基于協(xié)同論的課程組演變機(jī)理分析

楊 坦，高蘇蒂，蔣亞龍，吳 睿

(1.安徽新華學(xué)院 土木與環(huán)境工程學(xué)院，合肥 230088；2.安徽新華學(xué)院 大學(xué)生素質(zhì)教育研究中心，合肥 230088;3.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230026)

近些年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化，人才供給和社會需求關(guān)系也在發(fā)生著巨變，體現(xiàn)在高校畢業(yè)生工程實(shí)踐能力較差，同時(shí)企業(yè)對技能型和創(chuàng)新型人才需求量劇增，高校畢業(yè)生不能滿足企業(yè)對人才素質(zhì)的要求。面對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢和國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，很多高校及時(shí)對其人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了調(diào)整，更加突出學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，與此同時(shí)，高校辦學(xué)過程中越來越重視特色發(fā)展，以求在高校人才培養(yǎng)競爭活動(dòng)中“錯(cuò)位爭先”。課程建設(shè)作為人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，對人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的實(shí)施起到至關(guān)重要的作用，然而，目前中國高校課程的設(shè)置主要是以專業(yè)相關(guān)的多門課程組合的形式進(jìn)行建設(shè)，在教學(xué)計(jì)劃的編排過程中多以專業(yè)人才培養(yǎng)為核心，以高等教育專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會推薦課程為基礎(chǔ)，結(jié)合高校自身特色進(jìn)行課程建設(shè)[1]。這種課程建設(shè)方式在很長一段時(shí)間內(nèi)促進(jìn)了中國高等教育發(fā)展，但是隨著高校擴(kuò)招以及社會力量辦學(xué)的迅速發(fā)展，這種課程建設(shè)方式已經(jīng)越來越不能滿足人才培養(yǎng)的需求。為了解決課程建設(shè)滯后的問題，相關(guān)教育工作者做了大量的工作，其中效果最為顯著的就是用協(xié)同論觀點(diǎn)指導(dǎo)課程組建設(shè)實(shí)踐。例如，張敏[2]采用了協(xié)同學(xué)理論對高校數(shù)字課程群建設(shè)進(jìn)行了分析，得出數(shù)字課程群建設(shè)應(yīng)體現(xiàn)系統(tǒng)性、學(xué)生主體性、充分交叉和分工協(xié)作性的特點(diǎn)；林曉玲[3]采用創(chuàng)新實(shí)踐視角對包括“學(xué)科群”、“通識型”、“實(shí)踐性”課程體系的跨學(xué)科課程改革研究；曾玉妍[4]將“自組織性”觀點(diǎn)引入物理教學(xué)案例分析中，通過分析序參量的變化，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的自組織性發(fā)展，以完成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的更新；吳延強(qiáng)[5]在對遵義師范學(xué)院電工技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)分析后，提出教師在教學(xué)過程中要處理好“繼承與創(chuàng)新”“內(nèi)容多與課時(shí)少”“教與學(xué)”“學(xué)與用”之間的關(guān)系；王超[6]在地方高校課程教學(xué)協(xié)同創(chuàng)新研究中提出高校應(yīng)強(qiáng)化管理創(chuàng)新，成立專門指導(dǎo)服務(wù)組織，加大宏觀調(diào)控力度，推動(dòng)高校之間，高校與科研院所、企業(yè)、政府之間的協(xié)同創(chuàng)新，解決研究協(xié)同創(chuàng)新進(jìn)程中的各種問題。這些研究都認(rèn)識到協(xié)同論對課程組建設(shè)的指導(dǎo)性作用，但是在實(shí)踐過程中，因?yàn)閷φn程組演變的機(jī)理研究不足，出現(xiàn)了課程整合過程中盲目性較大，課程組構(gòu)成要素的選擇及課程組建設(shè)方向缺乏科學(xué)性等現(xiàn)象。因此，有必要對課程組的演變機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)性分析。

1 課程組演變的機(jī)理分析

1.1 課程組的定義及其特征分析

根據(jù)“工程控制論”中有關(guān)系統(tǒng)的定義，可以對課程組這一復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行定義，即課程組是由相互作用和相互依賴的若干個(gè)課程組合而成的具有滿足知識教學(xué)和學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求功能的有機(jī)整體。課程組建設(shè)有別于單個(gè)課程建設(shè)思路，采用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，通過將內(nèi)容聯(lián)系緊密、內(nèi)在邏輯性強(qiáng)、屬于同一培養(yǎng)范疇的一類課程進(jìn)行整合，形成一種綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程體系，促進(jìn)了課程內(nèi)容之間的相互融合，弱化了課程結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性，同時(shí)強(qiáng)化了課程之間的親和性，使課程之間的連貫性得到加強(qiáng)。

由以上定義可以看出課程組系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有整體性、目的性、相關(guān)性和動(dòng)態(tài)性等特征[7]。

(1)整體性。課程組系統(tǒng)由若干個(gè)課程組合而成，各門課程之間是相互聯(lián)系的，且教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)服從實(shí)現(xiàn)知識教學(xué)和學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)這一最優(yōu)目標(biāo)的需求。雖然課程組各門課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法存在著差異，但它們通過綜合、統(tǒng)一形成的整體就具備了新的特定功能，即課程組是作為一個(gè)整體來實(shí)現(xiàn)其功能的。

(2)目的性。課程組系統(tǒng)的目的性體現(xiàn)在內(nèi)部各門課程的組合并非簡單的疊加和拼湊，而是通過組合來實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果。為了達(dá)到課程組系統(tǒng)的既定目標(biāo)，必須在課程組建設(shè)的周期內(nèi)，對各門課程及其內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制。目的性是課程組組建和發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力，為此而進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制都是促進(jìn)系統(tǒng)演變的措施。

(3)相關(guān)性。構(gòu)成課程組系統(tǒng)的各要素之間、要素與課程組系統(tǒng)之間都存在著相互聯(lián)系、相互依賴、相互作用的特定關(guān)系，體現(xiàn)在當(dāng)系統(tǒng)要素出現(xiàn)某種程度的波動(dòng)，將會引發(fā)更大范圍要素的長鞭效應(yīng)，進(jìn)而改變系統(tǒng)原有的穩(wěn)定狀態(tài)。

(4)動(dòng)態(tài)性。課程組系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性指的是構(gòu)成系統(tǒng)的要素狀態(tài)不是靜止不變的，相反的這種狀態(tài)隨著外部環(huán)境條件的變化，會出現(xiàn)潮汐現(xiàn)象，并反映在系統(tǒng)內(nèi)要素的數(shù)量、分類及功能的變化。同時(shí)，這種動(dòng)態(tài)性也是導(dǎo)致課程組系統(tǒng)漲落的根本原因。

1.2 協(xié)同論的相關(guān)概念及基本思想

協(xié)同論是德國物理學(xué)家H.Haken創(chuàng)立，主要研究遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)在與外界有物質(zhì)或能量交換的情況下，如何通過系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)同作用，自發(fā)地出現(xiàn)時(shí)間、空間和功能上的有序結(jié)構(gòu)。

1.2.1協(xié)同論相關(guān)概念分析

協(xié)同論包含了3個(gè)基本概念：序參量、漲落和自組織性[8]。

序參量來源于子系統(tǒng)間的協(xié)作，同時(shí)又起到支配子系統(tǒng)行為的作用，它控制著系統(tǒng)的演變過程、決定了系統(tǒng)演變的方向和子系統(tǒng)之間的有序程度。其中，子系統(tǒng)之間的協(xié)作產(chǎn)生宏觀的有序結(jié)構(gòu)。通常情況下，復(fù)雜系統(tǒng)中存在多個(gè)序參量，各序參量在對系統(tǒng)演變過程控制活動(dòng)中產(chǎn)生博弈，并通過協(xié)作產(chǎn)生對系統(tǒng)演變結(jié)果產(chǎn)生合成作用，共同決定系統(tǒng)最終結(jié)構(gòu)。

漲落是在系統(tǒng)演變過程中相對平衡狀態(tài)的偏離情況，是系統(tǒng)演變的動(dòng)力。

自組織是在一定的環(huán)境條件下，由系統(tǒng)內(nèi)部自發(fā)組織起來，并通過各種形式的信息反饋來控制和強(qiáng)化這種組織的結(jié)果。

1.2.2協(xié)同論基本思想

協(xié)同論基本思想包含2個(gè)層次，即一方面認(rèn)為任何復(fù)雜系統(tǒng)都有若干相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，且各子系統(tǒng)之間的協(xié)作呈現(xiàn)非線性特征；另一方面開放系統(tǒng)之間的協(xié)作的結(jié)果是產(chǎn)生微觀個(gè)體層面上不存在的新結(jié)構(gòu)和功能。其本質(zhì)是開放系統(tǒng)的演變是一個(gè)持續(xù)的有序化的自組織過程。

2 課程組演變的協(xié)同論分析

2.1 課程組自組織協(xié)同的原理

課程組作為一種復(fù)雜自組織系統(tǒng)，具有交流過程開放、演變過程非線性和突變性以及演變結(jié)果的漲落現(xiàn)象等特征，存在自組織現(xiàn)象。根據(jù)協(xié)同理論，課程組自組織協(xié)同即在系統(tǒng)內(nèi)部和外界因素的相互作用下，內(nèi)部課程內(nèi)容、教學(xué)資源等要素的某些偏離課程教學(xué)穩(wěn)定的漲落得到放大，從而導(dǎo)致課程組系統(tǒng)中產(chǎn)生更大幅度的變化，進(jìn)一步推動(dòng)課程組系統(tǒng)從舊的穩(wěn)定狀態(tài)向更高級別的平衡狀態(tài)有序演變。首先，課程組系統(tǒng)在演變過程中與外界因素之間不斷發(fā)生著物質(zhì)、能量和信息的傳遞，這說明課程組系統(tǒng)具有開放性；其次，課程組系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡中，系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)與外界的相互作用會引發(fā)系統(tǒng)序參量的漲落，當(dāng)漲落達(dá)到突變臨界點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)演變過程會發(fā)生突變，即演變過程。漲落達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)將會引起系統(tǒng)演變過程的突變，系統(tǒng)將產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)；最后，課程組系統(tǒng)各要素之間的相互作用并非單向的，而是存在較為復(fù)雜的非線性特征，這進(jìn)一步改變系統(tǒng)演變方向，使系統(tǒng)趨向更高級別的新的平衡狀態(tài)。

2.2 課程組系統(tǒng)演變過程分析

課程組系統(tǒng)演變過程如圖1所示。在初期，多門課程之間相對獨(dú)立的完成人才培養(yǎng)的任務(wù)，課程之間是相對獨(dú)立發(fā)展的。隨著社會對人才需求的變化和應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，舊的課程體系無法滿足新環(huán)境下的人才培養(yǎng)需求，課程之間的相關(guān)性逐漸凸顯，并逐步形成課程組。此時(shí)課程組內(nèi)部需求變化促使系統(tǒng)原有平衡狀態(tài)被打破，系統(tǒng)狀態(tài)出現(xiàn)漲落。隨著漲落的不斷累積，當(dāng)達(dá)到臨界值時(shí)，即出現(xiàn)突變效應(yīng)，并產(chǎn)生新的課程組結(jié)構(gòu)，課程組系統(tǒng)重新進(jìn)入新的更高層次的平衡態(tài)。

3 課程組演變過程的動(dòng)力學(xué)分析

系統(tǒng)科學(xué)的本質(zhì)是對系統(tǒng)內(nèi)部與外界之間的交流以及系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成要素之間的融合與排斥現(xiàn)象進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，研究其動(dòng)力學(xué)特征，并認(rèn)為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)是在其狀態(tài)空間中，由一個(gè)平衡態(tài)向另一個(gè)平衡態(tài)的遷移，且這種遷移并非瞬時(shí)完成的，而是需要經(jīng)歷一個(gè)相對復(fù)雜的非線性變化過程。課程組系統(tǒng)的演變也是一個(gè)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過程，具有動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)，同樣可以采用動(dòng)力學(xué)理論和方法進(jìn)行研究。

假設(shè)課程組演變過程用X(t)表示，其狀態(tài)函數(shù)是由課程組系統(tǒng)內(nèi)部因素M1和外部因素,M2構(gòu)成，如式(1)所示。

X(t)=f(M1,M2)

(1)

其中M1由課程內(nèi)容、教學(xué)資源的分配、教材建設(shè)活動(dòng)、課程組(群)建設(shè)效果評價(jià)體系等子系統(tǒng)構(gòu)成；M2包括教學(xué)思想和目標(biāo)的確立、教師的教學(xué)活動(dòng)、學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、企業(yè)和行業(yè)的人才需求、社會對公民素質(zhì)的期望等。為了方便分析，將兩個(gè)因素進(jìn)行整合，并定義其綜合變量為M。根據(jù)協(xié)同輪觀點(diǎn)可知，課程組的演化過程是一個(gè)經(jīng)過前期緩慢增長到突變漲落直至達(dá)到新平衡的過程，可將課程組定義為“課程組生態(tài)系統(tǒng)”，即課程組會像一般生物群落一樣，經(jīng)過“出生—指數(shù)增長—穩(wěn)定”的變化達(dá)到新的平衡態(tài)。因此，“課程組生態(tài)系統(tǒng)”的演變過程滿足“S”型曲線(logistics曲線)[9]的發(fā)展規(guī)律，其函數(shù)微分表達(dá)式為：

(2)

其中，k為系統(tǒng)特征系數(shù)，r=kM為系統(tǒng)特征函數(shù)，受到系統(tǒng)特征和綜合變量M的共同影響(下同)。

對(2)式進(jìn)行數(shù)學(xué)變化和推導(dǎo)，可以得出：

(3)

其中，c為積分常數(shù)。

對式(3)分別進(jìn)行一階求導(dǎo)，得到式(3)：

(4)

由圖2可知，課程組系統(tǒng)演變初期，即形成期(t0-t1)，系統(tǒng)的漲落較小，演變過程較為平緩，體現(xiàn)在課程組內(nèi)部各門課程內(nèi)容基本滿足人才培養(yǎng)需求，僅對教學(xué)內(nèi)容做適當(dāng)微調(diào)；隨著人才培養(yǎng)需求的變化，課程組系統(tǒng)進(jìn)入快速成長期(t1-t3)，課程組內(nèi)部分課程內(nèi)容較為滯后，已經(jīng)無法滿足人才培養(yǎng)需求系統(tǒng)演變過程出現(xiàn)突變(t2)；當(dāng)課程組內(nèi)部課程整合完成后，系統(tǒng)產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)，并在自組織活動(dòng)中逐漸進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。

4 課程組演變機(jī)理對課程組建設(shè)的啟示

課程組作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，其構(gòu)成要素錯(cuò)綜復(fù)雜，呈現(xiàn)明顯的非線性系統(tǒng)的特征，其演變機(jī)理表明課程組形成和演變過程過程分為形成期、快速成長期、突變期和新結(jié)構(gòu)平衡期4個(gè)階段。同時(shí)在突變期存在者明顯的突變點(diǎn)，體現(xiàn)在課程組內(nèi)部分課程發(fā)展滯后，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前階段人才培養(yǎng)要求，雖然此時(shí)課程組系統(tǒng)演變過程仍然呈現(xiàn)上升趨勢，但其演變速率曲線出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，課程組演變速率下降曲線，這種現(xiàn)象對課程組的演變的作用是制約的，如不能及時(shí)采取措施予以處理，將會導(dǎo)致課程組演變趨于停滯，考慮到人才培養(yǎng)計(jì)劃應(yīng)適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的某種需求，這種停滯可能產(chǎn)生的后果是教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)，最終不能適應(yīng)人才培養(yǎng)需求的變化。

以安徽新華學(xué)院安全工程專業(yè)課程組[10]為例，當(dāng)前安全工程專業(yè)的人才培養(yǎng)需求主要以滿足建筑行業(yè)安全生產(chǎn)需求的出發(fā)點(diǎn)的，在課程組設(shè)置時(shí)細(xì)化為“安全工程專業(yè)技術(shù)類課程組”、“建筑安全類課程組”和“安全管理法規(guī)類課程組”，主要培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新能力強(qiáng)，能從事工程項(xiàng)目現(xiàn)場安全技術(shù)和管理、建筑安全檢測、生產(chǎn)企業(yè)安全管理、安全評價(jià)、咨詢等安全技術(shù)與管理的高級應(yīng)用型人才。這種設(shè)置在現(xiàn)階段是能夠促進(jìn)人才培養(yǎng)的，但是隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其是“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，安全工程專業(yè)國際化水平不斷提高，其人才培養(yǎng)目標(biāo)必然會逐步與國際接軌，這對人才的國際化視野和適應(yīng)國際型企業(yè)的安全管理的需求會提出更高的要求，具體體現(xiàn)在畢業(yè)生應(yīng)當(dāng)具備較高的外語水平和進(jìn)行安全文化建設(shè)的能力，此時(shí)，現(xiàn)有的課程組設(shè)置已無法適應(yīng)這種變化。為適應(yīng)變化，該校探索了一條新的路徑，一方面對現(xiàn)有課程組設(shè)置進(jìn)行了優(yōu)化，在原安全管理法規(guī)類課程組基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了其內(nèi)容，以選修課程的形式增加了“安全文化學(xué)”“安全哲學(xué)”課程；另一方面以雙語教學(xué)形式進(jìn)行“安全系統(tǒng)工程”和“土木工程材料”教學(xué)實(shí)踐，并與國際教育學(xué)院合作，開展安全工程專業(yè)國際教育。目前這種改革已經(jīng)取得階段性成果，畢業(yè)生入職美國DOW化學(xué)、CATERPILLAR等國際化企業(yè)從事職業(yè)安全管理工作的比例有所上升，并有部分畢業(yè)生參與了West Virginia University等高校的交換生項(xiàng)目。

綜上所述，課程組演變機(jī)理對課程組建設(shè)的啟示主要有以下幾點(diǎn)：

(1) 課程組建設(shè)的應(yīng)以滿足人才培養(yǎng)需求為目標(biāo)。課程組演變的不同階段是以人才培養(yǎng)需求為指標(biāo)的，這是判斷課程組改革需要的依據(jù)。

(2) 課程組改革的時(shí)間點(diǎn)應(yīng)先于課程組演變的突變點(diǎn)。對高校而言，人才培養(yǎng)是一個(gè)周期性活動(dòng)，當(dāng)課程組建設(shè)不能滿足人才培養(yǎng)需求時(shí)，可以在下一個(gè)周期里進(jìn)行調(diào)整，但對學(xué)生而言，在校期間的教育是一次性活動(dòng)，課程組建設(shè)的滯后所帶來的后果是難以彌補(bǔ)的，因此在課程組建設(shè)過程中應(yīng)慎重選擇改革的時(shí)間點(diǎn)，先于課程組演變的突變點(diǎn)。

(3) 課程組改革應(yīng)以解決社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的問題為導(dǎo)向。人才培養(yǎng)質(zhì)量的優(yōu)劣最終是以畢業(yè)生能否滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求為評價(jià)指標(biāo)的，而社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對人才的需求是多方面的，既要求人才能夠適應(yīng)工作崗位的職業(yè)素養(yǎng)，又要求人才能夠具備創(chuàng)新意識和能力。課程組改革是促進(jìn)人才培養(yǎng)改革的落腳點(diǎn)，應(yīng)滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，培養(yǎng)具有德性、思想性和創(chuàng)新性品質(zhì)的優(yōu)秀人才，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

(4) 課程組改革應(yīng)因時(shí)、因地而進(jìn)行，形式應(yīng)體現(xiàn)多樣性。中國高校布局地域跨度大，各高校發(fā)展的層次差異明顯，無法采用一種模式進(jìn)行課程組改革，這要求高校應(yīng)充分分析自身優(yōu)勢和地方發(fā)展需求，采取不同形式進(jìn)行課程組改革。

5 結(jié)論

在對課程組系統(tǒng)演變過程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，可以發(fā)現(xiàn)，課程組具有較為明顯的協(xié)同特點(diǎn)。課程組的演變一方面受到外部社會對人才需求特點(diǎn)的影響，另一方面也受到內(nèi)部課程之間的協(xié)同競爭狀況的制約，其中內(nèi)部因素的影響最終落實(shí)在人才培養(yǎng)特點(diǎn)的變化，即漲落，其本質(zhì)是課程組為適應(yīng)外部環(huán)境的變化而進(jìn)行了自組織活動(dòng)，這是課程組演變的動(dòng)力所在。為了使課程組的演變進(jìn)入良性循環(huán)，課程組建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)重視外部因素的影響，同時(shí)也不能忽略課程組內(nèi)容因素的協(xié)同競爭特點(diǎn)。一方面課程組的形成過程中應(yīng)充分調(diào)研社會對專業(yè)人才的需求，為課程組建設(shè)營造良好的外部環(huán)境，另一方面要充分整合課程教學(xué)資源，精煉教學(xué)內(nèi)容，打造課程組特色，充分發(fā)揮課程組的自組織性，引導(dǎo)課程組盡快擺脫低層次的穩(wěn)定狀態(tài)，向更高層次的平衡狀態(tài)發(fā)展。此外，因?yàn)槿狈Τ浞值难芯繑?shù)據(jù)，本文對影響課程組演變的具體內(nèi)外部因素分析并未充分展開，也未對各因素的影響程度進(jìn)行研究，后續(xù)研究可以此為切入點(diǎn)開展，以達(dá)到更好的效果。