譚璐
（北京開放大學，北京100081）
一
系統(tǒng)科學與教育研究
系統(tǒng)科學是研究各類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、環(huán)境與功能的普適關(guān)系以及演化與調(diào)控的一般規(guī)律的科學。在錢學森（2007）提出的現(xiàn)代科學技術(shù)體系中，系統(tǒng)科學是與數(shù)學、自然科學、社會科學、思維科學等并列的九大學科部類之一，與數(shù)學類似，是一門涵蓋范圍廣、具有普遍方法論意義和研究工具價值的橫斷科學。
將系統(tǒng)科學應(yīng)用于教育領(lǐng)域的呼聲由來已久。首先，系統(tǒng)論對教育心理學和教學論的發(fā)展影響深遠，皮亞杰（1984）提出的建構(gòu)主義學習理論對“認知結(jié)構(gòu)”和“相互作用”的強調(diào)，西蒙斯（Siemens,2006）提出的聯(lián)通主義學習理論對知識網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)生成性、自組織性、個體相關(guān)性、混沌性、復(fù)雜性和不確定性的描述，都建立在系統(tǒng)科學的理論根基之上，而教學設(shè)計理論同樣與系統(tǒng)思維和方法息息相關(guān)（何克抗，2010）。從教育學的研究與實踐來看，多個學科教學體系的建立運用了系統(tǒng)思想和方法，課程和教學系統(tǒng)的開發(fā)及利用需要系統(tǒng)方法的指導，借助系統(tǒng)論、信息論、控制論等系統(tǒng)方法，實現(xiàn)了教育技術(shù)學觀念及實踐上的創(chuàng)新突破。以耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學、突變論為代表的“新三論”，以及視作系統(tǒng)科學發(fā)展新階段的復(fù)雜性研究，正日益廣泛地應(yīng)用于教育領(lǐng)域，為教育學的研究與發(fā)展開拓了新的思路（趙可云，何克抗，2010；埃德加·莫蘭，2004）。
我國教育技術(shù)領(lǐng)域的學者們早在本世紀初就指出了系統(tǒng)方法與教育技術(shù)之間存在著密不可分的內(nèi)在聯(lián)系。張祖忻（2006）認為，教育技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)，為了解決教育問題而“創(chuàng)造系統(tǒng)”；劉美鳳（2008）認為，系統(tǒng)方法是教育技術(shù)解決實踐問題的研究立場、指導思想和根本方法，是教育技術(shù)及其學科的核心、靈魂和獨特的方法論；何克抗和李文光（2009）認為，系統(tǒng)方法是教育技術(shù)的核心方法，系統(tǒng)方法的運用促進了教育技術(shù)的發(fā)展，也為解決教育這一復(fù)雜領(lǐng)域中的問題提供了指導思想；楊開城等認為，教育技術(shù)是指課程系統(tǒng)和教學系統(tǒng)的構(gòu)造技術(shù)，教育技術(shù)學的研究旨在創(chuàng)造教育系統(tǒng)的構(gòu)建技術(shù)（楊開城，張曉英，2009；楊開城，李波，董艷，2018）；等等。教育技術(shù)學被認為是教育科學與教育、教學實踐之間的連接橋梁，是有著方法論性質(zhì)的綜合運用學科（李龍，2005）。而如前所述，教育技術(shù)構(gòu)建在系統(tǒng)方法論的基礎(chǔ)之上，所以，探討系統(tǒng)方法論及系統(tǒng)方法在教育研究中的運用，與改進教育技術(shù)研究、補充和完善教育技術(shù)研究方法體系，兩者相輔相成、互為補充，可以同時從這兩個角度來理解系統(tǒng)方法論之于教育研究和教育技術(shù)研究的關(guān)系。
在以大數(shù)據(jù)、數(shù)字化、智能化為主要特征的信息時代，教育教學理念、模式、組織形式等更加開放、多元，教育系統(tǒng)也呈現(xiàn)出更多非線性、不確定性、自組織性等復(fù)雜系統(tǒng)的特點。與此同時，從教育學研究到教育技術(shù)研究，學者們?nèi)愿械窖芯糠椒ㄕ摰目仗摶虮∪酰铋_城，李波，董艷，2018；蘭國帥，李藝，2018）。引入系統(tǒng)方法論，將系統(tǒng)科學、復(fù)雜性研究的代表性思想及觀點、方法運用于教育研究，一方面可促進系統(tǒng)科學與教育科學的學科交叉與融合，為解決信息時代教育領(lǐng)域的復(fù)雜問題提供更多的研究視角和方法；一方面可補充和豐富原有的教育學研究范式，助力建構(gòu)系統(tǒng)的教育學知識結(jié)構(gòu)體系和研究方法體系。本文先對目前國內(nèi)運用系統(tǒng)方法開展教育研究的現(xiàn)狀進行述評，之后對系統(tǒng)科學的方法論和研究方法體系做一梳理，最后提出合理運用系統(tǒng)科學相關(guān)方法改進教育研究的具體建議。
二
國內(nèi)運用系統(tǒng)方法開展教育研究的述評
國內(nèi)運用系統(tǒng)科學開展教育研究始于上世紀80年代，這一時期主要運用“老三論”與“新三論”探討教育系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能、教育系統(tǒng)與其他社會系統(tǒng)的關(guān)系等內(nèi)容。查有梁的著作《控制論、信息論、系統(tǒng)論與教育科學》（1986）、《系統(tǒng)科學與教育》（1993）就是運用系統(tǒng)科學的“三論”原理研究教育哲學、教育美學、教育心理學、教學論和教育技術(shù)等一系列問題的代表性成果。1999年，葉瀾的著作《教育研究方法論初探》中，專門列出一章闡述了系統(tǒng)科學方法論思想對于教育研究的價值，提出系統(tǒng)科學（尤其是復(fù)雜性思維）在打開教育研究的新視野、新立場并改進具體的教育實踐方面，能夠發(fā)揮相當大的作用。之后，復(fù)雜性思想及其研究方法在教育研究領(lǐng)域日益得到關(guān)注，人們開始將教育系統(tǒng)視作一類復(fù)雜系統(tǒng)，用復(fù)雜性科學的觀點和方法來認識探索教育教學系統(tǒng)的規(guī)律與特征。在中國知網(wǎng)（CNKI數(shù)據(jù)庫）以“教育研究”“復(fù)雜性”為關(guān)鍵詞進行主題檢索，近10年（2008~2017年）每年論文發(fā)表數(shù)量均在20篇以上，年均發(fā)表數(shù)量近35篇，說明系統(tǒng)科學復(fù)雜性理論在教育研究中受到重視，得到教育學界的持續(xù)關(guān)注。就已有情況來看，近年來國內(nèi)運用系統(tǒng)科學理論和方法開展教育研究呈現(xiàn)出如下特點。
概念的遷移運用存在簡單化傾向
文獻中普遍強調(diào)要利用系統(tǒng)思維，如整體觀點、動態(tài)觀點、關(guān)系意識等來加深對教育問題的認知，但是實際中仍大量采用分析的、靜態(tài)的、孤立的思維，對系統(tǒng)科學某些基本概念、術(shù)語理解運用的深度和廣度不夠，往往簡單、機械地套用到教育研究中，以至于對概念的描述無法增進對系統(tǒng)本質(zhì)屬性的理解。
例如，“熵”是系統(tǒng)科學中描寫系統(tǒng)狀態(tài)的一個重要概念，在討論教育管理系統(tǒng)時，很多學者引入了“熵”，認為熵代表了系統(tǒng)的有序或混亂程度，系統(tǒng)要有序就應(yīng)保持在低熵態(tài)，讓系統(tǒng)產(chǎn)生“負熵”以抵消內(nèi)部的熵增效應(yīng)。對于討論的是系統(tǒng)什么層次上的熵，熵在該系統(tǒng)、該層次上的具體表達和涵義，“負熵”如何產(chǎn)生等問題卻沒有涉及。熵描述不同系統(tǒng)的狀態(tài)變化，有熱力學熵、信息熵、演化熵、結(jié)構(gòu)熵等不同的提法，雖然有相對統(tǒng)一的表達式，但具體涵義是有區(qū)別的。熱力學熵度量的是系統(tǒng)微觀狀態(tài)數(shù)的變化，信息熵度量的是某過程中對事物了解不確定程度的變化，演化熵描述系統(tǒng)演化的不確定性，結(jié)構(gòu)熵描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的非同質(zhì)性。對一個開放系統(tǒng)來說，輸入“負熵流”是一種形象的表述，相當于外界環(huán)境對系統(tǒng)做某種形式的功，系統(tǒng)可能獲取了物質(zhì)、能量或者信息，系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性減少了，有序程度提高了。而且，層次性是復(fù)雜系統(tǒng)的顯著特點，復(fù)雜系統(tǒng)某層次上為減熵、增序時，在另一層次上可能呈現(xiàn)熵增狀態(tài)，研究復(fù)雜系統(tǒng)的熵應(yīng)分層次進行，建立描寫系統(tǒng)不同層次之間的多個不確定性的多個熵函數(shù)（姜璐，1994；姜璐，王德勝，1991）。所以，不加定義、不分層次地用熵值高低來描述教育系統(tǒng)的性質(zhì)是不完備的，應(yīng)明確復(fù)雜系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，明確是在什么層次上進行的討論，此時的熵描述的是系統(tǒng)何種屬性的變化，這樣才能夠深刻地揭示教育系統(tǒng)的性質(zhì)和演化行為。
系統(tǒng)方法的運用多為“演繹移植”邏輯
學者們在討論教育系統(tǒng)時，往往缺乏某種“方法論自覺”，系統(tǒng)方法的運用一般以定性描述、演繹分析為主，不重視對系統(tǒng)科學普適性規(guī)律的深入研究和定量表達，只實現(xiàn)了系統(tǒng)科學理論與教育研究之間形式上的“榫合”（伍紅林，2008），鮮有實質(zhì)性運用特定方法去解決實際問題的工作，使得具有較強科學性、可推廣應(yīng)用的研究成果較少。
例如，分析教育系統(tǒng)的演化時，往往直接套用耗散結(jié)構(gòu)形成的幾個條件，認為某類教育系統(tǒng)滿足開放性、遠離平衡態(tài)、非線性作用等條件，即形成了自組織的耗散結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將走向有序。對于系統(tǒng)個體如何產(chǎn)生的自組織行為、系統(tǒng)形成有序結(jié)構(gòu)的臨界狀態(tài)和條件等都沒有描述。實際上，耗散結(jié)構(gòu)論是將有機界顯示出的減熵、增序的進化現(xiàn)象延伸到了無機界，對于由生物體構(gòu)成的系統(tǒng)來說，主體的環(huán)境適應(yīng)性不僅能抵消各種退化性或熵增因素的影響，而且多層次、多個體的相互作用可以使系統(tǒng)的演化涌現(xiàn)出更多新特征。教育系統(tǒng)作為社會系統(tǒng)，其演化行為會更加復(fù)雜，系統(tǒng)走向有序的原因，可能是內(nèi)部的適應(yīng)協(xié)同、競爭協(xié)同，也可能是外部調(diào)控的反饋作用、合作與博弈平衡，或是他組織作用與自組織作用的某種結(jié)合，不能簡單地用某種理論給“框”住。筆者看來，在促使教育系統(tǒng)從無序變?yōu)橛行虻囊蛩刂?，整體目標引導調(diào)控下產(chǎn)生的反饋平衡、多主體相互作用產(chǎn)生的博弈平衡，可能比來自系統(tǒng)“內(nèi)部漲落”達到的耗散平衡更為普遍，通過外部作用對系統(tǒng)要素或結(jié)構(gòu)進行調(diào)控或調(diào)整，能夠克服系統(tǒng)內(nèi)部的不確定性并助力實現(xiàn)系統(tǒng)的一致目標。
教育復(fù)雜性研究有待深化和拓展
當前，教育系統(tǒng)作為研究對象的復(fù)雜性已經(jīng)形成了較為廣泛的共識。許多學者認為，復(fù)雜性是教育的基本特征，無論是教育研究還是教育實踐，無論是討論教育與社會的關(guān)系或教育與個人發(fā)展的關(guān)系，復(fù)雜性都普遍存在，應(yīng)將復(fù)雜系統(tǒng)的相關(guān)理論、方法融入教育研究中，用復(fù)雜性方法論來分析、解決教育領(lǐng)域中的復(fù)雜現(xiàn)象和問題（楊小微，2000；葉瀾，2001；焦建利，葉力漢，2006）?？v觀近年來系統(tǒng)科學與教育領(lǐng)域的交叉研究，多是在“復(fù)雜性視野”“復(fù)雜性視域”“復(fù)雜性思維視閾”的框架下探討教育過程、現(xiàn)象和教育研究方法的復(fù)雜性。關(guān)于教育技術(shù)學的“復(fù)雜性研究”也在增多，既有不同研究范式的對比、學科各范疇的復(fù)雜性分析、教育技術(shù)系統(tǒng)方法論的理論研究（歐陽明，龔萍，高山，2012；歐陽明，龔萍，2013；吳靖，2017），也有復(fù)雜性理論運用于教育教學實踐上的探索，如基于混沌理論、復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)理論開展教學設(shè)計、學習評價等方面的研究（聞小嬌，2010；白曉暉，2011），基于自組織理論構(gòu)建課堂教學系統(tǒng)自組織境域的解釋框架（王忠厚，2011），以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法探究在線學習的基本規(guī)律、遠程教育網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)特征和形成規(guī)則等（張超，祝智庭，2009；張瑞，水靜，2011）。
然而，復(fù)雜性研究方法在教育研究中的運用仍比較單一，多數(shù)文獻都側(cè)重在強調(diào)整體性非線性等復(fù)雜性思維方式、闡釋復(fù)雜性理論及相關(guān)概念、分析特定研究對象的復(fù)雜系統(tǒng)特征等方面，缺乏成體系的教育復(fù)雜性研究方法策略，也缺少有影響的實踐應(yīng)用案例。值得一提的是，在互聯(lián)網(wǎng)日益普及的情況下，各類網(wǎng)絡(luò)學習平臺、網(wǎng)絡(luò)學習資源、教育教學軟件和信息管理數(shù)據(jù)庫在教育中得到普遍應(yīng)用，教學過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)得以存儲、累積，但是與之相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和利用遠遠不夠，教育大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用價值未能凸顯。面向教育大數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)分析模型的構(gòu)建、基于數(shù)據(jù)的實證研究方面，復(fù)雜性研究方法都有用武之地。
開啟了研究范式的重構(gòu)和方法論的探索
研究范式是一個學科或研究領(lǐng)域進步與否的評價標準，能夠促使研究者共同體的建立，并引領(lǐng)研究的深入發(fā)展。我國教育學研究由于缺少學術(shù)共同體和公認的研究范式，加之研究對象不明確，研究方法論薄弱，致使研究成果“精品少、無積累”“缺乏實質(zhì)性進展”（楚江亭，李廷洲，2014）。教育技術(shù)研究也同樣呈現(xiàn)出比較零散的樣態(tài)，缺乏系統(tǒng)性、創(chuàng)新性和研究合力，沒有形成“核心理論知識結(jié)構(gòu)體系”和獨特的“話語邏輯體系”（蘭國帥，李藝，2018）。鑒于研究方法體系和學科知識系統(tǒng)本身也是系統(tǒng)科學的研究對象，系統(tǒng)科學的方法論在化解自然科學與人文科學的沖突，建立相對統(tǒng)一的研究范式方面，以及明確教育學研究對象，構(gòu)建其知識結(jié)構(gòu)和研究方法論方面，都有著明顯的借鑒意義和應(yīng)用價值，國內(nèi)教育學界也開啟了這方面的探索。
劉菊、鐘紹春、解月光（2011）提出，復(fù)雜性研究范式代表了超越還原論的科學研究范式的轉(zhuǎn)變，有助于從教育研究方法論的角度審視教育弊病，查找原因，摸索規(guī)律，促進信息時代教育的新發(fā)展。吳靖（2017）認為，復(fù)雜系統(tǒng)科學帶來了教育方法論的革命，并提取出以“創(chuàng)造”為基礎(chǔ)的復(fù)雜性教育趨法，提出了教育技術(shù)方法論的涌現(xiàn)性原則、價值有涉原則、非線性原則和差異性原則。楊開城、李波、董艷（2018）認為，教育學的研究對象是抽象的教育系統(tǒng)，教育學是關(guān)于教育系統(tǒng)的知識體系，教育學研究方法論是發(fā)現(xiàn)該知識體系的方法體系。龔萍和歐陽明（2015）從復(fù)雜系統(tǒng)的方法視角，基于“三個層次一座橋梁”的思路，以系統(tǒng)學方法論、教育哲學、技術(shù)哲學為橋梁，按照“基礎(chǔ)理論—技術(shù)理論—技術(shù)方法”的三層次劃分①，梳理形成了教育技術(shù)系統(tǒng)方法體系的理論基礎(chǔ)總體框架，同時從設(shè)計、開發(fā)、管理和評價教育技術(shù)“人—機”系統(tǒng)的角度，探討構(gòu)建教育技術(shù)系統(tǒng)方法體系，為教育系統(tǒng)方法體系的建立提供了參考。
三
系統(tǒng)方法論與系統(tǒng)科學研究方法體系
針對上述研究現(xiàn)狀，在論述系統(tǒng)科學如何更有效地應(yīng)用于教育研究之前，先對系統(tǒng)方法論和系統(tǒng)科學研究方法體系做一概述和梳理，便于讀者更好地從整體上把握系統(tǒng)科學思想內(nèi)涵和方法要義。
系統(tǒng)方法論
系統(tǒng)的思想古來有之，在中國古代主要體現(xiàn)為樸素的整體觀，這種整體觀念在中國傳統(tǒng)哲學、醫(yī)學、工程、農(nóng)事等方面影響深遠。西方近代科學興起之后，還原論為主導的思維方式占據(jù)了知識界的統(tǒng)治地位，學科分化成為趨勢。19世紀，馬克思和恩格斯在辯證唯物主義理論中強調(diào)了事物的普遍聯(lián)系、整體性及運動變化的思想，系統(tǒng)思想重新受到重視。20世紀上半葉，貝塔朗菲的“一般系統(tǒng)論”中，明確地將系統(tǒng)作為研究對象，系統(tǒng)論的科學體系開始建立，之后經(jīng)歷了運籌學、控制論、信息論、自組織理論、超循環(huán)理論的形成和發(fā)展，定量的系統(tǒng)科學方法得以不斷充實完善，并形成了實際應(yīng)用層次上的系統(tǒng)工程理論和方法。到了20世紀末21世紀初，復(fù)雜性研究的興起，為系統(tǒng)科學的發(fā)展注入了新的活力，為人類認識現(xiàn)實世界中的很多復(fù)雜系統(tǒng)提供了新的思維方式和研究模式。
系統(tǒng)方法論的哲學依據(jù)，歸根到底是唯物辯證法（錢學森，2007）。辯證法的核心規(guī)律是對立統(tǒng)一。這種對立統(tǒng)一，可以體現(xiàn)為對系統(tǒng)不同方法和描述形式之間的融會貫通，包括局部描述與整體描述相結(jié)合、定性描述與定量描述相結(jié)合、確定性描述與不確定性描述相結(jié)合、靜力學描述與動力學描述相結(jié)合、理論方法與經(jīng)驗方法相結(jié)合，等等，其中最主要的是還原論與整體論相結(jié)合，體現(xiàn)為還原論與整體論的辯證統(tǒng)一。系統(tǒng)方法論具體可以從三方面的結(jié)合來考慮（郭雷，2016）：
一是“整體指導下的還原與還原基礎(chǔ)上的綜合相結(jié)合”。可以理解為自上而下、從抽象到具體的分析方法與自下而上、從具體到抽象的綜合方法相結(jié)合。系統(tǒng)方法論將這兩種研究路線有效結(jié)合，將能夠化解教育技術(shù)研究中存在的“教育技術(shù)研究”與“教育技術(shù)實踐”兩者各自為政的難題，化解“抽象的教育技術(shù)理論”和“真實的教育技術(shù)實踐”之間的尖銳矛盾（蘭國帥，李藝，2018）。
二是“機理分析與功能模擬相結(jié)合”。具體而言，可以理解為由內(nèi)而外的結(jié)構(gòu)分析法和由外而內(nèi)的功能建模法相結(jié)合。在給定環(huán)境條件下，通過分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即掌握了個體（要素）之間的相互作用，可以推導出系統(tǒng)演變的機制和原理；反過來，通過建構(gòu)某種模型來模擬特定系統(tǒng)的功能，進而推測其內(nèi)部（黑箱或灰箱）結(jié)構(gòu)，也可以加深對于系統(tǒng)本身及其行為機制的認識。需要注意的是，可以選用不同模型結(jié)構(gòu)來表達、模擬或調(diào)控系統(tǒng)的相同功能，因為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與環(huán)境決定了系統(tǒng)的功能，反之則只是影響，而非決定性的關(guān)系。這為我們觀察教育活動、解釋教育現(xiàn)象提供了更豐富的視角，并根據(jù)實際條件可以靈活選擇某種研究路徑或?qū)烧哂袡C結(jié)合。
三是“系統(tǒng)認知與系統(tǒng)調(diào)控相結(jié)合”。某種程度上，可以理解為客觀認識與主觀作用相結(jié)合。通過深化內(nèi)部結(jié)構(gòu)認知和外部環(huán)境認知，可以增進對系統(tǒng)行為和屬性的理解，從而更好地發(fā)揮系統(tǒng)功能；同時，可以對系統(tǒng)進行一定的人為干預(yù)，對系統(tǒng)的一些可控變量或要素進行調(diào)整或調(diào)控，以使系統(tǒng)達到所期望的整體功能或目的。比如，給教學系統(tǒng)設(shè)定了一定的目標，為達成此目標，一方面需要加深對教學主體及其互動關(guān)系的認識，另一方面需要通過系統(tǒng)反饋和動態(tài)調(diào)整機制，調(diào)節(jié)教學互動關(guān)系，優(yōu)化資源及媒體組合，促使教學系統(tǒng)向趨于其目標的方向發(fā)展，在此過程中，對教學系統(tǒng)的認知也更進了一層。
以上研究方法論，凸顯了系統(tǒng)科學突破還原論的局限，同時超越簡單整體論而遵循的研究途徑，即在把握事物各組成部分及其相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，從整體上來認識和處理研究對象的系統(tǒng)路徑，這對于認識教學組織從個體到整體涌現(xiàn)的性質(zhì)，了解教育現(xiàn)象背后隱含的規(guī)律，解決復(fù)雜的教育實踐問題，都能起到相應(yīng)的作用。應(yīng)在上述方法論的指導下，根據(jù)研究對象和研究問題，采取合適的研究路線，選擇具體的研究方法。
系統(tǒng)科學的研究對象和研究方法體系
系統(tǒng)科學的研究對象是各類系統(tǒng)，即由一些個體或要素通過相互作用而組成的具有一定功能的整體。系統(tǒng)外的一切與之相關(guān)聯(lián)的事物，稱為系統(tǒng)的環(huán)境。開展研究時，我們只關(guān)心環(huán)境對系統(tǒng)發(fā)展及演化產(chǎn)生的影響，而不考慮環(huán)境本身及系統(tǒng)對環(huán)境的作用，因此，有時候把不易討論的內(nèi)容劃歸為環(huán)境以簡化研究。系統(tǒng)科學研究的系統(tǒng)可以是自然界的物質(zhì)系統(tǒng)、生物系統(tǒng)，也可以是人類系統(tǒng)、社會系統(tǒng)，或者人造系統(tǒng)，系統(tǒng)科學不關(guān)心這些系統(tǒng)對應(yīng)事物的具體形態(tài)，而是關(guān)注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、行為、功能、演化等具有普適性的規(guī)律（譚璐，姜璐，2009）。
物理學研究單體、兩體或者三體的運動規(guī)律，這些研究對象可看作是簡單系統(tǒng)，因為系統(tǒng)內(nèi)部的個體數(shù)目較少，相互作用簡單，這類系統(tǒng)可以用經(jīng)典物理學的理論和方法（牛頓定律體系）加以研究。對于某些系統(tǒng)，其個體數(shù)目雖然較多，然而個體之間的相互關(guān)系比較簡單，非線性效應(yīng)很小，以至于處理特定的研究問題時可以忽略不計，也可以將其近似看作是簡單系統(tǒng)，用牛頓力學等解析方法開展研究。
系統(tǒng)科學關(guān)注的研究對象，按照其復(fù)雜性由低到高的順序，基本上可以劃分為三類②：簡單巨系統(tǒng)、復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)和復(fù)雜巨系統(tǒng)。
簡單巨系統(tǒng)就是包含的個體數(shù)目眾多，但相互作用層次較少，相互作用關(guān)系相對簡單的一類系統(tǒng)，其演化具有很強的規(guī)律性，演化方向和結(jié)果是可以預(yù)見的。以現(xiàn)實系統(tǒng)為例，熱力學系統(tǒng)、化學反應(yīng)系統(tǒng)就是簡單巨系統(tǒng)。對于簡單巨系統(tǒng)在平衡態(tài)或線性區(qū)的性質(zhì)，可以用統(tǒng)計物理學、熱力學理論方法進行研究，對于非線性區(qū)的性質(zhì)，系統(tǒng)科學也發(fā)展了一套專門的研究工具和研究方法，主要是微分方程（反應(yīng)擴散方程、主方程）和自組織理論（耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同學）分析方法。
復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)不僅個體數(shù)目眾多，而且相互關(guān)系復(fù)雜，一般具有多個層次，其系統(tǒng)內(nèi)部的個體具有了智能體的特征，主要表現(xiàn)為對環(huán)境的適應(yīng)性，這樣的個體被稱為適應(yīng)性智能體（AdaptiveAgent），簡稱為主體，而由其構(gòu)成的系統(tǒng)就叫做復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)。在系統(tǒng)演化的過程中，主體不僅可以按照一定的規(guī)則選擇與系統(tǒng)內(nèi)其他個體發(fā)生相互作用，而且對于之前的選擇和經(jīng)歷能夠進行認知學習與機械記憶，并根據(jù)學到的經(jīng)驗改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式，以適應(yīng)環(huán)境的變化，進而轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)演化的新的特征，在系統(tǒng)科學里稱為“涌現(xiàn)”。主體的適應(yīng)性是此類系統(tǒng)復(fù)雜性的根源，一般可以用刺激——反應(yīng)模型來刻畫主體的適應(yīng)性，主體的行為有規(guī)則可循，因而能夠在概率意義上決定系統(tǒng)的演化方向。多數(shù)生物系統(tǒng)，如細胞、蛋白質(zhì)、基因、免疫系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)等，可以看作是復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)。對此類系統(tǒng)，已有復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)（CAS）理論作為分析基礎(chǔ)，現(xiàn)在依靠電子計算機強大的軟件功能與運算能力，研究復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)的分析工具和計算模型得以迅速發(fā)展，如遺傳算法、人工智能算法（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型）、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型等。
再看復(fù)雜巨系統(tǒng)，其包含的個體數(shù)目多，相互作用層次關(guān)系非常復(fù)雜，最為重要的是，系統(tǒng)內(nèi)的個體，不僅能夠?qū)W習記憶，而且可以自發(fā)產(chǎn)生新的行為，同系統(tǒng)內(nèi)其他個體或系統(tǒng)環(huán)境之間構(gòu)造新的結(jié)構(gòu)關(guān)系，創(chuàng)造出新的系統(tǒng)功能，這種創(chuàng)造雖然需要一定的基礎(chǔ)和時間積累，但是其內(nèi)在規(guī)律尚屬未知領(lǐng)域?，F(xiàn)實社會中有人參加的多數(shù)系統(tǒng)，如經(jīng)濟系統(tǒng)、教育系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)等，就屬于復(fù)雜巨系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都具有開放性，所以又稱作開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。由于當前理論發(fā)展水平和技術(shù)運用手段的限制，難以利用計算機建立描述其微觀優(yōu)化機制的統(tǒng)一模型，對這樣一類系統(tǒng)尚無規(guī)范的研究理論。錢學森倡導的系統(tǒng)科學，其主要研究對象就是這類開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，主要是指由人組成的系統(tǒng)。錢學森提出的從定性到定量的綜合集成法（Meta-synthesis），是迄今出現(xiàn)的研究復(fù)雜巨系統(tǒng)演化問題較為有效的方法。復(fù)雜巨系統(tǒng)的開放性，不僅指這類系統(tǒng)與外界聯(lián)系廣泛，與外部環(huán)境有著充分的物質(zhì)、能量和信息交換，而且它的演化要受外界的影響，它的穩(wěn)定狀態(tài)的形成要受外界的控制，它的穩(wěn)定狀態(tài)的維持也需要外界的控制。對這類系統(tǒng)的研究方法，也必須是有人進行不斷的調(diào)整，錢學森稱之為人機結(jié)合、以人為主的研究方法，其實質(zhì)是將專家經(jīng)驗體系、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資源、計算機技術(shù)三者有機地結(jié)合起來，發(fā)揮各自優(yōu)勢，綜合運用復(fù)雜系統(tǒng)理論和系統(tǒng)工程的技術(shù)方法，形成一個高度智能化的人—機對話系統(tǒng)，用以解決任何單一方法都難以解決的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的問題（錢學森，于景元，戴汝為，1990）。
對于系統(tǒng)科學關(guān)注的三類系統(tǒng)及其研究方法，簡要歸納如表1所示。所以，無論我們面臨怎樣的研究問題，運用系統(tǒng)方法的關(guān)鍵是，要根據(jù)研究問題抽象出具體的研究對象—系統(tǒng)，并明確系統(tǒng)的個體是什么，相互作用是什么，系統(tǒng)的環(huán)境是什么，環(huán)境對系統(tǒng)的影響是什么，并弄清楚系統(tǒng)的復(fù)雜程度，而系統(tǒng)的復(fù)雜度不是單以個體數(shù)量的多寡而定的，主要是看系統(tǒng)個體的屬性（即是否有適應(yīng)性或自主行為）、系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性（即相互作用關(guān)系的層次及復(fù)雜程度）以及系統(tǒng)開放性帶來的復(fù)雜性（即與外界環(huán)境互動的復(fù)雜程度），在明確研究對象及其性質(zhì)之后，才談得上選擇行之有效的研究方法。
教育系統(tǒng)屬于有人參與的、兼具自然性和社會性的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，而且“可能是人世間復(fù)雜問題之最”（葉瀾，2001）。在開展教育研究時，我們往往根據(jù)研究問題的需要和可利用的客觀條件，對現(xiàn)實系統(tǒng)予以適度簡化，以靈活運用相對成熟的、規(guī)范的研究方法。比如，教學活動的主要參與者教師、學生均是有各類自主行為的主體，主體自身有發(fā)展動態(tài)、主體之間可以形成多種關(guān)聯(lián)、主體與外界的交流也非常復(fù)雜，在作為教學系統(tǒng)來研究時，我們可以僅關(guān)注主體間的教學互動行為以及教學主體與教學資源、教學媒體之間的信息流動。再比如，研究開放教育資源的傳播與演變機制時，避開資源、信息與人群的復(fù)雜交互過程，用“節(jié)點—邊”的語言將系統(tǒng)加以抽象，個體看成網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，個體之間的知識連接看成網(wǎng)絡(luò)中的邊，可以采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的建模和分析方法對知識在人群之間的傳播模式進行研究（譚璐，2015）。
四
基于系統(tǒng)方法改進教育研究的幾點建議
系統(tǒng)方法論及系統(tǒng)科學的研究框架，為我們開展教育研究提供了新的思路、觀點和方法，針對之前總結(jié)的現(xiàn)狀，可以嘗試從以下幾方面加強和改進系統(tǒng)方法在教育研究中的應(yīng)用。
1.加深對系統(tǒng)科學基本概念、研究方法的理解，提高概念、方法使用的適切性和準確性，以系統(tǒng)思維和方法論，深化對教育系統(tǒng)本質(zhì)規(guī)律及演化機制的認識。
查有梁的《控制論、信息論、系統(tǒng)論與教育科學》（1986）一書中，為我們提供了多個利用系統(tǒng)科學“三論”的概念、公式來描述和解釋教學理論與現(xiàn)象的范例。還是以“熵”為例，人腦對某一知識的習得或遺忘過程，就可以用信息熵的變化來定量描述。信息熵的表示式是：
其中將某一知識分解為個問題，表示回答每個問題的概率。學習的過程就是掌握這些問題的過程，也即通過學習（做功），向大腦中輸入了“負熵流”，相反地，知識的遺忘則對應(yīng)了熵增的過程。這樣的解釋對科學認識學習過程很有啟發(fā)，可惜類似的探討在教育研究中比較稀缺，已有的成果也未得到充分的利用和拓展。
教育研究強調(diào)生成性思維，在分析系統(tǒng)的演化時，系統(tǒng)科學（尤其是自組織理論）通常以微分方程為工具，通過數(shù)學計算、數(shù)值模擬等方式，觀察不同參數(shù)作用下非線性系統(tǒng)的動力學行為，了解系統(tǒng)發(fā)生相變的臨界條件、系統(tǒng)演化的過程和終態(tài)（系統(tǒng)軌道可以是穩(wěn)定點、周期態(tài)、準周期態(tài)、混沌態(tài)）等。研究教育系統(tǒng)時，應(yīng)在合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，將定性判斷與定量描述相結(jié)合，適當引入量化研究方法，通過分析系統(tǒng)要素及其關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的變化，建立起描述系統(tǒng)演化行為的數(shù)學模型，并確定系統(tǒng)演化過程中的快、慢變量，獲得系統(tǒng)“涌現(xiàn)”出新功能的條件，進而了解復(fù)雜現(xiàn)象背后隱藏的動力學機制，這樣可以更好地把握動態(tài)生成性系統(tǒng)的特征，達到有效預(yù)測系統(tǒng)發(fā)展方向、優(yōu)化系統(tǒng)發(fā)展結(jié)果的目的。
2.嘗試建立研究對象和研究問題的框架，形成研究內(nèi)容的邏輯聯(lián)系，助力構(gòu)建學科知識體系。
厘清研究對象和研究問題是選取合理的研究路線和研究方法的基礎(chǔ)。教育研究的對象，既有客觀存在的人、群體和社會現(xiàn)象，也有人工設(shè)計的各類系統(tǒng)，當運用系統(tǒng)方法開展研究時，要清楚地界定我們的研究對象——教育系統(tǒng)，并把握教育問題的復(fù)雜性，對研究對象進行合理的抽象，明確系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，系統(tǒng)以外的部分作為系統(tǒng)的環(huán)境，研究時只需考慮系統(tǒng)內(nèi)部要素的相互作用及環(huán)境對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。
教育研究中，系統(tǒng)科學多尺度多層次的研究思維，可以為建立研究對象和研究問題的框架提供思路，而對于研究對象和問題的梳理，形成研究內(nèi)容的某種邏輯聯(lián)系，有助于學科知識體系的構(gòu)建。查有梁在《系統(tǒng)科學與教育》（1993）一書中，將教育系統(tǒng)劃分為針對個體的微觀教育系統(tǒng)、針對群體的中觀教育系統(tǒng)和針對社會的宏觀教育系統(tǒng)三個層次，并提出了教育者在每一層次上應(yīng)當關(guān)注的系統(tǒng)要素及其相互作用機制。筆者參照將教育技術(shù)學劃分為教學設(shè)計、課程開發(fā)、教育工程學三個分支的觀點（楊開城，2004），嘗試提出教育技術(shù)研究問題的三層面劃分框架（見表2）。微觀層面以教學系統(tǒng)為主要研究對象，重點研究課程教學目標與教學主體、教學過程實施、教學內(nèi)容、教學媒體、教學效果評價及其相互之間的關(guān)系；中觀層面以課程設(shè)計與開發(fā)系統(tǒng)為主要研究對象，重點研究學科（專業(yè)）課程體系與社會需求、教育目標、各門課程內(nèi)容、教學形式、教學資源及其相互之間的關(guān)系；宏觀層面以教育決策系統(tǒng)為主要研究對象，重點研究多人協(xié)作下的教育實踐活動的組織管理技術(shù)，包括教育規(guī)劃、開發(fā)、治理、服務(wù)、創(chuàng)新、績效等。當然，從不同的時空維度和研究視角，還可以構(gòu)成更多的研究問題域，例如從教育技術(shù)的94定義③出發(fā)，可以將教育技術(shù)研究內(nèi)容劃分為學習資源和學習過程的設(shè)計、開發(fā)、使用、管理和評價五個范疇，也就能抽象出不同的研究對象。
3.加強復(fù)雜性分析方法的運用，充分利用綜合集成法、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型等方法，挖掘更多關(guān)于教育系統(tǒng)的有價值的信息。
教育系統(tǒng)作為典型的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，錢學森從定性到定量的綜合集成法是一種適宜的研究方法，不僅體現(xiàn)了以人為本的教育精神，而且將自然科學和社會科學的多種研究方法加以整合運用，能夠分析和處理教育系統(tǒng)所面臨的各種非結(jié)構(gòu)化問題。該方法的研究過程是：針對研究問題，依靠專家群體提出經(jīng)驗性假設(shè)，再利用以計算機為主的現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方法進行驗證，通過人機交互、反復(fù)迭代、逐次逼近，最終實現(xiàn)從定性到定量的認識，從而對經(jīng)驗性假設(shè)正確與否做出科學結(jié)論。綜合集成法用于輔助決策的研究過程示意圖如圖1所示。該方法的運用一方面可以發(fā)揮信息時代“人—機”結(jié)合的優(yōu)勢，嘗試認識和調(diào)控復(fù)雜的教育系統(tǒng)，并在復(fù)雜性研究范式下更好地解釋教育現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)和解決各種教育問題；另一方面，可以充分發(fā)揮實踐對于理論的修正作用，在輔助決策和解決問題的教育研究實踐中，對擴充和豐富復(fù)雜巨系統(tǒng)的理論方法起到積極作用。
隨著教育信息化的發(fā)展，面向有豐富信息含量的教育系統(tǒng)，包括大量的、相互關(guān)聯(lián)的教育網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)學習資源、學習者等系統(tǒng)要素，可以運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法建立研究模型，通過分析網(wǎng)絡(luò)拓撲統(tǒng)計特性、動力學和穩(wěn)定性等，為教育研究提供新的融合空間和視角(徐曉，張清，張玉來，張世波，2014)。而且，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)模型能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的集成化、可視化，搭建起從微觀到宏觀的橋梁。進一步，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法，將模型方法與數(shù)據(jù)方法相結(jié)合，可開展基于教育大數(shù)據(jù)的研究，如數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則與智能挖掘研究、學習行為挖掘與學習評價研究、學習資源個性化推薦研究、知識協(xié)作應(yīng)用研究等，為相應(yīng)的大規(guī)模、非線性的教育數(shù)據(jù)的實證分析提供路徑。
4.借助系統(tǒng)科學方法論，有望補充和豐富教育學研究范式，并對多元研究范式進行統(tǒng)合，發(fā)展起一套獨有的“研究哲學”。
如前所述，強調(diào)整體性、關(guān)聯(lián)性、動態(tài)性的系統(tǒng)思維和以唯物辯證法為本質(zhì)的系統(tǒng)學方法論，促進了我國教育研究方法論的發(fā)展。進一步，面向當代中國教育學研究領(lǐng)域產(chǎn)生的“思辨研究范式”“量化研究范式”“質(zhì)性研究范式”萌芽（楚江亭，李廷洲，2014），通過分析思維與綜合思維、主觀作用與客觀分析的有機結(jié)合，通過對已有研究方法和研究成果的檢視和反思，可以構(gòu)建起更符合我國教育實踐特色的教育研究方法體系，并在多極性、非線性的科學邏輯下，促成多元研究范式之間的有效融合。
哲學是范式的最高層次，從這一點來說，我們希望基于系統(tǒng)科學方法論，藉由對具有統(tǒng)合思辨研究、量化研究、質(zhì)性研究作用的教育學研究范式的探索，發(fā)展起一套獨有的“研究哲學”。從認識論來說，需要真正超越還原論，以復(fù)雜性的思維、統(tǒng)一性與多樣性共存的原則去認識教育研究，避免“實證主義”與“人文主義”的相互對立、立足于“教”與立足于“學”的相互對立、理論研究與實踐研究各自為戰(zhàn)等局面。從本體論來說，把握教育作為一種特殊人類活動的深刻內(nèi)涵，明確教育研究的對象是抽象的教育系統(tǒng)、是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的判斷，基于對教育研究對象與教育研究本身的思考，嘗試建立關(guān)于教育系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)和方法體系。從價值論來說，研究的目的是“還原事實、揭示意義和把握真理”（楊開城，李波，董艷，2018），教育研究同樣處于相互關(guān)聯(lián)的“事實——真理——意義”系統(tǒng)之中，應(yīng)為人類更好地認識教育世界、發(fā)現(xiàn)教育規(guī)律，更科學地實施教育提供依據(jù)。從方法論來說，將教育系統(tǒng)作為研究對象，因而可遵循以三個方面相結(jié)合為重點的系統(tǒng)方法論，體現(xiàn)不同研究路線、多種研究方法論取向的辯證統(tǒng)一。
注釋
①錢學森現(xiàn)代科學技術(shù)體系按照“基礎(chǔ)理論——技術(shù)科學——應(yīng)用技術(shù)”三個層次對科學部門（或稱學科門類）進行了劃分。
②幾類系統(tǒng)的劃分方式不是絕對的，有的論著將簡單系統(tǒng)也納入到系統(tǒng)學框架中，并在復(fù)雜巨系統(tǒng)中將社會系統(tǒng)抽離出來，作為一類特殊的復(fù)雜巨系統(tǒng)來研究。關(guān)于這幾類系統(tǒng)的描述，可參見《系統(tǒng)科學導論》（譚璐，姜璐，2009）一書。
③美國教育傳播與技術(shù)協(xié)會(AECT)在1994年發(fā)表的教育技術(shù)定義：教育技術(shù)是為了促進學習，對有關(guān)的資源與過程進行設(shè)計、開發(fā)、利用、管理和評價的理論與實踐。
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