【科技奶奶科技爷爷】系统科学 思维科学 智力工程30年
系统科学 思维科学
智力工程30年
2016-06-25
徐章英 （原江西省教育科学研究所研究员）
顾力兵 （原南昌师范高级专科学校副教授）
【摘 要】
本文从教育实践长期存在的诸多矛盾困扰中引发了将系统科学、思维科学,特别是大成智慧引入到教育领域中来，跳出教育看教育，以东方人特有的整体思维优势，以系统的眼光、整体视野对人类智能开发与人才培养进行系统的研究、探索，以期在多门学科的交叉点上创建一门开发智力、培养人才的交叉科学、综合科学甚至是前沿科学——智力工程，使教育由经验走向科学，开创属于中国人自己的教育未来。30年来就智力工程 “理论探索”、“技术开发”、“应用研究”进行了全方位探索，提出了“人类智能系统”、“SQ”（“系统商”）概念；完成了“教学信息实时反馈系统”的研制与应用；创建了“玩转科学”应用研究项目的理论与实践研究。本文观点新颖，实践性强，颇具中国特色。
【关键词】
系统科学 思维科学 大成智慧 智力工程 人类智能系统 SQ概念 教学反馈测评系统 玩转科学
教育是古老而又年轻的事业，她承载着国家和民族的希望，哺育着人类的未来，任重而道远。在人类已进入新千年的今天，科学技术突飞猛进；21世纪的中华大地正在迅速崛起，中华民族伟大复兴的号角已经吹响，在这充满着机遇、挑战和诸多不确定因素的年代，我们的教育能为21世纪、能为我们的祖国培养合格人才吗？问题是沉重而严峻的，人们呼唤着、思索着、探寻着、期盼着，振聋发聩的“钱学森之问”曾震撼了神州大地，但至今还在炎黄子孙心中回荡。出自于一个教师和公民的责任感和自己解放自己的朴素感情，在20世纪的80年代，我们自发地走进了思维科学，引发了将钱学森的教育学术思想引入到教育领域中来，借助于系统科学、思维科学、大成智慧的研究成果指导教学、教育改革的思考——“智力工程”探索。30多年来，我们一直向着这个可望而不可及的目标，不问后果、不问结果地艰辛跋涉、执着追寻。现就“智力工程”的实践孕育、理论探索、技术开发、应用研究四个方面向教育界的学者、专家、同仁们汇报、学习、求教，敬请不吝施教。
一、实践孕育
“智力工程”源于教育实践中诸多矛盾、困扰、学习中引发的对改革教育的思考：在我们几十年的教学实践中，曾千百次经历着反复出现的的一个司空见惯的现象：那就是每次测验考试之后教师就会恍然大悟，即原以为自己已经教过多遍学生本该掌握的知识，事实上不少学生却并未懂得，这几乎成了“课堂之谜”。为了解开这个“谜”，为了寻找这个问题的答案我曾深入课堂听了100多节课，其目的就想设身处地体察一下一个学生在课堂上经历的全过程。有一次听一位物理教师讲“功”和“能”，他是那样的津津乐道，那样的淘淘不绝，当我问学生你听懂了没有时，学生却说：“不知道老师在讲什么”。这犹如一盆冷水把我浇醒：课堂的45分钟确实要打个大问号，值得问问自己：究竟有多少分钟才是有效的？这充分说明了我们教学工作的可靠性较差，效率较低、质量不高的严重事实。正因为每节课都留下了一些隐患，积累起来就会使问题成堆，导致了“学生负担过重”这样这样一种必然结果。所以，从教育内部来看：根本问题就在于我们对人怎样思维？学习怎样进行？人才怎样成长等一系列教师本该回答的问题知之甚少甚至一无所知所造成的盲目性，才不得不求助于题海战术、大运动量的你过没有办法的办法。教育的对象是人，而且是人的群体，要有效地培养人才，就要研究人，研究人的思维规律、学习规律、人才成长规律。只有研究人，才能培养人；只有研究教育，才能有效地办好教育。因此，从教育内部来看，根本出路在于探索思维规律，打开大脑禁区，揭开思维奥秘，把握人类智能的结构与机理和人才成长的规律；只有掌握规律，才能赢得主动。学生负担过重问题的解决有赖于“人”这样一门复杂科学的探索和主体科学的发展，因此当得知钱老倡导思维科学之后我们就好像如鱼得水，渴望借助于思维科学的研究成果，指导教学、教育改革。就这样自然走进了钱老，走进了思维科学，
但造成学生负担过重的原因是多方面的，应该说是一个综合性的社会时弊。我们不能不看到来自教育外部的问题。从教育外部来看，既是一片欣欣向荣的繁荣景象，又是一片乱象丛生的尴尬（糟糕）局面：面对人类智能开发和人才培养这样一个典型的复杂系统，我们却采用了一种最简单的办法：一刀切、一窝煮、一把尺子、一个模子，至今我们的教育评价还只有“分数”这一把尺子、“升学”这一个模子，这实在是教育的浅薄、无知、愚蠢和悲哀。中国教育的贫困就在于观念的贫困，理论的贫困，没有独立的人格和自己的主义，这才是最大的贫困。
更为可悲的是：“应试教育”甚至已经渗透到了幼儿园，孩子们的书包越背越重，做不完的作业，背不完的书，考什么教什么，不考的一律弃之不顾，音乐、美术、科学全被靠边站了，成绩不良的学生也被边缘化了，成了被遗弃的陪读一族。校外教育市场则异常火爆，家长和孩子成了被宰割的唐僧肉，没完没了地去填补那个永远填不满的黑洞。学生厌学、逃学，甚至严重的恶性事件屡屡发生。“钱学森之问”、“钱理群之痛”至今还在神州大地回荡：基础教育被高考捆绑已经是不争的事实，不为应试教育服务的教育根本没有立足之地。在经济大潮的冲击下育人的教育方向迷失了，异化了，癌变成了育名、育利、育钱！这是多么令人痛心的严峻事实！美国著名黑人领袖领袖马丁路德金也曾说：“一个国家的繁荣，不取决于它国库之殷实，不取决于它的城堡之坚固，也不取决于它的公共设施之华丽；而在于它的公民的文明素养，即在于人们所受的教育，人们的远见卓识和品格的高下，这才是真正的利害所在，真正的力量所在。”教育搞不好特别是作为“根”的基础教育搞不好，国家将没有未来，民族没有希望，家庭没有幸福。每一个教育工作者都会非常强烈地感受到教育实践对教育改革的呼唤；都会都非常强烈地去探求：问题在那里？原因是什么？出路又何在呢？对此我们必须作出深刻的理论思考，任何简单的行政命令和就事论事、头痛医头、脚痛医脚、零打碎敲的做法和都将无济于事。正如钱老所指出的：“教育科学中最难的问题也是最核心的问题是教育科学的基础理论，即人的知识和应用知识的能力是怎样获得的？有什么规律，解决了这个核心问题，教育科学的其他学问和教育科学的其他部门都有了基础，有了依据。没有这个理论基础，其他也都难说准。”
众所周知：任何科学革命的前提就是原有的思想、理论在尖锐的现实问题面前显得软弱无力才不能不迫使人们寻求新的药方。教育的贫困是教育思想、理论的贫困，教育面临的是世界观和方法论的革命。众所周知：是方法决定了人们的视野、境界和可能取得的成果。为此，教育改革的思考必须有大思路、大气派、大智慧；只有走进系统科学、思维科学，大成智慧学，将钱老的教育思想引入到教育领域中来，我们将听到不同凡响的声音；走进系统科学、复杂性科学，将极大有利于我们开拓视野，启迪思维，走出封闭，走近真理，从而建立起具有中国特色的教育科学的基础理论。
1983年12月在在江西省自然辨证发研究会第二届年会上提出“智力工程”概念，旨在跳出教育看教育，将自然科学的思想、方法、技术引入到教育领域中来，在多门学科的交叉点上，建立起一门开发智力、培养人才的交叉科学、综合科学——智力工程。以期在多门学科的交叉点上寻求新的突破，实现综合创新，从而使教育由经验走向科学。智力工程的提出是对传统教育科学的突破、超越和提升。这是教育改革的呼唤、是时代的呼唤，也是教育科学自身发展之必然。人民科学家钱学森曾9次来信给以鼓励和指导，钱老认为：“这是看问题的正确方向”，给了我们极大的支持和鼓舞。1986年3月5日中央人民广播电台新闻联播节目报导了“徐章英夫妇在国内首次提出智力工程概念”，1991年智力工程被列为国家自然科学基金资助项目。基于科学始于测量的思考，1986年研制“教学信息实时反馈处理系统”（以下简称“系统”),并将其应用于教学实践，开始了运用现代教育技术优化教学过程的理论与实践研究，1993年10月31日获国家发明专利证书（专利申请号ZL.88104582.9）。1994年退休后又到广州、深圳等地与学校及教育领导部门合作开展“课堂信息化”的实验研究。2004年开始转向了家庭和社区，对家长讲“望子成龙与科学育儿”，对4岁半至7岁的孩子讲“科学启蒙”，同时应广西师大科学教育研究所之邀任该所兼职研究员。2007年回归江西后继续在一所小学和学前班开展科学启蒙探索。2009年向江西省科技厅申报了 “儿童科学教育的理论与实践研究”软科学研究课题，建立了“玩转科学”qq群，以科学教育为突破口，从教育的“根”部（学前及基础教育）抓起进行一场教育改革的实验研究。在半个多世纪的教育实践中我们从理论建构——技术开发——应用研究三个方面进行系统研究，基本完成了幼、小、中、大教育乃至学校教育、家庭教育、社会教育的全接触，走过了一条漫长而又艰辛的探寻之路。至今望不到边，而且似乎永远没有尽头。现简述如下：
一、理论建构——人类智能系统模型的提出
将系统科学引入到教育研究中来，特别是作为教育基础理论的素质教育更需要从系统科学的滋养。只有从新的高度对人类智能和素质教育加以探讨和诠释，才能为素质教育及其实施提供理论支撑。现就系统论的眼光、整体视野就素质及人类智能作出某些解读并阐述如下：
素质教育是以人为本的教育。但在人类知识中最缺少的也就是关于人自身的知识，“认识你自己”成了一个古老而常青的课题，致使知识、智力、能力、智力因素、非智力因素等问题成了多年来教育界普遍关注和争论不休的热点，简直成了“世纪话题”。
现代系统论告诉我们，系统的特性不仅取决于它的某些零部件，更重要的取决于它的结构；取决于这些零部件的某些联系的特性。也就是说，系统的特性是系统中诸要素共同作用的整体特性。据此，人类素质决非单一因素构成，而是一个有结构、有层次的整体。不少专家曾就人类素质提出了几十个指标体系加以描述，未免使人有些眼花缭乱，无所适从。我们认为：凡规律都有一种简约的、和谐的美。19世纪印度哲学家辨喜也说过：“最伟大的东西是世界上最简单的东西，它和你自己存在一样简单。”如“改革开放”、“一国两制”、“牛顿三大定律”等。因此，我们认为人类素质主要包括两大部分，一是见诸于物质的身体素质（犹如计算机的硬件）；一是见诸于精神的智能素质（犹如计算机的软件）。前者是基础，是依托，是根基，舍此一切均将化为乌有。因此，健康教育至关重要。教育应该培养孩子具有一个健康的体魄足以支持一辈子的事业。如果为备战中考、高考不惜以牺牲学生的健康为代价擅自取消体育课和剥夺学生睡眠时间的做法是严重违背教育原则极端错误的做法。智能素质则如我国著名心理学家潘菽教授所言乃人区别于机器和动物的本质特点所在，智能的研究更有其特殊的价值。
从系统论的观点看，人类智能同样是一个整体，是一个有结构、有层次的、有规律地逐步发展的动态系统。不能孤立地认识人类智能，离开了人与自然、社会，智能也就无从谈起。离开了人对自然、社会的认知与实践，智能也就无从发展。智能必须也只能是一个整体，将人类智能割裂的研究纯属无知和误会，但这也是历史发展之必然。人类智能不仅在时间上表现自己的历史性，而且在空间上展开自己的多样性，是一个复杂、多元的、动态巨系统。为了从整体上把握人类智能的方方面面，我们提出“人类智能系统”概念并阐述如下：
首先必须将环境引入到智能问题的研究中来，因为按现代系统论的观点，对任何一个系统的研究都离不开对环境的考察。“个体只有在与环境、背景的关系中才能得以存在、定义、描述和认识。”“系统和环境是不可分的，不能脱离系统所运行的环境来谈系统的性能。系统的复杂性不仅仅体现在系统本身，而且也体现在环境方面。”智能系统一方面要从所运行的环境中获取信息（感知），另一方面要通过自己的动作（作用）对环境施加影响，互相作用，共同进化。”只有在人与自然、社会这样的大系统中考察、审视、研究智能才能透视人类智能的全貌及其本质特点和相互作用规律，才可以避免孤立地就智谈能或是就能谈智的弊端；才不致陷入逻辑的矛盾和淹没在概念的死循环中。只有在人与自然、社会相互作用的大系统中研究人类智能，我们才能清晰地认识到人类智能就是在和社会、自然相互作用过程中逐步发展建构的认识客体与改造客体的功能体系。所以只有“智”与“能”的统一才是一个完整的过程，“智”见诸于认识世界；“能”见诸于改造世界。只见“智”不见“能”；或是将“智”定义“能”；或是将“能”定义“智”都是片面的、不科学的。只有将“智”与“能”整合为人类智能系统才能从整体上把握人类智能的本质。
人类智能除了人与环境之间存在着复杂的联系之外，还存在着各个子系统之间错综复杂的联系。这些子系统包括：输入系统（人的眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官接受的外界信息均由此输入大脑形成的各种感知觉系统）、加工系统（包括左脑的逻辑加工与右脑的非逻辑加工两大子系统）、存储系统（包括短时记忆和长时记忆）、输出系统（包括口的表达、手的操作及人际交往等各个子系统）。特别值得提出的是对人来说具有至关重要的是人的动力系统（人的目的、动机，诸如理想、志向、兴趣等）和控制系统（包括人的情感、意志等），如图所示：
输入系统是人类智能的门户、智慧的窗口。离开了对外界信息的吸纳，人类智能就成了无本之木、无源之水。正如比利时布鲁塞尔学派创始人普里高津所指出的：任何一个有机系统要进步，要发展，就必须与外界进行物质、信息和能量的交换，即保持系统开放。只有在一个开放的大系统中广泛吸取营养，才能为系统带来盎然生机。人类智能也不例外。所以必须让学生从封闭的家庭、学校中解放出来，让他们在大社会、大自然中吸收丰富的营养，才能使他们变得聪明起来。如将他们封闭在家庭、学校大门之内整天就知道背书、做题，过着两点一线式枯燥无味的生活，必将使学生的智慧陷入枯竭状态。解放学生的大脑；解放学生的双手，让学生在沉重的课业负担下解放出来实乃当务之急。
加工系统是人类智能的核心。值得特别注意的是加工系统中的非逻辑部分，这是右脑的功能所在，“创造”就产生在左右两半脑协同工作的最佳状态。非逻辑系统的开发与训练是现行教育中比较忽视的部分，是一块未加开垦的处女地。所以有人提出：现在我们正面临着右脑革命。这是一个非常值得注意的问题。由于片面追求升学率而造成的学生负担过重现象必将严重扼杀学生右脑功能的发挥与创造能力的培养。长此以往，我们将会感到一种深深的历史的内疚。但切忌从一个极端走向另一个极端，丢掉了任何半个脑袋的教育同样是不完整的、偏废的教育。
输出系统是人类智能的归宿。人类的智能就是按照人如何改变自然界而发展的。手和口都是人类智能器官，在大脑皮层占有很大代表区。口的表达和手的操作能力的培养至关重要。良好的表达能力是一切成功人士的重要标志；而手的出现，更是人区别于猿猴的主要标志之一。他在认识世界和改造世界的过程中发挥着巨大的作用，行乃知之始，是手教会了脑，正是实践带来了人类对客观世界真理性的认识。而人又是社会的动物，他（她）不能离开人类社会而生活，因此人际交往能力、合作能力在现代社会显得犹为重要。所有这些均属于输出系统的功能，也都是人类智能的表现。
动力系统是人类智能的源泉；是“人”区别动物和“机器”的关键所在。因为人的任何活动都是有目的的，伟大的目的产生伟大的动力已为众之共识。美籍华人李玲瑶女士曾说：“我们很难设想一次篮球比赛可以没有篮圈，也很难设想一架飞机起飞可以没有目的地。那么，在漫长的人生道路上怎能没有人生目标呢！？”理想是智慧之母、创造之源，对孩子的教育应该在打开智慧的发动机上狠下功夫，而不要老是在“背书”、“做题”等“推论子”的工作上大做文章。遗憾的是：在我们众多的教学大纲中却唯独没有关于如何形成学生人生目标和志向的教学大纲，这实在是教育不应有的缺失。当前课程改革提出“情感、态度、价值观”三维目标的核心理念，已将单纯重视知识的教育提升到了一个新的高度，但为能体现其间的关系和结构，更应强调“动机第一”。应将如何根据孩子生理、心理特点从诱发学生的兴趣、好奇直至逐步引导学生形成自己的人生目标放在首要位置。因为这才是照亮孩子们人生之路的心中的太阳、人生的脊梁。这，才是教育的根本，教育的灵魂。教育只有点燃孩子们心中的太阳，才可能让孩子们有足够的免疫力帮助他们在漫长的人生道路上抵御各种诱惑、抗拒各种不良影响的侵蚀，从而获得健康成长、持续发展的力量，让他们远离低俗，走近高远，成为仰望天空的人。当前不少学生中出现的“郁闷”、“无聊”、“迷茫”乃至“网瘾”、“性问题”等问题无不出自于学生理想的缺失所导致的免疫力低下所致。马加爵在临刑前的自白“人生最大的失败在于没有理想。”就是最有力的佐证。
控制系统是人类智能的支柱。因为任何创造都离不开巨大的感情冲动；任何成功都离不开顽强的意志努力。“情能育思”已为众之共识；一个感情淡漠的人是很难有所建树的。“情商”（EQ）概念的脱颖而出是时代的呼唤，补上了智能研究缺失的另一半。已有研究结果表明：情绪或情感缺乏就会导致思维功能障碍。而要成就任何一项事业，都必须经历九九八十一难的磨练，少一难也不行。未来社会是一个变化无穷、充满竞争的社会。要适应未来社会的需要，就要培养我们的孩子具备随时准备迎接挑战的顽强意志。
综上所述，作为人类智能系统特征的整体描述，我们提出“SQ”（系统商）概念，以实现“EQ”与“IQ”的整合。“人类智能系统”与“SQ”概念的提出正是人类智能研究综合、创新之必然，以此避免只见树木不见森林导致的诸多弊端。如：我国教育界曾将智力界定为观察、注意、记忆、思维、想象等五个力，这是正确的，也有着明显的局限；之后又有“智力因素”与“非智力因素”之争；曾几何时，人们将“智商”奉为至上，但不久就发现智商高的人不一定有很高的事业成就；继之，又提出“情商”概念，甚至认为一个人的成功主要取决于“情商”的高低，这似乎又从一个极端走向另一个极端。其实，“智力因素”与“非智力因素”,“智商”与“情商”都是智能系统不可或缺的两个方面，完全不应将其对立起来视之为互相排斥的因素。人类智能的探索犹如喜马拉雅山的攀登，你可以从北坡上，我可以从南坡上，你看到的是北坡的风光；我看到的是南坡的景色，重要的是不要互相否定，而要善于互补，善于整合。“IQ”、“EQ”均反映了人类智能的某一局部，均有其正确的一面；也有其不足的一面，均应取其长而补其短。中国是有着五千年优秀文明的伟大民族，整体思维正是东方思维的优势和特色。从IQ——EQ——SQ，这是人类对智能问题认识的必然发展；是科学发展的必然；也是东方民族的必然选择。
素质教育是以人为本的教育。从人类素质的整体结构的科学规律办事，素质教育应着力于人类智能的整体开发与全面培养。首先要为学生创设一个开放的、具有丰富刺激的大环境，让学生在大社会、大自然中吸收丰富的营养；既要重视左脑逻辑功能的开发，又要千方百计开发右脑的非逻辑功能；既要重视口的表达又要注重手的操作能力的训练；更应培养孩子的团队意识和合作精神。尤其要孕育孩子美好的感情和培养孩子顽强的意志；特别是诱发学习兴趣，培养理想、目标，重在塑造一个完整的人。而不是缺胳膊、少腿或丢了半个脑袋只会做题、考试的残废人。只在“背书”、“做题”、“考试”上做文章的教育，只抓住了人类智能加工系统中逻辑加工这一小块，丢掉的却是人类智能的绝大部分。而人类智能是一个整体，少了那一环都不行，怎么能只在知识教育、逻辑加工上大做文章，怎么能只顾一点不及其余，只在“考”字上狠下功夫呢？这不是极大的盲目性又是什么呢？犹如我们站在地球上看到的地球似乎只是一个平面，如果我们能够站到地球之外我们将看到整个地球是一个完整的球体。诚然，知识是不可或缺的，考试也是不可逾越的，但只关注书本知识的教育却是片面的、狭隘的、不完整的；是完全违背人才成长规律和教育规律的反科学的错误做法。这是教育的短视、浅薄、愚蠢和悲哀，但也是历史之必然，是难免的局限。因为人类认识总是从片面和表面逐步走向深入，走向全面。开始我们只能看到看得见摸得着的、操作性比较强的书本知识，却很难看得到隐含着的更深层次的情感、意志，特别是人的动机、目标等人类心中的火、生命的泉、教育的魂。
以上是对人类智能的静态描述，而人类智能的发展则是在社会、自然这样开放的大系统中，在环境与人各个子系统的相互作用中从混沌到有序逐步进行自组织和逐步建构的。由于环境和各个子系统相互作用的极端复杂性，人类智能系统的自组织以及人才的成长、发展充满着不确定性，其选择的可能是无穷的，从而造就了如前所述的有的人能歌善舞；有的人能言善辩；有的人善于思索；有的人则长于技艺……，而事物的多样性正是任何事物生命力之所在，人才也不例外。“三百六十行，行行出状元”，这是中国人早就提出的朴素的真理。为此，决不能拿一把尺子——分数；一个模子——升学去评价所有的学生，更不能“唯学历”、“唯文凭”是论。只承认“升学”这唯一的一条成才之路，给孩子设计如此狭窄的“独木桥”，这实在是天大的误会！因此，成功的教育不可能把所有的学生都培养成科学家；成功的教育在于塑造一个最好的他（她）。人才自组织的机制是极端复杂的，什么是构成人类智能系统的序参量，又如何实现自组织的，这将是一个十分诱人的课题。但复杂系统实现自组织的一个突出特点是对初始条件的敏感依赖性——开始的无穷小变化能导致以后大得多的变化，这已为无数事实所证实。因此，低幼儿的教育至关重要，“三岁定八十”，教育的改革与发展必须从娃娃抓起，任何对基础教育的漠视都将使整个教育面临建立在沙滩上的危险。对人才如何由混沌走向有序的自组织机制的揭示将引领我们的教育从经验走向科学；从必然走向自由。
二、技术开发——“教学反馈预测试分析系统”的研制
基于科学始于测量的思考，1985年我们开始了“教学信息实时反馈系统”（以下简称“系统”）的研制，以期借助于现代高新技术的支撑，以学校为基地，以学生为主要对象从学生在学习过程中所暴露的习惯性错误中研究思维规律，指导教学改革，探索一条运用现代教育技术提高教学效率，减轻学生负担的途径。1999年，在与有关单位的合作中又发展成“教学反馈测评系统”，使原“系统”又有了新的突破，1999年12月12日由中央电教馆组织鉴定为“国内领先”。
该“系统”由硬件和软件两部分组成。硬件包括学生用“反应器”、“课堂总线”、“接口”三部分；软件主要包括：数据采集与数据分析。可实时采集学生的应答反应与反应时间，在此基础上可作出各种统计分析：百分得分、标准分得分、按标准分划分的等级表、S——P表、M——T表分析等。还可根据教学需要编制各种专用软件进行“阅读速度测试与训练”、“瑞文推理测试”等。随着应用领域的拓展，软件的发展是无限广阔的，如英语、语文的阅读速度测试、心理测试、智力测试等。“系统”可广泛应用于各个年级、各门学科、各个教学阶段。如重点难点课的课堂即时反馈、单元形成性测试、总结性测试、英语、语文课的阅读速度测试与训练以及瑞文推理测试等心理测试、智力测试等。1995年，《教学反馈与测试分析》由电子工业出版社出版。
三、应用研究
按照系统论的理念，智力工程的研究既要有顶层的理论乃至哲学思考，更要有落地的实践探索；既是理论研究、技术开发、应用研究三位一体的系统、整体思考，又是从一点一滴做起回到还原论的实践探索。
（一） 课堂信息化的理论与实践研究
“系统”研制成功后我们一直致力于教学实践中的应用，它成了课堂里的“X”光和“B超”，让教师得以有了一双明亮的眼睛去破解课堂之谜。“运用现代教育技术优化教学过程的理论与实践”刊登在《电化教育研究》2000年第11期上。2002年2月，“课堂信息化的理论与实践研究”被列为中央电教馆“十五”教育技术研究重点课题。犹如生产力的提高必须借助于生产工具的改革一样，有什么样的工具力水平就有什么样的生产力水平，有些老大难问题之所以不得解决就因为科技含量太低。印刷业的突飞猛进就得益于王选“激光照排系统”这项高科技的诞生。教学效率不高、教学质量较低的一个重要原因就在于我们的教学还是一种技术含量较低的劳动密集型产业。充分运用现代教育技术武装我们的教学，对原有教学生产方式来一场革命，这是教育实践的呼唤，是时代的呼唤。
（！）运用多媒体技术，按学生的认识规律组织教学
当代高新技术，特别是多媒体技术的发展，为我们提供了足够的技术支撑，使我们传统的用“一张嘴巴”干巴巴的说教变成多感官的刺激，使抽象的变得具体、形象；使看不见的变成看得见；使“静”的变成“动”的；这就使我们有可能为学生创设一个尽可能真实的情景，让人类认识的最后结果变得生动、有趣，喜闻乐见，充满魅力，更加符合学生的认识规律，更能为学生所接受，必将大大提高课堂信息传输的效率，足以帮助我们把一个颠倒了的课堂颠倒过来，这无疑是一场教学方式的革命。我们运用Powerpoint制成图、文、声、像并茂，色、香、味俱全的课件，大大有助于课堂教学效率的提高。
（2）构建双向双控的反馈教学模式,营造学生参与教学的环境
但再好的教学软件也只解决了优化教学过程的一半，即“教”的一半。说到底还是在“教”字上狠下功夫，依然是教师为中心的“一言堂”教学模式，只是改变了一种形式，很可能变“人灌”为“电灌”，这样的教学依然是单向的、不完整的，盲目性极大的，换汤不换药是不行的。因此，我们必须补上另外一半，即“学”的一半，构建一个双向双控的反馈教学模式。
现代教育技术不仅为我们提供了优化前向传输的多媒体技术，同时也为我们提供了反馈媒体技术——教学反馈测评系统。由于该“系统”的介入，营造了一个学生得以参与教学过程的具体环境，沟通了师生之间的信息通道，使以学生为主体和面向全体形式的要求得以落到了实处。特别值得提出的是在获取的大量反馈信息中，为教学管理提供了一个数据化环境，我们就可以从量的积累中发现质的规定性。数据化教学环境的创设为使教学由经验走向科学提供了可能。这样的教学才是完整的，教师和学生都可以从反馈信息中不断调控自己的“教”和“学”，这样的控制将不再是传统意义上的控制，而是教师的“他控”和学生“自控”的完美结合，必将有效地提高课堂教学的效率和质量。
优化前向教学信息的传输和通过反馈检测不断调控我们的教学使之逐步优化，这是我们对如何运用现代教育技术优化教学过程，提高课堂教学效率的思考。基于以上思考，我们坚持沉入教学实际，与第一线的教师们在一起开始了运用现代教育技术，优化教学过程，提高师生素质的实验研究。我们曾与广州市师院附中的老师一起上下了556节实验课，以期探索一条运用现代教育技术，优化教学过程，提高课堂教学效率，减轻师生负担的途径。
优化前向教学信息的传输和通过反馈检测不断调控我们的教学使之逐步优化，这是我们对如何运用现代教育技术优化教学过程，提高课堂教学效率的思考。
更高层次的追寻就是借助计算机对大量信息的快速处理功能，以学校为基地，以学生为主要对象，从学生在教学过程中出现的大量思维现象，特别是习惯性的错误中研究思维规律，指导教学改革。皮亚杰也曾经指出：错误是具有 种精神结构的，我们就可以通过大量的教学测试在量的积累中发现质的规定性。用数据说话，进行实证性的研究。面对一个大数据时代，我们完全有可能期待一场教学生产方式的革命。但网络不是一切，技术并不万能。再好的技术也是要人去掌握、去驾驭的，只有“人”才是技术的灵魂，离开了“人”，技术很可能成为一堆废铁，甚至是一堆“高级垃圾”。必须赋技术以灵魂，使教育与技术这两张皮得以深度融合，这才是我们的希望所在。
（二）儿童科学教育的理论与实践
运用现代教育技术优化教学过程的研究难度极大，在80年代计算机技术还未能普及的年代研制这样的“系统”确实有点自不量力，难以推进、发展，致使十余年之后就停迟不前，直至2013年，随着大数据时代的到来，“系统”又一次被北京中关村天士博科技有限公司接纳，开始了新的开发征程，我们的“系统”终于又复活了！但在应试教育的大背景下，教学的技术改造，教学生产方式的革命路还很长很长，依然步履艰难，非我们势单力薄力不能及。所以在2002年“课堂信息化的理论与实践”（中央电教馆“十五”规划课题）结束以后，我们就转向了“根”的教育——“儿童科学教育的理论与实践”探索。从深圳一个社区（美丽365花园）起步，2008年回归江西之后又在金娃教育培训中心为学前班的孩子们上了100多节科学启蒙课，2009年10月“儿童科学教育的理论与实践研究”被列为江西省科技厅软科学研究课题，成了家长和孩子耳熟能详，普遍欢迎的“玩转科学”。在此基础上编写成了《和孩子一起玩转科学》一书，2013年由江西高校出版社出版。在10多年的摸、爬、滚、打的实践中完成了该项目的理论建构、课程及教学资源开发：
1.理论建构
（1）坚持 “人本主义”，而不是“知本主义”。
我们的科学教育是以科学入口的育人教育，是育人的科学。为此，“玩转科学”必须坚持以人为本，坚持“人本主义”，而不是“知本主义”。我们深知科学教育面对的是“科学”和“孩子”2个对象，必须按照孩子成长需要及其认知发展规律进行教育、教学设计，而不是只面对书本、面对知识，关起门来主观主义地闭门造车。我们要把艰涩难懂的科学知识——人类认识的最后结果教给开始认识的孩子，就好像两个世界、两种语系的对话，一定要解决好教师与学生两种认识方式的接口与匹配的问题；解决好科学与教育两张皮的融合的问题；也就是说必须将科学知识经过一番教学法的翻译和改造的工作才能为孩子们所接受，“玩转科学”就是按孩子生理、心理发展的特点组织教学形成的思考，就是这种改造的产物。“玩转科学”讲的是身边的科学、透明的科学、好玩的科学、动手的科学、探究的科学。早在1935年我国著名教育家陶行知就说：孩子学科学就是“跟孩子们玩科学的把戏”。“玩转科学”就是要使神秘莫测的科学从高高的神台上走下来，卸下它神秘的面纱，让科学变得喜闻乐见、充满兴趣，让孩子们在玩中学、学中玩，让孩子们感到：原来科学就在自己身边！从而诱发孩子们对科学的好奇，打开学习科学的发动机，使他（她）们爱学、乐学，引导他（她）们走进科学殿堂。而不是板起面孔说教科学，让孩子们充满恐惧甚至远离科学。
（2）坚持整体开发 全面培养
按照“人类智能系统”的理念，“玩转科学”讲究智能五大子系统的整体开发，全面培养。构建了即科学兴趣、科学精神、科学知识、科学方法、动手能力五维目标一套上的教学理念，这不是淡化甚至不要知识，而是集科学兴趣、科学精神、科学知识、科学方法与动手能力于一体的整体开发与全面培养，是对书本、知识、考试一个点上做文章的点性思维的终结。兴趣是最好的老师，是智慧的发动机，没有兴趣就没有学习，知识是工具，没有知识什么也干不成。诱发兴趣，并由此出发逐步引导孩子形成目标、理想、信念，这才是育人的根本；科学精神同样重要，科学精神的培养则是学习兴趣得以持续发展的精神支撑，是能源仓库；科学探究是科学学习的必由之路，学习科学的过程就是不断探究的过程, “玩转科学”就是要让孩子在玩不完的过程中带着好奇和问题长大；动手能力的培养尤为重要。是手教会了脑；只有在亲自动手实践获得的才是扎实有效的真知识。科学兴趣、科学精神、科学知识、科学方法与动手能力五维目标一套上，这正是东方人特有的整体思维的优势所在，是独具中国特色的儿童科学教育项目，是实实在在的素质教育的实践和改革教育的探索。
玩转科学“五维目标”的教学理念重在在育人、育心、育魂，是按照钱老提出的大成智慧的理念：将科学与艺术、逻辑思维与形象思维进行综合集成”的探索与践行。为此，我们的儿童科学教育还别具匠心地创建自己特有的主题曲：“到太空去，当航天员”，旨在朦朦胧胧中孕育孩子们向往太空，立志当航天员的意识，播下一颗科学的种子，点燃理想的火苗，让孩子们远离低俗，走向高远。
2.教学资源及课程开发
在经历了100多节亲力亲为旳课堂教学实践和众多的培训讲座的基础上，2009年开始编写以“身边的科学、透明的科学、动手的科学、好玩的科学、探究的科学”为内容的教学案例和教学资源开发——《和孩子一起玩转科学》书稿的编写。所有内容的选择和设计都体现了“以人为本”的教育理念：如将有关“空气”、“水”、“力”、“声音”、“电磁”和“光”的有关知识按孩子们的认知特点经过一番翻译和改造。将以上内容变成了“时刻离不开的空气妈妈”、“珍贵的生命之水”、“力和运动的世界”、“声音好好玩”、“电和磁的无穷魅力”、“变幻莫测的光世界”等；还将“地球引力”概念翻译改造成“地球妈妈的爱”；真可谓挖空心思。“玩转科学”以孩子们喜闻乐见的形式，用瓶瓶罐罐做实验让孩子们在在看看、听听、做做、玩玩、想想、说说中，走近科学。《玩转科学》没有灌输，没有说教；而是兴趣的诱发和积极的引导。看：竖放在斜坡上的圆饼干盒，居然会奇妙地向上滚动！多有兴趣！多有魅力！
3. “迷你科技乐园”创建
科学以实验为基础，儿童科学教育必须有配套的科学实验的支撑，开发一套科学游戏系列理所当然。所以，我们在200多节课的教学实践中用瓶瓶罐罐做实验，逐步开发了100多项科学游戏并形成了创建“迷你科技乐园”的概念。
“迷”一是让你着迷，二是“小”、“袖珍”的意思，也就是“零起步、低门槛、高智慧、大效益”，藉此为儿童科学教育提供经济、实用，具有自然的真和朴素的美的科学教学资源，期盼着能在有条件的小学、幼儿园、社区及家庭创建“迷你科技乐园”和家庭“迷你科技角”，为孩子们创设一个学科学的环境，让孩子们自己动手用瓶瓶罐罐做实验，让手教会脑，而不要动不动就花大钱买玩具，因为智慧是再多的钱也买不来的。但我们也深知爸爸妈妈和老师们工作十分繁忙，有买不到、做不来的科学实验我们应尽力为大家提供帮助。但我们是“授渔”不“授鱼”，这个“鱼”只是引导孩子产生动手的欲望，是引子，是酵母，让孩子自己动手做才是根本。如果孩子能做成一件，那怕再小，再不像样，爸爸妈妈们都要倍加赏识，大加赞扬并将它陈列在“迷你科技角里”自我欣赏，一件一件积累起来孩子的成就感就会越来越大，播下的种子就会发芽。有条件的话，我们就联合起来开个展示会，孩子们就会受到更大的鼓舞和激励，也许“小小发明家”就这样诞生了！
4.团队力量的凝聚
“玩转科学”似乎是娃娃们的不起眼的小题目，但要做好确是一篇大文章，小科学，大教育需要一个团队力量的支撑。2013年在河北西西妈的帮助下建立了2000人的“跟孩子玩转科学”大群（简称“千群”）在不到4个月的时间里迅速爆满，于是又扩展到了2009年建的“玩转科学”（1000人群）群上，至今约凝聚了将近3000人。这是一群“天外来客”的集合，大家都说：“我们不是为时尚的目的而来，而是一项神圣事业的感召走到一起来了。”群上有对孩子有着真爱的爸爸妈妈群体，有教育学、心理学和各科专业人员，有特级教师、学科带头人、也有没有高学历和闪光头衔的民间达人、草根英雄，大家在一个开放的大世界里进行完全平等的自由交流。力争每天有“教育分享”和“科学实验天天秀”，可谓精彩纷呈，而且500多个日日夜夜居然经久不衰。“千群”的发展不是个人行为而是集中全群的智慧和力量我们凝聚起来共同探索如何以科学教育为突破口，为孩子们营造一个有爱、有趣的课堂，让孩子们得以快乐学习，健康成长。
30年的艰辛跋涉和坚守，我们不自觉地进行了理论探索、技术开发、应用研究全方位的探索和幼、小、中、大，学校教育、家庭教育、社会教育的全接触。我们深感智力工程是一个浩大的系统工程，涵盖多学科、多层次的交叉、综合，远不是个人的智慧和能力所能及。我们深知自己只是大海里的一滴水，只有溶入大海才不致枯竭。教育的改革与突破需要千百个大脑的联机操作和无数智慧的集成，中有集大成才能得智慧，必须按钱老大成智慧的战略思考，凝聚东方民族的大智慧才能攀登教育科学的巅峰。我们可以非常强烈地感受到教育改革对系统科学、复杂性科学的热切呼唤。我们需要的是一个团队的力量；需要社会科学工作者、自然科学工作者和工程技术人员以及教育管理人员、教育科研人员和第一线教师的密切协同、集体攻关，需要有识之士、有志之士、有权之士、和有钱之士的通力合作，甚至几代人锲而不舍的努力。让我们登高望远，从功利的诱惑和侵蚀中解脱出来，因为功利的羁绊将足以蒙蔽我们的眼睛，扼杀我们的智慧和灵气，堵塞通向真理之路，只有站高一点，看远一点，想深一点，才能有所创新。
我们应该从自身获得一种启示：人之所以成为万物之灵就因为眼、耳、鼻、舌、身的高度和谐统一，眼睛从来也不会责怪鼻子怎么不会看东西，手脚也从来没有这样的奢望想要充当大脑的角色，正是这种高度的统一造就了人世间最和谐的美。探索的道路艰辛而漫长，我们需要联合，需要捆绑，需要拼成一个人！我们强烈感受到教育改革对大成智慧研究者群体的呼唤，我们期盼着。
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
参考文献：
[1]钱学森著：钱学森讲谈录——哲学、科学、艺术 九州出版社2009年出版
[2]钱学森著：《创建系统学》，山西科学技术出版社2001年版
[3]钱学森著：《关于思维科学》上海人民出版社1986年版
[4]北京大学现代科学与哲学研究中心编《复杂性新探》人民出版社2007年第一版）
[5]潘菽主编《人类的智能》上海科技出版社1985年第1版
[6]陈华新主编：《集大成 得智慧》钱学森谈教育 交通大学出版社 2007年第一版
[7]戴汝为著《人机共创的智慧》 广西师大出版社1999年出版
[8]恩格斯著：“路得维希•费尔巴哈和古典哲学的终结”《马克思恩格斯选集第四卷》北京人民出版社1995版.
[9]普朗克：“世界物理图景的统一性”转引自：黎敏.试论唯物辩证法的拟化形式,中国社会科学1981第3期
[10]H•哈肯：《协同学》《计算机和认知》.杨家本译.清华大学出版社，广西师大学出版社
[11] [英]扎奥丁•萨德尔著 孙文龙译《混沌学》安徽文艺出版社2007年第1版
[12]徐章英 顾力兵《论智力工程》江西教育出版社1988年7月第一版
[13]徐章英 顾力兵《智力工程概论》人民教育出版社1998年第2版
[14]徐章英 顾力兵《教学反馈与测试分析》电子工业出版社1995年版
[15]徐章英 顾力兵“运用现代教育技术优化教学过程的理论与实践”《电化教育研究》2000第11期
[16]徐章英 顾力兵 “关于动物脑与人脑与的猜想及其与电脑的比较”《自然辩证法研究》1992年第9期
[17]徐章英 顾力兵“系统科学 思维科学 教育科学”《重庆教育学院学报》2010年第2期
[18]顾力兵 徐章英 《和孩子一起玩转科学》江西高校出版社 2013年版
[19]徐章英 顾力兵“运用现代教育技术优化教学过程的理论与实践”《电化教育研究》2000年第11期
2016-06-17完稿于万科四季花城