浅谈基于自组织理论的信息化教学和学习

　　本文通过介绍自组织的定义到自组织理论的主要组成内容，进而提出自组织理论对学习的指导意义。自组织能够实现系统内部要素高效益的协同合作，使系统各类资源得以最大限度的发挥作用。所以，在数字化时代，自组织理论对于进行信息化教学和学习发挥着重要的指导作用。

　　自组织　耗散结构　协同学　突变论

　　在1997年世界管理大会上，与会学者提出了“未来管理变革的十大趋势”，其中第十大趋势就是“没有管理的管理”，认为这是管理的“最高境界”，即管理理念和组织模式发生变革，由“被组织”向“自组织”迈进。

　　一、自组织的定义

　　一些著名的学者对自组织进行了不同的定义。

　　(1)从随机初始条件中自发形成的具有良好组织的结构、方式和行为。(Luis Mateus Rocha，1998)。(2)如果一个体系在获得空间、时间或功能的结构过程中，没有外界的特定干涉，仅依靠系统内部的互相作用来达到，该系统就是自组织。(harken)。

　　德国理论物理学家H.Haken从组织的进化形式可分为两类：他组织和自组织。如果组织是在外界制度和干预下实现的则叫“他组织”(“被组织”)。

　　综上所述，本人认为自组织是一种有序结构。(1)系统内部要素协同合作自发产生的。(2)系统所在的外界环境并不规定系统内部要素按何种方式进行组织。(3)系统能自行创生、自我适应、自我调节、自我演化，自发的由无序走向有。(4)对系统外的环境反应迅速，是较智慧性的组织。

　　自组织现象无论在自然界还是在人类社会中都普遍存在。如生命体就是一个自组织系统，激光的产生也是粒子自组织的结果，学习系统也是一个自组织系统。一个系统自组织功能愈强，其保持和产生新功能的能力也就愈强。比如人类社会比动物界自组织能力强，人类社会比动物界的功能就高级多了。

　　二、关于自组织理论

　　1.自组织理论的提出

　　我国古代思想家老子提出：“道，常无为而无所不为”，意思是说按事物自在的演化之道去管理一切，则“万物将自化”。在他朴素的辩证法思想中，蕴含了自组织管理的原理。

　　自组织理论是在20世纪60年代末开始建立并发展起来的一种系统理论。

　　2.自组织理论的研究对象

　　自组织理论主要是研究自组织系统(生命系统、社会系统)的形成和发展机制问题。即在一定条件下，系统是如何自动地由无序走向有序，由低级有序走向高级有序的。地由无序走向有序，由低级有序走向高级有序的。

　　自组织包含三类过程：由非组织到组织的过程演化;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。一个良好的组织系统，必然是个有序的自组织系统，必然要求对环境开放，只有对外界开放，组织系统才能新陈代谢，才能有适应环境的能力和旺盛的生命力。(2)非平衡性。系统是非均匀的、远离平衡的系统。一个系统如果处于无差异的平衡状态，就意味着系统内不存在势能差。无势能差的平衡系统服从势能最小原则，因而它必然是一个低功能的系统。所以，系统需要存在涨落，处于非平衡状态。(3)创造性。由于系统是从无序走向有序的一个过程，在混沌之中，经过系统各个要素的协同，系统会自我适应、自我调节、自我演化、自我创生，所以自组织是具有创造性的。(4)有序性。虽处于混沌中的系统看似无序，事实上各要素是协同的，自组织形成的过程是一个自发调节的、有序的过程。(5)协同性。它是实现自组织的前提条件。一个无序、混沌的系统需要系统的各要素协同合作，才能实现自发的走向有序。(6)自主性。自组织是不受外界的限制和干预的，仅依靠系统内部的互相作用来达到，系统在不断的自反馈中自主调整发展。