用联想思维架设人脑与电脑之桥

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文章编号：1962-5913(2008)11-0076-04

摘要：本文从“创造力、创造性思维、联想思维”这样一条线索展开，并将笔锋停留在“联想思维”上。围绕联想思维的两个要素，借助一些教学实例，说明计算机作为联想思维中的原型样板的必要性和可行性，接着阐述了实现成功联想应该遵循的四项原则。

关键词：创造；思维；联想；计算机

中图分类号：G642

文献标识码：B

被称为“计算机之父”的冯・诺伊曼，生前最大的遗憾是没有完成他的巨作《计算机与人脑》。但是，他关于人与计算机之间思维交流的光辉思想，早已深深地埋藏在计算机的每一个角落。后人有责任在计算机和人脑之间架设一条思维的桥梁，将这些宝贵的精神资源灌输到人的头脑之中。

1创造教育永远是写不完的大文章

人们与计算机朝夕相处，经常喜欢用计算机写文章，然而，从诞生那一刻起，计算机就烙上了创造性思维的痕迹。计算机教育的真谛是，在课堂教学中书写创造教育的大文章。

1.1培养创造能力永远是教育的大手笔

创造力是独特地解决问题的能力，是创造性思维的产物。大千世界，万物皆变化，新事物层出不穷，特别需要借助创造力，来获得对新事物的认识和改造新世界的方法。为此，教育不但要用知识和技能为学生铺垫生存的栖息地，更要用创造力为学生插上腾飞的翅膀。与创造能力相关的主要因素是遗传、教育和自身的努力，其中，学校教育尤为重要。教师应该尽心尽力，用浓墨重笔来书写课堂上的创造教育。

1.2培养创造性思维能力永远是课堂教学的重头戏

创造性思维是创造力形成的心理过程，重在培养。之所以称为“重头戏”，是因为21世纪的人们太需要这种创造性思维意识了。培养创造性思维能力是人才战略的突破口，是教育战线的制高点。如果单纯在课堂教学中强调知识的积累和技能的提高，这种教学环境必定会束缚学生的思维，捆绑学生的手脚。这样的学生仿照尚且困难，创造谈何容易！走出学校之后，他们面对人才竞争异常激烈的市场经济，栖息尚无安宁之日，腾飞哪有升起之力。

1.3联想思维是独特而自然的创造性思维方式

联想思维是创造性思维的重要形式，它是指由一种事物或现象想到另一种事物和现象的心理过程，这种思维方式善于发现表面上没有关系，但本质上确有密切联系的两个事物，并利用这种联系创造发明、经营管理、创作艺术。因为联想思维具有自然性，很容易被接受，所以，经常被初学者作为创造性思维训练的起步。作为计算机和人脑之间沟通的桥梁，联想思维当之无愧。

联想思维有两个要素，一是原型，二是联想。原型就是样板，联想也有原则，必须精心构造原型，遵循联想原则，才能发挥联想思维的创造性作用，借助潜藏的经验解决现实中的问题。

2精心构造原型，从样板中获得问题的答案

众所周知，榜样的力量是无穷的。然而，作为榜样，必须具备亲密、先进、自然这样3个基本要素。

2.1计算机是联想思维的杰出样板

在计算机原理中包含着无数的先进方法和科学思想，一旦计算机被揭开了这一层神秘的面纱，就更容易引起学生们的好奇心和急于探索的欲望。这种冲动将为激发创造性思维投入关键的一石。

2.1.1计算机是人脑思维的机器模型

“计算”是一个无人不知的数学概念。长期以来，算法和程序等概念一直伴随着人类的思维和实践活动，计算机的发明，更使算法和程序如鱼得水。在系统软件中，从人的大脑中复印过来许多特定的“算法”，使计算机具有了灵魂，成为人脑的软件模型。在设计硬件时，科学家借鉴人脑的结构，把大脑的神经元模型“移植”到计算机的逻辑门上，把神经纤维的特性映射到系统总线上，把大脑皮层的记忆原理借鉴到存储系统上，构成了人脑的硬件模型。可见，计算机的思维特性为开展联想思维创造了基本的条件。

2.1.2计算机是科学思维方法的结晶

自然规律实质上都是特定的算法，特定的思维方式实质就是这些算法在人脑中的再现。可见，人的大脑实质上就是具有许多“算法”的自然计算机，思维的本质完全可以用算法和程序的形式表现出来。算法和程序既是生命的灵魂，也是把非生命和生命连接起来的“脐带”。人们将科学方法和创新思想转换为算法、程序和原理，输送到计算机中，使得计算机拥有许多值得人们学习和人们容易学到的创造因素，确定了计算机在联想思维中的样板作用。我们更关注的是，怎样将计算机中的“创造精神”真真切切、时时刻刻地泛化到自然界里，融合在人们的灵魂之中，这将形成计算机带给人类的最大冲击。

2.2精细解剖原型，树立学习的样板

计算机作为联想思维中的原型(样板)，有许多值得我们学习的东西，只要细心观察、精心研究，就会受益匪浅。

2.2.1由感知引发的联想思维

多级中断技术就是计算机严谨工作的一个范例，很值得我们学习。多级中断也可以解释为中断嵌套，当有许多个中断同时发生时，计算机系统将根据中断事件的轻重缓急来决定中断的优先权，只有高级的中断才可以打断较低的中断。计算机响应中断时忙而不乱，并及时把程序计数器PC的内容，以及CPU当前的状态(状态标志位)顺序保护到堆栈中，以便返回时能够恢复系统当时的真实状态，并且从原来程序的断点处继续执行程序。

在给学生讲解计算机程序中断时，在充分感知到计算机的严谨特性之后，通过联想就会发现，常规工作经常“被打断”的问题与“计算机中断”道理相通。通过解读图1可以受到有益的启示，借鉴计算机的严谨性可以解决工作中的老大难问题。面对突发事件，如果能够按照计算机的中断原理来处理，就能够作到既灵活机动，又科学严谨。

2.2.2带着问题到样板中寻找答案

在“样板”的模范作用已经深深地刻在头脑中的情况下，往往可以逆向思维，从现实中的问题出发，经过联想，从“样板”中找到解决问题的答案。

有这样一个例子能够说明样板的作用。在全校运动会的接力比赛中，由于队员交接棒配合不当，导致400米接力失败。下来后，两个队员互相埋怨，难解难分。这种矛盾本来应该在班会上解决，但是，在计算机课堂上，同学们向样板学习，展开联想，这个问题却奇迹般的迎刃而解了。

众所周知，计算机本身就是一个多部件协调工作的智能机器，在许多环节上都可以发现“通力合作”的样板，读写时序图就是计算机各部件严谨而精密配合的精彩写照。如图2所示，读数过程经历了5个时间段，在每个时间段中既有自己特定的操作，又必须密切配合，各段信号都是在“接力赛跑”，既要“严以律己”，又要“宽以待人”。下面，以“读数”操作为例，看一看它是如何“与人合作”的。

由于电路延迟，刚出现的信号往往需要一段稳定时间，才能发挥有效的作用。所以，本来数据信号已经出现(见图2中ƒ点)，但为了可靠起见，“读数”操作还要延迟一段时间。在此期间需要“等待”，充分“理解”，体现“宽以待人”的涵养。

当数据信号稳定的出现在数据总线上时，在“片选信号”从有效(低电平)变为无效(高电平)的千钧一发之际(见图2中„点)，数据被CPU取走了。为什么在那么窄的“沿”上交接数据呢？主要是为了“留一个很窄的门缝”，只放行数据信号，防止干扰信号混进来，确保数据交接准确无误。此时此刻，“读数”的操作可谓精益求精，一丝不苟，体现了“严以律己”的作风。

计算机是人类智慧的产物，工作原理与人们的工作和生活息息相关。所以，在计算机课堂上，不但可以学习到新知识和新技术，还可以借助于联想思维，从计算机那里获得原本属于人类的精神财富。

3遵循联想规则，是到达成功彼岸的保证

联想不是发现，也不是真理，但却是通向新发现和真理的桥梁，必须遵循一定的原则才能使联想到达成功的彼岸。有一个例子很能够体现“联想原则”，那就是当学生第一次看到鼠标指针变形为“沙漏”时，怎样通过联想思维正确理解这个奇怪图形的含义呢？

3.1联想必须以观察力和想象力作为先导

世界上的发明创造几乎没有不是通过想象而开始的。想象是伴随观察而随时发生的一种心理活动，往往由一种感知出发在大脑中描述出另一种事物或现象。“沙漏”形状的鼠标指针的意义很是耐人寻味，必须借助敏锐的观察力和丰富的想象力展开联想，才能理解“系统在忙，需要等待”这样的深刻含义。首先，让学生仔细观察“ ”形鼠标指针，接着引导学生想象，这个图形究竟象什么？有的学生认为是“缠线棒”，有的说这是“空竹”，善于观察、富于想象的学生则说这是“沙漏”。想象力只是为联想开了个头，至于联想能否沿着正确的路径展开，还要看是否有丰富的知识和经验来支撑。

3.2联想必须以丰富的知识和经验作为基础

著名科学家泰勒曾经说过“具有丰富知识和经验的人，比只有一种知识和经验的人，更容易产生新的联想和独到的见解。”其实，沙漏原本是古代人用来计时的装置，细纱从倒立的圆锥体慢慢流向下面的圆锥体中，通过记录落下沙子的数量来确定时间的流逝。了解古代人利用“沙漏”作为计时装置的学生，把鼠标指针变形看作是“沙漏”的可能性要远远高于其他学生。可见，如果知识匮乏，联想只能是泡沫似的空想。用这种联想架设的桥梁只有起点，没有终点，漫无边际。只有在头脑中积累大量的知识和经验，才能在联想时左右逢源，得心应手。

3.3联想必须以两个事物的相似点为联结环节

辩证唯物主义认为，万物各有差异，但又有某些本质的相似。联想就要善于捕捉两个事物或现象本质的相似点，并且紧紧抓住这个联结环节，展开正确的思维。“沙漏”是看得见、摸得着的装置，而“等待”是一种抽象的概念，然而，二者都存在一个共同的要素，那就是“时间”。无论是“沙漏”还是“等待”，其相似的本质是“时间在流逝”。可见，只有善于发现事物之间的相似点，才能产生联想“接力”，从沙子的流落联想到时间在流逝，从时间流逝联想到耐心等待。

3.4通过实践来验证联想

联想的目的是要发现真理，所以，必须把联想获得的结论送到实践中检验，才能确定我们的联想思维是否成功。鼠标指针变成“沙漏”时，表示系统在忙，示意用户要耐心等待。怎样验证这样的结论呢？唯一的途径是通过一些操作实验。比如，可以人为地存盘、打开文件和启动计算机，此时都可以看到“沙漏”形鼠标指针的影子，即便有时一闪而过，仍然可以发现这样一个规律：每当“沙漏”出现的时候，都是“局面”正在发生变化的过程，并且用户已经失去了操作键盘和鼠标的权利，惟一能够做的就是耐心地等待。可见，“沙漏代表等待”的结论是正确的，“沙漏”与“等待”之间的联想是成功的。

在文章搁笔之前，我们已经发现，计算机课堂教学与创造教育简直是天作之合，关键是教师必须首先开启创造性思维的天窗，善于用思维学习思维，善于用文化学习文化，才能帮助学生在计算机与大脑之间架设起思维的桥梁，让探索者辩才无碍，让成功者智慧如海。

参考文献

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