系统科学理论主讲人：智能教育技术研究成员湖南师范大学/教育科学学院/教育技术学系
系统论是一门科学理论，主要研究系统的结构、特点、行为、动态、原则、规律以及系统间的联系，并对其功能进行数学描述。系统论的定义
系统具有的基本特征01整体性教育系统是一个有机的整体，系统中的各个元素之间相互依存、相互制约，并按一定的逻辑规律组合在一起。在教育领域中，系统论强调从整体的角度看待教育过程，将教育过程看作一个由多个相互关联、相互作用的要素组成的复杂系统。02平衡性教育系统是处于不断运动和变化之中的。在研究和处理系统问题时，需要考虑到系统的动态变化和发展趋势，及时调整和优化系统的结构和功能，以适应外部环境的变化。
系统具有的基本特征03有序性教育系统的各个元素和状态之间具有一定的有序性和规律性，这种有序性是由系统的结构和功能所决定的。在教育领域中，教育过程中的各个要素之间是相互关联的，一个要素的变化可能会影响到其他要素。04开放性教育系统是一个开放的系统，它不断地与外界环境进行物质和信息的交换。在研究和处理教育过程问题时，需要考虑到教育的开放性，注重教育过程与外部环境之间的互动和联系，保持其活力和适应性。
控制论定义控制论是一门专门研究控制系统和反馈机制的科学，强调通过输入和输出信号之间的反馈机制来控制系统的状态和行为。
控制论在教学中的意义有助于教师组织和管理课堂教学活动可以应用于教育目标的设定对于优化教育过程具有重要意义有助于课堂管理
系统具有的基本特征教学过程要具备高度的可执行性，教育者依据可执行的控制信息引导教学过程。可执行性基于反馈的调控是控制论的核心思想，基于反馈的调控是控制系统的灵魂。反馈性适应性也叫鲁棒性，是衡量系统可靠性的重要指标。适应性好的系统应具备在有效控制下的进化能力，即系统活动对固定因素的匹配能力。进化性
信息论的基本特征01表征性信息是客观事物的属性表征，是事物的内部结构和外部联系在某一维度上的映射。02效能性信息对所表征客观事物或现象的表示水平和程度定义为信息的效能性。信息的效能性越高，其对客观事物或现象的表示水平和程度越高，越能反映客观事物与现象。03不定性信息传输包含了信源信宿、编解码、信道、噪声（可见香农-韦弗模式），可以理解为在干扰环境下进行随机序列传递的过程。因此在完成信息传输前，信息的状态始终保持了不确定性。
耗散结构理论是在20世纪70年代提出的一种理论，主要研究非平衡系统的有序现象，即在远平衡态的开放系统中，如何通过能量耗散控制系统突变（注入有序化能力），以形成在时空上的有序结构（总体有序度增加）。新兴系统理论——耗散结构论
新兴系统理论——耗散结构论01开放性孤立系统会趋向极大熵状态（最大无序化），只有开放系统才可以通过外界有序信息的持续引入抵消无序化趋势，向有序化发展。系统的开放性越高，有序信息的引入量越大，则有序化趋势越快。02突变性当系统处于临界点阈值（远平衡态）时，系统出现的微小偏差会影响系统从稳定结构跃迁到耗散分支，系统状态呈现出大幅度变化，称为突变。任意系统都有向无序离散化发展的趋势。03有序性系统的有序性同时体现在信息、功能和结构上，三者协同表示系统的整体有序性。在教育过程中，信息有序指知识的顺序性和逻辑性，功能有序指教学目标和内容完整，结构有序指教育方法和过程条理性强。因为耗散结构需要在远平衡态出现，才能在偏差作用下形成突变，因此教育过程需要加强其整体有序性，使其远离平衡态，才能在突变作用下进入新的有序教学状态。
协同论是20世纪70年代以来发展起来的，对系统自组织状态研究的一门新兴学科，协同论主要研究开放系统如何通过内部子系统协同作用，在宏观上呈现有序状态，并形成具有一定功能的自组织结构。新兴系统理论——协同论
新兴系统理论——协同论01协同效应协同效应是指在复杂开放的系统中由于大量子系统的相互作用而产生的整体效应或集体效应，普遍存在于各种开放系统之中，是推动系统形成有序结构的内驱力。02伺服原理伺服原理是指快变量（系统中变化快速的部分）服从慢变量（系统中变化缓慢的部分）、序参量支配子系统行为。03自组织原理自组织原理是指系统在没有外部强制性指令的情况下，通过各个子系统之间的相互作用自发地形成一定的结构或功能，具有内在性和自生性的特点。
突变论是一门研究自然界和人类社会中由连续渐变如何引起突变，以及预测和控制突变的学科。突变论的主要特点是描述和预测了从连续性量变到跃迁式质变的过程突变论表明质变既可通过渐变方式、也可通过跃迁方式来实现。新兴系统理论——突变论
耗散结构理论——突变论01突发性突变承认系统具有突发性的状态改变，即由于系统内部的积累、外部环境的冲击或者其他因素影响，而出现的突然、非线性的变化。02不可逆性突变一旦产生，系统就无法通过原来的路径回到最初的状态。即突变