耗散结构与教学
耗散结构理论PPT课件

• 定义: • 一个远离平衡的开放系统(力学的、物理的、化学的、生物的,乃至社会的、经济的系统),通过不断地
与外界交换物质和能量,在外界条件的变化达到一定的阀值时,可能从原有的混沌无序的混乱状态,转变 为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态,这种在远离平衡情况下所形成的新的有序结构,称之为耗 散结构。
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• 企业中的正熵流生成于企业的内部矛盾之中;正熵是企业不稳定的源泉,正熵的 不断增加必然导致企业管理效益的降低。
• 企业的负熵是为了抵消正熵带来的不稳定性,从而维持企业管理的秩序与企业本 身的存在。
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• 1.系统的平远衡态离平衡态 ——非平衡是有序之源
• 定义:是指系统的宏观状态,在一定外界条件下不随时间的变化而变化。 • 它只在外界条件不变的情况下,处于有序的状态,外界条件稍有变化,它就会走向无序状态。在此状态下,
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• 耗散结构理论强调非平衡态是有序之源
这一点也明显的体现在企业发展的过程中了,比如, 我国近年来各地推行“裁员增效”,提出“竞争上 岗机制”,那么这种“竞争”就是一种非平衡态, 具体体现在企业内部,它也是存在的,工作人员为 了获得更高的工资或使自己级别职称得到提升,会 更加积极地努力,扩充自己的知识,提高自己的业 绩。最终会使企业的整体生产效率得到提高。
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结论
• 系统是一个开放的系统 • 系统是一个远离平衡态的系统 • 通过涨落的有序 • 远离平衡态系统内各要素之间存在着非线性的相互作用
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熵/负熵 ——系统有序度量的量度
• 熵的原意是热量被温度除的商。相同热量时温度高则熵小,温度低则是熵大。 • “熵是这样一个量,它在有耗散的情况中不停地增长,当所有进一步做功的
从耗散结构理论看体育教学设计

贡献。
传统 的动物 病 理学 考 试 中 , 学生 成 绩 分 为两 个
部分 , 期末 考试 的卷 面 成 绩 占 7 % , 生 平 时 成 绩 0 学
( 出勤 、 验报告 等 ) 3 % 。这种评 分 标 准一 方 如 实 占 0 面造 就 了一 批 “ 高分低 能 ” 学生 ; 的 另一 方 面 造成 了 学生对 兽 医病 理 学理 论 知识 死 记 硬 背 , 平 时 不 努 “
HE a g f i H n —e
( e a dc lC l g o tf n resZhn zo e a 5 0 3 C i0) H n nMe ia ol e rSa a d Wokr, eg h u H n n4 0 0 e f f hn
,
[ b t c] Obet e T x l eteter o ds p t es u trsp yi l hrceiisa d d s a v A s at r jc v 。E p。 h h o f i iai t c e h s a c aat sc n i i t e i r y s v r u c rt sp i
体 育 学 习 的过 程 实 际 上 是一 个 由 简 单 到 复 杂 、 由低 级 到 高 级 、 无 序 从
该 文 依 托 耗 散 结 构 理 论 对 体 育 学 习 的启 发 , 行 开 放 式 教 学 , 造 非 平 衡 进 构
思 维 系 统 , 外 界 环 境 进 行 信 息 交 换 , 正 学 生 主 体 地 位 , 使 学 生 思 维 的 自组 织 过 程 。 与 摆 促
耗散结构理论在中学生物教学中的应用

制 ,将 物 理 学 的演 化 规 律 与 生理 学规 律 初 步 地 结合 起 来 。所 谓 耗 散 结 构 是 指 一 个 远 离 平 衡 态 的开 放 系 统 ,
通 过 不 断 与 外界 交换 物 质 、 能量 和 信 息 ,从 原 有 混沌
协 调 与 不 断 完 善 的功 能 ,即 具 有 信 息 运 动 的 自组 织 性 。
(1)注 重 培养 学生 学 习生 物 学 的 非智 力 因素 ,即学 习 动 力 、学 习兴 趣及 对 教 师的 情 感 ,使 学 生 想 学和 爱 学
生 物 : ( )多 创 造 条 件 , 引 导 学 生 进 行 生 物 学 实 践 2
题 也 很 少 被 反 映 出来 ,造 成 学 生 死记 硬 背 的 多 ,对 所
学 的 生 物 学 知 识 难 以消 化 ,一 知 半 解 。 应 对 措 施 如 下 :
性 和 新 的 有 序 性 ; 系统 内 部 活 动 的 非 线 形 和 自组 织
性 。耗 散 结 构 形 成 的 基 本 条件 是 系统 必须 是 开 放 性 的 且 远 离平 衡 态 ; 内在 动 力及 机 制 是 系 统 内部 信 息 的 非 线 性相 互作 用 和 随 机 涨 落杠 杆 机 制 。 人 类 大脑 的思 维 活 动 系统 是 一 种 信 息 运动 系统 , 因此 有其 信 息 运 动 的 内 在机 制 :人 具 有 积极 的能 动 性 ,大脑 思 维 具 有 自我
产 生 共 鸣 。 这 样 ,学 生 的 认 知 结 构 就 会 随 着 认 知 矛 盾 的 解 决 而进 入 更 高 的 有 序 状 态 。 因 此 ,在 生 物 教 学 中 ,应 根 据 学 科 特 点 、 教 学 内容 和 学 生 的 具 体 情 况 ,想 方 设 法 构 建 出 思 维 的 非 平 衡 状 态 。 笔 者 认 为 , 要 使 学 生 思 维 系 统 处 于 高 度 非 平 衡 状 态 ,应 采 取 如
耗散结构理论及应用课件

公共危机管理
在社会危机管理中,政府应借鉴耗散结构理论,及时 识别和解决潜在的风险和问题,促进社会系统的有序 演化。通过建立有效的预警机制和应急响应体系,降 低危机对社会的冲击。
对经济发展的策略建议
创新驱动发展
耗散结构理论强调系统的自组织性和创新性,这对于 经济发展具有重要的启示。政府应鼓励企业加大研发 投入,推动科技创新和产业升级,以实现经济的持续 健康发展。
企业管理的熵减策略
总结词
企业管理的熵减策略
详细描述
企业管理中,熵减策略是指通过减少混乱和 无序,增加组织的结构和秩序,提高组织的 效率和绩效。这种策略可以借鉴耗散结构理 论的思想,通过建立有效的信息交流和协作 机制,促进企业的自组织和有序发展。
05
耗散结构理论的未来发展与挑战
理论完善与创新
01
非平衡态原理
总结词
非平衡态原理是耗散结构理论的另一个重要概念,它指出系统只有在远离平衡态的情况 下才能展现出有序的结构和功能。
详细描述
非平衡态原理认为,平衡态或近平衡态的系统缺乏活力,无法产生新的结构和功能。只 有当系统处于非平衡态时,才能产生自组织的有序结构。这是因为非平衡态条件下,系 统内部的不稳定性会导致能量和物质的流动,从而促使系统内部相互作用和演化。非平
该理论强调系统内部各要素之间的相互作用和协同演化,以及系统与外界环境的相 互影响和制约。
耗散结构理论的核心概念包括熵、熵增原理、负熵流、自组织等,这些概念对于理 解系统的演化规律和机制具有重要意义。
理论发展历程
01
耗散结构理论的起源可以追溯到20世纪初,当时科学家们开始关注非 平衡态系统的行为和演化。
03
耗散结构理论的应用领域
生态学
耗散结构理论在初中数学教学中的应用

到 了精髓和落脚点 ,在实践 中取得 了显 著成效. 出的相对应 的 “ 目 自组织过程 ” 弓 是未来创造性 — 塞
前初 中数学教 学 中倡 导素 质教 育 ,要实 现这一 目 人才不可缺少的素质. 标 , 须充分 培养学 生 的兴 趣 , 必 即从教学 以外输 入 耗散结构理论渗透 到初 中数学教学 中 , 根本 从
AD DE . =: AD=DC. :
在开放式 教学 中运
A
如何添好 辅助线 历来是 学生学 习平面几 何 的
老大难 问题 , 其症 结在 于教师课 堂上 添一条 , 学生 依样 画葫 芦 画一 条 , 为什 么要这 样添 ? 还有没 有其 他 的添法 ? 如果是封 闭式 教学 , 生往往一头雾水 , 学
例 l 如图 1 已知 D是 等腰 Rt : , △朋 c内一点 ,
B = D A , B - 0, A B - C LA D - 。求证 : = C = . 3 谴D D . -
直接利用所给 图形证 明有 困难 , 1 因为除 了已知 师和学生都疲惫不堪 , 而实 际上 这些 知识并没有被
往往 迎 刃 而 解 .
同时也 实现 了有效 教学
凸
凹‘
而如果在有效 教学 中应用 “ 散结构论” 这类 问题 的 目标. r 耗 ,
三、 以消费能量为核心 , 保持有效教学的连续性 现实初中数学教学 中, 有不少教 师把学生 当成 知识容器尽可能地灌输 ,看似传授 了不少知识 , 教
变化 达到一定 的 阈值 时 , 系统可 以产生 突变 ( 际 自组织地参 与到学 习中来 , 底改变 了以教师为 中 实 彻
上是一次飞跃——质 变 ) ,从 原有 的混沌无序状 态 心 的一言堂教学状况.
浅谈耗散结构理论在化学教学中的应用

浅谈耗散结构理论在化学教学中的应用摘要:学生在初中阶段学习化学的过程,实际上是将表面上杂乱无序的大量化学基础知识,根据其内涵、本质及内在相互联系,逐步变成有序的知识结构的过程。
本文依托耗散结构理论,分析、探讨了该理论在中学化学教学中的一些应用。
关键词:耗散结构;非稳态;自组织耗散结构理论可以概括为:一个远离平衡态的非线性系统通过不断与外界交换物质和能量,在系统内部某个参量的变化达到一定阈值时,通过涨落,系统可能发生突变即非平衡相变,由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。
这种在远离的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构,由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持,因此称之为“耗散结构”。
学生在初中阶段学习化学的过程,实际上是将表面上杂乱无序的大量化学基础知识,根据其内涵、本质及内在相互联系,逐步变成有序的知识结构的过程。
不难理解,由教师和学生共同组成的高效益的化学教学系统就是一个耗散结构。
因此,如果将耗散结构理论应用到化学教学过程之中,将会更有效地提高教学效率,将会给初中化学教学带来勃勃生机。
那么该如何将耗散结构理论运用于化学教学中呢?1.拓展教学时间和空间,增加信息输入量,开放学生思维系统耗散结构理论认为,提高系统有序度的关键是系统的开放。
只有通过与外界不断进行物质、能量和信息的交流,系统才具有勃勃生机,才能不断向前发展。
因此,在整个化学教学中必须促进学生思维系统的全方位开放,更加广泛而有效地获得更多的化学信息,从而使学生的大脑始终处于积极主动的思维状态。
要有效地开放学生的思维系统,必须拓展教学的时间和空间,拓宽教学的视野,增大信息的输入量。
教师要把课堂教学和课外学习结合起来,把理论学习和观察实践联系起来;把化学教学从课堂延伸到课外,从校内扩展到校外。
1.1 在生活中获取信息教师可以让学生关注自己的日常生活、衣食住行,分析在生活中存在的各种化学知识和原理,通过生活学生既可以巩固在课堂中学习到得一些化学知识和原理,也可以不断地获得一些自己并不知道的化学知识。
论耗散结构理论对网络教学的启示
在 现 行 网络 教 学 中 , 果 全 体 学 生 都 统 , 向 学 生 输 入 信 息 , 涉 及 到 信 息 源 如 要 就 的问 题 。除 了教 材 、 师 、 导读 物 为 当然 教 辅 的信 息 源 外 , 们 还 应 主 动 积 极 建 设 涉 及 我 范围更广 、 内容 更 充 实 的 信 息 库 , 网 络 如 渠道 就 是 一 个非 常重 要 的 信 息 来源 。 这 在 里 , 可 以 让 学 生 自制 幻 灯 片 、 集 相 关 还 搜 的科 教 影 片 、 录像 带 等 。形 成科 学 实 用 、 知
究 复 杂 系 统 的 系 统科 学 的 一个 理论 分 支 ,
对 复 杂 系统 的研 究起 着 指 导 作 用 。现代 教 育科 学 研 究 认 为 . 脑 系统 是一 个 耗 散 结 人 构 , 究 耗散 结 构 理论 并 运 用 于人 脑 的认 研
息 , 一方 面大 脑 对 旧知 识 信 息 会 产 生 遗 情 境训 练 法 教 师 针 埘 学生 容 易 出 现 的错 另
足够 积 极 的思 维 状 态 。
识 过程 , 以 明 了作 为 思维 主体 的 人— — 可 这 个 复 杂 的生 命 体 之 间 发 生 的教 与 学 的
关 系 , 散结 构 理 论 可 以 为我 们 带 来 根 本 耗 性 的 变革 , 理论 上 为我 们 的 网 络教 学指 从
明 了方 向
放, 广泛摄入 大量信息
一
多 才 , 多 渠 道 传 递 信 息 。教 师 不 仅 需 要 能 丰 富 的专 业知 识 , 需 要 广 博 的其 他 学 科 还
知 识 : 要 有 准 确 生 动 的 语 吉 表 述 , 要 既 又
个 系 统 只有 在 充 分 开 放 的条 件 下
基于耗散结构理论的物理实验教学分析
21 年 1 月 00 2
河 南教 育 学 院 学报 ( 自然科 学版 ) J un l f n nIs tt o E u a o ( a r ce c dt n o ra o He a n tue f d c t n N t a S in eE io ) i i u l i
( . 阳化 工 大 学 数 理 系 , 宁 沈 阳 10 4 ; . 阳航 空航 天 大 学 理 学 院 , 宁 沈 阳 10 3 ) 1沈 辽 112 2 沈 辽 116 摘 要 : 托 耗 散 结构 理 论 , 依 分析 探 索如 何 用该 理 论 指 导 物 理 实验 教 学 , 结 合 具 体 物 理 实验 教 学 内 容 , 明 有 并 说 效 地 利 用 涨 落 能使 实验 教 学更 加 有 序 , 离平 衡 态增 加 教 学活 力 , 而使 物 理 实验 教 学质 量 得 到 显 著提 高. 远 从
散 结 构 理论 应用 于学 生 物 理 实 验 过 程 , 者 认 为 教 师 必 须 在 教 学 中做 到 : 使 学 生 的 大 脑 思 维 系 统 充 分 开 放 , 学 合 理 地 减 笔 ① 科
少 遗 忘 ; 使 学 生 的 大脑 思 维 远 离 平 衡 状 态 , 小 涨 落 变 为 大 涨 落 ; 充 分发 挥 学 生 的 主体 作 用 , 力 促 进 学 生 的 “自组 织 ” ② 从 ③ 努 过 程 , 学 生 的 主 导作 用 充 分 发 挥 出来 . 到这 些 才 能 使 学 生 根 据 物 理 实 验 理 论 的 内 涵 、 质 及 内在 的相 互 联 系 , 已 有 的 表 面 让 做 本 把 上 杂 乱 无序 的理 论 , 步变 成 有 序 的知 识 结 构 , 学 生 对 所 做 物 理 实 验 的认 知 从 混 沌 逐 步 转 变 为 有 序 , 会 使 物 理 实 验 教 学 逐 使 才 出现 崭 新 面貌 , 能谈 到提 高 物 理 实 验 教 学 质 量 . 才
用耗散结构理论指导初中物理教学
比利 时 物 理 学 家 普 利 高 津 教 授 在 《 构 、 散 和 生 命 》 结 耗 中 提 出 了 “ 散结 构论 ” 其 基 本 观 点 是 : 个远 离非 平 衡 状 态 的 耗 。 一 开 放 系 统 , 过 不 断 交 换 物 质 与 能 量 , 外 界 条 件 变 化 达 到 一 通 在 定 的 阈值 时 , 统 可 以 产 生 突 变 ( 际 是 一 次 飞跃 — — 质 变 ) 系 实 , 从 原 有 的混 沌 无 序 状 态 转 变 为更 高 级 的 有 序 状 态 ,有 序 的结 构 要 从 无 序 和 混 沌 中 自发 地 产 生 出来 ,这 种 在 远 离 平 衡 情 况 下 形 成 的新 的有 序 结 构 .依 靠 不 断 地 耗 散 外 界 的物 质 和能 量 来 维 持 , 是耗 散 结 构 。 耗 散 结 构 理 论 指 出 , 个 系 统 处 于有 就 一 序结构 的稳定状 态的必要条件 是这个 系统必须 是开放 的 , 必 须 从 外 界 输 入 能 量 , 须 通 过 一 个 自组 织 过 程 。 在 教 学 中发 必 我 现 由教 师 和 学 生 共 同组 成 的高 效 益 的 物 理 教 学 过 程 也 是 一 个 耗 散 结 构 。 因此 , 教 学 中 进 行 了一 些 改 革 与 尝 试 。 要 从 以 在 主 下几个方面人手 。 构 建 开 放有 序 的课 堂 个 系 统 必 须 在 充 分 开放 的条 件下 才 能 有 序 ,有 序 的结 构 需 要 不 断 地 输 入 大 量 的信 息 ,并 与外 界 环 境 不 断 地 进 行 信 息 交 换 才 能 维 持 。传 统 模 式 下 的初 中 物 理课 堂 教 学 多 数 表 现 为 , 师针 对 某 个 知 识 点 或 围 绕 某 个 题 目 、 种 题 型 滔 滔 不 绝 教 某 地 讲 解 , 生之 间几 乎 没 有 思 想 交 锋 和 思 维 碰 撞 , 多 时候 颇 师 许 有一厢情愿之感 。 期处于这种封闭式课堂模式中 , 生学 习 长 学 物理概念公式的生搬硬套 , 意仿效甚至死记硬背 , 所学 的 刻 对 物 理 知 识 一 知 半 解 。 初 中物 理 教 学 中 , 让 学 生 思 维 系 统 处 在 要 于 较 开 放 的 状 态 , 大 脑 思 维 足 够 活 跃 , 取 多 种 师 生 、 生 使 采 生 互 动 方 式 , 如 采 用 自 主学 习 、 作 探 究 、 组 讨 论 等 教 学 模 诸 合 小 式 ; 堂 上 给学 生 多 留一 些 思 考 、 手 、 组 讨 论 的 时 间 . 许 课 动 小 允 学 生 发 表 不 同 的 见 解 , 养 发 散 性 思 维 。 例 如 , 进 行 苏 科 版 培 在 八 年 级 第 二 章 第 二 节 《 化 和 液 化 》 内 容 教 学 时 , 先 让 学 汽 的 我 生 根 据 课 本 要 求 自 主 活 动 : 1让 学 生 在 手 背 上 涂 酒 精 , 察 () 观 酒 精 的 变 化 , 酒 精 的地 方 有 什 么 感 受 ? ( ) 一 支 液 体 温 度 涂 2将 计 插 入 烧杯 内 的酒 精 中 , 量 出酒 精 的 温 度 ; 把 温 度 计 从 酒 测 再 精 液 体 中拿 出 , 察 温 度 计 的示 数 有 什 么 变 化 。 述 实 验 说 明 观 上 了 什 么 ? 活 中还 有 哪 些 类 似 的 现 象 ? 放 手 让 学 生 自己做 实 生 再 验 互 相讨 论 得 出蒸 发 的特 点 。 求 学 生 阐 释无 论 春 夏秋 冬 。 要 湿 衣 服都 能 干说 明 了什 么 ? 后 师 生共 同 总 结 . 而 得 出科 学 结 最 从 论 。 这 种 较 开放 的 教 学 模 式 , 富 了 学 生 的生 活 经 验 . 渐 培 丰 逐 养 学 生 的分 析 和 归 纳 比较 的 能 力 , 导 学 生 对 生 活 中 的 现 象 引 引起 关 注 , 思 考 其 中蕴 涵 的 物 理 本 质 。 并 二 、 成 高 度 非 平 衡 状 态 的 思 维 形 物 理 教 学 中 让 学 生 带 着 积 极 的兴 趣 和解 决 问 题 的 强 烈 愿 望 去 探 究 问题 去 听课 ,这 时 学 生 思 维 就 会 处 于 高 度 的 非 平 衡 状 态 。 么 , 学 中究 竟 怎 样 才 能 使 学 生 思 维 系 统 处 于 高 度 非 那 教 平衡状态 呢? 1 活兴 趣 。 趣 是 最好 的 老 师 。 趣 激 活 教 学 法 就 是 多 . 激 兴 兴 渠道 、 多层 次 、 方 位 地 激 励 学 生 兴 趣 。 学 生 平 衡 的 思 维 系 多 使 统 立 刻 打 破 , 到更 高 层 次 的非 平 衡 状 态 。 例 如 : 讲 凸透 镜 达 在
耗散结构对瑜伽教学形成的研究分析
耗散结构对瑜伽教学形成的研究分析一、耗散结构理论的介绍耗散结构理论是由比利时物理学家普林斯和美国化学家普鲁查合作提出的,它揭示了开放系统内部结构在遭受外部激励的情况下,通过阶段性重组和淘汰来实现自组织的过程。
通俗来说,耗散结构就是系统在动态平衡和非平衡之间的转换过程中,自组织形成的结构。
耗散结构理论对于解释复杂系统的演化和变化具有重要的理论意义。
在很多领域,如生态学、经济学、心理学等都得到了广泛的应用。
二、耗散结构对瑜伽教学的影响1. 促进学员身心的统一瑜伽的核心理念之一就是通过身体的训练和呼吸的调节来达到身心的统一。
耗散结构理论认为,开放系统在非平衡状态下会产生新的结构,这一新结构出现的过程中系统会自发地形成秩序和规律。
在瑜伽教学中,学员在练习瑜伽的过程中,身体得到了锻炼,同时通过呼吸的调节,心灵也得到了平静。
这种身心的统一正是耗散结构理论所倡导的系统内部的自组织过程。
2. 提高课堂的活跃度耗散结构理论认为,系统在非平衡状态下会产生新的结构,这一新结构的形成过程是充满活力的。
在瑜伽教学中,耗散结构理论可以引导教师和学员在课堂上保持一定的活跃度,不断地寻求和探索新的瑜伽练习方法和理念。
这也可以提高课堂的趣味性和教学效果。
2. 强调教学过程的重要性耗散结构理论强调系统内部的自组织过程,这表明教学过程比教学内容更重要。
在瑜伽教学中,教师可以更加重视教学过程,关注学员的反馈和体验,帮助学员更好地融入瑜伽的练习中,实现身心的统一。
3. 鼓励自主学习耗散结构理论强调系统内部的自组织过程,这也意味着学员在瑜伽教学中应该具有一定的自主学习能力。
教师可以在教学过程中引导学员自主探索,帮助他们更好地理解瑜伽的练习方法和理念,培养他们的自主学习能力。
结论耗散结构对瑜伽教学的形成和发展产生了一定的影响,它促进了学员身心的统一,提高了课堂的活跃度,促进了教学内容的更新,对瑜伽教学提供了一定的启示。
在未来的研究中,可以进一步探索耗散结构理论对瑜伽教学的具体影响机制,深入挖掘其在教学改革和教学管理方面的应用,为瑜伽教学的改进和发展提供更多的启示和支持。
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耗散结构理论对研究性教学的启示
耗散结构的特征
耗散结构理论是比利时著名科学家普里高津,通过对非平衡系统的长期研究, 于1969 年创立的一种自组织理论。
耗散结构理论指出: 一个远离平衡的开放系统, 可以是力学的、物理的、化学的、生物的, 乃至社会的、经济的系统, 通过不断地与外界交换物质和能量, 在外界条件的变化达到一定的阈值时, 可能从原有的混沌无序的混乱状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态, 这种在远离平衡情况下所形成的新的有序结构( 自组织) , 被命名为“耗散结构”.
特征:
1.耗散结构发生在开放系统中, 要靠外界不断供应能量或物质才能维持。
产生耗散结构的开放系统必须有负熵流(所谓开放系统, 就是与外界环境既有能量交换、又有物质交换(对于生物系统和社会系统还包括信息交换)的系统。
)
2.耗散结构只在远离热力学平衡情况下的非线性区域发生
形成有序结构的各要素之间存在着非线性的相互作用,这种相互作用使各要素间产生相干效应与协调动作,从而可以使系统从杂乱无章变为井然有序.。
自然界是物质的,物质以系统方式相互联系,在自然界中开放系统、远离平衡态的系统是普遍存在的,在系统中各要素间存在着非线性的相互作用. 在具备上述三个条件的基础上,普利高津建立了耗散结构理论,解决了自然界如何从模糊、混沌、无序到精确、稳定、有序的问题,并提出了模糊与精确的方法.这种方法为解决自然界和社会中大量存在的模糊问题提供了方法借鉴,具有重要的现实意义.
3.耗散结构产生于对称性自发破缺(耗散结构具有时空结构, 对称性低于
耗散结构发生前的时空均匀状态.)
4.耗散结构是稳定态的非热力学分支
耗散结构是稳定的, 它不受任何小浮动的破坏, 系统的稳定态有不同的分支.热平衡态是稳定态的热力学分支, 耗散结构是稳定态的非热力学分支. 耗散结构在系统的热力学分支失稳中产生, 达到非热力学分支的新定态.
5.有效性涨落
(系统中某个变量或行为对平均值所发生的偏离。
)。
对于任何一个多自由度的复杂体系,这种偏离是不可避免的。
但它对具有不同稳定性的系统,其作用是不相同的。
自组织方法解决创造性教学中的问题初探
自组织现象几个实例:激光、生命系统、贝纳德对流、贝洛索夫一萨坡金斯基反应
针对创造性教学工作中的不足,以自组织理论为依据,可采取以下措施:
第一, 开放教学系统, 增大系统的负熵流。
产生有序结构的系统必须是一个开放系统,即系统内外环境之间要有物质、能量、信息交换与流通,并且系统必须从外部输入负熵流,
调整课程结构, 提高学生对课程选择的自由度。
就教学科目来说, 必修与选修两者相互关联。
必修课程体现了学校对学生基本素养的要求,选修课程则反映了学生兴趣与能力的差异, 对学生的创造性挖掘尤为必要。
当前的课程设置中,选修课占有一定的比例,但比例很小。
为满足不同学生兴趣的需要,课程编配弹性化势在必行。
为了充分发挥学生的个性与创造性,可在学生的本科阶段的前两年少设选取修科目,但随着年级的升高,学生的需要、态度、能力、兴趣发生变化, 选修科目的范围和比例应逐步扩大。
第二,实现远离平衡态的教学组织过程。
系统从无序到有序,必须远离平衡的状态,在热平衡态、近平衡态都不会出现有序结构,只有远离平衡态的系统才有可能从杂乱无序的初态跃迁到新的有序状态.
班级授课制能扩大教育对象,提高教学效率,但它忽视了个体需要及其潜在能力,因而不利于因材施教。
远离平衡态的教学组织过程就是要最大限度地促进学生之间的协同,教学过程可以是小组合作的、非指导性的、自学辅导式的,使教学的实践性增强,学生的动手机会增多,探索性创造性得到发挥,课堂设置可以从课内延伸到课外和校外,甚至可以是校内、外的各种教学活动形式, 如各种兴趣小组、定期举行报告和讲座、外出参观、访问、调查等, 从而增强学生的主人翁意识和创新能力。
加强教学民主, 给学生更多表达个人见解的机会, 鼓励学生的批判意识。
第三,建立远离平衡态的教学评价机制。
首先,评价对象远离只限于评价学生的情况,要把评价对象扩大到教学目的、课程设置、教材选择和教学环境等多个方面。
其次, 评价内容远离仅侧重于评价学生的情况,评价内容要把学生的个性差异也包含在内。
再者,评价过程远离只重视教学结果的情况,应对结果的形成性进行分析,找出原因,以便更好的促进以后的教学工作。
第四,深入对教学的改革,促使教学出现涨落。
教学系统是由方方面面构成的复杂体系,具体的创造性教学工作不可能面面俱到。
为此, 可选择某一方面的涨落为实施的突破口。
可以从培养学生的元认知能力、从完善学生的创造性人格、从培养学生的发散性思维或者从改变课程结构和课程内容等入手。
然后再以此为中心,来设计教学整体工作中的各个子环节的相互协调、合作与竞争, 达到创造性教学系统的整体提升。
从无序到有序——以耗散结构论分析创新的机制
创新与“诱因”密切相关, “诱因”就是指能够诱导灵感、产生顿悟的有关信息。
如何诱导, 可采用原型启发、自由想象、发散联想、大胆怀疑、多向反思等方法。
这就要求我们在平日的教学中要善于发现学生的创新潜能, 捕捉学生创新思维的闪光点。
要有意识地激励学生积极思维、生疑质疑, 培养学生敏锐观察、丰富想象, 指导学生标新立异、打破常规⋯⋯当然我们谈到“灵感”“直觉”“顿悟”
等, 并不意味着只靠偶然因素的影响便可实现认识的突破。
科学史上的发现并不是单纯靠一时的灵感。
表面看来是随机的、突发的现象, 实际根源于非平衡系统内部的非线性作用机制。
科学家们之所以对某个问题的解决产生灵感, 是与它们顽强的科学精神、广博的科学知识、良好的知识结构、杰出的科研能力等分不开的。
正是由于对某个问题进行了长久的思考、酝酿, 才有可能在某个偶然因素的激发下实现认识的飞跃, 达到创新的目的。
“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力, 就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造”。