一個誠信的人。另一方面,很多學(xué)校都開通了校園網(wǎng),并在校園網(wǎng)上開通網(wǎng)上論壇,師生在線交流等。一次我在網(wǎng)上碰到一位懷疑一切的學(xué)生,他問:“什么是誠信?現(xiàn)在上到處都在宣揚虛幻這個概念,現(xiàn)實生活中都沒有誠信,何況虛幻的網(wǎng)絡(luò)?”我告訴他:“很多自以為聰明的人以為說謊可以保護自己,熟不知,一個謊言的開始,就意味著將要用很多謊言來掩蓋。況且一個人老說謊會很累的。如果你給別人誠信,別人就會給你誠信。說謊者在誠信者面前也只能誠信,何況誰又愿意和一個沒有誠信的人交朋友呢?所以只有誠信才是對付虛假、虛偽、虛幻的最好的辦法。”后來他告訴我他改掉了說謊的習(xí)慣,還在網(wǎng)上交了不少的好朋友。教師以一個朋友的身份和學(xué)生在網(wǎng)上平等對話,對學(xué)生進行引導(dǎo),學(xué)生更能接受。總之,網(wǎng)絡(luò)作為一個工具,具有雙重性,我們不能因為懼怕網(wǎng)上的不良信息就拒絕網(wǎng)絡(luò)。況且社會發(fā)展已經(jīng)進入了一個網(wǎng)絡(luò)化的時代,我們生活的很多方面與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系越來越緊密,任何事情,只要正確引導(dǎo),培養(yǎng)和增強學(xué)生的鑒別能力,不要盲目地陷入無聊的聊天和所謂的網(wǎng)戀之中,網(wǎng)絡(luò)對我們的學(xué)習(xí)和生活將產(chǎn)生很大的幫助。如果人人都能在網(wǎng)上作個誠信的人,遵守網(wǎng)絡(luò)道德,真正的網(wǎng)絡(luò)教育就會成為現(xiàn)實。
存在的及解決的策略
信息技術(shù)學(xué)科與其他學(xué)科整合在實施上也存在一些問題。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng),其它學(xué)科與信息技術(shù)學(xué)科整合后,在教學(xué)活動中,不論教師還是學(xué)生,很多時候都需要在網(wǎng)上查找資料和素材,有的時候?qū)W生上網(wǎng)查資料很盲目,要么看看圖片、聽聽、看看flash等,所要的資料還沒找到,一節(jié)課就過去了。有的時候又擔(dān)心學(xué)生上一些不健康的網(wǎng)站等。針對這些情況,我們提出如下解決的思路:(1)教師機上Internet,教師備課時根據(jù)教學(xué)要求,先下載一些與教學(xué)有關(guān)的資料存放在教師機上,上課時讓學(xué)生在指定的文件夾內(nèi)、校園網(wǎng)的資源庫內(nèi)查找資料,這樣既滿足了教學(xué)要求,又節(jié)約了時間,教學(xué)目標(biāo)明確。同時,由于教學(xué)具有靈活性,教師教學(xué)有時也需要查找一些資料,這樣教師就可以隨時根據(jù)教學(xué)要求,查找資料后用大屏幕投影給學(xué)生看,大大提高課堂效率。
主題詞科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新復(fù)雜性系統(tǒng)整體思維
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新是復(fù)雜的非線性系統(tǒng),而復(fù)雜性來自混沌與秩序的邊緣。在圣塔菲研究所成立的時候,原來“混沌理論”一詞已被宏大的“復(fù)雜性理論”所取代了。混沌理論對其范圍有嚴(yán)格限制,僅限于對自然界系統(tǒng)的非線性動態(tài)行為的數(shù)學(xué)研究。相反,復(fù)雜性理論則被認為可以用于復(fù)雜自然系統(tǒng)和社會系統(tǒng)中隨時間變化的行為層面。社會系統(tǒng)并不僅僅是由它們的組成部分之間相互作用的固定規(guī)律所限定的“復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)”(complexadaptivesystems)。相反,它們是可能隨時間演化而改變其自身發(fā)展規(guī)律的“復(fù)雜演化系統(tǒng)”(complexevolvingsystems)。
科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)新運動是一個貌似無規(guī)則運動的有序性演化過程,具有典型的復(fù)雜系統(tǒng)特征。第一,多因素性。技術(shù)本身是各因素非線性相互作用的結(jié)果,技術(shù)不等于各因素簡單相加。各技術(shù)要素在技術(shù)系統(tǒng)中也不再是原來的因素,因素自身在技術(shù)系統(tǒng)動力下也發(fā)生了相變,或者說,技術(shù)性因素、實體性因素與知識性因素都具有了技術(shù)所擁有的整體性。技術(shù)因素的作用方式要受技術(shù)系統(tǒng)運行模式和運行狀態(tài)的制約。第二,多層次性。盡管技術(shù)的各因素受技術(shù)系統(tǒng)動力的作用發(fā)生了相變,但技術(shù)本身卻生成了一種穩(wěn)定模式。技術(shù)的穩(wěn)定模式是由技術(shù)本身決定的,是由科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)理論的層次性決定的。科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)有穩(wěn)定的周期解,周期解內(nèi)還有混沌區(qū),這種結(jié)構(gòu)無窮次重復(fù)著,具有各態(tài)歷程和層次分明的特征,即存在有界性。第三,多變性。復(fù)雜非線性科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新過程本質(zhì)就是經(jīng)歷混沌走向有序,因此具有混沌伸長和折疊的特性,這是形成敏感依賴于初始條件的主要機制。伸長是指系統(tǒng)內(nèi)部局部不穩(wěn)定所引起的點之間距離的擴大;折疊是指系統(tǒng)整體穩(wěn)定所形成的點之間距離的限制。經(jīng)過多次的伸長和折疊,軌道被攪亂了,形成了新對稱結(jié)構(gòu)或混沌。
由于科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)具有典型的復(fù)雜非線性系統(tǒng)特征,因此,可對其運用復(fù)雜性理論進行管理。
1轉(zhuǎn)變思考方式
牛頓力學(xué)是近代科學(xué)的典范,是近代科學(xué)建立的基礎(chǔ),牛頓力學(xué)是典型的決定性理論,是可測量和可預(yù)測的。20世紀(jì)初物理學(xué)的兩次重大變革所創(chuàng)立的相對論和量子力學(xué),分別排除了牛頓的絕對時空觀和測量過程的完全可控性。混沌理論的誕生打破了拉普拉斯決定論,被視為20世紀(jì)繼相對論和量子力學(xué)的第三次革命。混沌理論認為,非線性系統(tǒng)運動具有無窮大周期且始終限于有限區(qū)域、軌道永不重復(fù)的、性態(tài)復(fù)雜的運動,不可能無限精確和無限長時間地測量和計算連續(xù)變量。混沌理論解決了困擾牛頓(Newton)力學(xué)的三體問題,創(chuàng)立了研究n維相空間的不確定解的理論,混沌理論使人們認識到非線性系統(tǒng)演化既是決定論的又是隨機論的。決定論的可預(yù)測性,只適用于那些宏觀的緩慢的周期或準(zhǔn)周期的穩(wěn)定運動,然而,這樣的運動實在是太少了。
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新復(fù)雜系統(tǒng)倡導(dǎo)最重要的事情是改變固有的思考方式,放棄機械論和宿命論,學(xué)會欣賞并應(yīng)付聯(lián)系、物力論(Dynamism)和不可預(yù)測性。因為科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新過程是多因素復(fù)雜非線性相互作用的結(jié)果,所以對確實存在的運行模式(即現(xiàn)實存在)進行領(lǐng)會,即正視多元化存在,并對不可預(yù)測的事件進行反應(yīng)。為了使科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新過程自我發(fā)展為“復(fù)雜演化系統(tǒng)”,有必要對學(xué)習(xí)、多樣性和影子系統(tǒng)(Shadowsystem)觀點的多元化進行鼓勵。
2并不是對每件事都需要進行控制
科學(xué)技術(shù)對客觀事物既進行決定論描述又進行概率統(tǒng)計論描述,這兩種描述方法已經(jīng)共存了幾百年。決定論認為,任何一個力學(xué)系統(tǒng)只要知道現(xiàn)在的行為就可預(yù)測系統(tǒng)的未來行為。概率統(tǒng)計論認為,受許多偶然因素的影響,系統(tǒng)的未來狀態(tài)并不完全確定,需要用概率統(tǒng)計方法來描述。
KAM定理很好地解決了決定論和概率論這對貌似矛盾的問題。KAM定理指出,保守系統(tǒng)有可積和不可積之分,可積系統(tǒng)的運動是規(guī)則的,遵循決定性規(guī)律,不可積系統(tǒng)表現(xiàn)出隨機性,成為統(tǒng)計物理學(xué)的基礎(chǔ)。對不可積系統(tǒng),KAM環(huán)面包圍著隨機層,當(dāng)不可積系統(tǒng)的自由度少和擾動不大時,KAM環(huán)面包圍的隨機層測度極小而可忽略不計,統(tǒng)計物理學(xué)就不適用了,而應(yīng)該應(yīng)用牛頓定律。當(dāng)不可積系統(tǒng)的自由度和擾動很大時,根據(jù)“阿諾德擴散”,KAM環(huán)面逐漸減少而隨機層迅速擴大,系統(tǒng)只具有極少數(shù)的規(guī)則運動,規(guī)則運動變?yōu)榇我模到y(tǒng)出現(xiàn)了大量的混沌運動,這時才能用統(tǒng)計物理學(xué)來研究該系統(tǒng)。
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新過程是一個近可積哈密頓系統(tǒng),隨機成分有限,導(dǎo)致不可積性的擾動項很小。在科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新知識系統(tǒng)處于混沌性態(tài)時,確定論和概率論隨機交替作用,但確定論占據(jù)主流位置,基本能朝向希望的途徑發(fā)展。隨機成分確實存在但有限,因此,在復(fù)雜的非線性技術(shù)創(chuàng)新過程中,不可能對每件事都進行控制。應(yīng)該相信混沌性態(tài)是貌似不規(guī)則的有序,科學(xué)技術(shù)復(fù)雜演化系統(tǒng)不僅反作用于環(huán)境,還會反作用于自身,隨著時間的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)總會不斷出現(xiàn)新的有序狀態(tài)。
3與環(huán)境共同演化
復(fù)雜性理論借鑒湍流研究思路和方法,認為科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)同時存在混沌子空間和對稱子空間,兩種性態(tài)此消彼長,不斷和外界環(huán)境互動而發(fā)生轉(zhuǎn)換。在湍流中規(guī)則運動包含有小尺度的混沌運動,在混沌運動中又包含著更小尺度的規(guī)則運動。這說明,科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)是與外界環(huán)境緊密聯(lián)系,并不斷互動發(fā)展的耗散系統(tǒng)。
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)與環(huán)境相互影響、共同演化,這就需要時刻準(zhǔn)備好對環(huán)境進行反應(yīng),憑直覺領(lǐng)會那些驅(qū)動科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新變遷的環(huán)境模式,根據(jù)需要進行適應(yīng),而且隨時準(zhǔn)備抓住各種出現(xiàn)的機遇。科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)的三種性態(tài),穩(wěn)定區(qū)域(墨守陳規(guī))、不穩(wěn)定區(qū)域(瓦解崩潰)和混沌邊緣(變革棲息地)中,混沌邊緣最適宜與環(huán)境共同演化。
在混沌邊緣,在一種“有限不穩(wěn)定狀態(tài)”下,正統(tǒng)系統(tǒng)(主流文化、結(jié)構(gòu)權(quán)力等級體制)和影子系統(tǒng)(蘊藏矛盾、變化潛力的非正式組織)能維持一種具有創(chuàng)造性的張力。正統(tǒng)系統(tǒng)可以提供清楚的指導(dǎo),對適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)和程序進行授權(quán),以及抑制人員中的不安情緒。同時,影子系統(tǒng)可以激發(fā)觀點的多樣性,并且削弱正統(tǒng)系統(tǒng)的力量迫使它進行不斷變革。這樣,組織行為表征為耗散結(jié)構(gòu),組織在不斷變化的現(xiàn)實面前能以新的方式執(zhí)行基本任務(wù)或者追求嶄新的基本任務(wù),組織的創(chuàng)造性和創(chuàng)新方面的潛能都展現(xiàn)了出來。
4整體思考
技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)的復(fù)雜非線性要求尋找整體模式來思考問題,并用整體的方式來控制創(chuàng)新過程,而不是試圖控制每一個細節(jié)。整體思考是探索那些在不利的模式下能夠產(chǎn)生最大影響的微小變化,并施加微擾改變系統(tǒng)運行軌道,避免蝴蝶效應(yīng)。
4.1建立連接
在經(jīng)典物理學(xué)中,時間是可逆的,事物的發(fā)展不存在演化;空間是平滑的、線性的;時間和空間不相關(guān)聯(lián),各自獨立存在。復(fù)雜性理論認為,由于非線性的作用,時間的變化是單向的、不可逆的,既可以實現(xiàn)從有序到無序的變化,也可以通過自組織實現(xiàn)從無序到有序的演化;空間也不是平滑的,不僅存在整數(shù)維也存在分數(shù)維,整數(shù)維是分數(shù)維的近似和抽象。此外,通過考察系統(tǒng)中某一物理量隨時間的變化序列,可以重構(gòu)相空間,得出奇怪吸引子的維數(shù)。這表明復(fù)雜性空間的形成也反映了事物發(fā)展在時間上的積累。因此,在復(fù)雜非線性系統(tǒng)運動中,時間和空間是相互關(guān)聯(lián)的,應(yīng)該將時間和空間看成一個統(tǒng)一體,系統(tǒng)地把握事物發(fā)展過程中時間和空間的關(guān)系。
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新過程從本質(zhì)上來說是一個時空整體性的,任何因素在時間維度或者空間維度的變異都可能影響到其他因素的正常功能,進而影響整個進程。而整個系統(tǒng)的各個組成部分在復(fù)雜系統(tǒng)的動力機制下,似乎只能通過彼此之間以及與整體的關(guān)聯(lián)來得到了解。因此,科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新過程關(guān)注的焦點應(yīng)該是各種因素的時空關(guān)聯(lián),正是時空關(guān)聯(lián)的模式?jīng)Q定了一個系統(tǒng)的表現(xiàn)。整個系統(tǒng)處于密切關(guān)聯(lián)之中,并與他們的環(huán)境不斷進行交換,與之共同演化。
4.2適應(yīng)復(fù)雜性
混沌理論是關(guān)于非線性的科學(xué),它認為世界的本質(zhì)是非線性的,線性只是非線性的特例。經(jīng)典物理學(xué)的線性觀,導(dǎo)致了事物發(fā)展的簡單性、確定性和還原性。復(fù)雜理論的非線性觀,是線性與非線性、簡單性與復(fù)雜性、確定性與隨機性、局部與整體的辯證統(tǒng)一,它們之間是可以互相轉(zhuǎn)化、對立而統(tǒng)一的,前者是事物發(fā)展的暫態(tài),后者是事物發(fā)展的更基本的更普遍的本質(zhì)特征。因此,研究問題時應(yīng)把握事物發(fā)展的本質(zhì)特點,具體問題具體分析。在研究復(fù)雜性現(xiàn)象時,用復(fù)雜性方法來處理將會顯得簡潔而有效,反之,采用簡單性的方法來研究將會顯得繁雜而無效并且得不到事物發(fā)展的本質(zhì)特點。例如,奇怪吸引子是很復(fù)雜的,它可以采用自相似和分數(shù)維來簡單表示,但如果采用探究軌道的簡單方法來研究將是得不到一條確定軌跡的。同樣,在研究簡單性事物時,如果采用復(fù)雜性的方法來研究也將是無效的。
將多元高階方程化簡以便求解,即將復(fù)雜現(xiàn)象簡單化是我們的思維定勢。然而在科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新過程中,過于關(guān)注細節(jié)往往不能產(chǎn)生創(chuàng)新成果,在創(chuàng)造性思考時,復(fù)雜性思維是必要的。雖然復(fù)雜性思維可能不符合常規(guī),甚至?xí)齺砘靵y和困惑,那是不可避免的,甚至是受歡迎的。很多創(chuàng)新團隊刻意追求工作環(huán)境、工作方式的不可思議,目的是激發(fā)人的創(chuàng)造性,而不是被慣常的生活習(xí)慣所泯滅。最好的想法不總是來自高層,而且組織內(nèi)的人都想事業(yè)有成,控制只是一種幻想,如果給予適當(dāng)?shù)姆龀郑總€人都有可能做作出一番自己的事業(yè)。
4.3讓過程成為進行時
物理學(xué)中的經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子力學(xué),它們所揭示的是關(guān)于簡單性事物的基本規(guī)律,事物的發(fā)展是線性的、可逆的,必然也是前因后果的。而關(guān)于非線性現(xiàn)象的復(fù)雜理論,由于存在奇怪吸引子,事物的發(fā)展結(jié)果必然會導(dǎo)入吸引子,呈現(xiàn)出目的性。由于生物學(xué)、社會學(xué)等是關(guān)于復(fù)雜性現(xiàn)象的科學(xué),因而也就是目的性的科學(xué)。事物發(fā)展的因果性是基本的、暫態(tài)的,而事物發(fā)展的目的性是事物的最終結(jié)果,兩者是不可分離的。事物發(fā)展的目的性要通過事物發(fā)展的因果性來保證,而事物的因果發(fā)展必將會導(dǎo)致一定的目的性。
物理系統(tǒng),如天氣預(yù)報是由有限的確定性定律來支配的,有可能觀察到奇怪吸引子是怎樣產(chǎn)生的。然而,科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新是人類一項復(fù)雜的創(chuàng)造過程,受到無窮多個因素及大量隨機因素的影響,奇怪吸引子似乎說明不了什么。由于人類表現(xiàn)出來的自我意識和自由意志,科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的行為不可能用相同的方式進行解釋。人類可以思考和學(xué)習(xí),根據(jù)自身目的進行行動,而且能夠反對及駁斥假定適用于他們行為的任何規(guī)則。因此,在方法論上要求我們做每一件事情時必須要制定所要達到的目的,而對于實際工作中的每一步則要實事求是地遵循事物發(fā)展的基本規(guī)律,只有這樣才能最終取得成功。
4.4復(fù)雜演化管理
邏輯思維是從事科學(xué)研究的強大思維武器,科學(xué)研究中所揭示的規(guī)律性是通過嚴(yán)密的邏輯推理來保證其正確性的。當(dāng)然,知覺、靈感等非邏輯思維也是很重要的,它往往能導(dǎo)致科學(xué)研究的重大突破。在研究科學(xué)問題的過程中,往往會陷入混沌迷蒙的境地。根據(jù)混沌現(xiàn)象的長期不可預(yù)測性和遍歷性,我們將無法通過邏輯思維一步步地走出混沌。因此,這時就應(yīng)該不拘泥于傳統(tǒng)理論,而要大膽地猜測、冒險和創(chuàng)新,進行直接的下意識思維,然后再把中間過程聯(lián)系起來進行邏輯思維來判斷這種猜測的正確與否。所以說,邏輯思維是很重要的,知覺、靈感等非邏輯思維也是不可缺少的。
復(fù)雜性理論不是系統(tǒng)的,而是整體觀的方法,它所強調(diào)的不是穩(wěn)定性而是重視創(chuàng)造性與變革,追求的是“成為學(xué)習(xí)型組織”。當(dāng)創(chuàng)新思維被非邏輯思維推向遠離平衡態(tài)的時候,自組織過程會自然而然發(fā)生,它們可以產(chǎn)生更多的變異體并且對周圍環(huán)境進行更加靈活反應(yīng)。
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