第七节 自构建学习理论
 

 

  由于学习过程就是旧有的信息运动模式解体而为新的信息运动模式所取代,并且这个新信息运动模式是学习者自身通过信息运动的自组织效应建立起来的,所以我们就把这种研究结果叫做自构建学习理论。这一理论体系的特征是以信息和信息运动为基础,在当代非线性科学成果的直接影响和推动之下,对人际信息运动(传播现象)和学习现象进行一体化处理,在唯象的层面上对人际信息运动和学习现象作出了动力学机制上的解释,并以此构成自洽的概念体系。此外对标志学习结果的能力进行了层次划分,并提出了相应的教学设计措施。笔者前期的合作者之一,青年学者铁新 成 先生提出了该理论的英语名称为 Self-building learning theory 。

  从我们在导言中已然明确教育之所以可能的基础就在于人类自身的学习能力。因此,教育结果就是受教育者的学习结果。自构建学习理论虽然是从课程教学这一具体问题入手展开研究,不过,作为学习理论就不再针对这个特定学习领域,而是面向一切学习过程。这就是说,自构建学习理论适用于全部教育现象。

  自构建学习理论从信息论的角度阐明了教育结果就是人体内通过自组织效应所建立起来的如同计算机程序流程那样一种稳定的有序结构。不过这个结构决非二维,而是多维,并且相互嵌套。这样,在运行时就可以依据反馈信息提供的实际情况即时激活或启动相关的信息运动程序,以适应这些情况。

  这里需要说明自构建学习理论提出的情况。我们都是理工科专业课程的教师,改进、提高教学质量是我们的本职工作。在研究改进自己教学工作中,感到主要的困惑就是学习者怎么就从不会到会,从不明白到明白。厘清这个问题将使我们可以主动地、有计划地组织安排我们的教学实践,从而摆脱那种凭感觉行事的盲目被动状态。为此就需要学习教育技术学的有关文献。在当时我们所能看到的诸如行为主义学习理论、认知学习理论和正在美国流行的 Constructivism 学习理论等文献中都没有找到能解惑释疑的答案,尤其是找不到以信息及其运动的观念所做出的答案。正因为如此,我们也就别无它顾地沿着这个方向追索下去了。在我们找出了相应的答案以及教学上的操作框架之后才惊诧地发现不知不觉之中竟然走到了这般地步。就研究方向而言,我们也正是解决教学实践的具体困难和思想困惑过程中既可以说“不知不觉”地,也可以说“身不由己”地进入到对学习问题作一般意义研究的领域,而且走到了这个地步。这个状况确实是始料不及的。这明明是一种对科学研究潜规则的僭越和背叛,但是都无可挽回了。

  从1998年我们公开发表自构建学习理论的六年多来,[25] 我们一直在教学实践中和与其它有关文献的比照中反复推敲这个理论体系以检验该理论的正确性,结果并没有发现需要进行哪些本质上的修改和订正。所以在上面所阐述的概念体系在原则上和1998年发表的内容没有改变。

  起初我们只是为了解决自己教学上的问题和困惑而别无它顾地进行研究,在这个过程中必然出现检索文献的疏漏。我觉得其中主要的疏漏就是当时没有仔细学习研究瑞士哲学家皮亚杰( Jean Piaget 1896-1980 )的著作,特别是没有阅读他写的《发生认识论原理》( The principles of genetic epistemology )。在中国教育学科前辈学者,皮亚杰嫡传弟子 李秉德 教授的提示下,我在 2000 年和 2004 年两度阅读了皮氏的这一著作。第二次阅读是在阅读中国哲学家李泽厚的《批判哲学的批判》中由于李泽厚引用皮亚杰的著作而进行的。皮亚杰从研究教育心理学拓展到哲学认识论是顺理成章的。学习过程就是认识过程,只不过学校教育是个在效益和效能上经过优化的认识过程而已。我第一遍阅读这本篇幅不算大的著作时只着重从他提出的 Schema , Assimilation , Accommodation 把皮亚杰的阐述作为教学理论来理解。在对照我们提出的自构建学习理论之后发现,我们的理论和皮亚杰的教学理论应该说是并行不悖,所以还无须放弃自构建学习理论。其实,把皮亚杰的发生认识论只当作学习或教学理论来阅读的方向就不对,必然遗失最重要的信息。这是我在阅读了李泽厚撰写的《批判哲学的批判》[26] 之后才认识到这一点,于是又重新阅读皮亚杰的《发生认识论》。

  皮亚杰指出:“ 认识既不能看作是在主体内部结构中预先决定了的——它们起因于有效的和不断的建构;也不能看作是在客体的预先存在着的特性中预先决定了的,因为客体只是通过这些内部结构的中介作用才被认识的,并且这些结构还通过把它们结合到更大的范围之中(即使仅仅把它们放在一个可能性的系统之内)而使它们丰富起来。换言之,所有认识都包含有新东西的加工制作的一面,而认识论的重要问题就是使这一新材料的创造和下述的双重性事实符合一致,即在形式水平上,新项目一经加工制作出来就立即被必然的关系连结起来;在现实水平上,新项目,而且仅仅是新项目,才使客观性成为可能。 ”[27] 就如李泽厚所说,认识“存在于主体的行动、操作对客观世界的不断构造的结构之中。”[28] 皮亚杰指出“认识是一种不断的构造。”如果说用我们提出的自构建学习理论去诠释或解读皮亚杰的论述,那么这种构造就是信息运动模式。李泽厚指出:“皮亚杰主张的结构是开放的和不断发展的…他注意了动作、操作在形成人的逻辑思维和整个开放性的认识结构中的巨大基础作用,为科学具体地阐明认识的起源和发展提供了重要的唯物主义的基础。”[29] 在动作、操作中必然会出现反馈信息,也正是这个反馈信息的作用使这个信息运动模式得以建立起来。皮亚杰指出:“认识的获得必须用一个将结构主义( Structurism )和建构主义( Constructivism )紧密地连结起来的理论来说明,也就是说,每一个结构都是心理发生的结果,而心理发生就是从一个较初级的结构转化为一个不那么初级的(或较复杂的)结构。”[30] 皮亚杰提出认识是心理发生 ( Genetic )的结果。从我们使用信息的动力学观念说这就是信息运动导致的自组织效应的结果。 从认识论的视点看,他提出的 Schema , Assimilation , Accommodation 就不再局限于教育教学而是他所主张的认识的发生( Genetic )过程的阶段。

  自构建学习理论与其说是一种独立的学习理论不如说成是从信息的动力学观点对皮亚杰思想的一种解读或诠释。由于我们以信息的动力学观念可以明确地解释皮亚杰的论述,而且没有发现任何抵牾之处,反过来用皮亚杰的论述批判地审视我们提出的理论也没有发现原则上有有什么悖逆之处,这样,我们提出的自构建学习理论的信心比较坚定,心情上变得塌实了。自构建学习理论最大的缺陷就是缺乏皮亚杰理论所拥有的大量实验心理学的实证基础。由于这种双向解释的成功,可以说皮亚杰建立其发生认识论所进行的大量的实验心理学的工作也就能够成为自构建学习理论的实践基础。在我们提出和完善这个概念体系过程中没有阅读过皮亚杰的著作,从这种情况看,自构建学习理论有原创的意义。究其侥幸成功的原因可能是由于主导我们的,对人体信息运动的动力学观和皮亚杰从发生( Genetic )的角度研究认识论之间逻辑相似。

  国内外一些学者对人的思维问题也从信息及其运动的观点予以研究。德国学者迈因策尔撰写的《复杂性中的思维:物质、精神和人类的复杂动力学》应该说是一本贴近主题的学术著作了。他提出:“耗散结构是复杂系统的一个基本概念,它们在本书中被用来为自然科学和社会科学的过程建立模型。”“复杂系统探究方式的一种重要洞见是揭示了整体系统的突现效果不可能还原成单个元素的系统效果。从哲学上看,整体大于其部分的和。因此,对于大脑的纯粹的自下而上的探索策略是注定要失败的。”[31] 从哲学上说,迈因策尔的见解富于启发性,不过,就探索思维而言,他并没有提出如何把耗散结构观念应用于人体信息系统运动中来的具体途径。此外,迈因策尔提出“每一层都可以用决定其特定结构的序参量来标志,序参量是相应的特定等级层次的子系统的复杂的相互作用所引起的。”[32] 这些都是很重要的,富于启发性的见解。不过,迈因策尔使用的是类比。从研究方法而论,类比无疑是重要的,不过类比也具有研究历程中的过渡性质。借助于类比把研究工作深入到另外一个阶段或层次,这在科学史上这种事例甚多。不过,迈因策尔虽然提出了序参量( order parameter ),可是他并没有具体给出这里的序参量到底是哪个以及相应的测量途径和测量程序,于是,迈因策尔的陈述就只能是富于启发性的说法了。

  靳蕃在其编著的《神经计算智能基础 原理·方法》中提出“人类大脑是在漫长的进化年代里经过激烈的自然选择和生存竞争而演化成今天的模式,它是高度非线性的、远离平衡态的开放性的自适应系统。按照耗散结构的观点,远离平衡态的耗散结构,就可以成为有序性的系统稳定结构。脑是与外界有信息和能量交换的开放系统,输出熵大于自身产生的熵,于是通过自组织走向有序化。”[33] 这种见解当然比迈因策尔的说法迈进了一大步。可是这种见解只是勾画出大体的研究指向和研究轮廓,没有展开。也就是没有用上述观念展开对大脑信息运动进行研究。

        我们的工作决不是从信息运动的观点研究学习现象的始作俑者,而是很早就有人进行了。这里有两个并行的,而且发生相互影响的对学习问题的研究过程需要提出来。由于学习内容的多样性导致提出很多中有针对性的教学和学习模式以便提高学习效率和效益,如通过实例学习( Inductive learning ),类比学习( Learning by analogy )、解释学习( Explanation-based generalization EBG )、观察学习、问题求解学习等等。与此同时也发展出相应的信息运动模式和算法。[34] 对学习过程的这种研究对于开发智能型信息产品的作用很大。上述信息运动模式和算法都是在对这些学习过程研究基础之上开发出来的。就目前进展的情况看,这些成果和我们所阐述的学习过程的运作机制还没有直接关系,因为这里没有出现信息运动的自组织效应。至于以后如何那只能是以后的事情,科研无法透支未来。就我个人认识看,无论认为我们有能力 cloning 出一个人脑或者绝对不可能 cloning 出一个人脑,只要沿着这个方向进行实践性和实证性探索,不论结果如何对人的认识的进展都是积极的。

本章参考文献

[1]陈琦主编 当代教育心理学 北京师范大学出版社 1997年4月第一版47页
[2]维纳 维纳著作选 锺韧译 上海译文出版社 1978第1版48页 其中“人当作人来使用”还有一个译文,标题是《人有人的用处》原文为 I repeat, feedback is a method of controlling a system by reinserting into it the results of its past performance. If these results are merely used as numerical data for the criticism of the system and its regulation, we have the simple feedback of the control engineers. If, however, the information which proceeds backward from the performance is able to change the general method and pattern of performance, we have a process which may well be called learning. 引自 N · Wiener The human use of human being —— Cybernetics and Society, second edition revised, Doubleday & Company, INC. Garden City, New York , 1956p.61
[3]卢家楣等主编 心理学 上海人民出版社 1998年12月第1版159页
[4]维纳 维纳著作选 锺韧译 上海译文出版社 1978第1版3页
[5]维纳 维纳著作选 锺韧译 上海译文出版社 1978第1版10-11页
[6]维纳 维纳著作选 锺韧译 上海译文出版社 1978第1版35页
[7]维纳 维纳著作选 锺韧译 上海译文出版社 1978第1版17页
[8]卢家楣等主编 心理学 上海人民出版社 1998年12月第1版22页
  彭聃龄主编 普通心理学 北京师范大学出版社 2001年5月第2版50页
[9]同[4]
[10]李醒民 隐喻:科学概念变革的助产士 自然辩证法通讯 2004年第1期24页
[11]李如生编著 非平衡态热力学和耗散结构 清华大学出版社 1986.4第一版39页
[12]李如生编著 非平衡态热力学和耗散结构 清华大学出版社 1986.4第一版49页
[13]于渌 郝柏林 相变和临界现象 科学出版社 1984年7月第1版197页
[14]普里高津等著 曾庆宏等译 上海译文出版社 1987年8月第1版11页
[15]李勇建等 关于人工神经网络的哲学思考 自然辩证法研究 第16卷第2期25页
[16]王汝笠 章明 周斌著 第六代计算机——人工神经网络计算机 科学技术文献出版社 1992第1版[17][英]L.弗洛里迪 什么是信息哲学? 刘钢译 《世界哲学》 2002年第4期79页
[18]维纳 维纳著作选 锺韧译 上海译文出版社 1978第1版11页
[19]同[6]
[20]维纳 维纳著作选 锺韧译 上海译文出版社 1978第1版12页
[21]哈肯 协同学讲座 宁存政等译 陕西科学技术出版社 1987第一版148页]
[22]同[6]
[23]卢家楣等主编 心理学 上海人民出版社 1998年12月第1版102页
[24]卢家楣等主编 心理学 上海人民出版社 1998年12月第1版103页
[25]乔立恭 安嘉翔 教育技术学概论 科学出版社 1998第1版
  乔立恭 安嘉翔 自构建学习理论--对学习现象的一种可行的探索 电化教育研究 1998第4期
  安嘉翔 乔立恭 教学设计中的几个新概念 电化教育研究 1998第9期
[26]李泽厚 批判哲学的批判 人民出版社 1984年6月第二版
[27][瑞士]皮亚杰 王宪钿等译 发生认识论 商务印书馆 1981年9月第1版16页
[28]李泽厚 批判哲学的批判 人民出版社 1984年6月第二版54页
[29]李泽厚 批判哲学的批判 人民出版社 1984年6月第二版55页
[30][瑞士]皮亚杰 王宪钿等译 发生认识论 商务印书馆 1981年9月第1版15页
[31][德]迈因策尔 复杂性中的思维:物质、精神和人类的复杂动力学 曾国屏译 中央编译出版社 1999第一版154页
[32][德]迈因策尔 复杂性中的思维:物质、精神和人类的复杂动力学 曾国屏译 中央编译出版社 1999第一版155页
[33]靳蕃编著 神经计算智能基础 原理·方法 西南交通大学出版社 2000年1月第1版55页
[34]杨炳儒主编 知识工程与知识发现 冶金工业出版社 2000.12第一版259-399页