健康課堂生態系統研究芻論

健康課堂生態系統研究芻論

[摘 要]  健康生態系統理論對課堂生態研究具有適切性，能夠豐富課堂研究的內 涵，并將課堂研究納入可持續發展的理論框架。健康課堂生態系統理論認為，健康課堂生  態系統是一個以教師教學活動和學生學習活動為中心，活力、組織結構、恢復力三要素動  態平衡，課堂教學和課外學業求助兩方面關聯互動的生態系統。在課堂生態系統運行中， 活力機制、組織結構機制和恢復力機制分別發揮激發、協調、調控的功能，共同保障課堂生  態系統的健康運行

[關鍵詞]  健康課堂生態系統；生態系統健康理論；活力；組織結構；恢復力

[作者簡介]  孫芙蓉，溫州大學課程與教學研究所副所長，教師教育學院副院長、副 教授、博士 (浙江溫州 325035)

用生態學的基本原理和方法來研究課堂問 題，是課堂研究的一條新路徑。當前生態學發展 的主流是研究生態系統，[1]生態系統是生態學研 究的基本單位，[2]生態學中關于生態系統的理論 非常豐富。本研究運用生態系統健康理論來研究 課堂，提出健康課堂生態系統這一概念，以此來研 究課堂生態系統結構和功能以及對結構和功能的 調控和優化。

一、生態系統健康理論概說

生態系統健康理論是20世紀80年代末在可 持續發展思想的推動下，對生態系統理論的新發 展。生態系統健康的研究是新近引起深入探討的 一個新的領域，也是當今生態學最具活力的一個  前沿。[3]由于全球性和區域性的環境問題逐漸加  劇，嚴重干擾和破壞了人類賴以生存的地球環境， 使自然生態系統對人類和環境的服務功能大大減

弱，人們開始逐漸認識到生態系統為人類提供的 多種服務功能的重要性，認識到這些服務功能是 人類生存和發展必不可少的基礎。同時， 一個生 態系統只有保持自身結構和功能的完整性，具有 抵抗干擾和恢復的能力，才能長期為人類社會提 供服務，因此，生態系統保持健康狀態是人類社會 可持續發展的基本保障。在此情形之下，“生態系 統健康”的概念、理論和評價方法逐漸產生。

(一)生態系統健康的概念內涵和主要原理

薩弗等首次探討了生態系統健康的度量問 題，[4]但是沒有給出明確定義。拉帕特首次論述 了生態系統健康的內涵，認為生態系統健康 (Ecoxystem health)是指一個生態系統所具有的穩 定性和可持續性，即在時間上具有維持其組織結 構、自我調節和對脅迫的恢復能力。[5]柯斯坦扎 和梅格專門撰寫《什么是生態系統健康?》的文章， 對生態系統健康的概念進行了專門論述，他們認 為：“健康生態系統是一個可持續的、完整的，在外界脅迫情況下完全具有維持其結構和功能的生態 系統。”[6]

諾頓提出了有關生態系統健康管理的若干原 理，其中主要有動態性原理、創造性原理、相關性 原理、脆弱累計原理等。[7]動態性原理認為，生態 系統總是隨時間而變化，并與周圍環境及生態過 程相聯系，只要有足夠的時間和條件，系統遲早會 進入成熟的穩定階段。因此，在生態系統管理中 要關注生態系統的動態特點，不斷調整管理體制 和策略，以適應系統的動態發展。創造性原理認 為，系統的自我調節過程是以生物群落為核心的， 具有創造性。創造性是生態系統的本質特性，必 須得到高度尊重，從而保證生態系統提供充足的 資源和良好的系統服務。相關性原理認為，在一 個生態系統中，所有的生態學過程都是相互聯系  的，對生態學過程某一個方面產生影響的重大干 擾將會對整個系統產生影響。脆弱累積性原理認 為，由于自然的干擾，處在自動調節平衡狀態過程 中的生態系統，將緩沖人類引起的干擾，直到達到 一個既定的臨界值之后，這個生態系統才會崩潰。

(二)生態系統健康的評價方法

國內外最常用的方法是指標體系生態健康評 價法。生態系統健康的評價指標體系一般分為八 個方面：活力、組織結構、恢復力、維持生態系統服 務、管理的選擇、減少投入、對相鄰系統的危害和 人類健康影響，目前，對生態系統健康評價主要集 中于生態系統的活力、組織結構和恢復力的研 究。活力是指能量或活動性。在生態系統里，活 力指根據營養循環和生產力所能夠測量的所有能 量，可根據新陳代謝或初級生產力等來測度。組織結構是指生態系統結構的復雜性， 一般 趨勢是隨物種的多樣性及其相互作用(如共生、 互利共生和競爭)的復雜性，組織結構也趨于復  雜，可根據系統組成成分間的相互作用的多樣性  及數量來測量。恢復力指系統在外界壓力消失的情況下逐步 恢復的能力，可根據系統受干擾后能夠返回的能 力來測量綜合來看，生態系統健康的活力、組織結構和 恢復力的相互關系可以用一個三維圖來說明。

當坐標上的一個成分為零時，就形成了一個 二維坐標平面圖。第一個平面被稱為晶格化平 面，是指由結構和恢復力相結合而沒有系統活力 的系統，系統很少有或根本沒有活力，如冰川、巖 石、礦床等。第二個平面是由恢復力和活力組成 而沒有組織結構的系統，被稱為營養化平面，系統 很少或根本沒有組織結構，如營養豐富的湖泊、河 流、池塘等。第三個平面由活力和組織結構組成 而沒有恢復力的系統，被稱為脆弱平面，那些管理 化程度很高的生態系統，如農業生態系統、水體養 殖生態系統和人造林場等。從嚴格意義上講，晶 格化生態系統、營養化生態系統和脆弱生態系統 都是不健康的生態系統。 一個健康的生態系統在 活力、組織結構和恢復力之間有一定的動態平衡， 能夠維持物種多樣性和物質交換途徑(高的組織 結構)的多樣性。[9]

二、生態系統健康理論對課堂生態研究  的適切性論證和對課堂研究的意義分析

(一)生態系統健康理論契合并發展了課堂生 態的研究內容

從生態學研究對象的特殊性來分析課堂生態 研究對象和研究內容，課堂生態研究的對象是研 究課堂內的各個組分之間即課堂內有機體和其周 圍環境——包括非生物環境和生物環境的相互關 系，其基本的研究功能單位是課堂生態系統，研究 內容具體包括兩個方面：第一，課堂生態系統的結 構、功能和形態；第二，對于課堂生態系統結構和 功能的優化和調控。[10]分析生態系統健康的三個 指標和課堂生態研究這兩部分內容的關系，可以 發現以下幾點。

1.生態系統健康理論的活力指標、組織結構指標契合了關于課堂生態系統的功能、結構的研 究

第一，可以借鑒生態系統健康理論的活力指 標來分析課堂生態系統的能量。生態系統健康的 活力指標可以用生產者的初級生產力加以測量。 在課堂生態系統中，生產者為教師和學生，課堂生 態系統的初級生產力就表現為教師和學生通過教 與學的活動所投入的能量。第二，可以借鑒生態 系統健康理論的組織結構指標來分析課堂生態系 統的結構。生態系統健康的組織結構指標可以用 系統組分間相互作用的多樣性及數量來測量。在 課堂生態系統中，因為師生之間、生生之間的能量 流動而形成了復雜的關系，這種關系又形成課堂 生態系統的總體結構和形態，因此，分析其彼此之 間作用的多樣性以及數量，能夠對課堂生態系統 的結構和形態做出具體分析。

2.生態系統健康理論發展了課堂生態研究的 研究內容

這種發展主要體現為生態系統健康理論從系 統功能和結構維持的角度引入了生態系統的第三 個要素——恢復力。因為恢復力是生態系統在脅 迫狀態對結構和功能的維持，因此，恢復力指標既 統整了結構指標和功能指標，并且將結構指標和 功能指標納入系統運行的動態發展過程。由此， 不管是對于課堂生態系統整體形態的分析還是運 行機制的探討，恢復力的內部構成和內在機制都 是一個重要的研究內容。具體來說，第一，對于課 堂生態系統來說，現實的課堂生態總是會因各種 因素的干擾而呈現為一種受脅迫狀態，但同時，課 堂生態對于外界的干擾，在一定的閾限內又有一 種自我調節、自我修復和自我延續能力，即課堂生 態系統是具有恢復力的。由此，功能、結構和恢復 力共同構成了課堂生態系統的三個構成要素。因 為恢復力對結構和功能起著維持作用，所以在抵  抗和維持的過程中，課堂生態系統的整體形態是 動態變化的。第二，由于恢復力指向結構和功能 的維持，因此，課堂生態系統的優化和調控不僅包 括了對結構和功能內部機制的探討，而且包括了 對如何維持這種結構和功能的機制的探討。從課 堂生態系統運行來分析三個要素機制的功能，活 力機制是激發機制，結構機制是協調機制，而恢復  力機制則是調控機制，通過對活力機制和結構機制的調控而使課堂生態系統維持其結構和功能的 正常良性運行。根據上文分析，正是由于恢復力 要素的引入，課堂生態系統內部構成要素互相關 聯并共同推動整個系統動態發展。

(二)生態系統健康理論凸顯并豐富了課堂教 學的本質特征

課堂因教學而形成，所以課堂教學是課堂生 態的中心內容。課堂教學的本質是課堂中發生的 師生雙方教與學的共同活動，生態系統健康理論 的以上四條主要原理從不同側面凸顯和豐富了課 堂教學的本質特征。

1.動態性原理凸顯了課堂教學的過程性和發 展性

動態性原理包含兩層內容：第一，生態系統總 是隨時間而變化的；第二，生態系統的動態方向是 物種的多樣性、結構復雜化和功能完善化。因此， 從動態性原理來理解課堂教學，首先，課堂教學已 具有過程性，課堂教學總是隨時間而推進，這種推 進不僅表現在每一節課的具體教學進程中，而且 體現在作為某一個班或某一門課的課堂教學狀況 的具體變化過程中。其次，課堂教學更應具有發 展性。課堂教學不僅隨時間而推進，而且應該隨 時間的推進向不斷發展完善。

2.創造性原理凸顯了課堂教學中師生的主動 性和能動性

創造性原理強調了生物群落對于生態系統的 核心作用，認為創造性是生態系統的本質特征。 從創造性原理理解課堂教學，首先，課堂教學應該 強調課堂生態主體教師、學生的作用，把教師和學 生作為課堂教學的核心；其次，應該高度重視教 師、學生的創造性，不斷激發教師和學生的主動性 和能動性。

3.相關性原理凸顯了課堂教學活動的內在關 聯性

相關性原理強調了生態系統中生態過程的關聯性，也就是說，生態系統中所有的過程都是互相 聯系的，任何一個方面的變動對整個生態系統來 說都是牽一發而動全身的。由相關性原理來理解 課堂教學，首先，相關性原理強調了課堂的教與學 活動的內在關聯性；其次，因為任何一方面的變動 都會對課堂教學產生影響，所以，課堂教學應該從 各個方面不斷完善自己，盡量避免對課堂教學產 生重大干擾的因素。

4.脆弱累積原理凸顯了課堂教學的相對穩定 性

脆弱累積原理強調了生態系統的生態閾限， 在一定的閾限內，生態系統受到干擾是能夠自我  調節的，而超過一定的閾限，生態系統就會崩潰。  從累積脆弱原理來理解課堂教學，首先，課堂教學  是具有一定穩定性的，比如課堂氣氛、班風、學風  等概念描述的正是課堂教學中形成的相對穩定的  狀態；其次，課堂教學又是容易受到外界干擾而崩 潰的，如果某一條件或行為超過了課堂教學閾限， 那么，課堂教學就會崩潰，比如，學生的厭學、逃  學、罷課，教師的罷教，學生的哄堂等現象的出現 正是由于某些條件的干擾超過課堂教學所能承受  的閾限而出現的課堂教學的中斷的極端現象。

(三)生態系統健康理論將課堂研究納入可持 續發展的框架

生態系統的服務功能、生態系統健康和人類 可持續發展三者具有內在關系。生態系統服務功 能是人類生存和發展的基礎，但同時， 一個生態系 統只有保持了結構和功能的完整性，并具有抵抗 干擾和恢復能力，才能長期為人類社會提供服 務。因此，生態系統健康是人類社會可持續發展 的根本保證，[11]生態系統健康應納入可持續發展 的框架中加以討論。[12]由此，在探討生態系統健 康的內涵時，拉帕特認為生態系統健康是指一個 生態系統所具有的穩定性和可持續性，[13]柯斯坦 扎和梅洛從系統可持續能力的角度提出描述系統 狀態的活力、組織結構和恢復力三個指標，[14]默 那沃和馬利提出進行生態系統健康評價的目的不 是為生態系統診斷疾病，而是在一個生態學框架 下，結合人類健康觀點對生態系統特征進行描述 ——定義人類所期望的生態系統狀態，從而在明 確的可持續發展框架下進行保護工作。[15]

生態系統健康理論是基于可持續發展的理念

而產生的，為了人的可持續發展，該理論提出了評 價生態系統可持續狀態的具體指標。因此，把生 態系統健康理論引進課堂生態系統研究，運用活 力、組織結構、恢復力三個指標來提出評價課堂生 態系統健康的具體指標并且根據課堂生態系統健 康指標體系來進行課堂生態系統的調控和優化 時，就把課堂研究納入了可持續發展理論的大框 架之中。

三、健康課堂生態系統理論初構

健康課堂生態系統的研究目的在于運用健康 生態系統理論來研究課堂，從而描述課堂生態系 統的健康狀態。本研究擬用生態系統評價的活 力、組織結構和恢復力三個主要指標作為描述課 堂生態系統健康狀態的三個構成要素，通過對這 三個要素各自的內涵分析和運行機制分析，描述 健康課堂生態系統的整體形態和總體運行機制。

(一)健康課堂生態系統的構成要素和整體形 態

1.構成要素———活力

健康課堂生態系統的活力是指課堂生態系統 的生產者輸入系統的能量，衡量指標為課堂生態 系統的初級生產力，包括課堂生態系統中的教師 和學生通過教與學的活動所輸入的全部能量。其 中，活動主體是教師和學生；教師的活動類型包括 教師的備課、課堂教學、教師幫助，學生的活動類 型包括學生的課堂學習、求助教師和同伴互助；教 師的活動性質包括自主性、主動性、關注面、時間 量等，學生的活動性質包括主動性、專注度和時間 量等。

2.構成要素二——組織結構

健康課堂生態系統組織結構是指課堂生態系 統內師生之間、生生之間因教與學的活動而形成 的相互聯系、相互作用的方式。其中，活動主體包 括教師—學生、學生一學生；活動類型包括課堂教 學—課堂學習、教師幫助一學生求助、課堂學習— 課堂學習和同伴求助— 同伴幫助；活動性質用適 合度來表示，是指課堂生態系統中兩個個體發生 相互作用時各自活動符合對方需要的程度。如果 彼此符合對方的需要程度越高，說明彼此對對方 的適合度越高；適合度越高，就越能以自身的活動促使對方活動，從而，彼此之間能量流動的路徑就 越通暢，能量流動得就越多。具體來說，適合度又 包括四個方面，即目的適合度、內容適合度、方式 適合度和態度適合度，它是指課堂生態系統中兩 個個體發生直接相互作用時各自活動的目的、內 容、方式、態度符合對方需要的程度。

3.構成要素三——恢復力

健康課堂生態系統恢復力是指課堂生態系統 在受到外界脅迫下能夠維持系統結構和功能的能 力，也就是課堂生態系統在外界壓力消失的情況 下維持其結構和功能并逐步恢復的能力。相對于 理想課堂生態系統來說，現實課堂生態系統總是 處于不同程度的脅迫狀態的，因此，健康課堂生態 系統的恢復力表現為課堂生態系統受到外界脅迫 時盡可能維持其理想狀態的結構和功能的能力。

4.健康課堂生態系統整體形態

健康課堂生態系統整體形態由活力、組織結 構和恢復力三個要素共同構成，根據三個要素的 內部關系和外在聯系來構建系統的整體形態。

一方面，根據三個構成要素的內部關系，課堂 生態系統的整體形態為內外兩層整體結構，內層 為課堂教與學，由教師和學生的課堂教學和學習 及其關系構成；外層為課外學業求助，由學生求助 行為、教師幫助行為和學生同伴幫助行為及其關 系構成。其中，內層為課堂生態系統的主體，但 是，課堂教學并不能保證每一個學生都均等同效 地掌握所有的教學內容，所以，對于課堂之內未完 成的學業任務，需要通過課外學業求助和幫助行 為來解決。因此，外層學業求助是課堂教與學的 有效補充。具體而言，對于教師和學生來說，既要 做好課堂的教與學的活動，同時也要做好課外的 學業幫助活動，教師、同伴應積極主動地幫助學 生，而學生應該積極主動通過求助行為獲得教師 和同伴的幫助，由此，外層學業求助與幫助行為才 會有效地促進內層的課堂教與學，而課堂教與學 的良好效果使教師能夠更加有效地安排教學內容 和教學方法，學生的學習質量和學習效果就會得 到有效提高，如此，形成良性循環。

另一方面，根據三個構成要素的外部關系，課 堂生態系統的整體形態呈現時空三維結構。課堂  生態系統由教師和學生通過教與學的活動輸入能 量形成，教與學的活動互相聯系形成的師生關系、生生關系構成了課堂生態系統的結構；同時，教與 學的活動總是在一定的時間內展開，隨著教與學 活動的持續，教與學活動之間的關系也隨教與學 的活動持續，由此，課堂生態系統的整體形態呈現 時空三維結構，同時具有三個維度和三個平面，其 形態如圖1所示。具體而言，活力和組織結構構 成空間平面，恢復力表示活力和結構所構成的空 間平面在一定時間內的持續狀態。同時，對于教 與學的活動本身和由活動形成的結構來說，結構 一旦形成，就具有相對的穩定性，并且對活力產生 影響。所以，活力與組織結構又相對獨立，分別同 恢復力構成了另外兩個平面。因為課堂生態系統 在遇到外力脅迫時持續地受到干擾，而活力和組 織結構的相對獨立性又使兩者各自隨時間的變化 不完全一致，因此，對于課堂生態系統的整體形態 來說， 一個健康的課堂生態系統的整體形態應是 三個維度等距的，如果某個緯度較弱，則課堂生態 系統的運行就產生了一定的問題，可以參照健康 生態系統的三個平面脆弱化平面、營養化平面、晶 格化平面來命名課堂生態系統因某個維度不均衡 時產生的不健康狀態。

綜合以上兩方面分析，健康課堂生態系統是 一個以教師教學活動和學生學習活動為中心，活 力、組織結構、恢復力三要素動態平衡，課堂教學  和課外學業求助兩方面關聯互動的生態系統。課 堂生態系統因教師和學生通過教與學的活動輸入  能量而形成，在教與學的活動中，教師和學生、學 生和學生發生直接相互作用時的彼此適合度決定 了師生之間、生生之間的能量流動；同時，課堂生  態系統不可避免地會受到外界的諸多干擾，恢復 力則對活力和結構起到維持作用。只有三個要素  之間互相配合，動態平衡，課堂生態系統才具有穩  定性和可持續性，才是一個健康的課堂生態系統。

(二)健康課堂生態系統運行機制

1.活力機制

健康課堂生態系統活力機制是一個以教師或 學生為中心的多層嵌套系統，包括教師活力機制 和學生活力機制。作為系統中心主體的教師或學 生的教或學的活動受到自身因子和各種環境因子 的影響，其中，環境因子又由內到外依次分為微系 統環境因子、中系統環境因子、外系統環境因子和 宏系統環境因子。課堂生態系統中系統中心主體和各個系統環境因子通過自身特點以及彼此之間 的關系而對系統中心主體的行為產生了影響。