基于復雜適應性系統(tǒng)理論的開放教育網(wǎng)絡課程研究

韋書令

（廣西廣播電視大學教學資源中心，廣西 南寧 530022）

基于復雜適應性系統(tǒng)理論的開放教育網(wǎng)絡課程研究

韋書令

（廣西廣播電視大學教學資源中心，廣西 南寧 530022）

通過對開放教育網(wǎng)絡課程發(fā)展現(xiàn)狀和內(nèi)部主體的分析，探討網(wǎng)絡教學過程中資源建設、教學設計、交互影響、應用技術以及課程團隊建設等教學環(huán)節(jié)的運行情況，提出將復雜適應性系統(tǒng)理論的思想引入網(wǎng)絡課程建設過程中，從新的視角審視開放教育網(wǎng)絡課程的本質(zhì)和問題，為解決課程建設中的教學問題提供新的思路和方案。

CAS理論；復雜適應性；網(wǎng)絡課程；開放教育

前言

目前，非線性系統(tǒng)教學理論已經(jīng)成為教育科學研究的主要方向和關注熱點，將會深刻影響師生們的教學行為和方式。復雜性科學是以復雜性系統(tǒng)為研究對象，以復雜性系統(tǒng)的生成、演變和發(fā)展為研究重點，發(fā)現(xiàn)和解釋其內(nèi)部運行規(guī)律為主要任務的新興科學研究。英國著名物理學家霍金稱“21世紀將是復雜性科學的世紀”，其重要理論復雜適應系統(tǒng)（Complex Adaptive Systems，簡稱CAS），也稱復雜性科學（ComplexityScience），認為系統(tǒng)內(nèi)成員具有適應性，能夠周圍環(huán)境進行交互作用，并在不斷的交互中改變和提升自身的結(jié)構(gòu)和行為方式。

現(xiàn)代信息技術將教學活動從課堂轉(zhuǎn)移到互聯(lián)網(wǎng)上，傳統(tǒng)教師課堂面授被交互式多媒體在線教學取代。學習者可以利用網(wǎng)絡平臺隨時隨地進行個性化學習和交互，強調(diào)學習者的學習自主性和教師的教學主導性。網(wǎng)絡課程與教師、學生、多媒體資源和互聯(lián)網(wǎng)技術等多個復雜而開放的主體相關聯(lián)，教師和學生按照一定的教學規(guī)則在網(wǎng)絡教學環(huán)境中進行交互和反饋來完成教學活動。因此，根據(jù)復雜適應系統(tǒng)（CAS）理論可以把網(wǎng)絡課程視為一種可更新利用的復雜適應性系統(tǒng)，對于建設滿足互聯(lián)網(wǎng)時代要求的開放教育網(wǎng)絡課程有著重要的借鑒和指導意義。[1]

一、開放教育網(wǎng)絡課程概述

（一）發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

開放教育的網(wǎng)絡課程在國外開展較早，例如麻省理工學院早在 2002年提出的開放課件運動（Open Course Ware，OCW），通過共享優(yōu)秀網(wǎng)絡教學資源，得到多數(shù)學習者的好評；包括聯(lián)合國教科文組織在內(nèi)提出的開放教育資源運動（Open Resource Work，ORW），將優(yōu)質(zhì)教學資源共享到互聯(lián)網(wǎng)供全世界學習者使用，資源共享的類型包括課程資源和相關學習支持工具等。到了2012年，一種更加優(yōu)質(zhì)的開放教育課程形式：大規(guī)模開放網(wǎng)絡課程 MOOC（Massive OpenOnlineCourse）正深刻影響教育界，關于MOOC的學術論文、期刊和專業(yè)雜志等發(fā)表數(shù)量逐年攀升。隨著遠程開放教育的發(fā)展，加強網(wǎng)絡課程的建設勢在必行，各大高校也積極參與網(wǎng)絡精品課程的開發(fā)和建設，建成了豐富而優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡教學資源，并在教學模式、教學設計和教學方法等方面進行改進和完善，為提高教學質(zhì)量奠定了一定的基礎。

（二）內(nèi)涵及特點

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展完善，開放教育網(wǎng)絡課程的主要內(nèi)涵和特點也在發(fā)生不斷的變化。從最早以教學資源制作者為中心向以學習者為中心轉(zhuǎn)移，以學習者的“學習需求”為導向和根本，提供更多優(yōu)質(zhì)的教學資源和學習支持服務；從學習者孤立的進行網(wǎng)絡學習到進行網(wǎng)絡學習交往的變化，更加強調(diào)交互和個性化學習。每一次技術進步，都在改變和影響網(wǎng)絡課程的教學設計、教學模式、師生互動方式和反饋形式。

1.開放教育網(wǎng)絡課程是提供課程教學資源的平臺，學習者在平臺上以不同的組織形式建立學習共同體，師生之間使用平臺的學習支持服務系統(tǒng)進行交流溝通，最后通過多種形式的考試進行學業(yè)測評并對成績合格者頒發(fā)證書。

2.開放教育網(wǎng)絡課程在教學設計、教學策略和學習評價等多個方面有著鮮明的特色。[2]一是教學的開放性，通過網(wǎng)絡平臺注冊后即可不受時間地點的限制，隨時隨地獲取數(shù)字化教學資源，在平臺上開展教學活動；二是運用現(xiàn)代信息技術，通過在線作業(yè)、學習論壇和在線考試等方式進行師生間的雙向或多向溝通；三是在學習內(nèi)容、教學策略、媒體選擇和交互方式等環(huán)節(jié)都是基于網(wǎng)絡環(huán)境進行有針對性的設計，教師也是利用課程平臺來實施學習支持服務；四是學習者在課程學習過程中，利用課程平臺提供的學習支持工具，依靠個人的主觀努力學習，或與其他有同樣知識興趣的學習者建立學習共同體。

3.開放教育網(wǎng)絡課程強調(diào)個性化和自主性，注重以學習者為中心，通過各種學習支持工具為學習者提供教學服務，為學習者提供優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡課程的學習體驗。[3]

（三）教學過程中的存在問題

1.目前大多數(shù)的開放教育網(wǎng)絡課程在教學設計上多是將傳統(tǒng)課堂教學模式生搬硬套改造上線，或是將文本教材直接數(shù)字化，對資源的選擇缺乏針對性和導向性，對資源的類型和標準的劃分不足。在媒體的選擇策略上沒有考慮教學媒體資源表現(xiàn)形式的適用性和易用性，對課程內(nèi)容呈現(xiàn)形式分析不足。

2.在教學策略方面缺少對具體的課程內(nèi)容進行設計和分析，沒有運用有效的教學策略對網(wǎng)上教學活動進行組織。美國教育心理學家維特羅克認為“學習是學習主體內(nèi)部的主動建構(gòu)，不是外界信息的單純輸入”。[4]因此不能簡單把課程知識和相關資源數(shù)字化搬運到網(wǎng)絡平臺，當新的學習內(nèi)容在網(wǎng)絡課程中被納入學習者已有的認知范圍并獲得了具體的意義，網(wǎng)上教學活動才算是真正開始，否則無法幫助學習者在網(wǎng)絡環(huán)境中實現(xiàn)有意義的知識建構(gòu)。

3.對網(wǎng)上教學活動支持不夠。雖然目前大部分開放教育網(wǎng)絡課程都設置網(wǎng)上教學活動，但活動內(nèi)容和環(huán)節(jié)的設計和實施過于偏重書本知識，任務性不強，教學情景構(gòu)建模糊。[5]在網(wǎng)絡環(huán)境下，需要根據(jù)學習者的學習需求來創(chuàng)設學習環(huán)境，利用多媒體技術來激發(fā)學生對網(wǎng)絡課程的興趣，明確網(wǎng)上學習內(nèi)容的運用情景，使用學習支持工具來進行網(wǎng)上交互，促進其在網(wǎng)上學習認知活動的有效開展。

二、CAS理論對開放教育網(wǎng)絡課程的啟示

復雜適應性系統(tǒng)（ComplexAdaptiveSystem，以下簡稱CAS）理論是由霍蘭教授（John H.Holland）于1994年在美國新墨西哥的圣菲研究所（Santa Fe Institute，簡稱SFI）正式提出的。[6]圣塔菲研究所是世界知名的復雜性科學研究中心，該所的主要研究方向是復雜系統(tǒng)科學，它提出“適應性造就復雜性”，表明它主要研究能夠?qū)W習的系統(tǒng)在適應環(huán)境的過程中于自身中發(fā)生的結(jié)構(gòu)和行為方式從簡單到復雜的演變?；籼m圍繞適應性主體這個最核心的概念，提出了在復雜適應系統(tǒng)模型中應具備的4個基本特性（聚集、非線性、流、多樣性）和3個基本機制（標志、內(nèi)部模型以及積木）。其中基本特性是復雜適應系統(tǒng)的通用特性，主要表現(xiàn)在自我適應和演化；機制則是主體與環(huán)境發(fā)生交互和影響的規(guī)則和策略。

CAS理論的基本思想是：將系統(tǒng)內(nèi)的成員都視為具有適應性的主體，能夠主動與周圍環(huán)境及其他主體進行交互、影響和制約等作用，是系統(tǒng)演變的主要作用力，在這個過程中不斷地進行發(fā)展、進化和改變系統(tǒng)自身內(nèi)在結(jié)構(gòu)和行為方式。[7]對于網(wǎng)絡課程我們可以看成一個復雜適應性系統(tǒng)，教師、學生、網(wǎng)絡平臺、教學資源、技術人員和平臺管理員都是這個系統(tǒng)內(nèi)的適應性主體，網(wǎng)上教學活動的開展是該系統(tǒng)內(nèi)各個主體相互作用、相互影響的過程，因此通過CAS理論的角度重新思考和研究網(wǎng)絡課程建設，有助于我們更好理解網(wǎng)絡課程各個模塊的相互關系，滿足和改善師生的教學需求和交互效率，增強數(shù)字學習資源表現(xiàn)形式的針對性，找出尋求解決網(wǎng)絡課程實施問題的更優(yōu)方案。

（一）教學設計要以學習者為主體

在網(wǎng)絡教學過程中，網(wǎng)絡課程為學習者提供了豐富的學習內(nèi)容和資源，構(gòu)建了一個開放靈活的自主學習平臺，有利于學習者發(fā)揮學習主觀能動性。CAS理論認為具有適應性主體是系統(tǒng)演變的主要動力，其中適應性表現(xiàn)在主動和周邊環(huán)境或其他主體進行交互和影響，在不斷的交互影響過程演化改進自身行為和結(jié)構(gòu)。[8]學習者是網(wǎng)絡課程的主要使用者，是網(wǎng)絡教學中最具適應性的主體之一，它的適應性表現(xiàn)在主動學習和了解網(wǎng)絡課程的功能模塊，查詢和獲取網(wǎng)絡課程相關的數(shù)字化學習資源，使用網(wǎng)絡課程的線上社交工具與老師或者學伴進行溝通交流，在不斷的教學交互過程中，改進和提高自己的知識結(jié)構(gòu)和水平。而教師在教學設計中處于主導位置，應了解和把握好學習者的認知水平和學習需求，為學習者搜集和開發(fā)具有針對性和導向性的數(shù)字化學習資源，設計和安排好網(wǎng)絡教學環(huán)節(jié)和任務，引導學生自主開展網(wǎng)上教學活動，通過師生間的交互作用使得網(wǎng)絡課程的內(nèi)容和質(zhì)量不斷改進和完善。

（二）課程建設需要有效性和靈活性

在傳統(tǒng)教學環(huán)境中，教學資源和教學目標是單一和確定的，遵從簡單的線性關系，主體間的相互作用是簡單、被動和直線的。CAS理論認為系統(tǒng)內(nèi)主體在與周圍環(huán)境發(fā)生交互影響時，是復雜的非線性關系，在共同演化過程中趨向混沌的邊緣發(fā)展。[9]因此在網(wǎng)絡課程建設中，要在教學設計上更多地考慮課程知識在網(wǎng)絡環(huán)境中的呈現(xiàn)形式，而不是簡單將教學內(nèi)容數(shù)字化上傳到網(wǎng)絡課程；在教學策略上，提供靈活方便的線上學習支持應用，制定符合其學習水平和風格的在線學習路徑，幫助學習者實現(xiàn)隨時隨地開展網(wǎng)絡環(huán)境下的知識建構(gòu)和學習活動。

（三）應用技術要有適應性

網(wǎng)絡課程的教學活動大多數(shù)是在網(wǎng)上環(huán)境中完成，對活動內(nèi)容和環(huán)節(jié)的設計和實施需要信息技術的有力支撐，需要能充分表現(xiàn)課程內(nèi)容特點的多媒體技術來展示教學活動。CAS理論認為主體的主動性和它與環(huán)境之間的相互作用，是系統(tǒng)發(fā)展和演變的主要動力。[10]而信息技術和多媒體技術也屬于系統(tǒng)內(nèi)的主體，不同的課程都會采用不同的技術來呈現(xiàn)課程內(nèi)容。當新技術在網(wǎng)絡課程中得到運用時，將影響和改變師生間的互動方式和效率，影響新的教學模式實施，開發(fā)更有表現(xiàn)作用的教學資源和學習支持應用。對于課程責任教師來說，從系統(tǒng)全局考慮各個主體之間相互關系，在媒體策略上考慮信息技術和多媒體技術對課程內(nèi)容的適應性和表現(xiàn)形式，通過合理使用技術改進和影響教學模式和學習行為，使網(wǎng)絡課程的使用人員在各個方面得到共同發(fā)展。

三、CAS理論在開放教育網(wǎng)絡課程中的運用

（一）基于CAS理論的網(wǎng)絡課程教學設計

在網(wǎng)絡環(huán)境下，網(wǎng)絡課程的教學設計與傳統(tǒng)的課堂教學設計有明顯的不同，更加強調(diào)學習者的主體作用，關注學習者的學習需求和認知水平，引導學習者自主參與教學活動，而不是把教學當成教師對學習者的知識講授。[11]依據(jù) CAS理論觀點，網(wǎng)絡課程是復雜適應性系統(tǒng)，是按互動行為約束和相互作用的適應性主體組成的系統(tǒng)，在系統(tǒng)的發(fā)展和運行過程中，具有適應性的主體通過一定的交互行為來表現(xiàn)出新的系統(tǒng)特性。網(wǎng)絡課程的教學設計過程也可以看成復雜適應性系統(tǒng)，教師、學習者、技術人員和管理人員都是該系統(tǒng)內(nèi)的適應性主體。在教學設計過程中，主體之間、主體與周圍環(huán)境相互作用和影響，更加關注教師與學習者互動作用，學習者學習需求和風格的多變性以及教學評價的動態(tài)性和實時性。因此，我們可以用 CAS理論4個基本特性和3個基本機制來描述網(wǎng)絡課程的教學設計過程：

1.設計的聚集

網(wǎng)絡課程的討論區(qū)和學習小組是學習者的聚集，教師主導的練習與測試、教學資源使用和學習評價等教學環(huán)節(jié)是教學活動的聚集，通過多媒體形式制作的教學資源則實現(xiàn)了知識內(nèi)容的聚集。

2.設計的非線性

由于學習者在網(wǎng)絡環(huán)境下開展學習活動的學習時間是分散和不確定的，因此在教學內(nèi)容的組織和傳遞上需要更多考慮學習者的學習需求和認知水平，強調(diào)學習者主體的自主能動性，通過設計和開發(fā)在線學習支持應用幫助學習者自主構(gòu)建網(wǎng)絡學習環(huán)境。

3.設計的流

通過多媒體技術制作的教學資源在教師和學習者之間進行傳遞和共享，并產(chǎn)生教學評價和反饋，主體與環(huán)境的交互影響將以此為依據(jù)進行自我適應和改進行為方式。優(yōu)質(zhì)的教學資源往往利用率較高，一般或者較差的教學資源則使用較少甚至被淘汰。

4.設計的多樣性

由于學習者在學習心理、教育背景、行為方式、學習風格等各個方面具有不同的特點和差異，這些不同之處會影響學習者在網(wǎng)絡課程中的學習效果，在與教學人員和網(wǎng)絡課程的相互作用和影響過程中，學習效果的差異會放大。

5.設計的基本機制

分為標志、內(nèi)部模型和積木，標志包括用戶身份、用戶編號和個人信息等，便于信息傳遞、識別和選擇；內(nèi)部模型包括教師和學習者的認知水平和知識結(jié)構(gòu)，以及對網(wǎng)絡課程教學互動的預判和規(guī)則，并根據(jù)使用效果和經(jīng)驗做出的自我行為適應和修正；積木則是由基本主體通過各種方式組合，積木的特性由組合的主體特性決定，包括教育背景、性格經(jīng)歷、年齡結(jié)構(gòu)、制度規(guī)則、教學策略等都屬于積木概念范圍。

圖1 網(wǎng)絡課程教學設計的主體

（二）基于CAS理論網(wǎng)絡課程教學團隊建設

與傳統(tǒng)課程教學團隊相比，遠程教育課程教學團隊具有組成成分多樣化，交流溝通平臺虛擬化，評價激勵機制復雜化等特點（尹志英等，2012）。從CAS理論觀點來看，網(wǎng)絡課程教學團隊具有多個適應性主體，主體成員構(gòu)成多樣和復雜，如教育背景、學歷、經(jīng)歷、職稱和分工等屬性不同，主體成員與網(wǎng)絡課程相互作用和影響，遵循一般的刺激—反應模式，可以看成是復雜適應性系統(tǒng)。

1.教學團隊成員構(gòu)成

包括課程責任教師、課程輔導教師、教育技術專家、技術開發(fā)人員、教學設計人員、課程管理人員以及學習支持服務人員等組成。按照CAS的演變過程，主體通過聚集可以形成更高一級的主體——介主體（meta-agents），這個過程重復循環(huán)后，就形成更為復雜的層次組織。因此整個網(wǎng)絡課程教學團隊又可以往下細分為課程責任教師和教育技術專家為主的教學研究團隊；技術開發(fā)人員和教學設計人員為主的課程建設團隊；課程輔導教師、管理人員和學習支持服務人員則屬于課程管理團隊。其中教學研究團隊在其他兩個子團隊中起到溝通協(xié)調(diào)的作用，是整個網(wǎng)絡教學團隊的關鍵點。

2.教學團隊工作模式

在CAS理論的指導下，課程責任教師和教育技術專家綜合考慮學習者個體差異和認知水平后，對學習者進行學習需求分析、知識體系建構(gòu)和教學目標的確定，并對學習者進行合作競爭式分組，幫助學習者在網(wǎng)絡課程中構(gòu)建在線學習環(huán)境，為每一小組設計和制定教學策略、教學資源和學習支持應用，組織和安排網(wǎng)上教學活動，與學習者進行溝通和互動；而課程建設團隊根據(jù)課程教學團隊的需求和反饋，開發(fā)相應的教學資源和課程支持應用，為網(wǎng)絡課程搭建技術平臺；課程管理團隊則是開展網(wǎng)上教學活動和學習支持服務的主力軍，在教學管理過程中也起到重要作用。三個團隊在網(wǎng)絡教學過程中根據(jù)學習者反饋和教師評價，相互做出適應和調(diào)整，目的是讓學習者盡可能處于最佳學習狀態(tài)，提升網(wǎng)絡課程的教學質(zhì)量。在網(wǎng)絡課程教學團隊這個復雜適應性系統(tǒng)中，每個主體都得到最大限度的發(fā)展，[12]其工作模式如圖2所示。

圖2 基于復雜適應性主體教學設計工作模式

3.教學團隊溝通與激勵機制

霍蘭德將主體的學習過程表述為：“接受刺激——做出反應——得到反饋——修正規(guī)則——提高適應度（fit—ness）”。網(wǎng)絡課程教學團隊作為一個復雜適應性系統(tǒng)，由大量適應性主體（教學、技術和管理人員）構(gòu)成，主體之間以及主體和網(wǎng)絡課程之間存在著復雜的非線性相互作用。[13]運轉(zhuǎn)互動良好的團隊功能可以產(chǎn)生優(yōu)于單個主體功能之和，通過相互之間的溝通和交流來實現(xiàn)教學目標，進而產(chǎn)生網(wǎng)絡教學的涌現(xiàn)現(xiàn)象，本質(zhì)上是由簡入繁。[14]因此，網(wǎng)絡課程教學團隊溝通與激勵機制是動態(tài)和開放的，首先要建立線上線下的溝通方式和激勵機制，了解和明確每個團隊的需求和反饋，然后根據(jù)其他團隊成員的行為和網(wǎng)絡環(huán)境的變化不斷調(diào)整網(wǎng)絡課程建設規(guī)則，以此提升各個主體的復雜適應性。

4.教學主體基本行為模型

網(wǎng)絡課程的教學活動主要分為“教”與“學”兩個環(huán)節(jié)，由于教師與學習者時空分離，可以實時或者非實時開展教學活動，其中教師主導的“教”主要包括教學資源建設和在線學習互動指導，是教學研究團隊、課程建設團隊和課程管理團隊相互作用和影響來開發(fā)和實施的；以學生為主體的“學”主要包括獲取網(wǎng)絡課程的教學資源和使用相應學習支持服務，是由教學研究團隊和課程管理團隊提供的。其基本行為模型如圖3所示。

圖3 基于CAS理論網(wǎng)絡課程教學主體基本行為模型

由此可見，教學研究團隊在整個網(wǎng)絡課程教學活動中的地位和作用顯得尤為重要，將網(wǎng)絡課程的管理者、建設者和學習者等連接起來，是信息傳遞和處理的關鍵部分。

四、結(jié)束語

將CAS理論的相關概念運用到開放教育網(wǎng)絡課程建設的教學設計、教學團隊建設和資源建設等方面，更多考慮教學媒體資源表現(xiàn)形式的適用性和易用性，制定以學習者為主體的教學策略，對具體的課程內(nèi)容進行設計和分析，強調(diào)課程內(nèi)容呈現(xiàn)形式的多樣性，有利于組織網(wǎng)絡教學和學生自主學習，有效提高網(wǎng)絡教學效果。但還存在不足之處，例如對網(wǎng)絡課程教學復雜性的根源、動力機制、交互影響和教學路徑等方面缺少深入研究，在今后的研究工作中將有待于改進和完善。

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（責任編輯：李影丹）

Research of Open Education Network Curriculum from the Perspective of Complex Adaptive System Theory

WEI Shu-ling
（Guangxi Open University,Teaching Resources Center,Nanning,Guangxi 530022）

Based on the analysis of the current situation and internal subject of the development of the open education network curriculum,this paper discusses the resources construction,teaching design,interaction,evaluation methods and learning support services in the process of network teaching.In this paper,the complex adaptive system theory is introduced from a new perspective to explore and examine the nature and problems of open education network curriculum,and to provide newideas and solutions for the teaching problems in the course construction.

CAS theory;complex adaptability;network course;open education

G434

A

1008—7427（2017）04—0003—05

2017—04—20

2016年度廣西廣播電視大學校內(nèi)項目“泛在學習環(huán)境下微課程的教學模式和應用效果研究”（KY2015YB336）。

韋書令（1984—），男，廣西南寧人，碩士，廣西廣播電視大學教學資源中心助理研究員，研究方向：信息技術與遠程教育。