浅谈基于自组织理论的信息化教学和学习
化;由组织程度低到组织程度高的过程演化;在相同组织层次上由简单到复杂的过程演化,这种演化标志着组织结构与功能在相同组织层次上从简单到复杂的水平增长。
三、自组织理论的主要组成内容
自组织理论主要有三个部分组成:耗散结构理论(Dissipative
Structuretheory)、协同学(Synergertios)、突变论(Calastrophe Theory)。
1.耗散结构理论(dispative structure theory)
耗散结构是指建立在与环境发生物质、能量交换关系基础上的结构。它是比利时物理化学家普利高津(I.Prigogine)建立在对热力学第二定律的研究基础之上提出的。耗散结构主要研究系统与环境之间的物质与能量交换关系及其对自组织系统的影响等问题。
出现耗散结构的三个条件:远离平衡态、系统的开放性、系统内不同要素间存在非线性机制。远离平衡态,指系统内部各个区域的物质和能量分布是极不平衡的,差距很大。
2.协同学(Synergertios)
协同论的创始人是德国物理学家哈肯(H.Haken),他将自组织理论研究引入深化。“协同导致有序”是这一理论的高度概括。
协同学主要研究系统内部各要素之间的协同机制。它认为系统各要素之间的协同是自组织过程的基础,系统内各参量之间的竞争和协同作用使系统产生新结构的直接根源。由于系统要素的独立运动或在局部产生的各种协同运动以及环境因素的随机干扰,系统的实际状态值总会偏离平均值,这种偏离波动大小的幅度就叫涨落。
协同学不仅研究系统从无序到有序的演化规律,而且研究系统从有序到混乱的演化规律。首次真正地把有序与无序统一起来。协同学理论强调协同效应,协同效应是指在复杂大系统内,各子系统的协同行为产生出的超越各要素自身的单独作用,从而形成整个系统的统一作用和联合作用。
3.突变论(Calastrophe Theory)
突变论则建立在稳定性理论的基础上,认为突变过程是由一种稳定态经过不稳定态向新的稳定态跃迁的过程,表现在数学上是标志着系统状态的各组参数及其函数值变化的过程。突变论认为,即使是同一过程,对应于同一控制因素临界值,突变仍会产生不同的结果,即可能达到若干不同的新稳态,每个状态都呈现出一定的概率。
四、自组织的特征
(1)开放性。耗散结构论告诉人们,任何系统要求得发展,从无序发展为有序,或从低级的有序发展为更高级的有序,都必须首先使系统开放,开放是系统有序化的前提,是耗散结构得以形成、维持和发展的首要条件。一个良好