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1學習的非線性現(xiàn)象

1.1人腦結(jié)構(gòu)的非線性現(xiàn)象

人腦是自然界中最復雜的系統(tǒng)之一，是以神經(jīng)元為節(jié)點的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是一個非常典型的非線性結(jié)構(gòu)。在這個系統(tǒng)中,多個神經(jīng)元、神經(jīng)元集群或者多個腦區(qū)相互連接成龐雜的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),并通過相互作用完成腦的各種功能。神經(jīng)細胞是構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本單位。還有許多神經(jīng)元纖維。細胞突起是由細胞體延伸出來的細長部分，又可分為樹突和軸突。每個神經(jīng)元可以有一或多個樹突，可以接受刺激并將興奮傳入細胞體。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元在學習期間，樹突會生成大規(guī)模的變化，這突顯出樹突對于學習和記憶過程的重要性。人腦學習的過程就是各神經(jīng)元之間建立聯(lián)結(jié)的過程。

1.2知識結(jié)構(gòu)的非線性現(xiàn)象

知識是“經(jīng)過人的思維整理過的信息、數(shù)據(jù)、形象、意象、價值標準以及社會的其它符號產(chǎn)物，不僅包括科學技術(shù)知識——知識中最重要的部分，還包括人文社會科學的知識、商業(yè)活動、日常生活和工作中的經(jīng)驗和知識，人們獲取、運用和創(chuàng)造知識的知識，以及面臨問題做出判斷和提出解決方法的知識。”知識的多樣性和復雜性組成了今天我們稱之為知識空間的概念，以非線性的特征表述它的結(jié)構(gòu)，是我們在面向計算機化的學習方式的一種優(yōu)質(zhì)有效的表述。知識空間這種表述包括社會的和每個人的結(jié)構(gòu)。

1.3學習過程的非線性現(xiàn)象

知識的學習是通過大腦的記憶現(xiàn)象存在于人腦之中，我們建立了學習過程與人腦神經(jīng)細胞的某種聯(lián)系。對教學設(shè)計的要素出發(fā)，研究以人為本的教育模式的非線性教學設(shè)計?！熬€性的教學過程中會需要非線性的教學策略,而非線性的教學過程也會出現(xiàn)線性的教學策略?！睉?yīng)用復雜科學的原理和方法，在教育研究中確立非線性的、混沌的、突現(xiàn)的、非還原性的思維，建立適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的相對穩(wěn)定和有序的結(jié)構(gòu)。

1.4心理學的非線性現(xiàn)象

心理學存在著線性范式與非線性范式研究。線性范式是一種簡明的因果關(guān)系，但人的心理是復雜與開放系統(tǒng)，非線性范式研究是一種接近本質(zhì)的方式。因此非線性范式的心理學研究已經(jīng)受到了廣泛應(yīng)用。

1.5知識進化的非線性現(xiàn)象

知識體系是開放的和非預期性的，知識的進化是頻繁的交叉融合，并呈現(xiàn)非線性的特點。人在學習知識的過程中，各種知識元在每個人的大腦中形成的組合是不同的，即人們常說的認識不同。知識在人腦中存儲的概念呈現(xiàn)自組的非線性化。

2非線性現(xiàn)象的計算機描述

今天教育與學習存在著非線性現(xiàn)象，需要一種非線性現(xiàn)象的表述方式。我們從計算機技術(shù)的發(fā)展來研究非線性思維，計算機就是一個線性思維與非線性思維的統(tǒng)一體。網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)可以應(yīng)用計算機技術(shù)來表述現(xiàn)代教育的非線性現(xiàn)象的諸多要求。人腦的學習、學習的心理、學習的過程、知識的結(jié)構(gòu)、評價的標準等都可以以計算機方式進行表述和運行，從而形成網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)的本質(zhì)特征，成為教育的特有的方式。

2.1超文本（Hypertext）描述

計算機技術(shù)意義上的超文本是一種非線形的信息組織方式，它是由節(jié)點和鏈構(gòu)成的一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖。超文本是按照人腦的聯(lián)想思維方式，運用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)非線性設(shè)計，組織管理信息的一種計算機文本技術(shù)。

2.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的非線性描述

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分成線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)，集合、線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、圖狀結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的四種基本結(jié)構(gòu)。其中非線性結(jié)構(gòu)有樹形結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)。計算機科學中體現(xiàn)了非線性思維設(shè)計的還有數(shù)據(jù)元素與存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)元素的順序映象和非順序映象，以及存儲結(jié)構(gòu)的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)。

2.3數(shù)據(jù)庫存儲的非線性表述

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機系統(tǒng)的基礎(chǔ)與核心，包括網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫、層次數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫運用非線性原理設(shè)計，如以記錄類型為結(jié)點的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型原理；以記錄類型為結(jié)點的有序樹或森林結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型原理；以二維表的形式進行存儲原理；由類構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)的原理等，都是信息資源的非線性的組織與表述。

3非線性教育形態(tài)

知識空間是一個復雜的空間，教育是傳承和創(chuàng)造知識的領(lǐng)域。傳統(tǒng)的教育形態(tài)是以線性的方式劃分學科與知識，編寫課程與教材，設(shè)計教學與課堂。缺少知識的相關(guān)性、課程的聯(lián)系性和教學的多元性。A專業(yè)課程a1課程a2知識11知識12……知識1m知識21知識22……知識2m…………課程an知識n1知識n2……知識nm圖1線性教育設(shè)計教育需要非線性設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)具有非線性特征，可以實現(xiàn)非線性化的教育方式。采用計算機的描述方式，表述教育的非線性現(xiàn)象，實現(xiàn)教育的非線性功效。它包含著豐富的現(xiàn)代教育理念與內(nèi)涵，其作用和意義值得我們進行深入的探詢和研究。在網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)下沒有傳統(tǒng)教育的“課”的概念，同時“課程”與“教材”的概念將受到?jīng)_擊。⑧這將展示給我們一個全新的教育形態(tài)—非線性教育。非線性教育的設(shè)計應(yīng)該從知識—課程—教材—教學（課）—學習—評價等教育形態(tài)元素開始。

3.1課程的非線性

復合人才的培養(yǎng)代表著現(xiàn)代教育的追求。新型專業(yè)的劃分趨向于知識的融合和復合。以現(xiàn)代課程論引導下的專業(yè)人才培養(yǎng)方式，已經(jīng)走向多元化的趨勢。在人才培養(yǎng)需求的知識空間分割下，課程研究的內(nèi)涵已進入非線性化的實質(zhì)。課程的從屬性、相干性、多重性是知識結(jié)構(gòu)建立的重要因素。知識學習的順序、知識學習的相互作用、知識學習的多項選擇都是非線性課程結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)，直接影響到人才培養(yǎng)的目標。課程的非線性化不等同于目前的傳統(tǒng)課程網(wǎng)絡(luò)化，而是一種知識的全新組織要求，包括專業(yè)、知識、社會、個人等諸多因素。

3.2教材的非線性

書籍是線性設(shè)計思想的典型代表，傳統(tǒng)的教育形態(tài)在書本的思維下體現(xiàn)著線性的框架。給書本編上頁碼這是必要的工作。知識就在我們編好頁碼的圖書下進行了上千年的傳承。沒有頁碼的書，教育將會怎樣？在這一前提下，計算機將知識組合成適合每一個人和每一種職業(yè)的知識結(jié)構(gòu)，非線性教材可以實現(xiàn)這一設(shè)想。教材的非線性是課程非線性的表述與實現(xiàn)。只有實現(xiàn)教材的非線性化，非線性課程思想才能發(fā)揮應(yīng)有的功效。

3.3課的非線性

網(wǎng)絡(luò)教育課的概念是什么？按學習的內(nèi)容分隔，還是按學習時間分隔，需要另有定義。非線性學習的課是網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)的基本屬性。學習者根據(jù)自己特點，選擇學習內(nèi)容、進度、深度和順序。在網(wǎng)絡(luò)教學中，傳統(tǒng)意義的課的概念不復存在。要設(shè)計網(wǎng)絡(luò)學習的學習課，即學習單元。網(wǎng)絡(luò)引導下的非線性課的環(huán)境將建立網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)的教學基礎(chǔ)。計算機是網(wǎng)絡(luò)學習的最好的管理者，非線性課就是學習選擇性、學習的關(guān)聯(lián)性和學習的非加合性。

3.4學習的非線性

長期以來課堂教學是一種線性學習設(shè)計，教師無法給出每一個學生的學習路徑。傳統(tǒng)的學習理論也是以一種線性的表述來研究學習方式的?，F(xiàn)代的學習理論開創(chuàng)了建構(gòu)主義的學習觀，強調(diào)學習是一種多元影響意義學習現(xiàn)象。在網(wǎng)絡(luò)學習中，瀏覽是一種基本的學習方式，是在學習主體自主支配下的學習，造就了人腦思維的非線性與知識呈現(xiàn)非線性的結(jié)合。因而，網(wǎng)絡(luò)學習引導及計算機學習分析智能起到至關(guān)重要的作用。因此，建立一種建構(gòu)主義學習意義的非線性網(wǎng)絡(luò)學習分析與引導是網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)特征創(chuàng)造的基本點，也是其意義實現(xiàn)的基本支撐點。

3.5評價的非線性

現(xiàn)代學習理論主張研究性學習，評價的多重性、模糊性與智能型是一個發(fā)展方向。智能答案、模糊評價是現(xiàn)代學習測量的趨勢，傳統(tǒng)教育呈現(xiàn)的主觀答案和客觀答案的評價方式將更加合理。在現(xiàn)代教育的理念下，知識學習要求的是更為復雜的評價狀態(tài)，借助于數(shù)學模型建立主觀定性變換為客觀定量的教育評價。非線性化模型就是一種追求多元的、模糊的、相關(guān)的評價設(shè)計，用計算機非線性表述技術(shù)達到智能評價的教育功效。

4結(jié)束語

非線性原理是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)的體系的精髓，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代教育理論與思想，能充分表現(xiàn)現(xiàn)代教育中非線性教育現(xiàn)象。今天我們的網(wǎng)絡(luò)所展示的教育，從課程、教材到課時、教法都是傳統(tǒng)意義上的概念，還基本上是一種將傳統(tǒng)的教育形態(tài)搬移到網(wǎng)絡(luò)上的一種工具與整合層面的應(yīng)用。同時應(yīng)當看到今天我們已經(jīng)進入到一個網(wǎng)絡(luò)教育平臺應(yīng)用于發(fā)展的時代。Moodle、Blackboard（畢博）、天空教室等網(wǎng)絡(luò)教學平臺將展示一種新的教學與學習思維結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的教育應(yīng)用要發(fā)展到教育形態(tài)層面，就應(yīng)該應(yīng)用非線性原理與技術(shù)將教育與教學的基本元素——課程、課時、教材、教學和評價等進行徹底的變換，在網(wǎng)絡(luò)空間的平臺上，展示網(wǎng)絡(luò)教育形態(tài)的現(xiàn)代魅力。

作者：高榮國單位：江蘇第二師范學院現(xiàn)代傳媒學院