摘 要 非线性科学是近代科学研究基本方法。学习存在着诸多非线性现象，教育需要非线性设计。网络教育形态就是一个非线性的学习环境，可以构建非线性教育形态：课程的非线性、教材的非线性、课的非线性、学习的非线性、评价的非线性，从而改变传统教育的不适应社会发展的弱点，展示网络教育形态的现代魅力。
关键词 教育形态 网络教育 非线性教育
中图分类号：G523 文献标识码：A
Nonlinear Research of Network Education Modality
GAO Rongguo
（Institute of Modern Media， Jiangsu Second Normal University， Nanjing， Jiangsu 210013）
Abstract Nonlinear science is the basic method for modern scientific research. Some nonlinear phenomenon exists in learning； meanwhile， education needs nonlinear design. Network education modality is a nonlinear environment for learning， it can build up nonlinear education modality： nonlinear course， nonlinear teaching textbooks， nonlinear lessons， nonlinear learning， nonlinear evaluation， to overcome the weakness that the traditional education do not adapt the society development， reveal the modern glamour of network education modality.
Key words education modality； network education； nonlinear education
非线性科学是近代科学研究基本方法，学习存在着诸多非线性现象。今天，网络教育形态就是一个非线性的教育环境，改变我们传统的学习方式。在教育与教学中，大量使用计算机化的教学形式和教育应用，给我们带来了知识学习的非线性化。研究计算机教学过程和学习过程的这种非线性问题，可以使我们发现新的学习现象，引入新的学习概念。在网络教育形态下实现现代教育思想的新空间。
1 学习的非线性现象
线性与非线性现象可以表现为数学概念：函数的一次与多次、直线与曲线、一维和多维空间等；也可表现为物理学概念：叠加性、渐近线、浑沌性等。非线性现象表现为从规则运动向不规则运动的转化和跃变，非线性系统中参量的极微小变化，系统自身存在自组织机制，它能够使系统由无序转变并维持一种有序的结构。①描述复杂事物变化规律的方程都是非线性的，所以有的科学家把复杂现象叫做非线性现象，把研究复杂现象的科学叫做复杂性科学或非线性科学。②
人类的学习也存在着许多非线性现象。在研究人以及人的学习过程中，我们发现关于人的大脑、学习与认识、学习过程和教育培养等多方面都存在着非线性现象。这些现象具备非线性现象的基本特征：相干性、非加和性、多重选择性。
1.1 人脑结构的非线性现象
人脑是自然界中最复杂的系统之一，是以神经元为节点的神经网络，是一个非常典型的非线性结构。在这个系统中， 多个神经元、神经元集群或者多个脑区相互连接成庞杂的结构网络， 并通过相互作用完成脑的各种功能。③神经细胞是构成神经系统结构的基本单位。还有许多神经元纤维。细胞突起是由细胞体延伸出来的细长部分，又可分为树突和轴突。每个神经元可以有一或多个树突，可以接受刺激并将兴奋传入细胞体。研究发现，神经元在学习期间，树突会生成大规模的变化，这突显出树突对于学习和记忆过程的重要性。人脑学习的过程就是各神经元之间建立联结的过程。
1.2 知识结构的非线性现象
知识是“经过人的思维整理过的信息、数据、形象、意象、价值标准以及社会的其它符号产物，不仅包括科学技术知识——知识中最重要的部分，还包括人文社会科学的知识、商业活动、日常生活和工作中的经验和知识，人们获取、运用和创造知识的知识，以及面临问题做出判断和提出解决方法的知识。” ④知识的多样性和复杂性组成了今天我们称之为知识空间的概念，以非线性的特征表述它的结构，是我们在面向计算机化的学习方式的一种优质有效的表述。知识空间这种表述包括社会的和每个人的结构。
1.3 学习过程的非线性现象
知识的学习是通过大脑的记忆现象存在于人脑之中，我们建立了学习过程与人脑神经细胞的某种联系。对教学设计的要素出发，研究以人为本的教育模式的非线性教学设计。“线性的教学过程中会需要非线性的教学策略， 而非线性的教学过程也会出现线性的教学策略。”⑤应用复杂科学的原理和方法，在教育研究中确立非线性的、混沌的、突现的、非还原性的思维，建立适应社会经济发展的相对稳定和有序的结构。
1.4 心理学的非线性现象
心理学存在着线性范式与非线性范式研究。线性范式是一种简明的因果关系，但人的心理是复杂与开放系统，非线性范式研究是一种接近本质的方式。因此非线性范式的心理学研究已经受到了广泛应用。
1.5 知识进化的非线性现象
知识体系是开放的和非预期性的，知识的进化是频繁的交叉融合，并呈现非线性的特点。人在学习知识的过程中，各种知识元在每个人的大脑中形成的组合是不同的，即人们常说的认识不同。知识在人脑中存储的概念呈现自组的非线性化。
2 非线性现象的计算机描述
今天教育与学习存在着非线性现象，需要一种非线性现象的表述方式。我们从计算机技术的发展来研究非线性思维，计算机就是一个线性思维与非线性思维的统一体。网络教育形态可以应用计算机技术来表述现代教育的非线性现象的诸多要求。人脑的学习、学习的心理、学习的过程、知识的结构、评价的标准等都可以以计算机方式进行表述和运行，从而形成网络教育形态的本质特征，成为教育的特有的方式。
2.1 超文本（Hypertext）描述
计算机技术意义上的超文本是一种非线形的信息组织方式，，它是由节点和链构成的一个网状结构图。⑥超文本是按照人脑的联想思维方式，运用网状结构非线性设计，组织管理信息的一种计算机文本技术。
2.2 数据结构的非线性描述
数据结构分成线性结构和非线性结构，集合、线性结构、树形结构、图状结构是数据结构的四种基本结构。其中非线性结构有树形结构和图形结构。计算机科学中体现了非线性思维设计的还有数据元素与存储结构，数据元素的顺序映象和非顺序映象，以及存储结构的顺序存储结构和链式存储结构。
2.3 数据库存储的非线性表述
数据库技术是计算机系统的基础与核心，包括网状数据库、层次数据库、关系数据库、面向对象数据库。⑦数据库运用非线性原理设计，如以记录类型为结点的网状数据模型原理；以记录类型为结点的有序树或森林结构的数据模型原理；以二维表的形式进行存储原理；由类构成的层次结构的原理等，都是信息资源的非线性的组织与表述。
3 非线性教育形态
知识空间是一个复杂的空间，教育是传承和创造知识的领域。传统的教育形态是以线性的方式划分学科与知识，编写课程与教材，设计教学与课堂。缺少知识的相关性、课程的联系性和教学的多元性。
图1 线性教育设计
教育需要非线性设计，网络教育形态具有非线性特征，可以实现非线性化的教育方式。采用计算机的描述方式，表述教育的非线性现象，实现教育的非线性功效。它包含着丰富的现代教育理念与内涵，其作用和意义值得我们进行深入的探询和研究。在网络教育形态下没有传统教育的“课”的概念，同时“课程”与“教材”的概念将受到冲击。⑧这将展示给我们一个全新的教育形态—非线性教育。非线性教育的设计应该从知识—课程—教材—教学（课）—学习—评价等教育形态元素开始。其与传统教育形态的线性教育设计（图1）相比，非线性教育设计可用图2表示。
图2 非线性教育设计
3.1 课程的非线性
复合人才的培养代表着现代教育的追求。新型专业的划分趋向于知识的融合和复合。以现代课程论引导下的专业人才培养方式，已经走向多元化的趋势。在人才培养需求的知识空间分割下，课程研究的内涵已进入非线性化的实质。课程的从属性、相干性、多重性是知识结构建立的重要因素。知识学习的顺序、知识学习的相互作用、知识学习的多项选择都是非线性课程结构的体现，直接影响到人才培养的目标。课程的非线性化不等同于目前的传统课程网络化，而是一种知识的全新组织要求，包括专业、知识、社会、个人等诸多因素。
3.2 教材的非线性
书籍是线性设计思想的典型代表，传统的教育形态在书本的思维下体现着线性的框架。给书本编上页码这是必要的工作。知识就在我们编好页码的图书下进行了上千年的传承。没有页码的书，教育将会怎样？在这一前提下，计算机将知识组合成适合每一个人和每一种职业的知识结构，非线性教材可以实现这一设想。教材的非线性是课程非线性的表述与实现。只有实现教材的非线性化，非线性课程思想才能发挥应有的功效。
3.3 课的非线性
网络教育课的概念是什么？按学习的内容分隔，还是按学习时间分隔，需要另有定义。非线性学习的课是网络教育形态的基本属性。学习者根据自己特点，选择学习内容、进度、深度和顺序。在网络教学中，传统意义的课的概念不复存在。要设计网络学习的学习课，即学习单元。网络引导下的非线性课的环境将建立网络教育形态的教学基础。计算机是网络学习的最好的管理者，非线性课就是学习选择性、学习的关联性和学习的非加合性。
3.4 学习的非线性
长期以来课堂教学是一种线性学习设计，教师无法给出每一个学生的学习路径。传统的学习理论也是以一种线性的表述来研究学习方式的。现代的学习理论开创了建构主义的学习观，强调学习是一种多元影响意义学习现象。在网络学习中，浏览是一种基本的学习方式，是在学习主体自主支配下的学习，造就了人脑思维的非线性与知识呈现非线性的结合。因而，网络学习引导及计算机学习分析智能起到至关重要的作用。因此，建立一种建构主义学习意义的非线性网络学习分析与引导是网络教育形态特征创造的基本点，也是其意义实现的基本支撑点。
3.5 评价的非线性
现代学习理论主张研究性学习，评价的多重性、模糊性与智能型是一个发展方向。智能答案、模糊评价是现代学习测量的趋势，传统教育呈现的主观答案和客观答案的评价方式将更加合理。在现代教育的理念下，知识学习要求的是更为复杂的评价状态，借助于数学模型建立主观定性变换为客观定量的教育评价。非线性化模型就是一种追求多元的、模糊的、相关的评价设计，用计算机非线性表述技术达到智能评价的教育功效。
4 结束语
非线性原理是构建网络教育形态的体系的精髓，能够实现现代教育理论与思想，能充分表现现代教育中非线性教育现象。今天我们的网络所展示的教育，从课程、教材到课时、教法都是传统意义上的概念，还基本上是一种将传统的教育形态搬移到网络上的一种工具与整合层面的应用。同时应当看到今天我们已经进入到一个网络教育平台应用于发展的时代。Moodle、Blackboard（毕博）、天空教室等网络教学平台将展示一种新的教学与学习思维结构。网络的教育应用要发展到教育形态层面，就应该应用非线性原理与技术将教育与教学的基本元素——课程、课时、教材、教学和评价等进行彻底的变换，在网络空间的平台上，展示网络教育形态的现代魅力。
注释
① 李小平.非线性科学及其在心理学中的应用[J].南京师大学报（社会科学版），2005（3）：84-88.
② 张翀.超文本下的知识进化[J].东华大学学报（社会科学版），2004（12）.
③ 梁夏，王金辉，贺永.人脑连接组研究：脑结构网络和脑功能网络[J].科学通报，2010（16）：1565-1583.
④ 黎加厚.知识管理对网络时代电化教育的启迪（下）[J].电化教育研究，2001（9）：23-26.
⑤ 朱云东，钟玉琢.混沌基本理论与教学设计发展的新方向[J].电化教育研究，1999（5）：13-18.
⑥ 陈品德，李克东.计算机辅助学习（CAL）系统综述[J].电化教育研究，2003（9）：52-61.
⑦ 赵杰.数据库原理与应用[M].人民邮电出版社，2006.6.
⑧ 高荣国.网络教育形态的本质特征[J].中国远程教育，2002（8）：19-21.