用耗散结构理论指导中学地理教学，本文主要内容关键词为：理论论文,结构论文,中学论文,地理教学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现代教育科学研究认为，人脑系统是一个耗散结构，研究耗散结构理论并运用于人脑的认识过程，将给现代地理教学及教改带来勃勃生机。
1969年比利时学者普利高津首先提出和创立了“耗散结构”的概念和理论，成功地揭示出一切生物系统的发展由简单到复杂、由低级到高级、由无序到有序、趋向非平衡状态。耗散结构理论认为：一个远离非平衡状态的开放系统，只要通过不断交换物质与能量，在外界条件变化达到一定的阈值时，系统可以产生突变（实际上是一次飞跃——质变），从原有的混沌无序状态转变为更高级的有序状态，有序的组织可以通过一个自组织过程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，即为耗散结构。
现代信息论指出，信息就是有序化的程度，可以把信息作为系统的有序化和组织化的标志。一个系统走向有序，是由于输入了信息。信息量越大，有序程度越高，结构越严密，各组成部分愈协调，则系统越稳定。
学生的认识过程怎样才能从混沌无序逐步转变为有序呢？我们认为：按照耗散结构理论，在中学地理教学中值得借鉴的有以下几方面：
一、让学生的思维系统全方位开放，广泛摄入大量信息
一个系统只有在充分开放的条件下才能有序。因为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交换信息才能维持，而封闭（孤立）系统是无法与外界环境进行信息交换的，始终都只能变为混沌无序。学生在学习中大脑的认识结构是不断地从混沌到有序的，因为学生的大脑在学习时是全方位对外开放的，他们一方面不断地吸收大量的新知识信息，另一方面大脑旧知识信息会产生遗忘。如果不断吸收新知识信息的同时又不断运用、巩固旧知识信息，就会使遗忘减少到最小值。因此，在中学地理教学中，学生思维系统的全方位开放，可使大脑处于足够积极的思维状态。
二、尽可能让学生思维系统处于非平衡状态，与外界环境进行信息交换
在中学地理教学中，如果全体学生都急切要解决问题或者以惊奇的心情来听教师的讲课，即学生思维处于高度的非平衡状态，则学生、教师、教材和教法、学法之间就会产生最大共鸣，使教学得心应手，事半功倍，学生的认识结构便随着认识矛盾的解决进入更高的有序水平。
那么，究竟怎样才能使学生思维系统处于高度非平衡状态呢？
(1)思维激活教学法。兴趣是最好的老师，要启动学生的思维，一般都是从有趣的问题开始的。思维激活教学法就是多渠道、多层次、多方位地激励学生兴趣，活化学生思维，开发创造意识。这样很容易使学生处于平衡的思维系统立刻打破，出现高度非平衡状态。
例如：讲授“气旋、反气旋”一节内容时，可从《三国演义》故事讲起。三国后期，诸葛亮北伐中原，六出祁山。一次将司马懿父子及所率魏军困在葫芦峪。诸葛亮又用其常用的战术-火攻，遍山点起大火，欲将敌方全部烧死。不料突然下起大雨，浇灭山火，司马氏得以死里逃生。这场雨其实不是什么“天意”，恰恰是诸葛亮自己制造的。熊熊大火使山区的近地面空气受热上升，气压降低。低气压区形成气旋，其中心因空气上升冷凝而降雨。就是说，葫芦峪里下了一场气旋雨。
此时，学生兴趣陡涨，认识平衡打破，你一言我一语地讨论开了，教师及时提出问题：什么是气旋？它是如何形成的？它有什么特点？气旋出现时对天气有什么影响？这样学生很容易掌握气旋及反气旋的有关知识。
(2)惊奇实验强化法。人的大脑接触新刺激，易出现优势兴奋中心，此时大脑的劳动便处于紧张而愉快的状态。惊奇实验强化法就是运用教学手段处理地理问题，让学生的感官处于强烈的非平衡状态，以致印象深刻，难以忘怀，通俗易懂。
(3)矛盾情境训练法。教师针对学生容易出现的错误进行教学设计，产生矛盾情境。使学生深刻认识错误，提高科学思维及求异思维能力，其目的在于促使学生的思维系统远离非平衡状态之后达到更高的有序状态。
例：讲洋流的分布规律时，教师可挂出《世界洋流分布图》，并指出：在热带和副热带海区，形成以副热带为中心的反气旋型大洋环流，在南、北太平洋，南、北大西洋和南印度洋都有该类型的洋流。照此推理，印度洋也应如此。让学生观察洋流分布图，会发现北印度洋洋流与众不同。为什么北印度洋不是固定的反气旋型大洋环流呢？产生矛盾情境，诱导学生思索。
三、发挥教师的主导作用，建设知识密集的地理信息库，优选地理信息传递渠道
中学地理教学是一个十分复杂的开放系统，要向学生输入地理信息，就涉及到信息源的问题。除了教材、教师、辅导读物为当然的地理信息源外，我们还应主动积极建设涉及范围更广、内容更充实的地理信息库，如收集与地理教学有关的报章杂志、时事地图：自制教具、自绘挂图：搜集与地理有关的科教影片、录像带和幻灯片等。这样可使学校地地理信息库容量大，且科学实用。所以，只有形成知识密集的信息库，才有可能向学生连续不断地输入地理信息。
学生接收地理信息的渠道是多种多样的，除了课堂教学作为主渠道外，教师还应组建地理小组，开展课外活动，组织参观访问，承办地理板报，组织地理知识竞赛等，即多途径、多方位向学生输送地理信息。在这个过程中，要善于发挥教师的主导作用，优选地理信息传递渠道，发挥地理教学系统的整体功能。
地理教师应博学多才，能多渠道传递信息。地理教师不仅需要丰富的地理专业知识，还需要广博的其他学科知识：既要有准确生动的语言表述，又要有灵活机智的教学技巧；既要有灵巧的动手能力，更要有规范的板书设计和简洁的板画、板图技巧。
教师还应根据学生感知记忆特点，正确处理、高效使用信息源。现今使用的地理教材和地理挂图等，信息密集容量大，给予学生的是多种信息，而图中的许多信息是这节课涉及不到或暂时不需要的。如果同时一次性地展示在学生面前，不仅超出了学生在瞬间知觉的极限，而且学生的注意力也会受到许多无用“信息源”的干扰刺激，发生知觉障碍，急需的信息源不能顺利地输入学生大脑中，对学生学习地理十分不利。所以教师应正确处理、使用信息源。例如《中国矿资源分布》教学挂图，是教学中使用次数较多的地图，但该图要素众多、信息之间相互干扰。如能根据课堂需要，采用分化原则变一幅图为多幅图，“中国铁矿分布图”、“中国煤矿分布图”“中国磷矿分布图”等，就可减少不必要的背景信息，提高学生接受信息的效率。
此外，教师利用反馈信息，调整地理信息的传递。学生是地理信息的接受者，对教师传来的的信息进行独立思考、加工和取舍，并向教师发出反馈信息。教师要重视并善于利用学生的反馈信息，迅速调整教学措施，实现地理信息传递的有效控制。
四、努力促使学生思维的自组织过程，摆正学生学习主体的位置
耗散结构是“活”的非平衡的有序结构。由于它是一种自组织现象，因而开放系统远离平衡状态下，一旦信息的输入达到一定的阈值，系统可产生突变，由原来的无序状态转变为有序状态，这种自行产生的组织性的现象为自组织现象，自组织就能产生新的结构。学生思维系统是一个开放系统，学生可通过多种途径从外界吸收各种地理信息经过加工处理，纳入大脑知识体系之中，形成新的知识结构。这就是学生思维的自组织过程。
耗散结构理论渗透到中学地理教学中，从根本上摆正了学生主体的位置。学生在长期学习实践中，分析研究知识信息，探索知识“黑箱”内部的关系和规律，打开知识“黑箱”，变成白箱或灰箱（部分被打开的知识“黑箱”）就使其思维达到更深的层次。同时，也触发了学生打开面临的更广泛、更深刻的新的黑箱群的愿望，学生的认识便可从黑箱——白箱——新黑箱……的不断螺旋式上升中接近真理——科学发展。