從習(xí)題到原始問(wèn)題科學(xué)教育方式的重要變革

1、邢紅軍等：從習(xí)題到原始問(wèn)題：科學(xué)教育方式的重要變革一、習(xí)題與原始問(wèn)題的比較在科學(xué)教育中引入習(xí)題的初衷是，鞏固和加深學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)，考查學(xué)生掌握知識(shí)的水平，培養(yǎng)學(xué)生 應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。物理高考命題委員會(huì)認(rèn)為：“做題是非常重要的。我們主張要做題，但并不贊 成搞題海戰(zhàn)。因?yàn)轭}海戰(zhàn)盲目追求解題的數(shù)量，不重視解題的質(zhì)量，使學(xué)生根本來(lái)不及對(duì)習(xí)題以及與習(xí)題 有關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行思考”其實(shí)，即使是重視解題質(zhì)量的做題也很難有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。這是因?yàn)椋?一道習(xí)題都是從原始問(wèn)題抽象而來(lái)，已經(jīng)把原始問(wèn)題的一些次要細(xì)節(jié)、非本質(zhì)的聯(lián)系舍去，沒(méi)有科學(xué)現(xiàn)象 與事實(shí)作為背景，甚至完全脫離科學(xué)現(xiàn)象，即學(xué)生思維的一部分已經(jīng)

2、被習(xí)題編制人員“越俎代庖”地完成 了。同時(shí)，習(xí)題教學(xué)還存在著模式化傾向，缺乏科學(xué)思想的分析，太重視程序與計(jì)算、熟練與技巧。因此， 在一定意義上說(shuō)，我國(guó)學(xué)生創(chuàng)造能力的匱乏是習(xí)題教學(xué)的直接后果。事實(shí)上，科學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的，現(xiàn)象是科學(xué)的根源。從這個(gè)基本思想出發(fā)。我們認(rèn)為： 解決我國(guó)科學(xué)教育低效能的重要措施就是要打破傳統(tǒng)習(xí)題教學(xué)一統(tǒng)天下的局面，通過(guò)引進(jìn)原始問(wèn)題來(lái)逐步 使習(xí)題教學(xué)與原始問(wèn)題教學(xué)相結(jié)合，從而達(dá)到提高科學(xué)教育效能的目的。所謂原始問(wèn)題，是指自然界及社會(huì)生活、生產(chǎn)中客觀存在、能夠反映科學(xué)概念、規(guī)律本質(zhì)且未被加工 的典型科學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)。而習(xí)題則是把科學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)經(jīng)過(guò)一定程度抽象后加工出

3、來(lái)的練習(xí)作業(yè)。兩者的 關(guān)系如圖 1 所示。由圖 1 可知，學(xué)生解決原始問(wèn)題需要經(jīng)歷二個(gè)相互銜接的過(guò)程：第一，問(wèn)題是針對(duì)什么科學(xué)現(xiàn)象和事 實(shí)的，弄清楚原始問(wèn)題是什么 （What） ，即認(rèn)識(shí)問(wèn)題；第二，原始問(wèn)題怎樣通過(guò)分解、簡(jiǎn)化、抽象后轉(zhuǎn)化為 科學(xué)模型（How），即科學(xué)建模；第三，怎樣定性或定量的通過(guò)演算和推導(dǎo)解決問(wèn)題（How），即解題技巧。確切地說(shuō)，原始問(wèn)題的表述形式是對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的描述，它基本上采用文字?jǐn)⑹龅姆绞匠尸F(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象， 與習(xí)題顯著不同的是，沒(méi)有習(xí)題中常常給定的已知量、未知量，需要學(xué)生根據(jù)需要去設(shè)置。比如，1995 年10 月 28 日，加拿大人科克倫手握長(zhǎng)桿走鋼絲跨越長(zhǎng)江三峽。 科克倫如

4、何使用手中的長(zhǎng)桿？這樣的問(wèn)題就稱 為原始問(wèn)題。相反，目前科學(xué)教育中廣泛采用的習(xí)題卻很難為學(xué)生提供這樣的情境。由于歷史的原因，我 國(guó)傳統(tǒng)的習(xí)題教學(xué)往往側(cè)重圖 1的第二個(gè)過(guò)程 （建模）和第三個(gè)過(guò)程 （技巧），特別是注重第三個(gè)過(guò)程 （技巧）， 而尤其缺少第一個(gè)過(guò)程 （認(rèn)識(shí)），對(duì)科學(xué)現(xiàn)象和科學(xué)事實(shí)把握不夠。因此，致使很多學(xué)生只知道根據(jù)已知條 件去解題，遇到實(shí)際問(wèn)題則常常束手無(wú)策。其實(shí)，早在上個(gè)世紀(jì)，蘇聯(lián)心理學(xué)家馬丘什金就將習(xí)題與問(wèn)題情境進(jìn)行了比較與區(qū)分。他指出：“習(xí) 題和問(wèn)題情境是具有原則性區(qū)別'的概念，因?yàn)樗鼈儤?biāo)志著不同的心理現(xiàn)實(shí)?！睉?yīng)當(dāng)說(shuō)，這是非常重要 的見(jiàn)解。在國(guó)內(nèi)，趙凱華先生覺(jué)察到這個(gè)

5、問(wèn)題。他指出：“在我們的教學(xué)中，同一問(wèn)題，既可以把原始的問(wèn)題 提交給學(xué)生，也可以由教師把問(wèn)題分解或抽象成一定的數(shù)學(xué)模型后再提交給學(xué)生。習(xí)慣于解后一類問(wèn)題的 學(xué)生，在遇到前一類問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)不知所措?！憋@而易見(jiàn)，在科學(xué)教育中明確原始問(wèn)題與習(xí)題之間的區(qū) 別是有著相當(dāng)重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義的。二、原始問(wèn)題的教育價(jià)值隨著教育研究的不斷深人，教育領(lǐng)域出現(xiàn)了一門運(yùn)用生態(tài)學(xué)方法研究教育的科學(xué)教育生態(tài)學(xué)。教育 生態(tài)學(xué)強(qiáng)調(diào)在真實(shí)、自然情境中研究教育規(guī)律以及學(xué)生的心理活動(dòng)規(guī)律，強(qiáng)調(diào)提高教育活動(dòng)的可應(yīng)用性和 普遍適用性，建立合理的教育生態(tài)環(huán)境，提高教育的效益，促進(jìn)人才迅速成長(zhǎng)和發(fā)展。生態(tài)學(xué)是 19 世紀(jì)末在生物科學(xué)中

6、成長(zhǎng)起來(lái)的一門科學(xué)，它的研究對(duì)象是生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)。其研究任務(wù)是探索有機(jī)體與環(huán)境之間相互作用的規(guī)律及機(jī)理，研究生物的生存條件以及生物與其生 存環(huán)境之間的相互關(guān)系。在研究方法上，生態(tài)學(xué)家一般采用描述性分析方法，即先對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行描述，而后 再做分析。在科學(xué)教育中強(qiáng)調(diào)生態(tài)性，乃是源于習(xí)題教學(xué)固有的局限性。我們知道，習(xí)題教學(xué)具有許多優(yōu)點(diǎn)。然 而，隨著科學(xué)教育研究的深人，習(xí)題固有的缺陷即人為性也日益暴露出來(lái)。由于習(xí)題情境是人為設(shè)置且 條件控制嚴(yán)格，因而使科學(xué)教育情境的真實(shí)性受到破壞，使學(xué)生解答習(xí)題的認(rèn)知心理及行為表現(xiàn)與解決原 始問(wèn)題的認(rèn)知心理及行為表現(xiàn)相去甚遠(yuǎn)。這樣，就削弱了科學(xué)教育特有的教

7、育價(jià)值。我們知道，在真實(shí)的情境中，科學(xué)教育活動(dòng)受到多種因素影響，這些因素又是相互作用、相互影響的， 是一個(gè)完整的過(guò)程，科學(xué)教育活動(dòng)是該系統(tǒng)中各因素相互作用的綜合結(jié)果。然而，習(xí)題教學(xué)卻將這些因素 孤立開(kāi)來(lái)，僅局限于特定情境中某些特定因素對(duì)科學(xué)教育活動(dòng)的影響，因而就難以揭示真實(shí)、自然條件下 的科學(xué)教育規(guī)律。通過(guò)借鑒教育生態(tài)學(xué)的有關(guān)思想，我們提出了科學(xué)教育生態(tài)化的基本觀點(diǎn)：1. 科學(xué)教育活動(dòng)不是孤立的，而是與科學(xué)現(xiàn)象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，處于一個(gè)復(fù)雜的關(guān)系之中； 2. 科學(xué)教育活動(dòng)既受到自身內(nèi)部因 素的影響，又受到外部因素的影響； 3. 科學(xué)教育活動(dòng)應(yīng)當(dāng)在科學(xué)生態(tài)環(huán)境與社會(huì)生態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，以揭示 真實(shí)

8、、自然條件下學(xué)生的心理活動(dòng)規(guī)律與科學(xué)教育規(guī)律；4. 科學(xué)教育活動(dòng)應(yīng)注重研究學(xué)生與其所處環(huán)境之間的相互作用； 5. 科學(xué)教育活動(dòng)應(yīng)注重研究學(xué)生在與其所處環(huán)境相互作用過(guò)程中的主動(dòng)性。在科學(xué)教育中，原始問(wèn)題教學(xué)并不局限于教育生態(tài)學(xué)強(qiáng)調(diào)的情境，而是以生態(tài)學(xué)思想為指導(dǎo)，把科學(xué) 知識(shí)融人科學(xué)現(xiàn)象之中并以原始問(wèn)題的形式呈現(xiàn)，主張把習(xí)題固有的嚴(yán)格性移植到自然、真實(shí)的科學(xué)環(huán)境 中，并在其中揭示科學(xué)教育活動(dòng)的因果關(guān)系。因此，原始問(wèn)題教學(xué)所采用的方法，具有既不同于習(xí)題教學(xué) 強(qiáng)調(diào)推導(dǎo)、演算而忽視學(xué)生能力培養(yǎng)的特點(diǎn)。又不同于研究性學(xué)習(xí)為探究而犧牲知識(shí)傳授效率的特點(diǎn)。它 強(qiáng)調(diào)給定的情境雖然是原始的，但問(wèn)題本身又必須是嚴(yán)格

9、的。也就是說(shuō)，它要求提高科學(xué)教育的外部效度， 而又毋需以降低內(nèi)部效度為代價(jià)。因此，原始問(wèn)題教學(xué)就具有以下教育價(jià)值。首先，它有助于解決目前科學(xué)教育內(nèi)部效度和外部效度不能同時(shí)得到滿足的矛盾。我們知道，習(xí)題教學(xué)雖 然內(nèi)部效度較高，但缺乏外部效度。一般認(rèn)為，內(nèi)部效度是外部效度的必要條件，但不是充分條件。內(nèi)部 效度低的教育結(jié)果就談不上對(duì)其他情境的普遍意義；然而內(nèi)部效度高的教育結(jié)果卻不一定能夠一般化到現(xiàn) 實(shí)中去。研究性學(xué)習(xí)雖然具有較高的外部效度，但卻難以保證科學(xué)教育的內(nèi)部效度；原始問(wèn)題由于將習(xí)題 的嚴(yán)格控制應(yīng)用于科學(xué)現(xiàn)象之中，并且經(jīng)過(guò)抽象之后可以成為習(xí)題，就使得它在一定程度上具備高效完成 間接經(jīng)驗(yàn)知識(shí)內(nèi)化

10、的功能，從而將內(nèi)部效度和外部效度較好地統(tǒng)一起來(lái)。其次，在原始問(wèn)題教學(xué)中，學(xué)生的認(rèn)知心理與行為表現(xiàn)都比較真實(shí)，因此，能夠較好地揭示科學(xué)教育 中學(xué)生的心理規(guī)律和學(xué)習(xí)規(guī)律。為了驗(yàn)證這一觀點(diǎn)，我們運(yùn)用原始物理問(wèn)題和由其改編而成的習(xí)題對(duì)高中 學(xué)生進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明：原始物理問(wèn)題卷的平均分為39. 5 ，而習(xí)題卷的平均分為 70，差異顯著，且前者得分呈正態(tài)分布，后者呈偏態(tài)分布。這說(shuō)明，原始問(wèn)題雖然也有一定程度的控制，但沒(méi)有像習(xí)題那樣 幾乎完全排除環(huán)境的影響，從而保證了學(xué)生的心理及行為變化仍然是現(xiàn)實(shí)中各種因素綜合作用的結(jié)果。教育心理學(xué)的研究指出，教育與實(shí)際情境的相似性是教育效果的關(guān)鍵因素。而這種相似性越高

11、，教育 結(jié)果的可應(yīng)用性也越高。甚至教學(xué)所采用的方式，也應(yīng)該盡可能接近教育結(jié)果所要應(yīng)用的實(shí)際情況，這樣 才能在更大程度上提高教育的效能。第三，可以根據(jù)教學(xué)的需要選擇數(shù)量合適的原始問(wèn)題供學(xué)生練習(xí)，以保證掌握知識(shí)和培養(yǎng)能力的需要。 事實(shí)上，科學(xué)概念和規(guī)律只有在原始問(wèn)題中才有生命力，才能顯示出其內(nèi)涵、色彩、格調(diào)，才能顯示出其 內(nèi)在的理由、作用和功能，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的概念和規(guī)律才能真正活起來(lái)，這樣才能提高學(xué)習(xí)效率。通過(guò)一定 數(shù)量的原始問(wèn)題訓(xùn)練，當(dāng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，各種各樣的策略才能夠迅速檢索而無(wú)須搜腸刮肚地對(duì)照做過(guò)的題型，才有可能在處理前一個(gè)步驟時(shí)就在大腦中預(yù)感下一個(gè)步驟，根本無(wú)須暗暗回憶各種題型再思量

12、其意義。即使學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性活動(dòng)，也能憑直覺(jué)而非經(jīng)驗(yàn)去探索正確的解決途徑。所以，正是在這個(gè)意義 上，我們認(rèn)為原始問(wèn)題教學(xué)不僅可以使學(xué)生有效地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，而且也能很好地培養(yǎng)學(xué)生的能力。從相互作用心理學(xué)的視野來(lái)審視， 我們更能體察出原始問(wèn)題教學(xué)與習(xí)題教學(xué)的本質(zhì)不同。 20 世紀(jì) 70年 代以來(lái)，心理學(xué)研究中逐漸形成一種較新的思路，其基本思想集中于行為發(fā)生過(guò)程中人與環(huán)境的多向性交 互作用，并且認(rèn)為，在這種交互作用中，人與情境是相互依存而非單方面所決定。其基本觀點(diǎn)有四個(gè)方面： 1. 個(gè)體的行為是他們與所處情境之間多方向的連續(xù)的交互作用結(jié)果； 2. 個(gè)體在這一交互作用過(guò)程中是有意 識(shí)的和主動(dòng)的； 3.

13、在交互作用的人的方面，認(rèn)知和動(dòng)機(jī)因素是行為的基本決定因素； 4. 在交互作用的情境 方面，情境對(duì)于個(gè)體所包含的心理學(xué)意義是重要的決定因素。一相互作用心理學(xué)的新思路，為從個(gè)體和情 境兩方面對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的心理過(guò)程作出描述、解釋和預(yù)測(cè)，提供了理論和方法方面的基礎(chǔ)。特別是對(duì)情 境研究提供了較系統(tǒng)的分析手段，分別從“情境內(nèi)交互作用”和“情境間交互作用”考察情境的心理學(xué)意 義。因此，為了克服習(xí)題教學(xué)的局限性，科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)走出單一習(xí)題教學(xué)的禁錮，在真實(shí)的情境中研究學(xué) 生的學(xué)習(xí)心理與科學(xué)教育活動(dòng)，重視科學(xué)教育活動(dòng)中學(xué)生與科學(xué)現(xiàn)象的多向性交互作用，以保證科學(xué)教育 活動(dòng)具有較高的生態(tài)學(xué)效度，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

14、而原始問(wèn)題教學(xué)則使教育生態(tài)學(xué)的思想轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)成 為可能。當(dāng)然，還應(yīng)當(dāng)指出，強(qiáng)調(diào)原始問(wèn)題教學(xué)并不是完全排斥習(xí)題教學(xué)，否定習(xí)題教學(xué)的價(jià)值，而是主張?jiān)?保留習(xí)題教學(xué)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，克服其不足，并通過(guò)兩者的相互結(jié)合來(lái)達(dá)到提高科學(xué)教育效能的目的。三、原始問(wèn)題的教育功能現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的研究認(rèn)為，人的思維生理基礎(chǔ)是人的大腦。人腦有多達(dá) 150 億個(gè)神經(jīng)元，靠其突觸 相互連接構(gòu)成無(wú)數(shù)條通路。這些通路構(gòu)成了人類后天學(xué)習(xí)結(jié)果無(wú)限多樣性的生理基礎(chǔ)。因此，人腦不僅是 一個(gè)生物系統(tǒng)，同時(shí)又是一個(gè)耗散結(jié)構(gòu)。耗散結(jié)構(gòu)理論指出，一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的條件下可以由混沌向有序方向轉(zhuǎn)化；有序的組織 可能通過(guò)一個(gè)自組織'過(guò)

15、程從無(wú)序和混沌中自發(fā)'地產(chǎn)生出來(lái)；自組織的顯著特點(diǎn)是它通過(guò)突變過(guò)程 而完成的，這個(gè)突變發(fā)生在事物由低級(jí)到高級(jí)階段之間的分叉點(diǎn)'上；在發(fā)生突變之前，系統(tǒng)通過(guò)正反 饋與外界交換物質(zhì)、能量和信息，使有序狀態(tài)參量不斷增強(qiáng)，超過(guò)臨界值系統(tǒng)便進(jìn)人高一級(jí)階段，這個(gè)高 級(jí)階段叫“耗散結(jié)構(gòu)”，因?yàn)楸绕鹌胶饨Y(jié)構(gòu)，它要求消耗更多的能量來(lái)維持。我們的研究表明，在科學(xué)教育中進(jìn)行原始問(wèn)題教學(xué)，可以較好地創(chuàng)設(shè)使學(xué)生的大腦從混沌向有序方向 轉(zhuǎn)化的條件，因此，原始問(wèn)題教學(xué)具有以下教育功能。（ 一） 使學(xué)生的大腦充分開(kāi)放根據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論，一個(gè)系統(tǒng)只有開(kāi)放才能有序。這是因?yàn)?，有序的結(jié)構(gòu)需要輸入物質(zhì)、能量或信息， 并

16、與外界進(jìn)行交換才能維持，封閉的系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行有效的交換，因而最終變?yōu)榛煦?。傳統(tǒng)的習(xí)題，往往與 科學(xué)現(xiàn)象相脫離，充斥著小球、輕桿、木塊、斜面使學(xué)生處于模型和模塊的包圍之中，卻往往不問(wèn)其 生活源頭，感受不到科學(xué)現(xiàn)象真實(shí)與鮮活的一面，久而久之便桎梏了創(chuàng)造性思維的發(fā)展。由圖1 可知，習(xí)題在一定程度上就是一個(gè)封閉系統(tǒng)，其邊界為虛線框，它基本上排除了環(huán)境因素的影響，因而不能使學(xué)生 的大腦充分開(kāi)放。原始問(wèn)題則不然，由于具有生態(tài)性和開(kāi)放性等特點(diǎn)，就決定了原始問(wèn)題的解決必然是探索和發(fā)現(xiàn)的過(guò) 程。面對(duì)一個(gè)信息龐雜、客觀真實(shí)的原始問(wèn)題，學(xué)生很難找到可以拿來(lái)直接仿效的原型，需要通過(guò)獨(dú)立思 考，不斷嘗試，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行探索。

17、只有擺脫習(xí)題的束縛，學(xué)生的思維才可能脫離平衡狀態(tài)。（ 二） 使學(xué)生的思維遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)根據(jù)“耗散結(jié)構(gòu)”理論，非平衡是有序之源。我們的思維之所以不斷深化，是因?yàn)樵诖竽X的認(rèn)知過(guò)程 中，原來(lái)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)被外來(lái)的刺激所打破，發(fā)生了“同化”或更深刻的“順應(yīng)”過(guò)程，使原來(lái)的 認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到充實(shí)或變革，達(dá)到新的水平和新的平衡。習(xí)題和原始問(wèn)題的區(qū)別就在于，前者很難打破學(xué)生 思維的平衡狀態(tài)，而后者則刺激學(xué)生積極思維。由圖1 可知，原始問(wèn)題的解決除了推導(dǎo)、演算等過(guò)程外，還包括建立模型的分解、簡(jiǎn)化、抽象等思維過(guò)程以及對(duì)原始問(wèn)題加以直覺(jué)的認(rèn)識(shí)、分析和判斷過(guò)程，從而 使學(xué)生的思維遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)，并達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維

18、的目的。（ 三 ） 促進(jìn)學(xué)生思維非線性相互作用的發(fā)展“耗散結(jié)構(gòu)”理論指出，只有在系統(tǒng)內(nèi)各要素之間存在著非線性相互作用的機(jī)制下，才能形成耗散結(jié) 構(gòu)。因?yàn)榉蔷€性相互作用，使各個(gè)要素之間產(chǎn)生相于效應(yīng)和協(xié)調(diào)作用。當(dāng)學(xué)生解決原始問(wèn)題時(shí)，外界提供的信息常常是不充分的，有很多空白點(diǎn)，僅憑邏輯思維很難窺探問(wèn) 題的本質(zhì)，此時(shí)，直覺(jué)思維不受“邏輯順序”束縛的特點(diǎn)便可發(fā)揮作用。直覺(jué)思維作為一種與邏輯思維截 然不同的思維，是一種非線性思維，其特點(diǎn)在于思維的觸角可以伸出非常遠(yuǎn)，往往在還沒(méi)有看清楚問(wèn)題解 決途徑的時(shí)候就抓住了它的精神，然后再想辦法把中間的路徑聯(lián)系起來(lái)。雖然并不能保證每一次都能成功， 但如果不去伸出直覺(jué)思維

19、的觸角， 就永遠(yuǎn)也走不遠(yuǎn)。 愛(ài)因斯坦曾高度評(píng)價(jià)直覺(jué)思維的重要價(jià)值， 他指出：“ 物 理學(xué)家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律，要通向這些定律，并沒(méi)有邏輯的道路，只有通過(guò)那種以 對(duì)經(jīng)驗(yàn)共鳴的理解為依據(jù)的直覺(jué)，才能得到這些定律。高屋建領(lǐng)地說(shuō)明了直覺(jué)思維的創(chuàng)造價(jià)值。對(duì)于原始問(wèn)題促進(jìn)思維非線性相互作用的功能，一位物理教師通過(guò)教育行動(dòng)研究進(jìn)行了實(shí)踐，取得了 較好的效果。依據(jù)行動(dòng)研究是“由社會(huì)情境 （教育情境 ）的參與者，為提高對(duì)所從事的社會(huì)或教育實(shí)踐的理 性認(rèn)識(shí)，為加深對(duì)實(shí)踐活動(dòng)及其依賴的背景的理解所進(jìn)行的反思研究”的理念，教師在課堂上向同學(xué)們提 出了這樣一個(gè)原始物理問(wèn)題：“在宇航飛行時(shí)人們處于失重狀態(tài)。失重給宇航員的生活和工作帶來(lái)很大不 便，因此，有必要制造一個(gè)人造重力'裝置。人造重力'能否實(shí)現(xiàn)？；顯然，這一問(wèn)題只有在思維的 各個(gè)要素產(chǎn)生相干效應(yīng)和協(xié)同作用下才有可能解決。（ 四） 通過(guò)隨機(jī)漲落促進(jìn)學(xué)生思維從無(wú)序到有序的轉(zhuǎn)變“耗散結(jié)構(gòu)”理論提出，處于近平衡區(qū)的系統(tǒng)，其內(nèi)部的漲落將會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，使系統(tǒng)進(jìn) 人無(wú)序狀態(tài)。但對(duì)于遠(yuǎn)離平衡區(qū)的系統(tǒng)，漲落卻可能成為促使系統(tǒng)從不穩(wěn)定狀態(tài)躍遷到一個(gè)新的穩(wěn)定有序 狀態(tài)的誘因，漲落就可能被放大，導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，把系統(tǒng)推到臨界點(diǎn)上，并進(jìn)而由隨機(jī)漲落進(jìn)行選擇，沿 多種可能途徑中的某一分支進(jìn)人一個(gè)新的狀態(tài)。在科學(xué)教育中，當(dāng)學(xué)生的思維系統(tǒng)