【正文】 全國(guó)大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)研究會(huì) 2020 年學(xué)術(shù)年會(huì)交流論文 1 21 世紀(jì)學(xué)習(xí)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè) 包國(guó)慶 廣東技術(shù)師范學(xué)院 高教研究所 教授， [意大利 ] 世界系統(tǒng)與控制論組織－教育系統(tǒng)學(xué)會(huì) [WESS] 主席 提要：本文擬對(duì) 21 實(shí)際學(xué)習(xí)學(xué)研究的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。提出五個(gè)方面：一、學(xué)習(xí)學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)—— 不確定性；二、學(xué)習(xí)學(xué)的理論基礎(chǔ) —— 非邏輯認(rèn)知；三、學(xué)習(xí)過(guò)程的生理與心理，四、學(xué)習(xí)自組織的數(shù)學(xué)模型；五、學(xué)習(xí)學(xué)與學(xué)習(xí)型社會(huì)、學(xué)習(xí)型組織、學(xué)習(xí)型社區(qū)。 趨勢(shì)之一：非決定論的教育哲學(xué) 1998 年 9 月 27 日，奉中央指示中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)社會(huì)科學(xué)院攜手，在京聯(lián)合召開了“面臨知識(shí)經(jīng)濟(jì)的國(guó)家創(chuàng) 新體系學(xué)術(shù)研討會(huì)”。我在大會(huì)報(bào)告中，結(jié)合“國(guó)家創(chuàng)新與教育科學(xué)”闡述了一個(gè)觀點(diǎn)，后來(lái)由中國(guó)科學(xué)院在自己主辦的《科學(xué)時(shí)報(bào)》發(fā)表 [1]，題目是“重建適應(yīng)國(guó)家創(chuàng)新體系的教育科學(xué)”，其中在論及整個(gè)“教育大廈”的基礎(chǔ)磚塊上，建立在非決定論上的信息論哲學(xué)應(yīng)該占有一席之地。不如此，所謂創(chuàng)新教育或創(chuàng)造性學(xué)習(xí)只能是一句空話。 歷史時(shí)間的不可逆性 。 作為哲學(xué)觀念，這個(gè)時(shí)間的不可逆性意義重大，與鄧小平說(shuō)的“教育要面向未來(lái)”緊密相關(guān)。 傳統(tǒng)文化中的“天地君親師”之說(shuō)，導(dǎo)致了中國(guó)的教育與政治之間深刻的關(guān)聯(lián)。從政治上看，維系中國(guó)幾千年 封建社會(huì)的主流思維是“天不變，道亦不變”，即今天和昨天一個(gè)樣，明天和今天一個(gè)樣，雖然時(shí)間在延續(xù)，但人間之“道”則只能重復(fù)，所以皇帝的子孫仍然是皇帝，這種邏輯為江山萬(wàn)代不變色提供了法理基礎(chǔ)，其哲學(xué)原理就是時(shí)間的可逆性。但是，今天的非線性科學(xué)認(rèn)為，時(shí)間是不可逆的，例如，一滴墨水滴進(jìn)了一杯清水中，隨著時(shí)間而擴(kuò)散，它不可能重新聚集回歸到原有的一滴狀態(tài)。從這個(gè)熱力學(xué)命題引發(fā)了哲學(xué)家思考，提出了一個(gè)“時(shí)間箭頭”概念，即時(shí)間是有方向的。沒有一成不變的事物，或者說(shuō)事物永遠(yuǎn)處于變化之中，長(zhǎng)江后浪推前浪，世上新人換舊人，才是事 物的辯證法。這一哲學(xué)原理給了我們一種信念和勇氣。鄧小平說(shuō)發(fā)展是硬道理，就知識(shí)而言，發(fā)展也是硬道理，創(chuàng)新也是硬道理。 科學(xué)結(jié)構(gòu)的不確定性 。 在牛頓力學(xué)看來(lái)，你給出一個(gè) t，我就可以描敘出△ t 的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就是說(shuō)世上的一切都是確定的，例如一旦剎車人都會(huì)向前傾斜，無(wú)論在巴黎或北京的車上。確實(shí)，在宏觀世界里，牛頓力學(xué)是放之四海皆準(zhǔn)的真理，所以本世紀(jì)中葉，有的物理學(xué)家驚呼，物理學(xué)已經(jīng)是一座精美的大鐘，形而上學(xué)最終取得了勝利。然而，“測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”提出詰難后，不確定性概念初次進(jìn)入物理學(xué)領(lǐng)域。量子力學(xué)有趣之一，也是其不確定性 ，它認(rèn)為電子在軌道上的位置僅僅是一種幾率關(guān)系。后來(lái)的非線性科學(xué)，把不確定性提高到一個(gè)普遍的領(lǐng)域，甚至認(rèn)為世界上的一切確定性均是不確定性的特例。不確定性的哲學(xué)貢獻(xiàn)顯然是巨大的，因?yàn)樗o辨證的、隨機(jī)的、偶然發(fā)現(xiàn)的開放體系提供了空間，給創(chuàng)新知識(shí)提供了發(fā)展空間。從更重大的創(chuàng)新教育而言，不確定是創(chuàng)造性思維的前提，不確定就是懷疑，不確定就是批判，提出不確定不僅給予了學(xué)習(xí)者在人格上的自信，而且還提供了一種學(xué)習(xí)的方法論。 知識(shí)因果的非必然性 。 在以往的觀點(diǎn)看來(lái)，世界上的事物運(yùn)動(dòng)大致可以分為兩種：有序的必然性和無(wú)序的偶然性 ，這就是說(shuō)，在事物的因果關(guān)系上，前者是一類決定性現(xiàn)象，后者屬于非決定性現(xiàn)象，全國(guó)大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)研究會(huì) 2020 年學(xué)術(shù)年會(huì)交流論文 2 現(xiàn)在，在偶然性與必然性之外，還發(fā)現(xiàn)了第三種現(xiàn)象 —— 混沌現(xiàn)象，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律雖然可以用數(shù)學(xué)方程，但其發(fā)展的某一時(shí)刻后果卻難以預(yù)測(cè)，這個(gè)非線性方程對(duì)初始值非常敏感，幾乎是失之毫厘差之千里。所以有人把混沌現(xiàn)象說(shuō)成決定性的偶然性。例如中長(zhǎng)期的天氣預(yù)報(bào)。 必然性依據(jù)的是邏輯上的因果律，偶然性的依據(jù)是隨機(jī)律。非必然性的哲學(xué)，給予了人類的懷疑精神。這點(diǎn)可能是人類精神現(xiàn)象的宗教與科學(xué)的最大差異。從教育上看，教材上的知識(shí)是合邏輯的，但是其形成中卻充滿著非 邏輯過(guò)程，是許許多多的偶然性發(fā)現(xiàn)的積累，經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的有理化思維整理出來(lái)的。顯然，這個(gè)有序的邏輯又等待未來(lái)的無(wú)序的非邏輯來(lái)延續(xù)，創(chuàng)造性則寓意于其中。否定之否定，把科學(xué)一步步推向高峰。如果相反，知識(shí)由必然性主宰，那么書本知識(shí)就成了終結(jié)，科學(xué)的新陳代謝隨之終結(jié)，科學(xué)生命也面臨死亡。 趨勢(shì)之二：學(xué)習(xí)研究中的非邏輯認(rèn)知 這個(gè)命題，直接關(guān)系到 21 實(shí)世紀(jì)的教學(xué)論和課程論的發(fā)展。這里，我們把從想象、靈感、頓悟、直覺等非邏輯方式獲得的認(rèn)知，稱為非邏輯認(rèn)知。 試誤的認(rèn)知方式 。 去年是著名的《猜想與反駁》作者波普爾誕生 100 周年，其重大的功績(jī)，是他挑戰(zhàn)了自柏拉圖以來(lái)所確立的以邏輯為導(dǎo)向的知識(shí)論，他認(rèn)為知識(shí)的生長(zhǎng)，或者說(shuō)從老問題到新問題，遵從以下公式： p→ TT→ EE→ P (p 代表老問題， TT 代表探索， EE 代表排除錯(cuò)誤， P 代表新問題 )。這就是說(shuō)，新知的形成是一個(gè)不斷試誤、不斷猜想、不斷通過(guò)證偽、不斷反駁的過(guò)程。而不是邏輯推導(dǎo)的結(jié)果，那些經(jīng)不住檢驗(yàn)的知識(shí)被淘汰，而沒有被駁倒的知識(shí)，暫時(shí)生存下來(lái)，因此，我們的知識(shí)由一段又一段的假說(shuō)銜接而成。這個(gè)張狂的見解經(jīng)過(guò)大風(fēng)大浪后總算被學(xué)界認(rèn)可。 傳統(tǒng)的邏輯決定論或者說(shuō)歷史決定論認(rèn)為，知識(shí)內(nèi) 部存在一個(gè)邏輯結(jié)構(gòu)，人們只是沿著這個(gè)歷史的規(guī)律拾級(jí)而上，波普爾對(duì)此持激烈的批判態(tài)度，引進(jìn)“突現(xiàn)論”。表明了知識(shí)的發(fā)現(xiàn)和生長(zhǎng)過(guò)程，不是邏輯的，其中充滿著靈感、頓悟、直覺。這些非邏輯因素，在知識(shí)的生長(zhǎng)中常常起著決定性作用。所以是像瞎子摸象一樣認(rèn)識(shí)自然。偶然性常常主宰著我們創(chuàng)新思維。波普爾的研究為創(chuàng)新思維的過(guò)程提供了理論支持。當(dāng)然也為教育創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)支柱。 總之，試誤理論的認(rèn)知方式，屬于一種“往前看”的知識(shí)論，它著重在知識(shí)的生長(zhǎng)和發(fā)展，其間充滿著非邏輯。雖然在它的外表曾經(jīng)有過(guò)被心理學(xué)家詛咒的“行為主義”的某些色 彩，但是，它確實(shí)主宰著人類的面向未來(lái)的認(rèn)知 [2]。 原創(chuàng)性知識(shí)的不完備性 。 知識(shí)論的另外一種是“往后看”，這是課程論研究的內(nèi)容，即從現(xiàn)有的知識(shí)往后看，其間充滿著邏輯過(guò)程，但是，我們不能把這種“往后看”的方式，來(lái)追索知識(shí)的生長(zhǎng)或創(chuàng)新。作為知識(shí)體系的課程，其邏輯的結(jié)果，來(lái)自人為的條理化行為，并通過(guò)邏輯化的陳述，由課堂教師或講解或自我閱讀，走上從低級(jí)到高級(jí)的邏輯層次。這種由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由局部到系統(tǒng)的步步推進(jìn)式的上升，完成了一門課程的知識(shí)體系，完成了今天我們所看到的課程體系中的嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)，完成了 經(jīng)得起波普爾所說(shuō)的“證偽”的敲打或攻擊。 傳統(tǒng)教材注重“邏輯完備的演繹”，教材編寫專家把一些偶然發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，采取各種簡(jiǎn)化形式，用嚴(yán)密的邏輯推理和演繹敘述，環(huán)環(huán)相扣，例如數(shù)學(xué)課本上，由極限→導(dǎo)數(shù)→微分，顯得完備的和流暢的全國(guó)大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)研究會(huì) 2020 年學(xué)術(shù)年會(huì)交流論文 3 邏輯化，其好處是便于“注入”“灌輸”。這給傳統(tǒng)的注入式教學(xué)法提供了方便。然而，這種完備的演繹敘述，卻充斥著枯燥、封閉、呆板、沉寂，出現(xiàn)“學(xué)生沒有問題”的問題，或者說(shuō)出現(xiàn)“學(xué)生提不出問題”的問題，因?yàn)槠渲惺チ藢W(xué)生的個(gè)體體驗(yàn)，失去了學(xué)生自我知識(shí)的建構(gòu)，失去了學(xué)生參與的積極性，失去了學(xué)生對(duì)知識(shí)的領(lǐng) 悟。當(dāng)然，更為嚴(yán)重的是，課本中這種嚴(yán)密的邏輯，在傳統(tǒng)的“師道尊嚴(yán)”的背景上，又使得學(xué)習(xí)者在精神上受到壓抑。在不平等的教育氣氛中接受意識(shí)桎梏，感到自卑和渺小，失去了向知識(shí)挑戰(zhàn)的勇氣。 “非邏輯認(rèn)知”觀正是這種“演繹敘述”的反動(dòng)，在展現(xiàn)知識(shí)過(guò)程中，把演繹的“知識(shí)產(chǎn)生的結(jié)果”，轉(zhuǎn)換為“知識(shí)形成的過(guò)程”，把收斂的知識(shí)結(jié)論，轉(zhuǎn)換為發(fā)散的知識(shí)過(guò)程，把“結(jié)論權(quán)”交給學(xué)生，讓類比、猜想、試誤引領(lǐng)學(xué)生，讓舊知與新知在矛盾中，促使學(xué)生思維經(jīng)受跳躍、擴(kuò)散、震蕩的“苦中之樂”后再進(jìn)行條理化，即從認(rèn)知的非邏輯過(guò)程，轉(zhuǎn)化為教材知識(shí)的邏 輯過(guò)程，最后，教材上的知識(shí)變成了他理解的知識(shí)。 非邏輯認(rèn)知過(guò)程是一種教師的“無(wú)為” 。 孔夫子說(shuō)優(yōu)秀的教學(xué)法應(yīng)該做到“聞一知十”和“舉一反三”。但是，創(chuàng)新教育要求的是“無(wú)中生有”。上述的非邏輯認(rèn)知過(guò)程，要求教師“無(wú)為”，讓自己的“無(wú)為”產(chǎn)生“無(wú)中生有”。教師的無(wú)為表現(xiàn)在：不急于呈現(xiàn)知識(shí)的結(jié)果，不替代學(xué)生尋找結(jié)論，不干涉學(xué)生的認(rèn)知中的偏差，不擾亂學(xué)生自然發(fā)生的認(rèn)知錯(cuò)誤，讓這個(gè)“自然”在學(xué)生自己的試誤中校正，從自生自滅中獲得新生。另一方面，教師要“有為”，即創(chuàng)造一定的情景或設(shè)置一定的“現(xiàn)象”，讓現(xiàn)象與學(xué)生以往的 認(rèn)知發(fā)生沖突，激發(fā)學(xué)生認(rèn)知，從中受到“刺激”或“挑戰(zhàn)”，從中生產(chǎn)飛躍。筆者在多年講授的電子電路課中，講“基極”的穩(wěn)定采用了“無(wú)為”，在講授負(fù)反饋電路時(shí)也采用了“無(wú)為”都收到良好效果。 后現(xiàn)代思潮之三：教育研究中的生理心理學(xué) 人，作為一個(gè)物種，有著極其漫長(zhǎng)的進(jìn)化。在最原始的“學(xué)會(huì)生存”中，為了適應(yīng)環(huán)境和趨利避害，在腦的結(jié)構(gòu)上不得不作相應(yīng)的進(jìn)化，出現(xiàn)了許多與動(dòng)物不同的高級(jí)認(rèn)知上的特殊功能，例如逃避風(fēng)險(xiǎn)功能、預(yù)測(cè)未來(lái)功能、應(yīng)激反應(yīng)功能、信息處理功能（模式識(shí)別功能）、快樂愉悅功能，后述的論述中可見，原來(lái)腦結(jié)構(gòu)的進(jìn)化 是如此影響著我們的學(xué)習(xí)過(guò)程。 以模式識(shí)別與認(rèn)知心理為例。模式識(shí)別（ pattern recognition）被認(rèn)為是生理心理學(xué)中最成功的領(lǐng)域之一，這里要介紹一下 1967 年獲得諾貝爾獎(jiǎng)的輝煌成就 —— 側(cè)抑制（ lateral inhibition）理論。我們知道，在物理學(xué)中有一個(gè)馬赫定律，說(shuō)的是圖象與背景的關(guān)系，例如天上的月亮，有兩種描繪方式，一種是直接在畫面的上空畫一個(gè)圓，另外一種是不畫圓而畫云，中國(guó)的寫意學(xué)派的水墨畫有“烘云托月”，那么，為什么人們能夠通過(guò)云來(lái)識(shí)別月亮呢？在這個(gè)“生理 — 心理”現(xiàn)象中，回答了此前 我們始終弄不明白的“生理結(jié)構(gòu)怎么會(huì)出現(xiàn)心理感受？”更深層地說(shuō)，它近乎于敲打“從物質(zhì)到精神”的大門，并且在接近“什么是理解，什么是意義”諸如此類的重大難題。 生理學(xué)實(shí)驗(yàn)以鱟眼的兩個(gè)相鄰的細(xì)胞（設(shè)為 A,B）為對(duì)象，通過(guò)光照方式研究結(jié)果。單獨(dú)光照一個(gè)細(xì)胞后發(fā)放得到一定的頻率 (A 為 53， B 為 46)，同時(shí)光照兩個(gè)細(xì)胞后發(fā)放的頻率明顯減低了 (A 為 43，B 為 35)。原來(lái)，解剖學(xué)證明，視覺細(xì)胞之間在結(jié)構(gòu)上存在一種神經(jīng)纖維聯(lián)系，是這種纖維形成的網(wǎng)絡(luò)在起作用，進(jìn)一步看，當(dāng)用有梯度光帶分別刺激單個(gè)細(xì)胞和兩個(gè)細(xì)胞時(shí)，前者的頻率發(fā)放 與光帶的強(qiáng)度一致，后者出現(xiàn)了差異，即在光帶強(qiáng)度明顯變化之處，與亮度曲線相比，由細(xì)胞發(fā)放的頻率描繪的感覺全國(guó)大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)研究會(huì) 2020 年學(xué)術(shù)年會(huì)交流論文 4 曲線上，出現(xiàn)了一個(gè)最大值和一個(gè)最小值（即感覺上亮的更亮，暗的更暗），這表明，視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)具有一種功能：突出對(duì)象的輪廓，增強(qiáng)視覺上的反差。這種結(jié)構(gòu)在功能上的好處是，可以有效地保證生物體的兩種最主要生存方式 —— 捕食或逃避。人眼也是如此，一百多年前物理學(xué)家馬赫證明了人的這種感覺現(xiàn)象，但是揭露其科學(xué)本質(zhì)的是生理心理學(xué)。用這個(gè)機(jī)理來(lái)解釋為什么孩子愛看動(dòng)畫片就很容易了，因?yàn)楹⒆拥囊暰W(wǎng)膜在發(fā)育階段，對(duì)復(fù)雜圖象的細(xì)節(jié)（灰度） 感到困難，而動(dòng)畫片除了情節(jié)簡(jiǎn)單外，其輪廓鮮明簡(jiǎn)潔，沒有灰度（深淺層次，攝影界稱為景深），在他看來(lái)感覺上就方便識(shí)別了。這個(gè)側(cè)抑制的“生理 — 心理”機(jī)理的發(fā)現(xiàn)，今天仍然很有價(jià)值，特別對(duì)于如何提高在屏幕上認(rèn)知的效率，還有很多研究有待深入。本人于 1986 年在 IEEE 計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)的刊物上發(fā)表的一個(gè)視覺信息的數(shù)學(xué)和電子學(xué)模型 [3]，另外，我還用灰色系統(tǒng)在數(shù)理心理學(xué)里建立了一個(gè)興趣模型 [4]，兩項(xiàng)成果都在歐洲獲得榮譽(yù)。 趨勢(shì)之四：學(xué)習(xí)自組織理論 這個(gè)題目討論把自組織理論引進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程，筆者曾經(jīng)有一個(gè)淺薄見解：“無(wú)論是最高明的 教學(xué)法，還最愚蠢的教學(xué)法，歸根到底，學(xué)習(xí)都是自學(xué)”。這是從宏觀角度看的一種臆測(cè)。 美妙的大自然給了我們視覺的許多享受，如斑馬的花紋，六角形的雪花，周期性的脈動(dòng)??，說(shuō)明自然界在人類所知的范圍外，還存在一種功能，即自組織功能。利用這種自組織機(jī)理，人類生產(chǎn)了單晶硅，研究了經(jīng)濟(jì)學(xué)的股市現(xiàn)象，并且開拓了神經(jīng)科學(xué)的新視野。 在物質(zhì)與精神這一對(duì)關(guān)系中，目前尚不明白人腦中的物質(zhì)和能量，在微觀上究竟是如何轉(zhuǎn)化為信息的，但是，按照控制論的“黑箱論”見解，這并不妨礙科學(xué)家從宏觀上 —— 從“輸入 輸出”關(guān)系中考察其奧秘，其中自組織 理論方面自有說(shuō)法。 對(duì)此，筆者曾試圖用數(shù)學(xué)模型描述認(rèn)知過(guò)程的自組織，發(fā)表于荷蘭皇家科學(xué)院的刊物上面 [5]，我認(rèn)為可能是人腦在進(jìn)化中可能獲得一種“有序化”、“條理化”功能，即在“組裝”知識(shí)或“拼接”外界知識(shí)時(shí)，大腦內(nèi)存在類似于某種微分方程工作方式。雖然這種描述尚十分膚淺，但可以推動(dòng)教育學(xué)的深入思考：是否存在知識(shí)自組織、信息自組織、學(xué)習(xí)自組織？如果弄清楚了，那么，創(chuàng)造性 —— 作為一種信息自組織的結(jié)果，便可能變得有科學(xué)依據(jù)了。學(xué)習(xí)學(xué)研究在西安交大林毓琦教授的倡導(dǎo)下，香港中文大學(xué)博士陸根書教授經(jīng)過(guò)十年努力逐漸被學(xué)術(shù)界 接受。據(jù)我看，在深層機(jī)理上，可能還是由自組織理論所支配。另外一個(gè)值得注意的是建構(gòu)主義，其知名度成了當(dāng)前的熱點(diǎn)。 當(dāng)然應(yīng)該充分肯定建構(gòu)主義者的良好愿望，并且對(duì)強(qiáng)調(diào)“學(xué)生主體觀”有貢獻(xiàn)，但“愿望的”畢竟不等于科學(xué)的，它回避不了先驗(yàn)論痕跡。因?yàn)樵诮?gòu)主義看來(lái)，似乎可以把一個(gè)人大腦中的知識(shí)體系建構(gòu)出來(lái)。世界上那有這么輕易的事呢？早在幾十年前，生理學(xué)家們也曾滿懷信心地解讀“建構(gòu)”，從師傅到徒弟一代接一代，他們不辭勞苦地尋著還原論的軌跡，開掘生物肌體的生理，可以說(shuō)從宏觀到微觀，從整體、系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞、分子生物學(xué) ，現(xiàn)在已經(jīng)攻打到基因?qū)哟瘟?，恨不得把愛情的甜蜜是發(fā)生在哪個(gè)細(xì)胞上給找出來(lái)。可惜，他們?cè)酵白咴胶?—— 越不清楚什么是思維、什么是想