邏輯思維訓(xùn)練匯總范文
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篇1
關(guān)鍵詞:高一學(xué)生;學(xué)習(xí)物理;心理障礙;對策
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)24-0134
在多年的教學(xué)生涯中,筆者總是見到這種現(xiàn)象:“絕大部分的學(xué)生以前有聽說過物理難學(xué)”,而且高一的學(xué)生總是認為物理比初中難學(xué)的多,那么,究竟是什么原因造成這種現(xiàn)象的發(fā)生呢?筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗作如下分析:
首先,學(xué)生學(xué)習(xí)物理的畏難情緒較大,心理壓力也相對較大。
初中重在表淺的定性研究,所研究的現(xiàn)象具有較強的直觀性,而且多數(shù)是單一的、靜態(tài)的,教學(xué)要求以識記為主;而高中物理所研究的現(xiàn)象比較復(fù)雜而抽象,多數(shù)要用定量的方法進行分析、推理和論證,教學(xué)要求重在運用所學(xué)知識來分析、討論和解決實際問題。例如高一物理的運算又迅速地從單純的算術(shù)、代數(shù)運算過渡到函數(shù)、圖像、向量、極值等運算。這就要求學(xué)生具有較強的分析、概括、推理、想象等思維能力,運用數(shù)學(xué)能力以及與之相對應(yīng)的優(yōu)化方法、學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維質(zhì)量,這對于剛升入高中的只有形象思維或具有一定的抽象思維能力但尚處于經(jīng)驗型階段的高一學(xué)生來說,無疑是一個思維方式在質(zhì)量上的飛躍。高中物理難學(xué)是確實存在的現(xiàn)象,大部分的學(xué)生覺得成績比初中退步了,對現(xiàn)在的成績感到不滿意,而且對學(xué)習(xí)高中物理有較大的心理壓力。眾所周知,在高考各科成績中,物理學(xué)科的平均分歷來都是較低的;而在學(xué)生當(dāng)中“物理難學(xué)”成為抹不去的陰影。不良的競爭,過大的心理壓力的長期作用會使青少年難以承受,從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙。
其次,單一的學(xué)習(xí)方法,學(xué)生易產(chǎn)生惰性心理。
初中物理以形象思維為主,通常從熟悉、具體、直觀的自然現(xiàn)象和演示入手建立物理概念和規(guī)律。高中物理從理想模型代替直觀現(xiàn)象客體入手,通過邏輯判斷和抽象思維建立概念和規(guī)律,這種由具體形象思維到抽象邏輯思維的過渡必然要求學(xué)生改進原來的學(xué)習(xí)方法,達到新的要求。學(xué)習(xí)上產(chǎn)生困難,往往并非學(xué)生思維水平或智力的問題,而是學(xué)生不知道該怎樣去學(xué)。事實上,學(xué)生學(xué)會為,到自己會用物理的差距還非常大。根據(jù)筆者多年的調(diào)查分析來看,大部分學(xué)生還沒有掌握正確、合適的學(xué)習(xí)方法,這已是他們在物理學(xué)習(xí)中遇到困難的主要原因之一。學(xué)生獲取物理知識的途徑只限于課堂聽講,缺乏對自然科學(xué)的探索精神。課后只是為了做題而做題,死記公式,生搬硬套。少了求知的熱情,成功的喜悅,只靠考試、升學(xué)的壓力是無法產(chǎn)生濃厚興趣和學(xué)習(xí)欲望的,反而會出現(xiàn)“惰性心理”,完全依賴教師課堂講解,思維惰性大,思路狹隘,滿足于固有的思維模式,受固有方法的約束,只能套用知識,不能靈活運用知識,只能模仿,不能創(chuàng)新,思維僵化。
第三,思維定勢的負遷移,導(dǎo)致“暈輪”效應(yīng)的產(chǎn)生
思維定勢的遷移分為正向遷移和負遷移。對新知識的學(xué)習(xí)起積極、促進作用的為正向遷移;起干擾、抑制作用的為負遷移。在物理教學(xué)中,思維定勢負遷移的消極表現(xiàn)有以下四個方面:
1. 在解決新問題時,盲目地照搬舊經(jīng)驗,不注意新舊問題之間的差異。
2. 由于思維定勢造成思維方式的僵化,不利于學(xué)生物理思維的發(fā)散,缺乏創(chuàng)造性。
3. 在建立概念和規(guī)律時,學(xué)生因未真正掌握其內(nèi)涵和外延,造成“定勢錯覺”,而且很容易地遷移到應(yīng)用中。不能區(qū)別相互之間有聯(lián)系的物理概念,如電壓和電動勢,電勢與電勢能,質(zhì)量與重量,動量定理和動量守恒定律,光的干涉和光的衍射等。
4. 學(xué)生掌握物理概念和規(guī)律時的穩(wěn)定性和清晰性差,理解不透切,將一些本質(zhì)不同,但表面上相近、相似或相關(guān)的概念或規(guī)律混淆,產(chǎn)生“暈輪”效應(yīng),成為學(xué)習(xí)的障礙。
第四,性別心理障礙
在學(xué)習(xí)過程中,理科是女生弱項的輿論和事例常壓得她們不敢放膽去學(xué)習(xí)物理,造成心理負擔(dān),學(xué)習(xí)信心不足。例如近幾年各省高考實行“3+X”以來,其中“X”科選讀物理的女生較少,在理科重點班的女生則更少。女生學(xué)好物理的信心明顯低于男生,學(xué)習(xí)的勁頭也不如男生,對自己不敢高要求,做題時,也不如男生靈活。在大部分人認為女生學(xué)習(xí)物理至少在某方面比男生困難的情況下,女生的心理壓力也很大。
那么,如何解決上述的四點問題呢?下面,筆者介紹一些消除心理障礙的方法:
一、培養(yǎng)學(xué)生對物理學(xué)科的情感,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
蘇霍姆林斯基曾把學(xué)生的情感比作土地,把學(xué)生的智力比作種子。他說:“只關(guān)心種子而忘了耕地等于撒下種子喂麻雀?!迸d趣和良好的動機能夠極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。因此,在教學(xué)中,教師要處理好師生關(guān)系,激勵學(xué)生克服困難,勇于前進;要“思學(xué)生所想,解學(xué)生所難,料學(xué)生所錯,投學(xué)生所好”。
此外,激發(fā)學(xué)生的興趣,還需要教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用,體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位。教師要改變一講到底的做法,根據(jù)教學(xué)目的,通過“設(shè)疑”、“析疑”啟發(fā)學(xué)生的思維,鼓勵學(xué)生提問和發(fā)表自己的見解,參與課堂討論,營造一個寬松和諧的教學(xué)環(huán)境。同時,要保護學(xué)生的好奇心,讓學(xué)生擺脫死記硬背的束縛,注意理論聯(lián)系實際,懂得運用所學(xué)知識解決生產(chǎn)和生活中的一些具體問題。增強學(xué)生的受挫能力和解決困難的信心,讓他們有成功的體驗,給他們開闊眼界的機會。
二、注重實驗在物理教學(xué)中的作用
物理是一門基于實驗的學(xué)科,實驗在物理研究、教學(xué)中占著舉足輕重的地位。在新課改中,物理實驗的教學(xué)加重了,高中物理更加抽象,而學(xué)生的自我意識又增強了,他們更傾向于獨立思考。所以,演示實驗可以使他們“眼見為實”,學(xué)生實驗也能使他們有自己動手的機會,課外小實驗又十分有趣,學(xué)生都樂于參與,對消除學(xué)生學(xué)習(xí)物理的障礙心理有很大的幫助作用。
三、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維
社會的發(fā)展需要創(chuàng)造,人人都希望有所創(chuàng)造,創(chuàng)造性思維能力是能力培養(yǎng)的核心,它對其他能力的形成、發(fā)展具有決定性的作用。在物理教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力很重要,因為高中教育面對的是青少年,他們最愛學(xué)習(xí),思維也比較活躍,所以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神是完全符合其心理發(fā)展規(guī)律的。
但是,創(chuàng)造性思維能力不是與身俱來的,要通過訓(xùn)練才會得以提高。創(chuàng)造思維的核心是發(fā)散思維,在教學(xué)中,教師要充分利用物理材料對學(xué)生進行發(fā)散思維訓(xùn)練。所謂發(fā)散思維,就是從給定的信息中產(chǎn)生新的信息,從同一來源產(chǎn)生各式各樣、為數(shù)眾多的輸出。其次要進行集中思維訓(xùn)練。集中思維就是以某個思考對象為核心,從不同的角度將思維指向這個中心,以達到解決問題的目的。第三要進行聯(lián)想思維訓(xùn)練,就是訓(xùn)練學(xué)生從某一事物聯(lián)想到另一類事物的能力,可以正向聯(lián)想,也可以進行逆向聯(lián)想。第四要進行形象思維訓(xùn)練。盡管物理學(xué)中的概念通常很抽象,但是通過巧妙的構(gòu)思可以找出形象的比喻,教師在教學(xué)中要善于尋找形象的比喻。第五要進行邏輯思維訓(xùn)練。在物理教學(xué)中要注重概念、推理、判斷等一系列的邏輯思維過程的分析,在潛移默化中提高學(xué)生的邏輯思維能力。不要搞“題海戰(zhàn)術(shù)”、“滿堂灌”,禁錮學(xué)生的思維,使其陷入狹隘的框框條條中。
四、給女生充分的鼓勵
物理教師應(yīng)幫助女生樹立自信心,消除過重的心理壓力,使其在高中物理學(xué)習(xí)中,不盲目自卑,并通過努力,取得優(yōu)異的成績。
篇2
關(guān)鍵詞:初中;數(shù)學(xué);有效教學(xué)
素質(zhì)教育給我們帶來了春天的氣息,還給了教師和學(xué)生更多自主的時間和空間。欣喜之余,很多數(shù)學(xué)教師又陷入了深深的困惑:數(shù)學(xué)課時少了,教材的內(nèi)容增加了,教材的難度沒有降低,相反就習(xí)題而言,形式豐富,難度增大,總之,新教材對學(xué)生的要求提高了。下面筆者結(jié)合教學(xué)實踐和研究,談?wù)剬π抡n標下初中數(shù)學(xué)有效課堂教學(xué)的認識。
一、有效處理教材
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程是活的,教師教學(xué)的對象也是活的,都在隨著教學(xué)過程的發(fā)展而變化。學(xué)生數(shù)學(xué)能力是隨著知識的發(fā)生而同時形成的,無論是形成一個概念,掌握一條法則,會做一個習(xí)題,都應(yīng)該從不同的能力角度,通過引導(dǎo)學(xué)生探究知識形成的過程來培養(yǎng)和提高。通過教師的教學(xué),應(yīng)使學(xué)生了解所學(xué)內(nèi)容在教材中的地位,弄清與前后知識的聯(lián)系等,只有把握住教材,才能掌握教的主動權(quán)。
例如在“平行四邊形的性質(zhì)”教學(xué)中,教師不是直接把平行四邊形的性質(zhì)歸納出來,而是讓學(xué)生先通過折紙(給每位學(xué)生一張長方形紙,裁剪成一個平行四邊形,然后折疊)、猜想平行四邊形的性質(zhì)。學(xué)生一旦提出猜想,就非常迫切地想知道自己的猜想是否正確,從而激發(fā)了他們自主學(xué)習(xí)和探究的熱情。然后讓學(xué)生開展小組討論,最后把各組的結(jié)論匯總到黑板上。在此基礎(chǔ)上,教師指導(dǎo)學(xué)生修改、選擇、補充,并一一加以驗證,從而得出平行四邊形的性質(zhì)。這樣處理教材,通過學(xué)生合作探究、自主分析,使學(xué)生體驗了獲取知識的過程,領(lǐng)悟了解決數(shù)學(xué)問題的方法,這就能真正培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的能力。
二、有效落實課時目標
有效的課堂教學(xué)講究目標的落實。目標是人們行動的指南和歸宿,離開行為目標,人的行動是盲目的。課堂落實目標,首先要課前定準目標。一節(jié)課的目標不能多而濫,不能假大空,要根據(jù)教材實際、學(xué)生實際制定。然后教學(xué)過程中要緊緊圍繞目標展開活動,逐一實現(xiàn)目標。我們的課堂教學(xué)就是要追求一課一得或一課幾得,決不能忙而無標,忙而無得。
三、有效體驗知識形成過程
數(shù)學(xué)的一個概念、定義、公式、法則、定理等都是數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識,這些知識的形成過程容易被忽視。事實上,這些知識的形成過程正是數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)過程,學(xué)生思維的發(fā)展過程。在掌握知識的過程中,就培養(yǎng)了學(xué)生數(shù)學(xué)能力的發(fā)展。因此,要改變重結(jié)論輕過程的教學(xué)方法,要把知識形成過程看作是數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)的過程。
例如在教學(xué)多邊形內(nèi)角和時,要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷一個不完全歸納法的過程,讓學(xué)生通過計算三角形、四邊形、五邊形……的內(nèi)角和,在此基礎(chǔ)上總結(jié)出多邊形內(nèi)角和的計算公式。同時讓學(xué)生體驗轉(zhuǎn)化法的數(shù)學(xué)思想,即通過連結(jié)對角線、或連結(jié)任意一點與各頂點,把多邊形分成若干個三角形,從而求出多邊形的內(nèi)角和,這樣給學(xué)生滲透數(shù)學(xué)思想方法。
四、有效暴露學(xué)生問題
在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂中,教師一般都采用問答式和配以適當(dāng)板演,教學(xué)信息主要通過“師——生”式單向傳遞。新課改倡導(dǎo)自主、合作、探究學(xué)習(xí)方式,數(shù)學(xué)課堂轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒?,雙向交流的活動方式。伴隨著問題討論,因此可以聽到許多的信息,暴露許多問題,對于那些典型問題,帶有普遍性的問題都必須及時解決,不能把問題的結(jié)癥遺留下來,甚至積淀下來。暴露的問題是一種教學(xué)資源,有利于教師針對性地補救,有利于學(xué)生校正錯誤。
五、有效進行課堂練習(xí)
練習(xí)課、復(fù)習(xí)課、測試分析課的教學(xué),這是對數(shù)學(xué)知識記憶、理解、掌握的重要手段,這既是一種速度訓(xùn)練,又是能力的檢測。數(shù)學(xué)課的課堂練習(xí)時間每節(jié)課大約占1 / 4 ~ 1 / 3 ,有時超過1 / 3 。學(xué)生做題是無心的,而教師所尋找的例題是有心的,哪些知識需要補救、鞏固、提高,哪些知識、能力需要培養(yǎng)、加強應(yīng)用,都在練習(xí)中體現(xiàn)。上課時應(yīng)有針對性地、精心地設(shè)計課堂練習(xí),精講多練,提高課堂教學(xué)效果。
有些知識的傳授可以通過練習(xí)讓學(xué)生感悟,如一次函數(shù)的性質(zhì),可設(shè)計一組練習(xí):作圖象①Y=2X,②Y=2X+1,③Y=2X-1,總結(jié)得出K﹥0時,b﹥0和b﹤0圖象分別所在的象限;作圖象①Y=-2X,②Y=-2X+1,③Y=-2X-1, 總結(jié)得出K﹤0時,b﹥0和b﹤0圖象分別所在的象限,最后再列表加以系統(tǒng)歸納,這樣使學(xué)生便記憶、易掌握。
六、有效訓(xùn)練學(xué)生數(shù)學(xué)思維
篇3
關(guān)鍵詞:高校;創(chuàng)新活動;創(chuàng)新能力提升;創(chuàng)新教育體系
一創(chuàng)新活動及其過程特征分析
創(chuàng)新是指能先于他人,為人類社會的文明與進步獲得新發(fā)展、新突破,創(chuàng)造出有價值的、前所未有的物質(zhì)產(chǎn)品或精神產(chǎn)品的活動[8]。簡單的說,創(chuàng)新是創(chuàng)新主體在創(chuàng)新環(huán)境中,運用創(chuàng)新能力、開展創(chuàng)新活動并產(chǎn)生創(chuàng)新成果的過程。創(chuàng)新活動是創(chuàng)新的核心環(huán)節(jié)。通過對現(xiàn)有創(chuàng)新活動研究文獻的總結(jié)分析,創(chuàng)新活動的涵義可以歸納為:創(chuàng)新活動就是創(chuàng)造性勞動的過程,包括創(chuàng)新意識的出現(xiàn)、創(chuàng)新思維的應(yīng)用、創(chuàng)新資源的獲取、創(chuàng)新活動的開展、創(chuàng)新成果的產(chǎn)出和創(chuàng)新知識的積累幾個環(huán)節(jié):在創(chuàng)新活動中,創(chuàng)新意識是基礎(chǔ)和源動力,它指導(dǎo)創(chuàng)新主體在已有知識的基礎(chǔ)上,產(chǎn)生創(chuàng)新目標,利用創(chuàng)新性思維,獲取創(chuàng)新性知識等資源,并利用這些知識和資源實施創(chuàng)新行為、產(chǎn)出創(chuàng)新成果、積累創(chuàng)新知識,推動創(chuàng)新活動的循環(huán)進行,直至達到創(chuàng)新目標。在此過程中,創(chuàng)新主體的創(chuàng)新能力水平和所處的創(chuàng)新環(huán)境友好性,直接影響創(chuàng)新活動各環(huán)節(jié)效率和效果。
二基于創(chuàng)新活動的創(chuàng)新能力的內(nèi)涵分析
創(chuàng)新活動開展水平及效果的高低可以稱之為創(chuàng)新能力[5],是創(chuàng)新主體開展創(chuàng)新活動的內(nèi)在基礎(chǔ)。國內(nèi)學(xué)者對創(chuàng)新能力內(nèi)涵的理解各不相同:如張寶臣、張燕、張鵬等認為創(chuàng)新能力是個體運用一切已知信息(已有的知識和經(jīng)驗等),產(chǎn)生某種獨特、新穎、有社會或個人價值的產(chǎn)品的能力[14-16]。王立認為,創(chuàng)新能力主要包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新基礎(chǔ)、創(chuàng)新智能、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新環(huán)境等[10]。溫寒江等認為創(chuàng)新能力包括創(chuàng)新精神、創(chuàng)造性思維能力、實踐能力及動手能力[11]。高福安等認為,創(chuàng)新能力包括獨創(chuàng)能力、捕捉創(chuàng)新機遇的能力、處理人際關(guān)系的能力、知識及信息獲取能力等[12]。翟雪松、李世海等則認為創(chuàng)新能力包括創(chuàng)新感知能力、創(chuàng)新想象能力、創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)新實踐能力[13]。學(xué)者們根據(jù)自身對創(chuàng)新能力的理解,對其內(nèi)涵從不同角度進行了表述,研究邏輯和劃分標準各不相同,導(dǎo)致研究結(jié)論也大相徑庭,但對其內(nèi)涵的認知是一致的,即:創(chuàng)新能力是人類區(qū)別于動物的本質(zhì)特征和標志之一,是主體通過有目的的創(chuàng)新行為表現(xiàn)出來的積極心理取向,是創(chuàng)造新的思想、并將新的思想付諸實踐創(chuàng)造新的事物的能力。創(chuàng)新能力的應(yīng)用與創(chuàng)新活動的開展同時進行,創(chuàng)新能力的提升與創(chuàng)新活動的效果息息相關(guān)。在創(chuàng)新活動中,創(chuàng)新主體需要具備在創(chuàng)新意識的指引下產(chǎn)生創(chuàng)新觀念、設(shè)想創(chuàng)新目標的能力;根據(jù)創(chuàng)新活動的需要獲取、積累、應(yīng)用相關(guān)的知識和資源的能力;以及通過實踐活動將創(chuàng)新觀念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實產(chǎn)品或工具的能力。這些能力可以總結(jié)為創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐能力三部分,他們共同指導(dǎo)創(chuàng)新主體完成創(chuàng)新活動實現(xiàn)創(chuàng)新目標。
三基于創(chuàng)新活動過程的創(chuàng)新能力提升影響因素分析
創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐能力分別解決了創(chuàng)新活動中創(chuàng)新意識的出現(xiàn)、創(chuàng)新資源的獲取、創(chuàng)新行為的開展以及創(chuàng)新成果的產(chǎn)生等問題,是創(chuàng)新主體開展創(chuàng)新活動的內(nèi)在基礎(chǔ),根據(jù)這三種能力在創(chuàng)新活動中的應(yīng)用特點,其影響因素包括以下幾個方面。
(一)創(chuàng)新思維能力及其影響因素
創(chuàng)新思維能力可以看作創(chuàng)新主體提出新理論、新概念、新發(fā)明、新技術(shù)以及創(chuàng)造新產(chǎn)品的能力,是創(chuàng)新主體的內(nèi)在特質(zhì)之一,是創(chuàng)新能力的動力源泉。創(chuàng)新思維能力受創(chuàng)新主體所具備的想象力、創(chuàng)造力、邏輯思維能力、智能等個人稟賦的影響,也與創(chuàng)新欲望、鉆研精神、獨創(chuàng)精神以及創(chuàng)新知識儲備等受教育成果息息相關(guān)。除此以外,創(chuàng)新思維能力還與創(chuàng)新主體所處環(huán)境中的創(chuàng)新輿論、創(chuàng)新激勵、創(chuàng)新群體規(guī)模以及創(chuàng)新思維訓(xùn)練體系的完善程度等外部條件有直接關(guān)系。
(二)創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力及其影響因素
創(chuàng)新能力從根本上說是對未知問題和未知領(lǐng)域的嘗試、探索、思考,發(fā)現(xiàn)并提出問題,解決問題的能力[5]。要獲取這種能力必須具有強烈的好奇心和求知欲,發(fā)現(xiàn)問題后通過各種方式找尋答案的過程就是創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)的過程。在此過程中,具備從現(xiàn)有資源中獲取有用信息的能力、當(dāng)現(xiàn)有資源不足時主動尋求外部資源的能力,以及為了解決問題持之以恒地學(xué)習(xí)、鉆研的精神都是創(chuàng)新能力的重要組成部分,這種能力可以歸納為創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵是自我學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí),受創(chuàng)新主體的好奇心、主動獲取知識的內(nèi)驅(qū)力、新知識的接受能力、意志力和智能等個人稟賦的影響,也受知識獲取技能、創(chuàng)新知識儲備等受教育成果的影響。同時,創(chuàng)新學(xué)習(xí)輿論、創(chuàng)新學(xué)習(xí)激勵、創(chuàng)新知識庫的豐富程度及可得性、創(chuàng)新學(xué)習(xí)群體規(guī)模、創(chuàng)新學(xué)習(xí)訓(xùn)練體系等外部條件也會影響創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的構(gòu)建和提升。
(三)創(chuàng)新實踐能力及其影響因素
當(dāng)創(chuàng)新性的想法被提出后,將這些想法付諸實現(xiàn)的能力就是創(chuàng)新實踐能力,屬于實踐能力的范疇,也具有一般實踐能力的特征[4]。廣義的實踐能力包含了個體在實踐中獲得成功所需的智力和非智力因素,狹義的實踐能力多指“動手能力”[5],創(chuàng)新實踐與一般實踐相比更具創(chuàng)新性。創(chuàng)新主體在創(chuàng)新實踐中除了具備“動手能力”以外,還需要具備如說服他人接受創(chuàng)新性想法的影響力、借助和組織他人完成既定目標的領(lǐng)導(dǎo)和控制力、應(yīng)用現(xiàn)有理論技術(shù)并進行實踐活動的能力等,是創(chuàng)新能力的最終體現(xiàn)。創(chuàng)新實踐能力與創(chuàng)新主體的領(lǐng)導(dǎo)力、交際能力、捕捉機遇的敏感性、智能等個人稟賦密切相關(guān),也受創(chuàng)新主體的動手能力、創(chuàng)新實踐知識儲備、勇于拼搏的創(chuàng)新精神等受教育成果影響,還和創(chuàng)新實踐輿論、創(chuàng)新實踐激勵、創(chuàng)新實踐條件、創(chuàng)新實踐群體規(guī)模、創(chuàng)新實踐訓(xùn)練體系的完善程度等外部條件有關(guān)。創(chuàng)新實踐能力最有效的提升途徑是長時間、有規(guī)劃、成體系的訓(xùn)練。創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐能力相互聯(lián)系、相互影響,共同構(gòu)成創(chuàng)新主體的創(chuàng)新能力,指導(dǎo)個體產(chǎn)生創(chuàng)新意識、應(yīng)用創(chuàng)新思維、獲取創(chuàng)新資源、展開創(chuàng)新行為、產(chǎn)生創(chuàng)新成果,完成創(chuàng)新活動,實現(xiàn)創(chuàng)新目標。將影響這三種能力的因素進行分類、匯總、聚合之后發(fā)現(xiàn),創(chuàng)新主體的創(chuàng)新能力就是其個人創(chuàng)新稟賦和受教育成果在特定環(huán)境下的具體體現(xiàn)。其中,創(chuàng)新稟賦是創(chuàng)新主體相對穩(wěn)定的個人素質(zhì),與先天智能、創(chuàng)造力、想象力、好奇心、領(lǐng)導(dǎo)力等性格特質(zhì)等因素相關(guān)度較高,成年個體的創(chuàng)新稟賦已相對穩(wěn)定,不會因為外部環(huán)境發(fā)生根本性的變化。受教育成果是個體經(jīng)過長期的教育之后逐漸顯現(xiàn)的個人特征,包括創(chuàng)新知識儲備、創(chuàng)新欲望、鉆研精神、動手能力、拼搏精神等內(nèi)在素質(zhì)。這些素質(zhì)與創(chuàng)新主體所具備的創(chuàng)新稟賦密切相關(guān),也會在外部環(huán)境的引導(dǎo)和培育下發(fā)生顯著變化。另外,創(chuàng)新主體所處環(huán)境中的創(chuàng)新輿論、創(chuàng)新激勵、創(chuàng)新群體規(guī)模、創(chuàng)新知識庫規(guī)模及可得性、創(chuàng)新實踐條件以及創(chuàng)新能力教學(xué)及訓(xùn)練體系的完善程度等外部條件也會對創(chuàng)新能力有顯著影響??偟膩碚f,創(chuàng)新能力由創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐能力構(gòu)成,同時受到創(chuàng)新稟賦、受教育成果及創(chuàng)新環(huán)境的多重影響,創(chuàng)新能力的構(gòu)成及其影響因素.高校創(chuàng)新教育是以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力為目標的綜合教育體系,它依托創(chuàng)新活動開展,并以提高參與者的創(chuàng)新能力為核心目的。因此,創(chuàng)新教育體系的設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分考慮創(chuàng)新能力的構(gòu)成及其影響因素,通過構(gòu)建有利于創(chuàng)新能力培育的外部條件,激勵創(chuàng)新主體主動進行創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐,有序的開展創(chuàng)新活動,并在此過程中逐漸提升自身的創(chuàng)新能力、產(chǎn)出更多的創(chuàng)新成果。
四基于創(chuàng)新能力內(nèi)涵的高校創(chuàng)新教育體系設(shè)計
高校創(chuàng)新教育的根本目的在于通過教學(xué)活動的開展,逐步培育、激發(fā)、提升學(xué)生的創(chuàng)新能力,產(chǎn)出更多的創(chuàng)新成果。創(chuàng)新教育體系的建設(shè)就是要將與創(chuàng)新教育有關(guān)的教師資源、教學(xué)設(shè)施資源、教學(xué)信息資源等進行有機的組織和設(shè)計,以達到提升大學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。創(chuàng)新教育體系不是教學(xué)活動的簡單累加,必須進行系統(tǒng)規(guī)劃和全局設(shè)計,在設(shè)計和規(guī)劃時就必須遵循創(chuàng)新活動開展和創(chuàng)新能力提升的基本規(guī)律,才能達到事半功倍的效果?;趧?chuàng)新活動的開展過程和創(chuàng)新能力的構(gòu)成及其影響因素的高校創(chuàng)新教育體系的設(shè)計、建設(shè)工作應(yīng)當(dāng)從以下幾方面開展。
(一)明確高校創(chuàng)新教育體系的戰(zhàn)略定位
高校創(chuàng)新教育體系的使命是實現(xiàn)創(chuàng)新型人才的有效培養(yǎng),其戰(zhàn)略目標的選擇會受到社會導(dǎo)向和高校定位的影響。根據(jù)我國現(xiàn)行的高等院校分類,可以基本分為研究型大學(xué)、研究教學(xué)型大學(xué)、教學(xué)研究型大學(xué)、教學(xué)型大學(xué)、應(yīng)用型大學(xué)、高職高專院校等幾類[7],不同類型的高等院校的建設(shè)側(cè)重點不同,對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求也有所差異。高校在創(chuàng)新教育體系目標選擇時必須始終與本校的基本建設(shè)目標保持一致,將創(chuàng)新教育的服務(wù)對象、建設(shè)路徑、總體規(guī)劃等進行詳細的劃分,并提出了具有針對性、可行性和可持續(xù)性的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)目標。
(二)營造有利于提升大學(xué)生創(chuàng)新能力的軟環(huán)境
創(chuàng)新主體創(chuàng)新能力提升的內(nèi)部條件包括:想象力、邏輯、好奇心、學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力、領(lǐng)導(dǎo)力、捕捉機遇的敏感性等個人稟賦和創(chuàng)新意識、鉆研精神、獨創(chuàng)精神、意志力、知識儲備、動手能力、拼搏精神等后天培養(yǎng)的素質(zhì),這些能力和素質(zhì)的養(yǎng)成需要良好的軟環(huán)境支持。一方面,激發(fā)與創(chuàng)新能力有關(guān)的個人稟賦,鼓勵那些具備創(chuàng)新稟賦的同學(xué)進一步開發(fā)、鍛煉、提升自身的創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐能力,充分發(fā)揮自身特長。另一方面,采取各種措施塑造和強化與創(chuàng)新能力有關(guān)的精神品質(zhì),如創(chuàng)新意識、鉆研精神、獨創(chuàng)精神、拼搏精神等。創(chuàng)新輿論的引導(dǎo)、創(chuàng)新群體規(guī)模的提升、創(chuàng)新活動的激勵、創(chuàng)新氛圍的營造等軟環(huán)境建設(shè)是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新興趣、開展創(chuàng)新活動的重要條件。
(三)完善有利于提升創(chuàng)新能力的硬條件
在與創(chuàng)新能力培養(yǎng)有關(guān)的外部環(huán)境中,創(chuàng)新基礎(chǔ)條件的建設(shè)是保障創(chuàng)新活動順利開展的基礎(chǔ)[8]。這一點已經(jīng)在各高校的創(chuàng)新教育體系建設(shè)過程中達成了共識,并成為目前投入最多的領(lǐng)域?,F(xiàn)有高校一提到創(chuàng)新基礎(chǔ)條件建設(shè)大多是指進行設(shè)施設(shè)備購置、實踐實驗場所改擴建等物理設(shè)施的完善和提升,而與三種創(chuàng)新能力相關(guān)的創(chuàng)新知識庫建設(shè)、創(chuàng)新知識獲取途徑建設(shè)、學(xué)習(xí)群體規(guī)模條件、實踐激勵、實踐輿論、實踐群體規(guī)模建設(shè)等方面的投入?yún)s相對較少,沒有形成面向創(chuàng)新活動的全過程的硬件條件體系,建設(shè)成效往往事倍而功半。
(四)建設(shè)符合創(chuàng)新活動規(guī)律的高校創(chuàng)新教育體系
高校創(chuàng)新教育體系的建設(shè)應(yīng)當(dāng)以創(chuàng)新活動的開展過程為指導(dǎo)進行,總的來說,有效的高校創(chuàng)新教育體系應(yīng)當(dāng)通過有效的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)、創(chuàng)新環(huán)境的營造和成體系的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)興趣;通過建設(shè)創(chuàng)新資源共享平臺,為學(xué)生提供創(chuàng)新性學(xué)習(xí)資源獲取和創(chuàng)新知識反饋的橋梁;通過課堂教學(xué)體系設(shè)計及課堂內(nèi)容的調(diào)整,進行有針對性的創(chuàng)新思維引導(dǎo)和訓(xùn)練;通過教學(xué)實驗環(huán)節(jié)的開展,進行創(chuàng)新活動指導(dǎo)和創(chuàng)新實踐能力的訓(xùn)練;通過開放性實驗、競賽等課內(nèi)外創(chuàng)新活動,進行創(chuàng)新實踐訓(xùn)練;通過構(gòu)建創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化平臺,實現(xiàn)創(chuàng)新成果、經(jīng)驗等創(chuàng)新資源的有效轉(zhuǎn)化和知識反饋。總之,高校創(chuàng)新教育體系的建設(shè)和實施,必須遵循創(chuàng)新活動開展的基本規(guī)律。總之,高等院校的創(chuàng)新教育必須立足本校的教育實際和教學(xué)目標,設(shè)計適合社會需要、高校定位和學(xué)生歡迎的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)目標;并從激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、豐富學(xué)生的創(chuàng)新知識儲備、幫助學(xué)生掌握必需的創(chuàng)新技術(shù)和方法、創(chuàng)造良好的創(chuàng)新外部環(huán)境等方面入手,有系統(tǒng)、有目標、有計劃的建設(shè)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)體系。
五結(jié)語
篇4
[關(guān)鍵詞]錢學(xué)森;復(fù)雜系統(tǒng);本體論;認識論;方法論;實踐論
[中圖分類號]BO [文獻標識碼]A [文章編號]1672-2426(2011)01-0008-06
導(dǎo)言
認識世界,特別是認識人類自身,是人類認識發(fā)展的永恒主題。隨著技術(shù)的發(fā)展和海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,人類知識正以前所未有的速度向復(fù)雜性進軍。雖然理性認識已高度普及,科學(xué)理論還是面臨前所未有的挑戰(zhàn),其中突出的挑戰(zhàn)是:如何應(yīng)對復(fù)雜性?
當(dāng)前,科學(xué)界普遍面臨著三大復(fù)雜性難題的挑戰(zhàn):如何整合大量數(shù)據(jù)和知識,以形成對事物的深入系統(tǒng)的認識并用于指導(dǎo)社會實踐?如何在認識論和方法論上融合自然科學(xué)、社會科學(xué)與人文學(xué)科?如何綜合人類的知識體系,構(gòu)建關(guān)于人與自然的和諧的科學(xué)圖景?傳統(tǒng)的還原論觀點難以解決這些難題。
社會雖然高度發(fā)展,但社會管理不斷面臨新的需求和挑戰(zhàn),尤其在醫(yī)療和教育兩大領(lǐng)域?!翱床‰y,看病貴”等社會現(xiàn)象,催化對醫(yī)療體系的深度思考,正在呼喚著以保障健康為目標、重在全民參與的新醫(yī)療體系。教育體制改革、人才強國戰(zhàn)略的實施,呼喚新的教育理論,對杰出人才的需求將催生以開發(fā)人體心智潛能為目標的新教育模式。建立在解剖學(xué)、生物化學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等人體還原論基礎(chǔ)上的醫(yī)學(xué)模型已經(jīng)遠遠不能滿足實踐需求,基于學(xué)科分類的知識結(jié)構(gòu)理論,也對知識的整合、教育模式的更新設(shè)置了障礙。人們迫切需要對“人”和社會形成系統(tǒng)的認識,并從根本上加深對知識與實踐的關(guān)系的理解,形成從認識到實踐、到薦認識持續(xù)循環(huán)的科學(xué)認識過程。
正是在上述科學(xué)、文化、社會發(fā)展的諸多需求背景下,產(chǎn)生了復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué),特別是錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想。
錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想是20世紀末我國系統(tǒng)學(xué)研究之輝煌成果。有“大成智慧”之譽。將復(fù)雜系統(tǒng)研究運用于國計民生是力學(xué)泰斗錢學(xué)森教授幾十年來的深切愿望?!皬亩ㄐ缘蕉俊钡木C合集成法將社會科學(xué)與自然科學(xué)有機銜接,“專家研討廳”體系將精確邏輯思維和開放直覺思維有效集成,開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論進一步為研究腦與思維、人與社會等復(fù)雜系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)的科學(xué)模型,為面對社會系統(tǒng)開展認識、實踐、再認識的科學(xué)思維活動提供了行之有效的認識論和方法論。這里,錢學(xué)森以力學(xué)家特有的氣魄,引導(dǎo)人們在新世紀各種變幻莫測、錯綜復(fù)雜的事物面前,進行嚴謹?shù)目茖W(xué)思考,作出智慧的判斷決策。他表示:“我在余生中就想促進這件事情:建立一個科學(xué)體系,并運用它解決社會主義建設(shè)中的問題。”
一、錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想
錢學(xué)森在長達數(shù)十年的探索過程中,與他周圍的專家學(xué)者,緊密跟蹤國際學(xué)術(shù)發(fā)展趨勢,以解決重大科學(xué)和社會實踐問題為目標,創(chuàng)建了“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系”、“開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論”、“從定性到定量的綜合集成法”等若干原創(chuàng)性的學(xué)術(shù)思想。這一學(xué)術(shù)體系正在發(fā)展為服務(wù)于社會發(fā)展的大成智慧。
其中,開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論和從定性到定量的綜合集成法,是錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想的核心。在此基礎(chǔ)上。錢學(xué)森還提出創(chuàng)建一系列新學(xué)科的構(gòu)想。例如,把人腦作為復(fù)雜巨系統(tǒng)來研究,提出了“思維科學(xué)”;把地球表層作為復(fù)雜巨系統(tǒng)來研究,提出了“地理科學(xué)”;把人體作為復(fù)雜巨系統(tǒng)來研究,提出了“人體科學(xué)”等。這些學(xué)術(shù)構(gòu)想,為新時期的學(xué)科創(chuàng)新指出了方向。
在錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想中,哲學(xué)觀具有核心作用。愛因斯坦曾指出:“如果把哲學(xué)理解為在最普遍和最廣泛的形式中對知識的追求,那么,顯然,哲學(xué)就可以被認為是全部科學(xué)研究之母”。影響科學(xué)發(fā)展的哲學(xué)觀包括本體論、認識論、方法論和實踐論四大層面。在對復(fù)雜事物的認識中,這四個層面的相互影響更為突出。對事物本質(zhì)的認識(即本體論)深刻地影響著人們提出問題和解答問題的方式(即認識論),影響著學(xué)者對系統(tǒng)的觀測和建模(即基礎(chǔ)科學(xué)),最終影響人們對系統(tǒng)實施干預(yù)的目的和方法(即技術(shù)和工程)。因此,錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)理論的發(fā)展應(yīng)該貫穿哲學(xué)觀、基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)與工程實踐四大層次,形成一個完整的學(xué)術(shù)體系。
二、復(fù)雜系統(tǒng)本體論
1.開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)論
復(fù)雜系統(tǒng)復(fù)雜在何處?為什么傳統(tǒng)的科學(xué)方法論難以處理?錢學(xué)森在對這些基本問題的深入思考中,提煉出一些復(fù)雜系統(tǒng)的本質(zhì)性特征。他從開放性、子系統(tǒng)特征、相互作用特征等幾方面對系統(tǒng)進行了分類,提出了“開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)”的概念。人腦系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、地理系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)等,都是典型的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的復(fù)雜性特點表現(xiàn)在:(1)系統(tǒng)與環(huán)境之間有豐富的物質(zhì)、能量和信息交換(開放性);(2)系統(tǒng)存在多層次的子系統(tǒng)(層次性);(3)子系統(tǒng)數(shù)量巨大,種類多樣,定性模型各異(多樣性);(4)子系統(tǒng)之間相互作用關(guān)系復(fù)雜(復(fù)雜性);(5)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于永久的進化過程中(進化性)。對于這樣的系統(tǒng),傳統(tǒng)的認識論和方法論不能提供有效的指導(dǎo)。錢學(xué)森指出,對這類系統(tǒng)的研究,需要運用從定性到定量的綜合集成法。
對復(fù)雜系統(tǒng)的研究不適于簡單地走自下而上的路線。與簡單系統(tǒng)不同,對復(fù)雜系統(tǒng)的觀測必然產(chǎn)生大量的、多層次、多層面、甚至相互對立的豐富信息。對這些信息進行綜合并形成理論模型的途徑是不唯一的,不同理論模型擁有不同的自洽度。事實證明,依靠傳統(tǒng)的簡單模型的思路來收集數(shù)據(jù),通過自下而上的整合信息來獲取對復(fù)雜系統(tǒng)的認識,在理論和實踐上都是極為困難的。經(jīng)驗告訴我們,對任何具體的復(fù)雜系統(tǒng)的有效認識,必須首先有一個原始的復(fù)雜系統(tǒng)論的模型作為出發(fā)點,再結(jié)合具體系統(tǒng)的知識(數(shù)據(jù)),形成具體的模型和認識。這樣獲得的認識一定是初步的,有待深入完善的,必須在應(yīng)用于實踐,然后收集實踐效果的真實資料,來重新認識。這樣形成的一個迭代檢驗、修正認識的完整途徑,在復(fù)雜系統(tǒng)研究中占據(jù)一個遠比簡單系統(tǒng)研究中更為重要的地位。
那么,最原始的復(fù)雜系統(tǒng)模型從哪里來呢?應(yīng)該從對復(fù)雜系統(tǒng)的本質(zhì)特征的認識中來!對系統(tǒng)本質(zhì)特征的嚴密論述,就上升到了哲學(xué)本體論。因此復(fù)雜系統(tǒng)研究的突破,在最根本的層次上取決于哲學(xué)本體論的突破。復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)研究需要發(fā)展復(fù)雜系統(tǒng)的
本體論。
2.復(fù)雜系統(tǒng)的本體論
東西方哲學(xué)思想中蘊含著大量的關(guān)于本體論的闡述,從蘇格拉底、柏拉圖和亞里士多德的古代希臘哲學(xué),到康德、黑格爾、柏格森和羅素的近代西方哲學(xué),從孔子、釋迦摩尼和老子的古代東方儒釋道樸素的哲學(xué)思想,到當(dāng)代運用、并結(jié)合中國發(fā)展的實踐所產(chǎn)生的思想等,對事物本質(zhì)的闡述(本體論探索)始終占據(jù)核心的位置。
我們在深入梳理上述學(xué)術(shù)思想的同時,在繼承錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想的基礎(chǔ)上,融合現(xiàn)代自然科學(xué)原理,探索建立一個集古今東西方哲學(xué)、科學(xué)成果于一體的復(fù)雜系統(tǒng)哲學(xué)觀。由此,我們提出如下的存在論命題:宇宙中普遍存在“形體一元二面多維多層次”的開放的復(fù)雜系統(tǒng),錢學(xué)森的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)是其一般表達形式。
特定的復(fù)雜系統(tǒng)和宇宙(自然)構(gòu)成一個完整的整體,這個整體就是一元。整體一元性的科學(xué)依據(jù)是系統(tǒng)的自組織性,而開放性是系統(tǒng)在一元性下支撐其存在的條件。開放的復(fù)雜系統(tǒng)的運動遵循兩大科學(xué)原理,即物理宇宙的能量守恒原理和生命世界的達爾文進化原理,其運動表現(xiàn)形式可以概括為形體二面復(fù)雜多層次性。其中,顯現(xiàn)的一面是體,隱現(xiàn)的一面是形。體以結(jié)構(gòu)為表現(xiàn)形式,形以功能為表現(xiàn)形式,數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為場,或形態(tài),與體結(jié)構(gòu)相伴而同時存在。形體二面的存在性源于量子物理的觀點,證明如下:如果確認波函數(shù)是對宇宙的精確描述,則復(fù)雜生命系統(tǒng)同時存在宏觀的振幅密度分布和相位梯度場,前者可以直接觀察,后者可以通過前者的運動來推知。一個形象的比喻是天空中飄浮的白云和推動白云運動的氣流,云為體,氣(流)為形,氣流與云的運動是一個整體。多維,即指多自由度,指系統(tǒng)包括大量的子系統(tǒng)。也只有當(dāng)子系統(tǒng)數(shù)目巨大時,才能產(chǎn)生所謂的“涌現(xiàn)”,形成新的層次和維度??鐚哟蔚慕Y(jié)構(gòu)和功能一般處于不同的維度,它們之間的聯(lián)系常常難以建立,甚至難以理解。正因為多層次性,才構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)。多層次性是復(fù)雜的自組織性的體現(xiàn),層次的數(shù)目刻畫了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
以人體生命系統(tǒng)為例。核酸、蛋白質(zhì)、細胞、組織、器官、系統(tǒng)、人體等屬于多層次的體系統(tǒng)結(jié)構(gòu),形成豐富的體世界,同樣,人體形系統(tǒng)也存在對等的多層次結(jié)構(gòu)。與體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性相對立,形系統(tǒng)的數(shù)學(xué)形態(tài)是場,通常的運動形式是波,兩者形成鮮明的對照和互補。思想、觀念、認識、意識等都是個人的形世界中的子結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)的變化和演化,就是社會變化發(fā)展的主要內(nèi)容。
上述內(nèi)容構(gòu)成一個相對完整的復(fù)雜系統(tǒng)的哲學(xué)本體論,雖然還有待深入和完善,它已經(jīng)可以指導(dǎo)我們來研究復(fù)雜系統(tǒng)。那么,從這一哲學(xué)本體論出發(fā),研究復(fù)雜系統(tǒng)的思路是什么呢?那就是:針對一個具體的復(fù)雜系統(tǒng),我們首先問,系統(tǒng)的一元性、二面性、多維性、多層次性體現(xiàn)在何處?應(yīng)該用什么方式(文字,數(shù)學(xué))來刻畫?對這些問題的解答,構(gòu)成了對特定對象的復(fù)雜系統(tǒng)論模型。
一個特殊的復(fù)雜系統(tǒng)是人類的認識系統(tǒng),它的運動規(guī)律就是人類的思維規(guī)律。對思維本質(zhì)規(guī)律的闡述,就是認識論。對具體思維過程的闡述,就是思維科學(xué)的內(nèi)容。我們運用上述復(fù)雜系統(tǒng)的本體論開展對人類面對復(fù)雜系統(tǒng)時開展思維活動和規(guī)律的探索,形成復(fù)雜系統(tǒng)的認識論,以及描寫思維活動的普適數(shù)學(xué)模型,發(fā)展思維模型,同時,從宏觀上指導(dǎo)人們開展高效率的復(fù)雜系統(tǒng)思維。這是錢學(xué)森對發(fā)展思維科學(xué)所寄予的厚望。
三、復(fù)雜系統(tǒng)認識論和思維模型
1.錢學(xué)森論復(fù)雜性思維
錢學(xué)森指出,認識復(fù)雜系統(tǒng)的主體不應(yīng)該是抽象的個人,而應(yīng)該是一個由具備多方面知識和經(jīng)驗的群體。這是因為,用來認識和優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)的知識是多樣化的,不但包括成文的知識,而且包括專家直覺和經(jīng)驗,后者在對復(fù)雜系統(tǒng)的認識過程中起到極為重要的作用。
對復(fù)雜系統(tǒng)的深刻的認識和有效的干預(yù),必須將先前的認識(直覺和經(jīng)驗)和當(dāng)前認識結(jié)論(決策)將要產(chǎn)生的效應(yīng)(實踐效果)綜合起來考慮。這是復(fù)雜性思維的特色,是研究思維創(chuàng)新的關(guān)鍵。科學(xué)發(fā)展遭遇到瓶頸,正暴露了傳統(tǒng)思維的局限性。以物理學(xué)為例,愛因斯坦曾指出,在遇到發(fā)展瓶頸的時刻,如果科學(xué)家“不去批判地考查一個更加困難的多的問題,即分析日常思維的本性問題,他就不能前進一步”。對思維本性的認識就是哲學(xué)認識論。愛因斯坦指出,“科學(xué)要是沒有認識論――只要這真是可以設(shè)想的――就是原始的混亂的東西”。
2.復(fù)雜系統(tǒng)的認識論原理
在學(xué)習(xí)、繼承錢學(xué)森復(fù)雜性思維的基礎(chǔ)上,以及在上述的復(fù)雜系統(tǒng)本體論的指導(dǎo)下,我們提煉了復(fù)雜系統(tǒng)認識論的三條原理,即認識主客體的相對復(fù)雜性原理、認識的時空相對性原理以及理性知識的層次性和可綜合性原理。
認識主客體的相對復(fù)雜性原理是指,高級復(fù)雜系統(tǒng)擁有更大的復(fù)雜度,才能概括和表達低級復(fù)雜系統(tǒng)的特點??茖W(xué)哲學(xué)家雷舍爾指出,“認識論最基礎(chǔ)性的原則之一就是,較低智商必定被更高智商所迷惑”。從更積極角度看待這個規(guī)律,就是要充分提高認識主體的復(fù)雜度,運用高復(fù)雜度的認知系統(tǒng)來概括低級復(fù)雜系統(tǒng)的特點。由此產(chǎn)生的一個關(guān)于認識論的基本命題是,為了研究一個復(fù)雜系統(tǒng),首先必須界定問題的性質(zhì)和其復(fù)雜度,然后,選擇適當(dāng)?shù)难芯抗ぞ?,包括研究主體。錢學(xué)森“從定性到定量的綜合集成法”的認識論基礎(chǔ)就在此。
認識的時空相對性原理。我們將穩(wěn)定的公共的認識,稱為真理。真理本質(zhì)上是人類文明(形世界)在長期進化過程中形成(涌現(xiàn))的公共的穩(wěn)定的認知結(jié)構(gòu)。歷史告訴我們,沒有恒定不變的認知結(jié)構(gòu),真理具有相對性。復(fù)雜系統(tǒng)本體論指出,形體世界具有一元兩面的特性,它們的密切相互作用是推動“真理”這個認知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生演化(觀念進化)的動力。傳統(tǒng)的真理觀只注重真理的時間相對性,這里倡導(dǎo)的認識時空相對性原理同時還注重“空間”的相對性,即不同的人群可以擁有其相對穩(wěn)定的、內(nèi)容獨特的認知結(jié)構(gòu)。生命世界和文化的多樣性發(fā)展,必然帶來認識的多樣性,這是復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)相對于自然科學(xué)真理觀的挑戰(zhàn),值得深入探討。這一原理對未來世界大同、多文化和諧共存的圖景有重要意義。
理性知識的層次性和可綜合性原理。理性知識是人類的一類特殊的認知結(jié)構(gòu)。古代,哲學(xué)是表達理性知識的形式。科學(xué)的發(fā)展,極大地豐富了理性知識體系,形成了人類文明史上最為龐大的知識體系。但是,隨著技術(shù)的先進,人們可以從多個角度獲得見解和知識――由于復(fù)雜性,在一般情況下,這些知識和見解之間存在沖突,這是復(fù)雜性的來源。層次性和可綜合性原理的正命題是說:存在一個多層次的整體,將互相沖突的知識安置在合適的層次和層面。我們將這一整體性的認知結(jié)構(gòu)形象性地表述為“知識寶塔”。知識寶塔的存在是基于復(fù)雜系統(tǒng)的自組織性:無論系統(tǒng)如何復(fù)雜,它在
現(xiàn)實世界中依靠自組織形成一個有機的整體,知識寶塔是與這個現(xiàn)實的整體最貼近的表述。相互沖突的見解,如果它們在客觀上是合理的,就是對事物的不同側(cè)面和不同層次的性質(zhì)的反映。發(fā)現(xiàn)知識寶塔,就是找到了綜合這些合理見解的途徑,也就解決了沖突――在更高層次上統(tǒng)一了相互沖突的知識。
上述認識論原理對于認識復(fù)雜系統(tǒng)的現(xiàn)象,集成觀察數(shù)據(jù),開展科學(xué)建模,以及指導(dǎo)實踐具有指導(dǎo)性意義。具體地,也可以指導(dǎo)研究思維本身的具體的和微觀層次的規(guī)律,這就是思維科學(xué)的內(nèi)容。
3.思維科學(xué)與思維網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)模型
錢學(xué)森一直高度重視對思維規(guī)律的探索。他從系統(tǒng)論的思想出發(fā),依照復(fù)雜度和應(yīng)用特征,將思維分為四個層次――抽象邏輯思維,形象直感思維。靈感頓悟思維和社會集體思維,并且提出了若干課題和猜想。錢學(xué)森有關(guān)思維的論述集中體現(xiàn)了以下幾點:首先,思維具有多層次性,從抽象思維、到形象思維、到靈感思維,以及更多的層次;其次,思維是開放的系統(tǒng)。錢學(xué)森有關(guān)思維的猜想雖然不具體,但更具有科學(xué)模型的特征,對中國思維科學(xué)的發(fā)展起到重要的推動作用。
過去幾年,我們在系統(tǒng)梳理西方哲學(xué)認識論的基礎(chǔ)上,嘗試將康德的有機體概念落實到思維模型的構(gòu)建中,形成與康德和黑格爾哲學(xué)思辨相呼應(yīng)的思維和知識模型,并結(jié)合神經(jīng)科學(xué)的最新發(fā)現(xiàn),具體地將知識結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)回路聯(lián)系起來,將思維過程與網(wǎng)絡(luò)通道的激發(fā)和回路競爭動力學(xué)聯(lián)系在一起,形成能夠統(tǒng)一理解數(shù)理邏輯、辯證邏輯,甚至更廣泛的復(fù)雜思維邏輯的理論框架,這就是思維的網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)模型。
在思維的網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)模型中,知識是一個存儲在網(wǎng)絡(luò)中的、具有多層次性及開放性特點的復(fù)雜系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)是對這個有機整體結(jié)構(gòu)的描述,思維活動可以表述為是網(wǎng)絡(luò)中存在的各類激發(fā)。具體地說,人在思維時,在大腦中形成一系列的網(wǎng)絡(luò)通路激發(fā),這些激發(fā)分為自下而上和自上而下的雙向組織和調(diào)控過程。思維活動所形成的理性知識。是在諸多激發(fā)中形成的穩(wěn)定回路結(jié)構(gòu),它們是一種亞宏觀涌現(xiàn),我們稱之為知識回路。從神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)的若干證據(jù)出發(fā),我們猜想,知識回路展現(xiàn)出非線性多尺度動力學(xué)行為和網(wǎng)絡(luò)狀可變拓撲結(jié)構(gòu)。這些認識形成了如下的知識回路模型:以概念形成思維網(wǎng)絡(luò)的元節(jié)點,將命題表述為概念元之間的連接通道,將知識表述為多個命題通道形成的網(wǎng)絡(luò)回路。
多層次、多連通的知識網(wǎng)絡(luò)是對復(fù)雜系統(tǒng)多層次和多層面性質(zhì)表述的需要,也是辯證邏輯發(fā)展的必然結(jié)果。辯證邏輯不要求命題之間無矛盾,它本身就是在處理有矛盾的命題過程中發(fā)展起來的。在我們提出的知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,包含康德所提出的雙向因果,它體現(xiàn)為由多個命題回路形成的自反饋超回路;隨著概念元和連接數(shù)量的增加,網(wǎng)絡(luò)層次可以多方位拓展,超越層次的回路結(jié)構(gòu)可以形成,為完成黑格爾的辯證法思維提供保障。在形式邏輯層面上相互矛盾的命題,在更廣泛的多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中可以存在。
4.復(fù)雜概念網(wǎng)絡(luò)與新一代專家系統(tǒng)
上述的思維網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)模型建立了以網(wǎng)絡(luò)回路之間的競爭動力學(xué)來實現(xiàn)演繹推理等思維活動的理論新框架,這為新一代專家系統(tǒng)的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。
思維的網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)模型,為我們解讀實際的復(fù)雜思維提供了有力的理論工具。以中醫(yī)臨床醫(yī)療的辨證論治復(fù)雜思維為例,我們構(gòu)建了基于復(fù)雜概念網(wǎng)絡(luò)的中醫(yī)思維動力學(xué)模型和模擬方法:(1)用概念網(wǎng)絡(luò)的有序激活模擬推理;(2)用回路輸出模擬醫(yī)療推理的結(jié)論和深層解釋;(3)用多層次概念的逐層激活模擬推理的方向;(4)用多回路激活與競爭動力學(xué)模擬中醫(yī)辨證論治;(5)用“多次迭代、逐級逼近”實現(xiàn)思維收斂并提高準確性。
中醫(yī)的思維動力學(xué)模型,可以運用于中醫(yī)典籍和臨床醫(yī)案的解讀,進而構(gòu)建中醫(yī)復(fù)雜概念網(wǎng)絡(luò)知識庫和設(shè)計推理運算。2009年,我們初步構(gòu)建了中醫(yī)《傷寒論》的概念子網(wǎng)絡(luò),進行了中醫(yī)診斷思維的初步模擬試驗,獲得與醫(yī)案記載一致的結(jié)果。并在此基礎(chǔ)之上,開始研制智能中醫(yī)知識網(wǎng)絡(luò)原型。這一研究,有望為新一代中醫(yī)專家系統(tǒng)研究提供理論基礎(chǔ),為中醫(yī)現(xiàn)代化和計算機智能化的發(fā)展建立一個新的基礎(chǔ)。
四、復(fù)雜系統(tǒng)方法論
1.從定性到定量的綜合集成法
1990年,錢學(xué)森提出的“從定性到定量的綜合集成方法”,是對復(fù)雜系統(tǒng)本質(zhì)認識的運用。綜合集成法把專家集體的知識和存儲在計算機里的豐富系統(tǒng)信息有機結(jié)合起來,開展綜合模擬和分析。這一方法的運用,把人的思維成果、經(jīng)驗、知識、智慧以及各種情報、資料和信息加以綜合集成,從整體的模糊的定性認識細化到局部的精確的定量認識。綜合集成法的運用分為三個步驟:(1)集成多方面專家意見形成假設(shè);(2)形成多參數(shù)定量模型;(3)形成預(yù)言并開展模型檢驗(實踐)。上述三個步驟構(gòu)成一個持續(xù)迭代的循環(huán),促進對復(fù)雜系統(tǒng)認識的不斷優(yōu)化。2006年,于景元將錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想概括為錢學(xué)森綜合集成體系――從綜合集成思想、綜合集成方法、綜合集成理論、綜合集成技術(shù)到綜合集成工程。
上述復(fù)雜系統(tǒng)認識論的主體與客體的相對復(fù)雜性原理,為綜合集成法提供了認識論基礎(chǔ)。對于復(fù)雜度高的系統(tǒng),例如人體和社會系統(tǒng),必須依靠一個專家群體,運用多學(xué)科的綜合知識,才能構(gòu)建全面和深入細致的理解,形成有價值的模型和較為全面的行動方案。
綜合集成法凝聚了錢學(xué)森多年從事科學(xué)研究和工程管理的經(jīng)驗,具有豐富的實踐基礎(chǔ)。錢學(xué)森指出:從定性到定量的綜合集成法,“本質(zhì)上是科學(xué)和經(jīng)驗的結(jié)合。”需要在充分運用以后,“才能再升華出理論,現(xiàn)在還只是方法而已”。人們普遍關(guān)注,如何運用綜合集成法?多學(xué)科的知識如何集成?從理論上來說,首要的科學(xué)問題是通過怎樣的宏觀思維來確定復(fù)雜系統(tǒng)的維度(廣度)和層次度(深度),對系統(tǒng)形成合適的知識寶塔,這是有效集成多學(xué)科知識的前提。其次,對局部的精確建模也十分重要,這就涉及到復(fù)雜系統(tǒng)具體建模的方法論。
2.復(fù)雜系統(tǒng)建模的方法論策略
在多年從事復(fù)雜力學(xué)系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上,我們提煉了如下復(fù)雜系統(tǒng)建模的方法論策略。
首先,復(fù)雜系統(tǒng)建模必須有明確的目標和問題。因為復(fù)雜系統(tǒng)包含著巨大數(shù)量的要素,而且還具有永恒的動態(tài)性,因此通常表現(xiàn)為數(shù)據(jù)眾多而理論不足,在數(shù)據(jù)與目標、問題之間顯現(xiàn)出巨大的鴻溝。所以,首先要對系統(tǒng)的問題目標展開理性的思辨和優(yōu)化確定。明確階段性認識目標,合理地規(guī)劃對數(shù)據(jù)的分析,是首要任務(wù)。為此,必須從本體論原理出發(fā),最大限度地利用復(fù)雜性共性實現(xiàn)對系統(tǒng)的“觸類旁通”,并以此為基礎(chǔ)鑒別所觀察的信息和所提出的問題的價值。這就是“知識寶塔”的重要性,信息都應(yīng)該在知識寶塔上有正確的定位,其重要性取決于它與系統(tǒng)研究目標和所解答的問題的
相關(guān)度。
其次,充分理解復(fù)雜系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)性和動態(tài)性,不能期望一勞永逸地解決問題。其認識論依據(jù)是理性知識的多層次性和可綜合性原理。為此,對復(fù)雜系統(tǒng)要梳理出多層次的目標和問題,明確分階段的優(yōu)化目標以及相關(guān)問題的重要程度和迫切程度,開展多層次和迭代重復(fù)的表述。每一次表述都不是終極的,它為下一次表述做準備。
在上述原理指導(dǎo)下形成的復(fù)雜系統(tǒng)的方法論策略為:“多層表述,逐級定量,多次迭代,逐步近似”。下面,我們介紹將這一策略應(yīng)用于湍流世紀難題攻關(guān)的一些情況。
3.湍流世紀難題的攻關(guān)
湍流世紀難題始于1883年流體力學(xué)家雷諾的研究,一個多世紀以來,人們孜孜不倦地探討著,如何定量精確地預(yù)測湍流平均流動的性質(zhì),形成了湍流世紀難題。20世紀30年代,德國科學(xué)家普蘭特發(fā)展了邊界層理論,被譽為上一世紀流體力學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域最重要的十大成果之一。這一理論是當(dāng)今航空航天計算設(shè)計的核心基礎(chǔ)。但是,理論局限在簡單邊界和低速下,對高速飛行器的設(shè)計形成極大的制約。湍流世紀難題的重要性再次成為航空航天界的熱點課題。
在對湍流研究百年來思想發(fā)展脈絡(luò)的考察后,我們認為:“要實現(xiàn)湍流世紀難題的突破,必須在認識論、方法論上有所創(chuàng)新。必須對傳統(tǒng)的還原論進行改造,既要重視理性的力學(xué)基本原理,又要充分考慮來自邊界和復(fù)雜介質(zhì)的信息,后者通常以經(jīng)驗的形式出現(xiàn),兩者的有機結(jié)合才能完成對宏觀湍流的精確刻畫?!庇谑?,我們提出了湍流“結(jié)構(gòu)系綜”的新思想。
所謂結(jié)構(gòu)系綜,是對湍流脈動結(jié)構(gòu)的宏觀功能開展統(tǒng)計的、定量的和系統(tǒng)的描述。首先通過引進序函數(shù)、統(tǒng)計相關(guān)結(jié)構(gòu)等一系列新概念,建立從數(shù)值模擬的經(jīng)驗知識中提取湍流結(jié)構(gòu)統(tǒng)計效應(yīng)的研究平臺。2008年,以該思想為核心申報的科技部973項目“飛行器力學(xué)與光學(xué)設(shè)計中的關(guān)鍵湍流問題”成功立項。2010年,運用這一平臺,我們成功地從大規(guī)模數(shù)值模擬數(shù)據(jù)中總結(jié)出邊界層的多層結(jié)構(gòu)理論,該理論定量推廣了普蘭特的邊界層理論,正在用于指導(dǎo)設(shè)計新型的航空航天湍流計算模型。最近,多層結(jié)構(gòu)理論又在理論上取得極有意義的進展,一個基于多層李群對稱性的湍流邊界層理論正在誕生。該理論旨在延續(xù)統(tǒng)計物理平均場理論的傳統(tǒng),將朗道創(chuàng)立的序參數(shù)理論、威爾森創(chuàng)新的臨界現(xiàn)象的重整化群理論推廣到湍流平均場,為解決經(jīng)典物理的最后一個難題帶來新的希望。
湍流這一硬科學(xué)的難題,其最終突破將是哲學(xué)認識論、方法論和嚴謹?shù)臄?shù)理邏輯推理的共同產(chǎn)物。復(fù)雜系統(tǒng)思想應(yīng)用于具體實踐,終究要將這幾方面有機結(jié)合,才能產(chǎn)生實質(zhì)性的創(chuàng)新。
五、復(fù)雜人體系統(tǒng)科學(xué)原理的提煉
1.錢學(xué)森論人體復(fù)雜系統(tǒng)
錢學(xué)森指出,“要建立開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的一般理論,必須從一個一個具體的開放復(fù)雜巨系統(tǒng)人手?!蔽覀冞@里以復(fù)雜人體系統(tǒng)為例,發(fā)展錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想。
科學(xué)飛速發(fā)展的20世紀,眾多思想家在不同的背景下指出,應(yīng)該加強對人體的系統(tǒng)性和復(fù)雜性的認識。但在眾多學(xué)者中,錢學(xué)森是提出建立系統(tǒng)人體模型的第一人,是提出建立以人體系統(tǒng)模型為核心的專門學(xué)科――即人體科學(xué)的第一人,是探討創(chuàng)立這門學(xué)科的方法論的第一人,更是認識到這門學(xué)問的重大價值,極力倡導(dǎo)發(fā)展這門學(xué)科的第一人。
錢學(xué)森指出:“人體是一個巨系統(tǒng),不斷地與環(huán)境、與宇宙交往聯(lián)系,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也必然形成許多層次,層次各有其特征,層次又有互相的交往,有反饋調(diào)節(jié)控制。人體科學(xué)的任務(wù)就是理解這樣一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)”。
2.應(yīng)用于運動訓(xùn)練的人體復(fù)雜系統(tǒng)模型
在負責(zé)組織奧運競技體育項目――皮劃艇激流回旋――科技攻關(guān)項目的過程中,我們嘗試運用錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想,研究運動員人體系統(tǒng),并在實踐中總結(jié)并發(fā)展復(fù)雜人體系統(tǒng)研究的思路、方法和原理。在這場特殊的、跨領(lǐng)域的攻關(guān)實踐中,我們以復(fù)雜系統(tǒng)的本體論、認識論、方法論為指導(dǎo),以開發(fā)優(yōu)化人體系統(tǒng)(培養(yǎng)冠軍運動員)的技術(shù)和促進人體系統(tǒng)工程實踐(創(chuàng)新高效的運動訓(xùn)練系統(tǒng))為目標,以當(dāng)代生命科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、運動訓(xùn)練學(xué)等學(xué)科前沿知識為基礎(chǔ),提煉了人體復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)的若干原理。
首先,從復(fù)雜系統(tǒng)多層性特征的本體論出發(fā),我們提出人體系統(tǒng)的多層次耦合作用原理,目標在于建立從分子細胞到人體行為的多層次關(guān)聯(lián)。我們特別提出,顯意識、潛意識與下意識與人體不同層次的神經(jīng)系統(tǒng)功能有對應(yīng),意識的調(diào)控對應(yīng)著神經(jīng)系統(tǒng)的改變,進而影響人體功能。這一理論打破了心理、體能、技術(shù)訓(xùn)練之間的隔閡,為綜合性心身訓(xùn)練提供了理論基礎(chǔ)。
其次,從復(fù)雜系統(tǒng)的開放性出發(fā),我們提出了人體意識系統(tǒng)的開放性原理和心理能量模型。個人的認知、情緒、思維以及心理動力的變化,只有在心理開放性原理下才能得到理解,并為心理能量的來源問題提供了新的視角,為心理訓(xùn)練提供了新的方法。
再次。從復(fù)雜系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相互作用機理出發(fā),我們提出人體行為控制的網(wǎng)絡(luò)作用模型。人體系統(tǒng)不是機械的演化,而是擁有“期望”和“行為控制”方式的進化能力。人的理性自主活動可以概括為如下動態(tài)循環(huán)過程:愿望產(chǎn)生――設(shè)定目標――產(chǎn)生計劃――執(zhí)行計劃――效果反饋。上述諸要素及相關(guān)子系統(tǒng)構(gòu)成行為調(diào)控網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)的建立為運動訓(xùn)練的科學(xué)化提供堅實的基礎(chǔ)。
上述原理在與神經(jīng)科學(xué)、認知科學(xué)、中醫(yī)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和運動訓(xùn)練學(xué)等學(xué)科的碰撞下,進一步形成一系列運動訓(xùn)練方法。例如,“技術(shù)認知訓(xùn)練方法”、“心理能量訓(xùn)練方法”、“意志力訓(xùn)練方法”、“科學(xué)思維訓(xùn)練方法”和激流訓(xùn)練特殊的“表象訓(xùn)練三部曲”方法,形成了一個綜合的激流訓(xùn)練新體系。
這些研究成果,一方面豐富了運動訓(xùn)練理論,提出了新的運動訓(xùn)練學(xué)研究課題,同時促進了對人體系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)研究。這些原理和訓(xùn)練方法,對中國激流國家隊運動員競技能力的提升已經(jīng)起了顯著的作用,被競技體育專家李少丹教授認為“對傳統(tǒng)的運動訓(xùn)練學(xué)構(gòu)成了有力的沖擊”。
六、復(fù)雜系統(tǒng)實踐論與大成智慧工程
1.錢學(xué)森“綜合集成體系”與“大成智慧工程”思想
錢學(xué)森提出的“從定性到定量綜合集成研討廳體系”,是他領(lǐng)導(dǎo)并組織實施的兩彈一星大規(guī)??茖W(xué)技術(shù)工程實踐經(jīng)驗的結(jié)晶。本質(zhì)上這是一套理性的運用眾人之力、處理復(fù)雜系統(tǒng)問題、探索復(fù)雜系統(tǒng)規(guī)律的實踐方法。
綜合集成研討廳體系旨在把下列成功的經(jīng)驗和科學(xué)技術(shù)成果匯總起來,并升華:①國際學(xué)術(shù)討論會(seminar)的經(jīng)驗;②從定性到定量的綜合集成法;③軍事作戰(zhàn)模擬;④情報信息技術(shù);⑤人工智能;⑥靈境技術(shù)(Virtual reality);⑦人一機結(jié)合的智能系統(tǒng);⑧系統(tǒng)學(xué);⑨“第五次產(chǎn)業(yè)革命”中的其他各種信
息技術(shù)等。
綜合集成研討廳體系的目標是集“大成智慧”來解決實踐中的復(fù)雜問題,錢學(xué)森指出,“大成智慧……就在于微觀與宏觀相結(jié)合,……既不只談?wù)軐W(xué),也不只談科學(xué);而是把哲學(xué)和科學(xué)技術(shù)統(tǒng)一結(jié)合起來。哲學(xué)要指導(dǎo)科學(xué),哲學(xué)也來自科學(xué)技術(shù)的提煉。這似乎是我們觀點的要害:必集大成,才能得智慧!”
錢學(xué)森把運用綜合集成法的集體稱為“總體設(shè)計部”,他希望將之建設(shè)成國家進行長遠規(guī)劃、解決各種復(fù)雜系統(tǒng)問題的決策咨詢和參謀機構(gòu)。從中央到地方、從軍事到法律、從科技到文藝……等不同層次、不同部門、不同系統(tǒng),都可以設(shè)立自己的總體設(shè)計部。并指出,總體設(shè)計部作為領(lǐng)導(dǎo)部門的決策咨詢機構(gòu),應(yīng)由德高望重、學(xué)識淵博、勇于開拓的總體設(shè)計師及各行各業(yè)具有團結(jié)、務(wù)實、創(chuàng)新精神的科技專家組成。
總體設(shè)計部的實施對于中國社會的發(fā)展具有特殊的意義。那么,它的成功實施需要具備什么條件?這個問題只能通過理論結(jié)合實踐的道路才能夠得到解答。
2.科技奧運中“大成智慧工程”的成功實踐
理論探索和實踐之間形成快速迭代,是成功開展復(fù)雜系統(tǒng)研究的必要條件。這一條件必須由社會系統(tǒng)來提供,這是復(fù)雜系統(tǒng)研究取得社會性成果和效益的保障。我國競技體育系統(tǒng)具有目標清晰化和組織結(jié)構(gòu)準軍事化兩大特征,是一個可以提供保障的社會系統(tǒng)。前者以競技成績?yōu)闃酥?,使得理論成果能夠得到快速而鮮明的檢驗;后者則提供專家研討廳的組織保障。因此競技體育系統(tǒng)是實踐錢學(xué)森“綜合集成研討廳體系”和“總體設(shè)計部”的難得的實驗平臺。
從2006年1月到2007年8月,在舉國支持的科技奧運攻關(guān)活動中,我們在國家體育總局水上運動管理中心的組織下,在激流回旋國家隊主持了創(chuàng)新型、學(xué)習(xí)型、復(fù)合型教練團隊的建設(shè),該團隊包括“中外科”(中方教練+外籍教練+科研人員)三方面的人員。在錢學(xué)森綜合集成法與專家研討廳思想的指導(dǎo)下,這支團隊快速集成國際先進激流知識,并根據(jù)中國運動員特點創(chuàng)新中西結(jié)合的新型訓(xùn)練方法。這是一個由系統(tǒng)論主導(dǎo)的過程,既充滿了東方思維特色,又合理運用了西方科學(xué)的精確思維特點。三支力量有機凝聚,集中發(fā)揮了“1+1+1>3”的特殊系統(tǒng)功能。
運動員人體是復(fù)雜的,運動訓(xùn)練是復(fù)雜的;競技比賽充滿不確定性和藝術(shù)性,更為復(fù)雜。通常,這些復(fù)雜性是由教練員這個具有豐富實踐經(jīng)驗的“人”來承擔(dān)的,它受到教練員個體認識的局限。由專家學(xué)者來主導(dǎo)運作教練團隊,將經(jīng)驗與理性相結(jié)合,是錢學(xué)森大成智慧工程的特色。但在實際運作中,面臨著跨領(lǐng)域探索的巨大挑戰(zhàn),需要克服一系列困難。正是這些困難,為實踐和檢驗錢學(xué)森的“大成智慧”思想提供了難得的平臺。
我們在科技奧運的這一實踐活動中,對“專家研討廳”的運作規(guī)律進行了細致的總結(jié),提出了如下認識:專家研討廳的成功運作,需要滿足四個條件,即有目標、有方案、有標準和定期研討,這也是“專家研討廳”高于常規(guī)的“開會”之處。一個持續(xù)的、多輪迭代的運行是成功的關(guān)鍵,為此,還需要有三點保障:(1)人心需要安穩(wěn);(2)組織需有結(jié)構(gòu);(3)目標需要崇高。實現(xiàn)這些條件的關(guān)鍵是人才和組織支撐,人才的關(guān)鍵在于專家研討廳的首席科學(xué)家,他的目標、胸襟、才干、方法以及人生積累,是集體智慧能夠不斷集成的關(guān)鍵要素;組織支撐是團隊高效率和可持續(xù)性運行的保障。兩者缺一不可。
上述實踐在較短的時間內(nèi)就給中國國家激流隊帶來了新氣象。復(fù)合教練團隊實現(xiàn)了經(jīng)驗、知識和智慧的快速集成,迅速掌握了這個項目的系統(tǒng)規(guī)律,帶來了中國國家激流隊競技水平的快速提升。2005年以前,中國選手從未打人世界大賽的前10名。2007年,在復(fù)合教練團隊指導(dǎo)下,中國隊獲得首枚男子雙劃世界杯銅牌,實現(xiàn)了歷史性突破,國際劃聯(lián)專門致電祝賀。從那時起,中國隊在國際大賽中已經(jīng)近20次打進決賽,并取得1金3銀3銅的成績,令國際激流界矚目。
2006年8月,原先從未進入前六名的年僅18歲的國家隊女子皮艇運動員李彤被選為科技奧運“試驗田的種子選手”,開始接受北大團隊在新的理念和方法指導(dǎo)下的系統(tǒng)訓(xùn)練。2006年下半年,李彤就在國內(nèi)和亞洲比賽中獲得6枚金牌。2007年7月,在德國奧格斯堡經(jīng)典的激流賽道,第一次接觸這個賽道、第一年參加世界杯比賽的李彤就成功打進決賽圈(前十名),創(chuàng)造了激流史上的一項紀錄。國際劃聯(lián)官方網(wǎng)站的成績記錄表明,李彤是該年度世界上進步最快的女子皮艇運動員。2008年3月,在大洋洲錦標賽暨奧運資格選拔賽上,李彤獲得銀牌,創(chuàng)下了與2004、2008年兩奧運金牌選手卡琳斯卡僅差0.6秒的佳績,贏得了中國女皮國際大賽歷史最高榮譽!
七、錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想的學(xué)術(shù)意義和展望
1.對國際復(fù)雜系統(tǒng)研究的意義
錢學(xué)森開創(chuàng)復(fù)雜系統(tǒng)研究始于20世紀80年代,當(dāng)時相關(guān)的科學(xué)探索還處于萌芽狀態(tài),如今復(fù)雜系統(tǒng)研究經(jīng)歷了從關(guān)注現(xiàn)象到關(guān)注方法、進而探索原理的過程,已經(jīng)成為科學(xué)研究的前沿。1999年,美國“Science”雜志,刊登了一組標題為“復(fù)雜系統(tǒng)”(ComplexSystem)的專輯文章,這些文章就化學(xué)生物學(xué)、神經(jīng)學(xué)、動物學(xué)、自然地理、氣候?qū)W、經(jīng)濟學(xué)中的復(fù)雜性問題進行了論述;2001年,英國“Nature”雜志,也就復(fù)雜性的某些共通的側(cè)面,例如“噪聲與秩序”、“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)”等展開討論。2009年,“Science”雜志發(fā)表的“復(fù)雜系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)”的專輯文章,進一步關(guān)注刻畫復(fù)雜系統(tǒng)的一個重要工具,即“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)”。2008年11月,美國國家科學(xué)基金會召開了一次題為“物理科學(xué)和工程中的復(fù)雜系統(tǒng)研究基礎(chǔ)”的工作會議。美國工程、數(shù)學(xué)和物理科學(xué)理事會委托給會議專家的任務(wù)是:確認在復(fù)雜系統(tǒng)研究道路上的“障礙”和“突破口”。與會學(xué)者們提出了復(fù)雜系統(tǒng)研究別突出的4大類問題,即:研究復(fù)雜系統(tǒng)的最好模型是什么?復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是如何約束它的涌現(xiàn)行為的?復(fù)雜系統(tǒng)演化和適應(yīng)的結(jié)果是什么?如何校正復(fù)雜系統(tǒng)并且預(yù)見它們的行為?
上述問題的本質(zhì)在于:如何提煉復(fù)雜系統(tǒng)的原理、以及如何在實踐中優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)。而本文所述的錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想及其最新發(fā)展,為系統(tǒng)地解答上述問題提供了新的思路。
復(fù)雜系統(tǒng)研究應(yīng)該更緊密地依賴哲學(xué)本體論,將刻畫整體結(jié)構(gòu)的概念網(wǎng)絡(luò)與刻畫局部變化過程的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)進行有機對接,并反復(fù)迭代。從這個意義上講,需要大力發(fā)展復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)這一數(shù)學(xué)工具,來回答上述第一和第二個問題。針對后兩個問題,錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想倡導(dǎo)有機地運用人(專家)的思維,甚至專家群體的思維,將經(jīng)驗和直覺與計算機(精確數(shù)學(xué)模型運算)進行有機對接??陀^地說,這些思想超出了西方學(xué)者的視野,走在國際復(fù)雜系統(tǒng)
研究的前沿。如果能夠有效地落實,對發(fā)展跨學(xué)科研究,特別是針對人和社會的復(fù)雜性問題的研究,有不可替代的價值。
2.對國家建設(shè)的意義
我國處在經(jīng)濟高速發(fā)展階段,各類社會矛盾正在集中爆發(fā)。醫(yī)療問題、教育問題,以及社會繁榮和穩(wěn)定問題,都是典型的復(fù)雜性問題。一直以來,這些問題的解決依賴于各級政府與各個社會機構(gòu),依賴于德才皆備的各級領(lǐng)導(dǎo)。但是,隨著信息社會的來臨,隨著社會的民主化和人們需求的多樣化,需要政府處理復(fù)雜性的能力有較大的提升。錢學(xué)森的“大成智慧”學(xué)說正是未雨綢繆,因這樣的需要而產(chǎn)生的。錢學(xué)森復(fù)雜系統(tǒng)思想,對社會發(fā)展必將起到重要作用。
從本質(zhì)上說,社會是人實現(xiàn)生命價值的場所。以此為準則,以充分發(fā)揮人體潛能為目標,對社會活動開展復(fù)雜系統(tǒng)工程設(shè)計,使參與活動的人群在活動中體會生活、體會生命、體會人生價值,這將從深層次上重新評估現(xiàn)有的政治、經(jīng)濟、管理、科學(xué)研究、教育和醫(yī)療活動。社會實踐以提升人體素質(zhì)為目標,就不是個別理論和個別技術(shù)所能處理和解決的。社會科學(xué)應(yīng)該是生命群體的系統(tǒng)科學(xué),而社會實踐在本質(zhì)上是生命群體的系統(tǒng)工程,即社會系統(tǒng)工程。如果這些思想能夠得以付諸實踐,必將對中醫(yī)現(xiàn)代化工程、教育體制改革、運動訓(xùn)練系統(tǒng)工程、社會健康保障系統(tǒng)的設(shè)計和實施起到有力的推動作用。
參考文獻:
[1][3][4][10][11]錢學(xué)森,創(chuàng)建系統(tǒng)學(xué)(新世紀版)[M],上海:上海交通大學(xué)出版社,2007:99-100、138-147.108-118.108-118.103.126.
[2][5][6]愛因斯坦文集(1)[M],北京:商務(wù)印書館,1976:519.341.480
[7]尼古拉斯?雷舍爾復(fù)雜性:一種哲學(xué)概觀[M],上海:上海科技教育出版社。2007:32
[8]錢學(xué)森主編,關(guān)于思維科學(xué)[J],上海:上海人民出版社。1986
[9]于景元錢學(xué)森綜合集成體系[M],西安交通大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2006,(26)
[12]錢學(xué)森,論人體科學(xué)[M],北京:人民軍醫(yī)出版社,1988:36
[13]倪志勇運動人體與醫(yī)學(xué)思維的復(fù)雜系統(tǒng)研究[D],北京大學(xué)博士論文2010
[14]錢學(xué)敏錢學(xué)森科學(xué)思想研究[M],西安:西安交通大學(xué)出版社2008
[15]錢學(xué)敏錢學(xué)森科學(xué)思想研究[M],西安:西安交通大學(xué)出版社2010:85
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