课堂生态系统组织结构研究

第二节　课堂生态系统组织结构研究

本章第一节分析了课堂生态系统活力的概念并构建了课堂生态系统活力指标体系。课堂生态系统活力来自于课堂生态系统中教师和学生能量的输入，所以对课堂生态系统活力的分析实际上就是对课堂生态系统能量流动功能的分析。但是，“随意分配的能量无法动员起来以促进系统目标的实现”⁽²⁰⁾，“正如能量是系统的基本‘材料’和必要因素一样，组织也是必要因素。没有组织便没有系统”⁽²¹⁾，只有课堂生态系统的各个组分之间通过相互作用形成结构，课堂生态系统才能进入正常的运行秩序，因此，课堂生态系统的组织结构是课堂生态系统功能实现的基础。因此，本节将承接课堂生态系统活力的研究，进一步分析课堂生态系统的组织结构。根据第二章关于生态系统健康理论与课堂生态研究的适合性分析，可以借鉴生态系统健康理论的组织结构的相关理论来分析课堂生态系统的组织结构。在本书中，“组织结构”“组织”和“结构”这三个词语表示同一内容。

一、课堂生态系统组织结构概念及其分析方法

（一）生态系统的组织结构概念及其分析方法

生态学是关于生物与环境之间关系的科学，对关系的强调决定了生态学与系统科学有着内在的联系，生态系统是系统概念在生态学体系中的具体形式。结构是系统论中的基本概念，系统是指由若干相互联系和相互作用的组分组成的具有一定结构和功能的有机整体，而结构正是系统内各个组成组分之间相互联系、相互作用的方式。因此，结构是系统的基础，是系统组织化、有序化的重要标志，系统整体功能正是通过结构来实现的，对于生态系统结构的研究成为生态系统研究的基本内容。

1.生态系统的结构的概念

生态系统的结构（ecosystem structure）是指生态系统中的生物和非生物的诸组分在时间、空间和功能上的分化与配置而形成的各种有序系统，⁽²²⁾由此，生态系统的结构通常可以从物种结构、组成结构、时空结构、营养结构和层次结构等方面加以认识。其中，因为生态系统是基本的功能单位，生态系统中各个成分之间最本质的联系是通过营养来实现的，即通过食物链把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成一个整体，所以，营养结构是生态系统结构研究的最主要内容。

生态系统的营养结构是指生态系统中各种生物成分之间或生态系统中各生态功能群——生产者、消费者和分解者之间通过吃与被吃的食物链关系，以营养为纽带依次连接而成的食物链网结构以及营养物质在食物联网中不同环节的组配结构。它是生态系统中物质循环、能量流动和转化、信息传递的主要途径。组织结构随系统的不同而发生变化，但一般的趋势是根据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，组织结构趋于复杂。因此，在健康生态系统理论中，组织结构这一指标具体指向生态系统结构的复杂性，可以根据系统组分间相互作用的多样性及数量加以测量。因为本研究主要分析能量流动，所以营养结构研究在功能上主要关注能量流动。

2.生态系统组织结构的分析方法

在生态系统健康理论中，关于生态系统组织结构的分析方法主要是生态网络分析法。⁽²³⁾

生态网络分析理论（analysis of econetwork）是1975年以来发展起来的系统生态学的一个新的分支学科。⁽²⁴⁾生态网络是生态系统中物质、能量的流动结构模拟模型，反映的是生态系统中通过物质、能量交换发生相互作用的结构形式；生态网络分析是对生态网络进行研究的理论，其思想核心是以生态网络作为描述相互作用的形式工具，来定量分析生态网络中相互作用的过程和强度，从而揭示出生态系统行为的整体性和复杂性。因此，生态网络是生态系统概念发展和人们对生态系统深入理解和认识的产物。

（1）生态网络分析的基本概念

作为生态系统中不同分室间物质、能量流动的结构模型，生态网络的基本单元为分室和路径。生态网络中的节点，也称分室（compartment），分室是指生态系统中特定的功能单位，分室根据输入流和输出流的不同特点有不同分类。其中，输入流不能全部返回的分室称为瞬分室（transient compartment）。连接两个分室的有向线段称为流动路径（flow path），路径是分室间物质、能量传递的通道，也是分室间联系的途径。路径长度的不同反映了分室间联系的直接性和间接性，物质和能量在不同路径上的传递反映了相互作用的直接性和间接性。由此，生态网络分析理论认为，生态系统中存在三类相区别的作用方式：自作用、直接相互作用和间接相互作用。其中，自作用是生态系统存在的前提，是指生态系统各个成分都参与了系统的运行。如果生态系统各个成分之间仅发生自作用而没有发生相互作用，那么此时生态系统就成为各个独立分室的简单组合体，但事实上，任何系统都不是仅靠自作用而存在的。在各个组成成分发生自作用时，组成成分之间还发生种种相互联系和相互作用，正是通过种种相互联系和作用，生态系统才能作为一个整体而存在，因此，相互联系和相互作用是生态系统实现其整体性的根本所在。相互作用又分为直接相互作用和间接相互作用。直接相互作用是指两个分室之间的相互作用，而不属于两个分室之间的其他任何作用都属于间接相互作用，间接相互作用的方式和水平依赖于直接相互作用的方式和水平。由此，生态网络分析理论确定了基本参量并推导出了相应的数学计算公式。生态网络的全部整体特征指标都是分室行为和特征通过反映相互作用方式和水平的结构矩阵或联结矩阵的耦合来实现的。生态系统整体效率的提高主要依赖于分室间的直接相互作用和间接相互作用。

（2）生态网络分析的基本参量

全部分室的集合称为生态网络的分室空间（compartmental space），每个分室用一个整数来代表，记为CS，则有CS＝（0，1，2，…，N），其中所有瞬分室组成的子集记为CS_b，则有CS_b＝（0，1，2，…，N）。图3‐1为分室i的流动结构。生态网络中有关的基本参量定义如图3‐1所示（韩博平（1993a、1993b））。

图3‐1　分室i的流动结构

根据图3‐1，生态网络中有关的基本参量定义如下：

x_i：分室i的能量现存量，i∈CS_b；

Z_oi：单位时间上外界对分室j的输入量，i∈CS；

F_ij：单位时间上分室i到分室j的流量，i∈CS；

TOF_i：单位时间上，分室i的输出流，且：

TIF_i：单位时间上，分室i的输入流，有

f_ij：能量由分室j到分室i的转移概率，

P_ij：能量由分室i到分室j的转移概率，

对于分室i，有：

该公式称为网络的状态方程。

在以上基本参量的基础上，生态网络分析理论能够通过数学公式来定量计算生态网络的直接相互作用和间接相互作用以及各种整体特征。⁽²⁵⁾以下矩阵Q_I＝［P_ij］_n×n，Q_II＝［f_ij］_n×n，从输出输入的角度反映了生态网络分析中分室间的直接相互作用。由原则：当F_ij≠0时，a_ij＝1；当F_ij＝0时，a_ij＝0。定义联结矩阵A＝［a_ij］_n×n反映了分室间存在的直接路径（长度为1）的方式和数量。结构矩阵MI，MII和总联结矩阵SA为：

G为宏观营养级的数目，这里的单位矩阵I反映了各分室间自身作用与联结方式；Q_I，Q_II，A反映了分室间直接作用的强度和方式；A^K（K≥2）反映了分室间存在的间接路径方式和数量，Q^K_I，Q^K_II（K≥2）则反映了分室间通过间接路径发生的相互作用。因此，结构矩阵、总联矩阵反映了生态网络中分室相互作用的强度和方式。

（3）生态系统组织结构的计算方法

在生态系统演替和进化过程中，在没有胁迫的情况下，生态系统的物质和能量运转量会增加，其基本反馈结构会保持稳定。在胁迫下，一个组分活力的增加或减少，会引起其他组分活力的增加或减少，并通过各种循环最终影响到它自己。乌拉维柯茨根据这些特征及网络分析方法建立了组织测度及预测方程。⁽²⁶⁾

首先建立一个矩阵，矩阵中每个元素T_ij表示i行成分到j列成分间物质与能量的交换状态，P（a_i，b_j）指一个中间变量离开成分i并进入成分j（T_ij）的概率，由于T在这样的系统运移中是收敛的，就可通过T_ij/T来测量P（a_i，b_j），同样，P（b_j）一部分进入元素j的概率也可通过T _j/T来测量，最后，一部分在离开i进入j的量，条件概率P（b_j，a_i）可通过T_ij/T_i测量。因此，生态系统的组织测定公式为：

根据乌拉维柯茨关于生态系统组织的各个测量方程，方程包含的基本参量是T_ij，T，T_j和T_i，其中T_ij表示从分室i到分室j的流动量，T是分室i的输出流，T_j和T_i表示分室i和分室j的现存量，因此，乌拉维柯茨是根据生态网络两个分室的直接相互作用来进行生态系统组织结构的预测的。对于T_ij，T，T_j和T_i，作为生态网络分析理论的基本参量，在生态网络分析理论中是可以直接测量或推导而出的。

（二）课堂生态系统组织结构的概念和分析方法

1.课堂生态系统组织结构的概念⁽²⁷⁾

根据生态系统组织结构的概念，课堂生态系统组织结构是指课堂生态系统中生物和非生物的诸组分在时间、空间和功能上的分化和配置而形成的各种有序系统，由此，课堂生态系统的组织结构也可以从物种结构、组成结构、时空结构、营养结构和层次结构等方面加以认识；同时，本研究对于课堂生态系统研究的重心在于课堂生态系统生物和生物环境之间的能量流动，所以，本部分关于课堂生态系统组织结构研究的主要内容为课堂生态系统中教师、学生之间通过教与学的活动中能量流动而形成的组织结构。因为结构是系统内各个组成组分之间相互联系、相互作用的方式，所以关于课堂生态系统的结构是指课堂生态系统内师生之间、生生之间的相互联系、相互作用的方式。

2.课堂生态系统组织结构的分析方法

生态网络分析是生态系统研究的发展和深化，生态系统健康理论运用了生态网络分析理论来分析生态系统的组织结构，从而建立起关于生态系统组织的测定和预测方程。本部分拟运用生态网络分析理论来分析课堂生态系统的组织结构，具体指向课堂生态系统组织结构的复杂性。生态网络分析理论属于生态学理论，因此，在把生态网络分析理论应用于课堂生态研究之前，首先必须分析生态网络分析理论在课堂生态系统组织结构研究中的适合性和适用度的问题，然后再探讨生态网络分析理论在课堂生态系统组织结构研究中的具体应用。

（1）关于适合性和适用度问题的分析

生态网络分析理论的研究对象是生态系统中各个要素之间的相互联系和相互作用，而课堂生态系统组织结构反映的正是课堂生态系统各个要素之间相互联系和相互作用的方式，因此，在研究对象上，生态网络分析理论是适用于课堂生态系统组织结构研究的。同时，因为生态网络分析理论是对生态系统认识的深化和发展，生态网络分析理论对生态系统研究的主要贡献在于能够对生态系统内部的联系与相互作用的方式和水平作定量研究。所以，在第二章关于生态系统理论和生态系统健康理论之于课堂生态系统研究的适合性和适用度的基础上，本部分关于生态网络分析理论对于课堂生态系统组织结构研究的适合性和适用度的主要问题是：生态网络分析理论的量化研究方法是否适合课堂生态系统组织结构的研究；如果适合，能够在多大程度上适用于课堂生态系统的组织结构的研究？对这两个问题，作以下分析：

①关于生态网络分析理论对于课堂生态系统组织结构的适合性分析

尽管生态网络分析理论是一种定量的研究方式，但是它的这种定量研究方式本身具有坚实的哲学基础和意义。根据韩博平（1995）的分析，生态网络分析理论的哲学基础在于，其本身是生态学和系统科学的有机结合，包括三点意义：

其一，系统论强调系统是实体内部相互联系存在的方式，通过联系，系统实现了其整体性，而网络则是系统存在的普遍结构形式。生态网络分析理论基于对联系以及联系的传递来研究分室间的相互作用，并通过定量研究确定了生态系统中的三种作用方式及其作用水平。

其二，系统的整体性是通过其各部分的相互联系来实现的，但是整体不等于部分之和。生态网络分析理论通过三种作用方式分析了生态系统的整体和部分的关系：如果只存在自作用，也就是说系统内部不存在相互联系和相互作用，此时生态系统是相互独立的分室的简单组合体，其全部的整体指标均等于各分室的指标之和。事实上，自然界不存在这样的生态系统，对于真实的生态系统，整体指标并不等于分室指标之和；整体指标区别于分室指标之和的部分是直接相互作用和间接相互作用而产生的。

其三，系统论认为结构和功能是对立的统一，两者既相互联系，又相互区别，并在一定条件下可以相互转化，生态网络分析理论则通过对生态系统中相互联系和相互作用的定量表征来揭示生态系统结构和功能的内在联系及其整体表征：通过总联结矩阵反映了生态网络中各分室间联系的方式和数量，通过结构矩阵反映了通过这些联系方式所产生的相互作用。生态系统的整体功能是通过分室行为在结构上的耦合来实现的。生态系统功能还反映在它与外部环境的相互联系和相互作用上，即反映在它对干扰的响应方式和干扰实现的途径上。由此，生态网络分析理论不仅从整体上把握了结构与功能的相互依赖性，并且揭示出这种依赖性的实现途径，这为唯物辩证法关于结构与功能的辩证说明提供了科学的依据。

正如丁鸿富在研究社会生态学时所说的：“在对社会生态系统的研究中，应该充分利用生态学领域的大量成果，利用生态学已经成熟的理论与方法，认真确定生态学的规律在社会生态学中的适用范围……从一个共同的哲学高度，以不同的角度来考察社会生态系统。”⁽²⁸⁾因此，由于生态网络分析基于哲学思维而产生，其研究成果又具有哲学意义，从而能够将生态网络分析理论的基本思维方式应用于课堂生态系统组织结构的分析。

②关于生态网络分析理论对于课堂生态系统组织结构研究的适用度分析

生态网络分析理论的思维方式能够用于课堂生态系统组织结构的研究，但是生态网络分析理论的分析方法是定量研究，它提供了关于生态网络的一系列的参量和生态系统组织的预测公式，但是其定量研究得以进行的基础是生态系统中的能量是能够定量测定和运算的，而课堂生态系统能量只是对自然科学的能量概念的类比性的使用，目前还不能够定量测定，因此，以能量的定量测定和公式推导为基础的生态网络分析理论中的公式是不能直接用于课堂生态系统组织结构的测量的。但同时，根据课堂生态系统活力指标研究，如果对各个活力指标进行五点赋值，那么就已经能够测量课堂生态系统每个分室通过自作用输入的能量。因为两个分室间能量流动量是指能量从一个分室流动到另一个分室，所以，能量流动量的分析单位同课堂生态系统活力的分析单位是一样的，都是能量，只不过课堂生态系统活力中的能量是个体通过单独活动输入的能量，即个体通过自作用输入的能量，而两个分室间的能量流动量是通过直接相互作用而产生于两个个体之间的能量。因此，在课堂生态系统活力指标体系研究的基础上，可以通过各个分室之间的教与学的活动来分析两个分室之间的能量流动量。因为课堂生态系统的能量可以通过师生的教与学的活动的相关指标来测量，所以，运用生态网络分析理论的基本公式，能够对课堂生态系统组织结构作出测量。

（2）生态网络分析理论在课堂生态系统组织结构研究中的具体应用

在课堂生态系统中，教师和学生通过教与学的关系形成了生态网络结构，其中，任何个体都是一个分室，根据活动主体不同，可分为教师分室和学生分室。作为课堂生态系统的任何个体，都通过教或学的活动向课堂生态系统中的其他分室输出了能量，也都接收了其他分室输入的能量。同时，教与学的过程又是教师和学生自身不断发展的过程，教师和学生总是在能量流动过程中吸收部分能量以用于自身的发展，因此，在部分能量被吸收的情况下，输入流没有全部返回，所以，在分室上，课堂生态系统中的任何一个个体都是属于瞬分室。

各个分室之间通过教与学的活动形成了分室之间联系的路径。根据路径长度的不同，课堂生态系统组成成分的作用方式也分为三类：自作用、直接相互作用和间接相互作用。其中，自作用是指作为教师和学生的独自的教与学的活动；直接相互作用是指课堂生态系统的任意两个个体之间通过教与学的活动所发生的相互作用。除了两个分室之间直接的相互作用外，课堂生态系统中除直接相互作用之外的其他任何形式的相互作用都作为间接相互作用。间接相互作用的方式和水平又非常复杂，但它是依赖于直接相互作用的方式和水平的，所以，关于直接相互作用的分析是课堂生态系统组织复杂性分析的重点，生态系统组织测量公式也正是基于直接相互作用来测定的。

奥德姆提出，可以用矩阵来表示生态系统组成成分之间的直接相互作用。⁽²⁹⁾运用矩阵原理，设教师人数为1，学生人数为N_s，因此，课堂生态系统中教师个体和学生个体之间的直接相互作用就如表3‐3所示。

表3‐3　课堂生态系统教师、学生之间个体直接相互作用

i表示行的位置，j表示列的位置，X表示组成成分i直接影响组成成分j，分别为教师影响学生、学生影响教师、学生相互影响；0表示两个成分之间没有互相影响，由此，这个矩阵表明了课堂生态系统教师和学生之间、学生和学生之间存在着直接相互作用。设课堂生态系统组织结构为O，任意两个分室分别为i和j，从分室i到分室j的能量流动量为v_ij，分室i、分室j的能量现存量为v_i，v_j，分室i的能量输出流为VOF，根据生态系统组织预测公式（3‐21），将课堂生态系统组织结构的各个参量代入公式，则有

以下分别对v_ij，VOF，v_j和v_i的测量方式进行探索，所分析的参数都是指其在单位时间内的状态，设单位时间为1。

根据活力指标，已设教师人数为1，学生人数为一个班级的学生人数，用n表示学生总人数，教师和每一个学生都是一个分室，记为CS，则有CS＝（0，1，2，…，n＋1）；其中所有瞬分室组成的子集记为CS_b，则有CS_b＝（0，1，2，…，n＋1）。图3‐2为学生分室i的流动结构。

课堂生态系统的分室类型分为教师分室（v_ti）和学生分室（v_si），课堂生态系统分室之间的直接相互作用分为师生直接相互作用和生生直接相互作用，因此，可以对教师分室和学生分室流动结构作以下分析：对于生态系统中的任何一个分室，其流动结构都可以表示为图3‐2，其中Z_i、Y_i分别为外环境对分室i的输入流以及分室i对外环境的输出流，F_ij表示分室i到分室j的流量，F_ji表示分室j到分室i的流量。因为生态系统组织公式是考虑两个分室间的直接相互作用的，所以在这一部分，不考虑Z_i、Y_i。

图3‐2　学生分室i的流动结构

对于教师分室来说，与教师分室发生直接相互作用的另一分室是某个学生分室，因此，教师分室的v_ij是指由教师分室到某个学生分室的流量，v_ij是某个学生分室到教师分室的流量。VIF是教师分室的总输入流，VOF是教师分室的输出流，v_i表示教师分室的现存量。

对于学生分室来说，与某个学生分室发生直接相互作用的另一个分室有两种情况，分别为教师分室和另一学生分室，因此，学生分室的流动结构就又可分为两种：师生直接相互作用和生生直接相互作用。在师生直接相互作用中，v_ij是指由某个学生分室到教师分室的流量，v_ij是教师分室到某个学生分室的流量。VIF是来自教师分室对于某个学生分室i的总输入流，VOF是某个学生分室对于教师分室的总输出流，v_i表示某个学生分室中因师生直接相互作用的现存量。

在生生直接相互作用中，v_ij是指由某个学生分室到另一学生分室的流量，v_ij是另一学生分室到某个学生分室的流量。VIF是来自其他学生分室对于某个学生分室i的总输入流，VOF是某个学生分室对于其他学生分室的总输出流，v_i表示某个学生分室中因生生直接相互作用的现存量。

根据对教师分室和学生分室的流动结构分析，结合活力指标体系，已经可以确定的参量是每个分室输入到系统的能量V，是每个分室用于自作用的能量，分室i和分室j输入到系统的能量分别表示为V_i和V_j。从分室i到分室j的流动量v_ij也是这个分室输入系统能量的一部分。当能量从分室i流动到分室j时，分室i和分室j之间就形成了路径，而这个路径的状态f就决定了V_i和V_j中分别有多少能量可以变为v_ij和v_ij，因此路径状态是表示的是v_ij占V_i的比率，由此，可以把f、v_ij和V_i的关系与f、v_ji和V_j的关系分别表示为：

如果确定了f，那么已知V_i和f，就能够确定v_ij。确定v_ij后，根据前文的生态网络公式（3‐13），则有

同理，根据前文的生态网络公式（3‐14），则有

这里要说明的是，因为v_ij和v_ij的能量流动的方向不同，所以两者的路径方向正好相反，但是，因为这个路径是两者所共有的，能量既经过f从分室i流向分室j，同样也从分室j流向分室i，由此，分室i和分室j之间才形成了直接相互作用，因此v_ij和v_ij的路径状态是共同的。

根据前文的生态网络公式（3‐17），且因为本研究已设dt为单位时间1，不考虑Z_i，Y_i，所以在课堂生态系统中，已知输出流VOF和输入流VIF，某个分室现存量的v_i则可以表示为：

同理，

确定了v_ij、VOF、v_j和v_i，就能够测量课堂生态系统组织结构，而根据以上公式推导过程，关于v_ij、VOF、v_j和v_i四个参量的确定的基础参量又是路径状态F和各个分室通过自作用输出的能量V。根据课堂生态系统活力指标体系研究，已经构建出V的指标体系，如果对V加以五点赋值，则能够对V进行测量，那么，课堂生态系统组织结构所要确定的指标是路径状态F。因为路径状态F表示的是比率，所以，可以用0～100%的百分比来表示F值，配合活力指标中活动性质的五点赋值，可以先对F进行五点赋值，然后把五点计分转化为百分比。由此，通过F与V_i和V_j的乘积获得v_ji和v_ij，并进而通过v_ji和v_ij分别确定VOF和VIF，通过VOF和VIF确定v_j和v_i，最后，把v_ij、VOF、v_j和v_i代入公式，就能够测量课堂生态系统组织结构。

以上是根据生态网络分析理论和生态系统健康理论所作出的对课堂生态系统组织结构的研究。对于课堂生态系统组织结构研究而言，其已完成的研究内容是：第一，分析了课堂生态系统组织的内部构成；第二，确定了课堂生态系统组织结构的基本参量，给出了课堂生态系统组织结构的测量方式；第三，明确了需要构建的指标是课堂生态系统组织结构指标路径状态F。以下将通过访谈研究确定路径状态F在课堂生态系统中的具体表现，构建课堂生态系统路径状态指标体系。

二、课堂生态系统路径状态指标体系⁽³⁰⁾

根据上述分析，为了确定v_ij、VOF、v_j和v_i四个参量和进行课堂生态系统组织结构的测量，其所需要的基础参量是教师和学生通过教与学的活动所输入的能量V以及两个分室之间的路径状态F。由此，这两个参量组成课堂生态系统组织结构的指标体系。因为课堂生态系统活力指标体系已经解决了指标V的内容，所以本章在活力指标体系研究的基础上，构建路径状态F的指标体系。

（一）课堂生态系统路径状态指标体系构建方法和过程

关于课堂生态系统路径状态指标体系的构建方法和过程，分为相互联系的两方面内容：一方面，因为路径状态表示的是两个分室之间通过直接相互作用进行能量流动时的一种状态，所以，表示两个分室通过自作用能量输出的课堂生态系统活力指标体系可作为路径状态的分析基础，在此基础上，从直接相互作用的角度对路径状态的构成要素和方式、活动主体、活动类型进行推演；另一方面，因为路径状态是运用生态网络分析理论对课堂生态系统两个主体之间直接相互作用的状态的一种描述，所以，关于路径状态的具体性质还必须基于对课堂生态系统组织结构的分析。对此，同活力指标体系的构建方法相一致，拟运用扎根理论，从教师和学生的访谈资料中寻找路径状态的具体性质。课堂生态系统路径状态指标体系构建方法和过程见表3‐4。

表3‐4　课堂生态系统路径状态指标体系分析

续表

根据表3‐4，现对课堂生态系统路径状态指标体系的构建过程和具体构成加以说明。

1.逻辑演绎法的分析过程

演绎是指由一般性知识为前提推出个别性或特殊性知识为结论的推理。在课堂生态系统路径状态指标体系的演绎过程中，一般性知识主要是指课堂生态系统活力指标体系中关于能量的分析和生态网络分析理论关于路径状态的分析；个别性结论是指课堂生态系统路径状态的相关内容。运用课堂生态系统活力指标体系和生态网络分析理论来推演课堂生态系统路径状态，主要包括三方面内容：路径状态的构成要素和方式、活动主体和活动类型。

（1）路径状态的构成要素和方式

课堂生态系统因教师和学生的教与学的活动而形成，因此课堂生态系统中的分室是指课堂生态系统中任意一个进行教或学的活动主体，路径是指通过教与学的活动把两个分室连接起来的渠道，路径状态则表示的是两个活动主体之间通过教与学的活动进行能量流动时的状态。参照活力指标的要素和构成方式，确定路径状态指标体系的三个构成要素为活动主体、活动类型和状态性质，以这三个要素作为路径状态指标体系的核心类属和指标构成要素，由此，路径状态一级指标的构成方式为：活动主体＋活动类型＋状态性质。确定了一级指标和核心类属后，就可以进一步分析二级指标和下级类属。

（2）活动主体

因为课堂生态系统路径状态连接的是两个主体，表示的是两个主体之间的能量流动状况，所以路径状态的活动主体表现为双主体结构，根据主体不同，路径状态活动主体的一级类属分别表示为师—生、生—生。

（3）活动类型

与路径状态活动主体的双主体结构相一致，因为路径状态连接的是两个主体的活动，因此，路径状态的活动类型表现为双活动结构。同样，根据活动类型的不同，活动类型的一级类属为教—学、学—学。在活力指标二级类属中，教的活动分为备课、课堂教学和教师帮助，因为备课没有同学生发生直接联系，但同时备课又是为了课堂教学作准备，因此在路径状态活动类型分析中把备课和课堂教学合并成课堂教学；学生的学习活动则包括课堂学习和同伴互助。由此，路径状态活动类型的二级类属可分为：在教—学的二级类属为课堂教学—课堂学习、教师帮助—学生求助；学—学的二级类属为课堂学习—课堂学习、同伴帮助—同伴求助。

2.扎根理论方法的分析过程

如果从扎根理论分析过程来分析上述逻辑演绎过程，上述推演已经完成了关于扎根理论分析中关于路径状态的选择性译码、路径状态的活动主体和活动类型的开放性译码和主轴译码的过程。现在扎根理论方法所要完成的任务是基于访谈资料，对路径状态性质进行开放性译码和主轴译码。

开放性译码同样包括概念化和范畴化两个过程。因为路径状态存在于两个主体、两种活动之间，因此，在概念化过程中，在活动类型的二级类属中，可以从比较的角度来分别寻找活动类型二级类属中两个主体对同一现象的描述语句，然后对他们描述的现象进行定义。比如在“教师帮助—学生求助”中，关于“学生最需要的教师帮助”这一现象，把访谈资料中所有教师和学生关于这一现象的语句加以概念化，得到一系列概念。比如，在教师帮助学生的系列概念中，有提高成绩、形成习惯、解决难题、情感关心、及时帮助、主动帮助、采取相应措施、帮助态度、调动学习兴趣、学习方式等；在学生求助教师的系列概念中，有学会学习、解决难题、专门帮助、主动帮助、及时帮助、帮助态度、求助频率、求助对象、求助态度、学习方式等。然后对这些概念进行范畴化，将这些概念加以分析、归类，比如，提高成绩、学会学习、养成习惯等可以归入帮助—求助的目的；解决难题、情感关系、学习方式、学习措施、学习兴趣等可以归入帮助—求助的内容；及时帮助、专门帮助、求助频率、采取相应措施可以归入帮助—求助的方式；主动帮助、主动求助等可以归入帮助—求助的态度。由此得到了几个范畴：目的、内容、方式和性质。再者，对教师和学生帮助活动和求助活动在目的、内容、方式、态度上进行比较，发现教师的帮助和学生的求助在这些方面既有共同之处，也有差异之处，而这共同和差异之处就决定了教师的帮助活动与学生的求助活动是否互相适合，如果彼此的适合度高，那么教师就能给予学生更多的帮助，学生也能获得教师更多的帮助，由此得到了确定了更具有概括性的范畴“适合度”。

以上只是针对“教师帮助—学生求助”中的关于“学生最需要的教师帮助”这一现象进行分析，那么“教师帮助—学生求助”中的其他活动情况怎样？其他路径状态情况怎样？本研究进行了开放性译码，然后将所有的概念、范畴、面向进行连接、比较、分析，进一步地进行了主轴译码，把适合度作为主范畴，把目的、内容、方式和态度作为副范畴，两者连接，得到目的适合度、内容适合度、方式适合度和态度适合度。最后确定把适合度作为路径状态的一级类属，目的适合度、内容适合度、方式适合度和态度适合度作为路径状态的二级类属。

（二）课堂生态系统路径状态指标体系说明

根据路径状态指标体系的建构方式和过程，形成课堂生态系统路径状态指标体系（见表3‐5）。以下先说明路径状态指标体系的总体情况，然后按照三级指标对课堂生态系统四种路径状态依次进行说明。

表3‐5　课堂生态系统路径状态指标体系

1.课堂生态系统路径状态指标体系的总体说明

与课堂生态系统活力指标体系相一致，课堂生态系统路径状态指标体系也为三级指标体系。

（1）一级指标

一级指标对应于课堂生态系统路径状态的核心类属，表示课堂生态系统路径状态的基本构成要素和基本构成方式：活动主体、活动类型和状态性质的组合构成一级指标。

（2）二级指标

二级指标对应于课堂生态系统路径状态的一级类属，路径状态活动主体的一级类属为教师—学生、学生—学生，活动类型的一级类属为教—学、学—学，状态性质的一级类属为适合度，由此，三者结合，路径状态的二级指标数量为2，为教师教学和学生学习的彼此适合度、学生同伴学习的彼此适合度。

（3）三级指标

三级指标对应于课堂生态系统路径状态的二级类属。活动主体不再分二级类属，活动类型中教师活动类型的二级类属为课堂教学—课堂学习、教师帮助—学生求助，学生活动类型的二级类属为课堂学习—课堂学习、同伴求助—同伴帮助，状态性质的二级类属为目的适合度、内容适合度、方式适合度和态度适合度，由此，三者结合，得到16个三级指标，比如：教师课堂教学内容和学生学习内容的彼此适合度、教师帮助方式和学生求助方式的彼此适合度、学生同伴课堂学习目的彼此适合度等。

2.课堂生态系统路径状态性质说明

因为活动主体和活动类型已经在上文中作了相应说明，所以这一部分着重对路径状态性质加以说明。

（1）适合度

在词义上，适合是指符合实际情况或客观要求，因此，适合是主体对于某一事物是否符合实际情况或客观要求的一种主观判断，适合度是指符合的程度。用适合度来表示课堂生态系统路径状态性质，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，说明彼此对于对方的适合度越高；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.，能量流动得就越多。因此，两个个体关系就如同两个交叉的圆，适合度越高，交叉就越多，说明两个个体能量流动得越多（见图3‐3）。

图3‐3　两个分室的适合度

以下是对某个班级男生（BS7）对于“同伴帮助—同伴求助”的一个片段。

访谈者：同学有困难如果向老师请教，老师总会耐心地帮助你们吗？

BS7：会。

访谈者：如果问同学呢？

BS7：同学有些也会帮助。

访谈者：有些会，有些不会吗？

BS7：有些不会。

访谈者：这些不会帮助的是成绩好的还是成绩不好的？

BS7：我问陈×、邵××他们问得比较多。然后还有是问我的朋友程××，其他的成绩好的我不大问的。

访谈者：程是你们班的吗？

BS7：是。

访谈者：我跟他关系更近。

访谈者：关系更近，问问题就问得更多点？

BS7：是。

访谈者：你们班这种相互讨论问题的多吗？

BS7：很少。

访谈者：大概有多少呢？

BS7：就一些学习认真的同学讨论过，学习不认真的同学全部都没有讨论。

从该学生对于自己和班级其他同学的同伴互助情况的描述可以得出：对于同伴求助者来说，他认为是否获得同伴帮助的条件是求助的对象要能够帮助自己，“同学有些也会帮助”“有些不会”，因此，他就向会帮助自己的同伴发出求助行为，“成绩好的，像陈×那些，我就会问。我问陈×、邵××他们问得比较多。然后还有是问我的朋友程××，其他的成绩好的我不大问的”；而从帮助者角度来说，要对求助者进行帮助行为，也必须是求助者进行了求助行为，如果求助者不进行求助行为，那么帮助行为也无从发生，“一些学习认真的同学讨论过了，一些学习不认真的同学全部都没有没讨论”。因此，要使同伴互助活动发生，帮助者的行为必须适合求助者的行为，求助者的行为也必须适合帮助者的行为，两者彼此适合度越高，那么就越能发生两者之间的“同伴帮助—同伴互助”活动，通过这种活动流向对方的能量也就越多；反之亦然。

（2）适合度的二级类属

适合度的二级类属包括四个：目的适合度、内容适合度、方式适合度和态度适合度。

①目的适合度

目的适合度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符合对方需要的程度。人的活动是有目的的活动，所谓目的，一般是指“对动因的自我意识或对活动结果的预先设想”⁽³¹⁾，每个个体在活动之前都明确地意识到自己的目的并且对活动结果有着预先设想，所以，当每个个体都在一定的目的支配下进行活动时，目的就相当于活动的方向，如果方向一致，则彼此的活动能够就越适合对方；反之亦然。下面是某个班级教师和学生关于目的适合性的两个描述片段。

T6：但从总体来看，我还是偏重考试的，因为学生毕竟要考试的嘛，有时候我们课外东西讲得过多的话，学生们该记得的单词还是记不住，没有用的。

以下是关于GS6的访谈片段。

访谈者：那你觉得你平时学习认真吗？

GS6：没有初一的时候认真。

访谈者：为什么这样评价自己呢？

GS6：因为在小学的时候学习很认真，初一也受到小学的影响，后来有了电脑，学习就受到了一定的影响。

访谈者：你就是觉得时间不能全部用在学习上了，有时会用在电脑上吗？那么不认真是对过去状态的评价还是对现在状态的评价，现在有没有想过去调整这种状态？

GS6：从初三开始我就不打算玩电脑了。

访谈者：你不打算玩了，要控制一下自己了。

对于初三的教师和学生来说，从进入初三的第一天起，中考就是高悬的利剑，“考好中考”就成了初三教师和学生共同的目的。因为目的的一致性，教师和学生的活动也趋向于一致：教师“偏重考试”，而学生则是“从初三开始我就不打算玩电脑了，要控制一下自己了”。

②内容适合度

内容适合度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内容符合对方需要的程度。活动内容是任何一个活动的载体，没有内容，就没有活动，因此，内容是活动的核心所在。如果彼此认为对方给予的内容正是自己所需要的内容，那么彼此的内容适合度越高，一方所给予的内容才越能为另一方所接受。下面是关于某个班教师和学生对课堂教学内容的描述片段。

T8：备课的时候，那当然是以教材为主，但是我觉得就现阶段，五年级课本是老的教材，不是新版本，有一些内容从我个人角度去看，会让学生觉得学起来没有味道。比如像一些革命战争时期的东西，离他们是比较远的，所以我上课时一般是随意性比较大的，我喜欢把教材里比较精的东西讲一下，其他的让学生自己自由发挥……其实我很看重知识的积累……我让学生大量背诵，我们班的背诵量很大的。

GG8：喜欢她上课，她会说一些课外的知识，有时同学也会说几句，还会闹出小笑话，上课比较生动丰富。

BS8：知识面很广……就是我们不知道的一些古诗，老师都会背，一些成语老师都会教我们，什么意思都告诉我们。

GS8：一堂课的内容挺扎实的。

对于T8来说，她从是否适合学生学习的角度出发考虑教学内容，某些教材内容“会让学生觉得学起来没有味道”，于是她对教材内容进行了个人的选择和处理，从而形成了她的课堂教学内容：“我喜欢把教材里比较精的东西讲一下”；同时，她非常注重知识的积累：“我很看重知识的积累……我让学生大量背诵。”而对于她的课堂教学内容，学生是认可的：“喜欢她上课”“知识面很广”“一堂课的内容挺扎实的”。因为教师从适合学生的角度进行教材内容处理，所以这种从适合学生角度处理的教学内容又被学生认为是适合的；同时也因为学生认可了教师的教学内容，所以学生对教学内容的认可又促进了教师对教学内容的处理。从而，教师和学生对于课堂教学内容和课堂学习内容的彼此适合度的判断能够使教师更好地把内容传递给学生，学生也能更有效地接受教师所传递的内容。

③方式适合度

方式适合度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方式符合对方需要的程度。活动方式是活动内容借以表现的形式。在课堂教与学的活动中，教师和每个学生都会采取一定的方式来进行自己的教与学活动。以下是某个学生关于本班课堂纪律的一个描述片段。

访谈者：那么你们现在班上课堂纪律怎么样？

GS5：通常成绩好的同学比较认真吧。然后有些同学，有几个（成绩）差的上课时候会睡觉，不过有几个在上课老师说话的时候，就会说“等一下，等一下”，把整个课堂弄得有点乱。

访谈者：个别的时候有点乱？

GS5：对。

访谈者：哪些课的课堂做得不好？

GS5：大部分都可以。英语课，然后，数学课，然后……

访谈者：语文课呢？

GS5：语文课蛮吵的。

访谈者：为什么语文课挺吵的呢？

GS5：因为语文老师好像对我们班没有什么魄力，然后同学都有点不太理睬他。

访谈者：噢，就是对你班没有魄力？魄力是说不太凶，还是他课上得不好？你这“魄力”是什么意思？

GS5：那就是课上得很乱。语文老师吧，他有一些古文上得不好，其他还蛮好。就是古文有些注解，这节课说的是什么意思，然后下一节课就会变一种意思。这样子让我们难以理解。

访谈者：也就是说同样的古文注解，这节课是一个意思，下节课就说成另一个意思？

GS5：有时候好像是的，有些不会啦，就是有几个他好像会变一下意思，我们就不知道到底是哪个意思。

访谈者：就是说他没有把这个东西讲清楚？

GS5：嗯。

访谈者：让你们无所适从。那课没讲清楚为什么会影响他的魄力呢？就是觉得你们对他不是很信任了？

GS5：然后，好像老师也不是特别凶吧。同学做错了，他只是叫他到办公室去说几句。没有像以前我们班主任那样，会把同学家长叫过来。他只是自己随便说一下吧。同学呢，觉得这样聊几句也无所谓，同学就不怎么……

访谈者：怕他？

GS5：对啊。

访谈者：那其他老师你们怕么？就是其他老师有这个手段么？

GS5：那个音乐老师，他好像上课就是蛮有威严的那种。

访谈者：音乐？

GS5：英语。

GS5：英语老师他好像也教了好多年，然后他对学生应该有些手段的吧。同学们都蛮怕他的。

课堂纪律是课堂教与学的状态集中反映，其中包含了教—学和学—学两种活动类型。在本段描述中，从“课堂教学—课堂学习”的活动方式来分析，学生之所以认可英语老师的授课而不认可语文老师的授课，在活动方式上的原因是：学生认为语文老师讲解古文的方式不适合自己学习古文：“这样子让我们难于理解”“我们就不知道到底是哪个意思”；而英语老师“上课就是那种蛮有威严的那种”“对学生应该有些手段的”，英语老师的教学方式让学生有点“怕”，而这种让学生有点怕的教学方式正好适合了学生所需要的“比较好”的课堂堂纪律。

从“课堂学习—课堂学习”的活动方式来分析不同学生学习方式彼此的适合度问题，同学之间不同的课堂学习的方式：“好的同学比较认真”“坏的……上课睡觉”和插话的同学“等一下”等彼此不适合的课堂学习的方式就造成了“有点乱”的课堂。

④态度适合度

态度适合度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态度符合对方需要的程度。因为在社会心理学中，态度是指一定的情境下，以特定的方式进行反映的一种心理倾向，所以，课堂生态系统两个个体在态度上彼此是否互为适应，直接决定了彼此行为的发出和接受程度。以下是关于某个班级教师和学生关于“教师帮助—学生求助”的一个片段描述。

T14片段：

访谈者：那么现在如果学生向你问问题的话，你的态度怎么样？

T14：那……都教的。

访谈者：应该来说……那么在你的眼里有没有给学生分等级啊？有没有一视同仁呢？还是有差别对待呢？

T14：大部分都一视同仁，也有区别。就是说，个别的后进生，他……说得通俗点可能就是弱智。

访谈者：嗯。

T14：对学习一点都不知道。

访谈者：嗯。有这样的学生吗？

T14：有这样的学生存在。对这样的学生你就没办法。

访谈者：嗯。

T14：没办法就是说在态度上是好的。

访谈者：就是说，在你的眼里，对学生来说，除了在智商方面学习有困难之外，其他的学生你都希望去帮助的吧？去提升他的成绩。

T14：嗯，那是的。

GS14片段：

访谈者：你比较敢问陈老师的原因是什么呢？

GS1：陈老师讲得比较慢。

访谈者：一个是讲得慢你比较能听得清楚。还有什么原因呢？

GS1：还有陈老师对同学比较好。

访谈者：你觉得好在哪里呢？

GS1：老师……同学不懂的他都会跟同学说。

访谈者：嗯。

GS1：如果有人不懂他就很细心地问同学：“你这个懂吗？”有些同学说不懂，然后他就一直教下去。

访谈者：就一直这样教下去。就是陈老师给你的总体感觉就是很亲切很和蔼的？而且也教得很耐心，话也比较慢，能让你们听得懂。一般在学校里也能找得到他。

访谈者：嗯，是的。

对于T14来说，他在学生求助时，不管对正常生还是智商低的学生，他的“态度是好的”，这种好的态度使学生敢于向他求助“如果有人不懂，他就很细心地问同学：你这个懂吗？有些同学说不懂，然后就一直这样教下去”；而不管是正常生还是智商低的学生，只要学生去问T14，他认为自己都是会教他们的，因此，学生敢于向老师请教的态度也正是教师进行帮助行为所需要的。

3.课堂生态系统组织结构的测量

（1）关于课堂生态系统路径状态的测量

以上是关于路径状态的定性描述，以下尝试将定性描述转化成定量测量。

用f表示某个主体的路径状态，活动类型为矩阵列，包括课堂教学—课堂学习、教师帮助—学生求助、课堂学习—课堂学习、同伴求助—同伴帮助四种活动类型；状态性质为矩阵行，包括目的适合度、内容适合度、方式适合度和态度适合度四种活动性质，由此，某个主体的路径状态为4×4的矩阵：

尽管适合度的四种二级类属之间彼此影响，目前还不能对用定量的方式来表示由四种适合度二级类属所构成的适合度，但同积极性与积极性的二级类属的关系相类似，对于一级类属适合度来说，在某一种活动类型中，适合度的二级类属越多，表现得越强，则这种活动类型的适合度越高，因此，在对适合度进行定量测量时，用相加关系来表示四种适合度之间及其与适合度之间的关系。如此，以f₁、f₂、f₃、f₄依次表示四种活动类型课堂教学—课堂学习、教师帮助—学生求助、课堂学习—课堂学习、同伴求助—同伴帮助的总的路径状态，根据矩阵，则有：

因为路径状态表示的是比率，因此，最后要把f₁、f₂、f₃、f₄依次转化为百分比形式。

（2）课堂生态系统组织结构的测量

在确定了路径状态的指标体系和测量方法后，就可以通过路径状态指标体系和活力指标体系的结合来测量从一个分室到另一个分室的能量流动量。v_ij＝F·V_i，根据路径状态指标体系和活力指标体系，F和V_i又各自有二级指标和三级指标。因此，必须分析F和V_i的二级指标和三级指标之间的内在关系。因为路径状态表示了两个主体的活动之间的能量流动的状态，同时路径状态指标体系中的活动主体和活动类型又是按照活力指标进行推演的，所以，路径状态和活力的各级指标的关系如表3‐6所示。

表3‐6　路径状态指标和活力状态指标的关系

根据活力指标体系和路径状态指标体系，已经能对v_t，v_s和f进行测量，由此，能够测量v_ij和v_ji，根据本章第一节的相关公式，可以依次确定VOF，v_j和v_i，由此，根据课堂生态系统组织公式可得：

则可以对课堂生态系统组织公式进行定量测量，并将最后结果转化为百分比形式，得到课堂生态系统组织的定量数值。