健康课堂生态系统研究刍论

健康课堂生态系统研究刍论

[摘 要]  健康生态系统理论对课堂生态研究具有适切性，能够丰富课堂研究的内 涵，并将课堂研究纳入可持续发展的理论框架。健康课堂生态系统理论认为，健康课堂生  态系统是一个以教师教学活动和学生学习活动为中心，活力、组织结构、恢复力三要素动  态平衡，课堂教学和课外学业求助两方面关联互动的生态系统。在课堂生态系统运行中， 活力机制、组织结构机制和恢复力机制分别发挥激发、协调、调控的功能，共同保障课堂生  态系统的健康运行

[关键词]  健康课堂生态系统；生态系统健康理论；活力；组织结构；恢复力

[作者简介]  孙芙蓉，温州大学课程与教学研究所副所长，教师教育学院副院长、副 教授、博士 (浙江温州 325035)

用生态学的基本原理和方法来研究课堂问 题，是课堂研究的一条新路径。当前生态学发展 的主流是研究生态系统，[1]生态系统是生态学研 究的基本单位，[2]生态学中关于生态系统的理论 非常丰富。本研究运用生态系统健康理论来研究 课堂，提出健康课堂生态系统这一概念，以此来研 究课堂生态系统结构和功能以及对结构和功能的 调控和优化。

一、生态系统健康理论概说

生态系统健康理论是20世纪80年代末在可 持续发展思想的推动下，对生态系统理论的新发 展。生态系统健康的研究是新近引起深入探讨的 一个新的领域，也是当今生态学最具活力的一个  前沿。[3]由于全球性和区域性的环境问题逐渐加  剧，严重干扰和破坏了人类赖以生存的地球环境， 使自然生态系统对人类和环境的服务功能大大减

弱，人们开始逐渐认识到生态系统为人类提供的 多种服务功能的重要性，认识到这些服务功能是 人类生存和发展必不可少的基础。同时， 一个生 态系统只有保持自身结构和功能的完整性，具有 抵抗干扰和恢复的能力，才能长期为人类社会提 供服务，因此，生态系统保持健康状态是人类社会 可持续发展的基本保障。在此情形之下，“生态系 统健康”的概念、理论和评价方法逐渐产生。

(一)生态系统健康的概念内涵和主要原理

萨弗等首次探讨了生态系统健康的度量问 题，[4]但是没有给出明确定义。拉帕特首次论述 了生态系统健康的内涵，认为生态系统健康 (Ecoxystem health)是指一个生态系统所具有的稳 定性和可持续性，即在时间上具有维持其组织结 构、自我调节和对胁迫的恢复能力。[5]柯斯坦扎 和梅格专门撰写《什么是生态系统健康?》的文章， 对生态系统健康的概念进行了专门论述，他们认 为：“健康生态系统是一个可持续的、完整的，在外界胁迫情况下完全具有维持其结构和功能的生态 系统。”[6]

诺顿提出了有关生态系统健康管理的若干原 理，其中主要有动态性原理、创造性原理、相关性 原理、脆弱累计原理等。[7]动态性原理认为，生态 系统总是随时间而变化，并与周围环境及生态过 程相联系，只要有足够的时间和条件，系统迟早会 进入成熟的稳定阶段。因此，在生态系统管理中 要关注生态系统的动态特点，不断调整管理体制 和策略，以适应系统的动态发展。创造性原理认 为，系统的自我调节过程是以生物群落为核心的， 具有创造性。创造性是生态系统的本质特性，必 须得到高度尊重，从而保证生态系统提供充足的 资源和良好的系统服务。相关性原理认为，在一 个生态系统中，所有的生态学过程都是相互联系  的，对生态学过程某一个方面产生影响的重大干 扰将会对整个系统产生影响。脆弱累积性原理认 为，由于自然的干扰，处在自动调节平衡状态过程 中的生态系统，将缓冲人类引起的干扰，直到达到 一个既定的临界值之后，这个生态系统才会崩溃。

(二)生态系统健康的评价方法

国内外最常用的方法是指标体系生态健康评 价法。生态系统健康的评价指标体系一般分为八 个方面：活力、组织结构、恢复力、维持生态系统服 务、管理的选择、减少投入、对相邻系统的危害和 人类健康影响，目前，对生态系统健康评价主要集 中于生态系统的活力、组织结构和恢复力的研 究。活力是指能量或活动性。在生态系统里，活 力指根据营养循环和生产力所能够测量的所有能 量，可根据新陈代谢或初级生产力等来测度。组织结构是指生态系统结构的复杂性， 一般 趋势是随物种的多样性及其相互作用(如共生、 互利共生和竞争)的复杂性，组织结构也趋于复  杂，可根据系统组成成分间的相互作用的多样性  及数量来测量。恢复力指系统在外界压力消失的情况下逐步 恢复的能力，可根据系统受干扰后能够返回的能 力来测量综合来看，生态系统健康的活力、组织结构和 恢复力的相互关系可以用一个三维图来说明。

当坐标上的一个成分为零时，就形成了一个 二维坐标平面图。第一个平面被称为晶格化平 面，是指由结构和恢复力相结合而没有系统活力 的系统，系统很少有或根本没有活力，如冰川、岩 石、矿床等。第二个平面是由恢复力和活力组成 而没有组织结构的系统，被称为营养化平面，系统 很少或根本没有组织结构，如营养丰富的湖泊、河 流、池塘等。第三个平面由活力和组织结构组成 而没有恢复力的系统，被称为脆弱平面，那些管理 化程度很高的生态系统，如农业生态系统、水体养 殖生态系统和人造林场等。从严格意义上讲，晶 格化生态系统、营养化生态系统和脆弱生态系统 都是不健康的生态系统。 一个健康的生态系统在 活力、组织结构和恢复力之间有一定的动态平衡， 能够维持物种多样性和物质交换途径(高的组织 结构)的多样性。[9]

二、生态系统健康理论对课堂生态研究  的适切性论证和对课堂研究的意义分析

(一)生态系统健康理论契合并发展了课堂生 态的研究内容

从生态学研究对象的特殊性来分析课堂生态 研究对象和研究内容，课堂生态研究的对象是研 究课堂内的各个组分之间即课堂内有机体和其周 围环境——包括非生物环境和生物环境的相互关 系，其基本的研究功能单位是课堂生态系统，研究 内容具体包括两个方面：第一，课堂生态系统的结 构、功能和形态；第二，对于课堂生态系统结构和 功能的优化和调控。[10]分析生态系统健康的三个 指标和课堂生态研究这两部分内容的关系，可以 发现以下几点。

1.生态系统健康理论的活力指标、组织结构指标契合了关于课堂生态系统的功能、结构的研 究

第一，可以借鉴生态系统健康理论的活力指 标来分析课堂生态系统的能量。生态系统健康的 活力指标可以用生产者的初级生产力加以测量。 在课堂生态系统中，生产者为教师和学生，课堂生 态系统的初级生产力就表现为教师和学生通过教 与学的活动所投入的能量。第二，可以借鉴生态 系统健康理论的组织结构指标来分析课堂生态系 统的结构。生态系统健康的组织结构指标可以用 系统组分间相互作用的多样性及数量来测量。在 课堂生态系统中，因为师生之间、生生之间的能量 流动而形成了复杂的关系，这种关系又形成课堂 生态系统的总体结构和形态，因此，分析其彼此之 间作用的多样性以及数量，能够对课堂生态系统 的结构和形态做出具体分析。

2.生态系统健康理论发展了课堂生态研究的 研究内容

这种发展主要体现为生态系统健康理论从系 统功能和结构维持的角度引入了生态系统的第三 个要素——恢复力。因为恢复力是生态系统在胁 迫状态对结构和功能的维持，因此，恢复力指标既 统整了结构指标和功能指标，并且将结构指标和 功能指标纳入系统运行的动态发展过程。由此， 不管是对于课堂生态系统整体形态的分析还是运 行机制的探讨，恢复力的内部构成和内在机制都 是一个重要的研究内容。具体来说，第一，对于课 堂生态系统来说，现实的课堂生态总是会因各种 因素的干扰而呈现为一种受胁迫状态，但同时，课 堂生态对于外界的干扰，在一定的阈限内又有一 种自我调节、自我修复和自我延续能力，即课堂生 态系统是具有恢复力的。由此，功能、结构和恢复 力共同构成了课堂生态系统的三个构成要素。因 为恢复力对结构和功能起着维持作用，所以在抵  抗和维持的过程中，课堂生态系统的整体形态是 动态变化的。第二，由于恢复力指向结构和功能 的维持，因此，课堂生态系统的优化和调控不仅包 括了对结构和功能内部机制的探讨，而且包括了 对如何维持这种结构和功能的机制的探讨。从课 堂生态系统运行来分析三个要素机制的功能，活 力机制是激发机制，结构机制是协调机制，而恢复  力机制则是调控机制，通过对活力机制和结构机制的调控而使课堂生态系统维持其结构和功能的 正常良性运行。根据上文分析，正是由于恢复力 要素的引入，课堂生态系统内部构成要素互相关 联并共同推动整个系统动态发展。

(二)生态系统健康理论凸显并丰富了课堂教 学的本质特征

课堂因教学而形成，所以课堂教学是课堂生 态的中心内容。课堂教学的本质是课堂中发生的 师生双方教与学的共同活动，生态系统健康理论 的以上四条主要原理从不同侧面凸显和丰富了课 堂教学的本质特征。

1.动态性原理凸显了课堂教学的过程性和发 展性

动态性原理包含两层内容：第一，生态系统总 是随时间而变化的；第二，生态系统的动态方向是 物种的多样性、结构复杂化和功能完善化。因此， 从动态性原理来理解课堂教学，首先，课堂教学已 具有过程性，课堂教学总是随时间而推进，这种推 进不仅表现在每一节课的具体教学进程中，而且 体现在作为某一个班或某一门课的课堂教学状况 的具体变化过程中。其次，课堂教学更应具有发 展性。课堂教学不仅随时间而推进，而且应该随 时间的推进向不断发展完善。

2.创造性原理凸显了课堂教学中师生的主动 性和能动性

创造性原理强调了生物群落对于生态系统的 核心作用，认为创造性是生态系统的本质特征。 从创造性原理理解课堂教学，首先，课堂教学应该 强调课堂生态主体教师、学生的作用，把教师和学 生作为课堂教学的核心；其次，应该高度重视教 师、学生的创造性，不断激发教师和学生的主动性 和能动性。

3.相关性原理凸显了课堂教学活动的内在关 联性

相关性原理强调了生态系统中生态过程的关联性，也就是说，生态系统中所有的过程都是互相 联系的，任何一个方面的变动对整个生态系统来 说都是牵一发而动全身的。由相关性原理来理解 课堂教学，首先，相关性原理强调了课堂的教与学 活动的内在关联性；其次，因为任何一方面的变动 都会对课堂教学产生影响，所以，课堂教学应该从 各个方面不断完善自己，尽量避免对课堂教学产 生重大干扰的因素。

4.脆弱累积原理凸显了课堂教学的相对稳定 性

脆弱累积原理强调了生态系统的生态阈限， 在一定的阈限内，生态系统受到干扰是能够自我  调节的，而超过一定的阈限，生态系统就会崩溃。  从累积脆弱原理来理解课堂教学，首先，课堂教学  是具有一定稳定性的，比如课堂气氛、班风、学风  等概念描述的正是课堂教学中形成的相对稳定的  状态；其次，课堂教学又是容易受到外界干扰而崩 溃的，如果某一条件或行为超过了课堂教学阈限， 那么，课堂教学就会崩溃，比如，学生的厌学、逃  学、罢课，教师的罢教，学生的哄堂等现象的出现 正是由于某些条件的干扰超过课堂教学所能承受  的阈限而出现的课堂教学的中断的极端现象。

(三)生态系统健康理论将课堂研究纳入可持 续发展的框架

生态系统的服务功能、生态系统健康和人类 可持续发展三者具有内在关系。生态系统服务功 能是人类生存和发展的基础，但同时， 一个生态系 统只有保持了结构和功能的完整性，并具有抵抗 干扰和恢复能力，才能长期为人类社会提供服 务。因此，生态系统健康是人类社会可持续发展 的根本保证，[11]生态系统健康应纳入可持续发展 的框架中加以讨论。[12]由此，在探讨生态系统健 康的内涵时，拉帕特认为生态系统健康是指一个 生态系统所具有的稳定性和可持续性，[13]柯斯坦 扎和梅洛从系统可持续能力的角度提出描述系统 状态的活力、组织结构和恢复力三个指标，[14]默 那沃和马利提出进行生态系统健康评价的目的不 是为生态系统诊断疾病，而是在一个生态学框架 下，结合人类健康观点对生态系统特征进行描述 ——定义人类所期望的生态系统状态，从而在明 确的可持续发展框架下进行保护工作。[15]

生态系统健康理论是基于可持续发展的理念

而产生的，为了人的可持续发展，该理论提出了评 价生态系统可持续状态的具体指标。因此，把生 态系统健康理论引进课堂生态系统研究，运用活 力、组织结构、恢复力三个指标来提出评价课堂生 态系统健康的具体指标并且根据课堂生态系统健 康指标体系来进行课堂生态系统的调控和优化 时，就把课堂研究纳入了可持续发展理论的大框 架之中。

三、健康课堂生态系统理论初构

健康课堂生态系统的研究目的在于运用健康 生态系统理论来研究课堂，从而描述课堂生态系 统的健康状态。本研究拟用生态系统评价的活 力、组织结构和恢复力三个主要指标作为描述课 堂生态系统健康状态的三个构成要素，通过对这 三个要素各自的内涵分析和运行机制分析，描述 健康课堂生态系统的整体形态和总体运行机制。

(一)健康课堂生态系统的构成要素和整体形 态

1.构成要素———活力

健康课堂生态系统的活力是指课堂生态系统 的生产者输入系统的能量，衡量指标为课堂生态 系统的初级生产力，包括课堂生态系统中的教师 和学生通过教与学的活动所输入的全部能量。其 中，活动主体是教师和学生；教师的活动类型包括 教师的备课、课堂教学、教师帮助，学生的活动类 型包括学生的课堂学习、求助教师和同伴互助；教 师的活动性质包括自主性、主动性、关注面、时间 量等，学生的活动性质包括主动性、专注度和时间 量等。

2.构成要素二——组织结构

健康课堂生态系统组织结构是指课堂生态系 统内师生之间、生生之间因教与学的活动而形成 的相互联系、相互作用的方式。其中，活动主体包 括教师—学生、学生一学生；活动类型包括课堂教 学—课堂学习、教师帮助一学生求助、课堂学习— 课堂学习和同伴求助— 同伴帮助；活动性质用适 合度来表示，是指课堂生态系统中两个个体发生 相互作用时各自活动符合对方需要的程度。如果 彼此符合对方的需要程度越高，说明彼此对对方 的适合度越高；适合度越高，就越能以自身的活动促使对方活动，从而，彼此之间能量流动的路径就 越通畅，能量流动得就越多。具体来说，适合度又 包括四个方面，即目的适合度、内容适合度、方式 适合度和态度适合度，它是指课堂生态系统中两 个个体发生直接相互作用时各自活动的目的、内 容、方式、态度符合对方需要的程度。

3.构成要素三——恢复力

健康课堂生态系统恢复力是指课堂生态系统 在受到外界胁迫下能够维持系统结构和功能的能 力，也就是课堂生态系统在外界压力消失的情况 下维持其结构和功能并逐步恢复的能力。相对于 理想课堂生态系统来说，现实课堂生态系统总是 处于不同程度的胁迫状态的，因此，健康课堂生态 系统的恢复力表现为课堂生态系统受到外界胁迫 时尽可能维持其理想状态的结构和功能的能力。

4.健康课堂生态系统整体形态

健康课堂生态系统整体形态由活力、组织结 构和恢复力三个要素共同构成，根据三个要素的 内部关系和外在联系来构建系统的整体形态。

一方面，根据三个构成要素的内部关系，课堂 生态系统的整体形态为内外两层整体结构，内层 为课堂教与学，由教师和学生的课堂教学和学习 及其关系构成；外层为课外学业求助，由学生求助 行为、教师帮助行为和学生同伴帮助行为及其关 系构成。其中，内层为课堂生态系统的主体，但 是，课堂教学并不能保证每一个学生都均等同效 地掌握所有的教学内容，所以，对于课堂之内未完 成的学业任务，需要通过课外学业求助和帮助行 为来解决。因此，外层学业求助是课堂教与学的 有效补充。具体而言，对于教师和学生来说，既要 做好课堂的教与学的活动，同时也要做好课外的 学业帮助活动，教师、同伴应积极主动地帮助学 生，而学生应该积极主动通过求助行为获得教师 和同伴的帮助，由此，外层学业求助与帮助行为才 会有效地促进内层的课堂教与学，而课堂教与学 的良好效果使教师能够更加有效地安排教学内容 和教学方法，学生的学习质量和学习效果就会得 到有效提高，如此，形成良性循环。

另一方面，根据三个构成要素的外部关系，课 堂生态系统的整体形态呈现时空三维结构。课堂  生态系统由教师和学生通过教与学的活动输入能 量形成，教与学的活动互相联系形成的师生关系、生生关系构成了课堂生态系统的结构；同时，教与 学的活动总是在一定的时间内展开，随着教与学 活动的持续，教与学活动之间的关系也随教与学 的活动持续，由此，课堂生态系统的整体形态呈现 时空三维结构，同时具有三个维度和三个平面，其 形态如图1所示。具体而言，活力和组织结构构 成空间平面，恢复力表示活力和结构所构成的空 间平面在一定时间内的持续状态。同时，对于教 与学的活动本身和由活动形成的结构来说，结构 一旦形成，就具有相对的稳定性，并且对活力产生 影响。所以，活力与组织结构又相对独立，分别同 恢复力构成了另外两个平面。因为课堂生态系统 在遇到外力胁迫时持续地受到干扰，而活力和组 织结构的相对独立性又使两者各自随时间的变化 不完全一致，因此，对于课堂生态系统的整体形态 来说， 一个健康的课堂生态系统的整体形态应是 三个维度等距的，如果某个纬度较弱，则课堂生态 系统的运行就产生了一定的问题，可以参照健康 生态系统的三个平面脆弱化平面、营养化平面、晶 格化平面来命名课堂生态系统因某个维度不均衡 时产生的不健康状态。

综合以上两方面分析，健康课堂生态系统是 一个以教师教学活动和学生学习活动为中心，活 力、组织结构、恢复力三要素动态平衡，课堂教学  和课外学业求助两方面关联互动的生态系统。课 堂生态系统因教师和学生通过教与学的活动输入  能量而形成，在教与学的活动中，教师和学生、学 生和学生发生直接相互作用时的彼此适合度决定 了师生之间、生生之间的能量流动；同时，课堂生  态系统不可避免地会受到外界的诸多干扰，恢复 力则对活力和结构起到维持作用。只有三个要素  之间互相配合，动态平衡，课堂生态系统才具有稳  定性和可持续性，才是一个健康的课堂生态系统。

(二)健康课堂生态系统运行机制

1.活力机制

健康课堂生态系统活力机制是一个以教师或 学生为中心的多层嵌套系统，包括教师活力机制 和学生活力机制。作为系统中心主体的教师或学 生的教或学的活动受到自身因子和各种环境因子 的影响，其中，环境因子又由内到外依次分为微系 统环境因子、中系统环境因子、外系统环境因子和 宏系统环境因子。课堂生态系统中系统中心主体和各个系统环境因子通过自身特点以及彼此之间 的关系而对系统中心主体的行为产生了影响。