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1學習的非線性現象

1.1人腦結構的非線性現象

人腦是自然界中最復雜的系統之一，是以神經元為節點的神經網絡，是一個非常典型的非線性結構。在這個系統中,多個神經元、神經元集群或者多個腦區相互連接成龐雜的結構網絡,并通過相互作用完成腦的各種功能。神經細胞是構成神經系統結構的基本單位。還有許多神經元纖維。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。研究發現，神經元在學習期間，樹突會生成大規模的變化，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元之間建立聯結的過程。

1.2知識結構的非線性現象

知識是“經過人的思維整理過的信息、數據、形象、意象、價值標準以及社會的其它符號產物，不僅包括科學技術知識——知識中最重要的部分，還包括人文社會科學的知識、商業活動、日常生活和工作中的經驗和知識，人們獲取、運用和創造知識的知識，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構，是我們在面向計算機化的學習方式的一種優質有效的表述。知識空間這種表述包括社會的和每個人的結構。

1.3學習過程的非線性現象

知識的學習是通過大腦的記憶現象存在于人腦之中，我們建立了學習過程與人腦神經細胞的某種聯系。對教學設計的要素出發，研究以人為本的教育模式的非線性教學設計。“線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線性的教學策略。”應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、突現的、非還原性的思維，建立適應社會經濟發展的相對穩定和有序的結構。

1.4心理學的非線性現象

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系，但人的心理是復雜與開放系統，非線性范式研究是一種接近本質的方式。因此非線性范式的心理學研究已經受到了廣泛應用。

1.5知識進化的非線性現象

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自組的非線性化。

2非線性現象的計算機描述

今天教育與學習存在著非線性現象，需要一種非線性現象的表述方式。我們從計算機技術的發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一體。網絡教育形態可以應用計算機技術來表述現代教育的非線性現象的諸多要求。人腦的學習、學習的心理、學習的過程、知識的結構、評價的標準等都可以以計算機方式進行表述和運行，從而形成網絡教育形態的本質特征，成為教育的特有的方式。

2.1超文本（Hypertext）描述

計算機技術意義上的超文本是一種非線形的信息組織方式，它是由節點和鏈構成的一個網狀結構圖。超文本是按照人腦的聯想思維方式，運用網狀結構非線性設計，組織管理信息的一種計算機文本技術。

2.2數據結構的非線性描述

數據結構分成線性結構和非線性結構，集合、線性結構、樹形結構、圖狀結構是數據結構的四種基本結構。其中非線性結構有樹形結構和圖形結構。計算機科學中體現了非線性思維設計的還有數據元素與存儲結構，數據元素的順序映象和非順序映象，以及存儲結構的順序存儲結構和鏈式存儲結構。

2.3數據庫存儲的非線性表述

數據庫技術是計算機系統的基礎與核心，包括網狀數據庫、層次數據庫、關系數據庫、面向對象數據庫。數據庫運用非線性原理設計，如以記錄類型為結點的網狀數據模型原理；以記錄類型為結點的有序樹或森林結構的數據模型原理；以二維表的形式進行存儲原理；由類構成的層次結構的原理等，都是信息資源的非線性的組織與表述。

3非線性教育形態

知識空間是一個復雜的空間，教育是傳承和創造知識的領域。傳統的教育形態是以線性的方式劃分學科與知識，編寫課程與教材，設計教學與課堂。缺少知識的相關性、課程的聯系性和教學的多元性。A專業課程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線性教育設計教育需要非線性設計，網絡教育形態具有非線性特征，可以實現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象，實現教育的非線性功效。它包含著豐富的現代教育理念與內涵，其作用和意義值得我們進行深入的探詢和研究。在網絡教育形態下沒有傳統教育的“課”的概念，同時“課程”與“教材”的概念將受到沖擊。⑧這將展示給我們一個全新的教育形態—非線性教育。非線性教育的設計應該從知識—課程—教材—教學（課）—學習—評價等教育形態元素開始。

3.1課程的非線性

復合人才的培養代表著現代教育的追求。新型專業的劃分趨向于知識的融合和復合。以現代課程論引導下的專業人才培養方式，已經走向多元化的趨勢。在人才培養需求的知識空間分割下，課程研究的內涵已進入非線性化的實質。課程的從屬性、相干性、多重性是知識結構建立的重要因素。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構的體現，直接影響到人才培養的目標。課程的非線性化不等同于目前的傳統課程網絡化，而是一種知識的全新組織要求，包括專業、知識、社會、個人等諸多因素。

3.2教材的非線性

書籍是線性設計思想的典型代表，傳統的教育形態在書本的思維下體現著線性的框架。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的知識結構，非線性教材可以實現這一設想。教材的非線性是課程非線性的表述與實現。只有實現教材的非線性化，非線性課程思想才能發揮應有的功效。

3.3課的非線性

網絡教育課的概念是什么？按學習的內容分隔，還是按學習時間分隔，需要另有定義。非線性學習的課是網絡教育形態的基本屬性。學習者根據自己特點，選擇學習內容、進度、深度和順序。在網絡教學中，傳統意義的課的概念不復存在。要設計網絡學習的學習課，即學習單元。網絡引導下的非線性課的環境將建立網絡教育形態的教學基礎。計算機是網絡學習的最好的管理者，非線性課就是學習選擇性、學習的關聯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計，教師無法給出每一個學生的學習路徑。傳統的學習理論也是以一種線性的表述來研究學習方式的。現代的學習理論開創了建構主義的學習觀，強調學習是一種多元影響意義學習現象。在網絡學習中，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非線性的結合。因而，網絡學習引導及計算機學習分析智能起到至關重要的作用。因此，建立一種建構主義學習意義的非線性網絡學習分析與引導是網絡教育形態特征創造的基本點，也是其意義實現的基本支撐點。

3.5評價的非線性

現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展方向。智能答案、模糊評價是現代學習測量的趨勢，傳統教育呈現的主觀答案和客觀答案的評價方式將更加合理。在現代教育的理念下，知識學習要求的是更為復雜的評價狀態，借助于數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、相關的評價設計，用計算機非線性表述技術達到智能評價的教育功效。

4結束語

非線性原理是構建網絡教育形態的體系的精髓，能夠實現現代教育理論與思想，能充分表現現代教育中非線性教育現象。今天我們的網絡所展示的教育，從課程、教材到課時、教法都是傳統意義上的概念，還基本上是一種將傳統的教育形態搬移到網絡上的一種工具與整合層面的應用。同時應當看到今天我們已經進入到一個網絡教育平臺應用于發展的時代。Moodle、Blackboard（畢博）、天空教室等網絡教學平臺將展示一種新的教學與學習思維結構。網絡的教育應用要發展到教育形態層面，就應該應用非線性原理與技術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，在網絡空間的平臺上，展示網絡教育形態的現代魅力。

作者：高榮國單位：江蘇第二師范學院現代傳媒學院