新中国成立后，受前苏联教育理念和模式的影响，在运动训练及体育教学过程中过于强调教师的作用，忽视了学生的主观能动性；在教法上，强调传统的、简单的加和性教学，而从实际的比赛结果及教学效果来看，并非每一方面的素质最优，人体的身体素质就会得到全优。随着社会的发展，在自然科学方面，由于对复杂系统的探索产生了数学和物理学的新认识，使复杂系统中以牛顿力学为基础的简单的因果关系和叠加原理失效，从而产生了人们对传统思维模式的质疑，并促使自然科学在方法论上发生了从原子论的分析式思维到整体系统思维的根本转变。这种转变对运动训练及体育教学的研究也产生了巨大的影响，形成了对运动训练学和体育教育思维及认识方式的极大冲击。依据现代系统科学思想及其认识方法，本文从自组织理论的视角对运动训练及体育教学所蕴涵的丰富内容及其自组织机制进行较为深入的探讨。同时结合神经科学和社会文化的进展，以拳击直拳技术系统学习为案例，进行了理论和实验研究。结果表明，非加和性系统教法的教学效果好于传统的简单加和性教法的教学效果，且运动技术系统结构形成的机制是自组织的，并以自我优化的形式进行发展。本文提出非加和性系统教法能够使运动技术系统的结构得以优化，促使运动技术系统的功能更加强大。运动技术系统结构可以从目标导向、协同及信息价值选择三方面进行优化。本文通过对运动技术系统结构形成及优化过程的实证研究，旨在一定程度上转变教练员或教师的训练和教学思维方式，把运动技术看作一个整体来制定训练和教学计划，解决训练和教学中出现的问题，从而提高训练或教学的效果。