用聯(lián)想思維架設(shè)人腦與電腦之橋

文章編號(hào)：1962-5913(2008)11-0076-04

摘要：本文從“創(chuàng)造力、創(chuàng)造性思維、聯(lián)想思維”這樣一條線(xiàn)索展開(kāi)，并將筆鋒停留在“聯(lián)想思維”上。圍繞聯(lián)想思維的兩個(gè)要素，借助一些教學(xué)實(shí)例，說(shuō)明計(jì)算機(jī)作為聯(lián)想思維中的原型樣板的必要性和可行性，接著闡述了實(shí)現(xiàn)成功聯(lián)想應(yīng)該遵循的四項(xiàng)原則。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)造；思維；聯(lián)想；計(jì)算機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

被稱(chēng)為“計(jì)算機(jī)之父”的馮·諾伊曼，生前最大的遺憾是沒(méi)有完成他的巨作《計(jì)算機(jī)與人腦》。但是，他關(guān)于人與計(jì)算機(jī)之間思維交流的光輝思想，早已深深地埋藏在計(jì)算機(jī)的每一個(gè)角落。后人有責(zé)任在計(jì)算機(jī)和人腦之間架設(shè)一條思維的橋梁，將這些寶貴的精神資源灌輸?shù)饺说念^腦之中。

1創(chuàng)造教育永遠(yuǎn)是寫(xiě)不完的大文章

人們與計(jì)算機(jī)朝夕相處，經(jīng)常喜歡用計(jì)算機(jī)寫(xiě)文章，然而，從誕生那一刻起，計(jì)算機(jī)就烙上了創(chuàng)造性思維的痕跡。計(jì)算機(jī)教育的真諦是，在課堂教學(xué)中書(shū)寫(xiě)創(chuàng)造教育的大文章。

1.1培養(yǎng)創(chuàng)造能力永遠(yuǎn)是教育的大手筆

創(chuàng)造力是獨(dú)特地解決問(wèn)題的能力，是創(chuàng)造性思維的產(chǎn)物。大千世界，萬(wàn)物皆變化，新事物層出不窮，特別需要借助創(chuàng)造力，來(lái)獲得對(duì)新事物的認(rèn)識(shí)和改造新世界的方法。為此，教育不但要用知識(shí)和技能為學(xué)生鋪墊生存的棲息地，更要用創(chuàng)造力為學(xué)生插上騰飛的翅膀。與創(chuàng)造能力相關(guān)的主要因素是遺傳、教育和自身的努力，其中，學(xué)校教育尤為重要。教師應(yīng)該盡心盡力，用濃墨重筆來(lái)書(shū)寫(xiě)課堂上的創(chuàng)造教育。

1.2培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力永遠(yuǎn)是課堂教學(xué)的重頭戲

創(chuàng)造性思維是創(chuàng)造力形成的心理過(guò)程，重在培養(yǎng)。之所以稱(chēng)為“重頭戲”，是因?yàn)?1世紀(jì)的人們太需要這種創(chuàng)造性思維意識(shí)了。培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力是人才戰(zhàn)略的突破口，是教育戰(zhàn)線(xiàn)的制高點(diǎn)。如果單純?cè)谡n堂教學(xué)中強(qiáng)調(diào)知識(shí)的積累和技能的提高，這種教學(xué)環(huán)境必定會(huì)束縛學(xué)生的思維，捆綁學(xué)生的手腳。這樣的學(xué)生仿照尚且困難，創(chuàng)造談何容易！走出學(xué)校之后，他們面對(duì)人才競(jìng)爭(zhēng)異常激烈的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，棲息尚無(wú)安寧之日，騰飛哪有升起之力。

1.3聯(lián)想思維是獨(dú)特而自然的創(chuàng)造性思維方式

聯(lián)想思維是創(chuàng)造性思維的重要形式，它是指由一種事物或現(xiàn)象想到另一種事物和現(xiàn)象的心理過(guò)程，這種思維方式善于發(fā)現(xiàn)表面上沒(méi)有關(guān)系，但本質(zhì)上確有密切聯(lián)系的兩個(gè)事物，并利用這種聯(lián)系創(chuàng)造發(fā)明、經(jīng)營(yíng)管理、創(chuàng)作藝術(shù)。因?yàn)槁?lián)想思維具有自然性，很容易被接受，所以，經(jīng)常被初學(xué)者作為創(chuàng)造性思維訓(xùn)練的起步。作為計(jì)算機(jī)和人腦之間溝通的橋梁，聯(lián)想思維當(dāng)之無(wú)愧。

聯(lián)想思維有兩個(gè)要素，一是原型，二是聯(lián)想。原型就是樣板，聯(lián)想也有原則，必須精心構(gòu)造原型，遵循聯(lián)想原則，才能發(fā)揮聯(lián)想思維的創(chuàng)造性作用，借助潛藏的經(jīng)驗(yàn)解決現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題。

2精心構(gòu)造原型，從樣板中獲得問(wèn)題的答案

眾所周知，榜樣的力量是無(wú)窮的。然而，作為榜樣，必須具備親密、先進(jìn)、自然這樣3個(gè)基本要素。

2.1計(jì)算機(jī)是聯(lián)想思維的杰出樣板

在計(jì)算機(jī)原理中包含著無(wú)數(shù)的先進(jìn)方法和科學(xué)思想，一旦計(jì)算機(jī)被揭開(kāi)了這一層神秘的面紗，就更容易引起學(xué)生們的好奇心和急于探索的欲望。這種沖動(dòng)將為激發(fā)創(chuàng)造性思維投入關(guān)鍵的一石。

2.1.1計(jì)算機(jī)是人腦思維的機(jī)器模型

“計(jì)算”是一個(gè)無(wú)人不知的數(shù)學(xué)概念。長(zhǎng)期以來(lái)，算法和程序等概念一直伴隨著人類(lèi)的思維和實(shí)踐活動(dòng)，計(jì)算機(jī)的發(fā)明，更使算法和程序如魚(yú)得水。在系統(tǒng)軟件中，從人的大腦中復(fù)印過(guò)來(lái)許多特定的“算法”，使計(jì)算機(jī)具有了靈魂，成為人腦的軟件模型。在設(shè)計(jì)硬件時(shí)，科學(xué)家借鑒人腦的結(jié)構(gòu)，把大腦的神經(jīng)元模型“移植”到計(jì)算機(jī)的邏輯門(mén)上，把神經(jīng)纖維的特性映射到系統(tǒng)總線(xiàn)上，把大腦皮層的記憶原理借鑒到存儲(chǔ)系統(tǒng)上，構(gòu)成了人腦的硬件模型。可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)的思維特性為開(kāi)展聯(lián)想思維創(chuàng)造了基本的條件。

2.1.2計(jì)算機(jī)是科學(xué)思維方法的結(jié)晶

自然規(guī)律實(shí)質(zhì)上都是特定的算法，特定的思維方式實(shí)質(zhì)就是這些算法在人腦中的再現(xiàn)?？梢?jiàn)，人的大腦實(shí)質(zhì)上就是具有許多“算法”的自然計(jì)算機(jī)，思維的本質(zhì)完全可以用算法和程序的形式表現(xiàn)出來(lái)。算法和程序既是生命的靈魂，也是把非生命和生命連接起來(lái)的“臍帶”。人們將科學(xué)方法和創(chuàng)新思想轉(zhuǎn)換為算法、程序和原理，輸送到計(jì)算機(jī)中，使得計(jì)算機(jī)擁有許多值得人們學(xué)習(xí)和人們?nèi)菀讓W(xué)到的創(chuàng)造因素，確定了計(jì)算機(jī)在聯(lián)想思維中的樣板作用。我們更關(guān)注的是，怎樣將計(jì)算機(jī)中的“創(chuàng)造精神”真真切切、時(shí)時(shí)刻刻地泛化到自然界里，融合在人們的靈魂之中，這將形成計(jì)算機(jī)帶給人類(lèi)的最大沖擊。

2.2精細(xì)解剖原型，樹(shù)立學(xué)習(xí)的樣板

計(jì)算機(jī)作為聯(lián)想思維中的原型(樣板)，有許多值得我們學(xué)習(xí)的東西，只要細(xì)心觀(guān)察、精心研究，就會(huì)受益匪淺。

2.2.1由感知引發(fā)的聯(lián)想思維

多級(jí)中斷技術(shù)就是計(jì)算機(jī)嚴(yán)謹(jǐn)工作的一個(gè)范例，很值得我們學(xué)習(xí)。多級(jí)中斷也可以解釋為中斷嵌套，當(dāng)有許多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將根據(jù)中斷事件的輕重緩急來(lái)決定中斷的優(yōu)先權(quán)，只有高級(jí)的中斷才可以打斷較低的中斷。計(jì)算機(jī)響應(yīng)中斷時(shí)忙而不亂，并及時(shí)把程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容，以及CPU當(dāng)前的狀態(tài)(狀態(tài)標(biāo)志位)順序保護(hù)到堆棧中，以便返回時(shí)能夠恢復(fù)系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的真實(shí)狀態(tài)，并且從原來(lái)程序的斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行程序。

在給學(xué)生講解計(jì)算機(jī)程序中斷時(shí)，在充分感知到計(jì)算機(jī)的嚴(yán)謹(jǐn)特性之后，通過(guò)聯(lián)想就會(huì)發(fā)現(xiàn)，常規(guī)工作經(jīng)?！氨淮驍唷钡膯?wèn)題與“計(jì)算機(jī)中斷”道理相通。通過(guò)解讀圖1可以受到有益的啟示，借鑒計(jì)算機(jī)的嚴(yán)謹(jǐn)性可以解決工作中的老大難問(wèn)題。面對(duì)突發(fā)事件，如果能夠按照計(jì)算機(jī)的中斷原理來(lái)處理，就能夠作到既靈活機(jī)動(dòng)，又科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。

2.2.2帶著問(wèn)題到樣板中尋找答案

在“樣板”的模范作用已經(jīng)深深地刻在頭腦中的情況下，往往可以逆向思維，從現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題出發(fā)，經(jīng)過(guò)聯(lián)想，從“樣板”中找到解決問(wèn)題的答案。

有這樣一個(gè)例子能夠說(shuō)明樣板的作用。在全校運(yùn)動(dòng)會(huì)的接力比賽中，由于隊(duì)員交接棒配合不當(dāng)，導(dǎo)致400米接力失敗。下來(lái)后，兩個(gè)隊(duì)員互相埋怨，難解難分。這種矛盾本來(lái)應(yīng)該在班會(huì)上解決，但是，在計(jì)算機(jī)課堂上，同學(xué)們向樣板學(xué)習(xí)，展開(kāi)聯(lián)想，這個(gè)問(wèn)題卻奇跡般的迎刃而解了。

眾所周知，計(jì)算機(jī)本身就是一個(gè)多部件協(xié)調(diào)工作的智能機(jī)器，在許多環(huán)節(jié)上都可以發(fā)現(xiàn)“通力合作”的樣板，讀寫(xiě)時(shí)序圖就是計(jì)算機(jī)各部件嚴(yán)謹(jǐn)而精密配合的精彩寫(xiě)照。如圖2所示，讀數(shù)過(guò)程經(jīng)歷了5個(gè)時(shí)間段，在每個(gè)時(shí)間段中既有自己特定的操作，又必須密切配合，各段信號(hào)都是在“接力賽跑”，既要“嚴(yán)以律己”，又要“寬以待人”。下面，以“讀數(shù)”操作為例，看一看它是如何“與人合作”的。

由于電路延遲，剛出現(xiàn)的信號(hào)往往需要一段穩(wěn)定時(shí)間，才能發(fā)揮有效的作用。所以，本來(lái)數(shù)據(jù)信號(hào)已經(jīng)出現(xiàn)(見(jiàn)圖2中#402;點(diǎn))，但為了可靠起見(jiàn)，“讀數(shù)”操作還要延遲一段時(shí)間。在此期間需要“等待”，充分“理解”，體現(xiàn)“寬以待人”的涵養(yǎng)。

當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)穩(wěn)定的出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上時(shí)，在“片選信號(hào)”從有效(低電平)變?yōu)闊o(wú)效(高電平)的千鈞一發(fā)之際(見(jiàn)圖2中#8222;點(diǎn))，數(shù)據(jù)被CPU取走了。為什么在那么窄的“沿”上交接數(shù)據(jù)呢？主要是為了“留一個(gè)很窄的門(mén)縫”，只放行數(shù)據(jù)信號(hào)，防止干擾信號(hào)混進(jìn)來(lái)，確保數(shù)據(jù)交接準(zhǔn)確無(wú)誤。此時(shí)此刻，“讀數(shù)”的操作可謂精益求精，一絲不茍，體現(xiàn)了“嚴(yán)以律己”的作風(fēng)。

計(jì)算機(jī)是人類(lèi)智慧的產(chǎn)物，工作原理與人們的工作和生活息息相關(guān)。所以，在計(jì)算機(jī)課堂上，不但可以學(xué)習(xí)到新知識(shí)和新技術(shù)，還可以借助于聯(lián)想思維，從計(jì)算機(jī)那里獲得原本屬于人類(lèi)的精神財(cái)富。

3遵循聯(lián)想規(guī)則，是到達(dá)成功彼岸的保證

聯(lián)想不是發(fā)現(xiàn)，也不是真理，但卻是通向新發(fā)現(xiàn)和真理的橋梁，必須遵循一定的原則才能使聯(lián)想到達(dá)成功的彼岸。有一個(gè)例子很能夠體現(xiàn)“聯(lián)想原則”，那就是當(dāng)學(xué)生第一次看到鼠標(biāo)指針變形為“沙漏”時(shí)，怎樣通過(guò)聯(lián)想思維正確理解這個(gè)奇怪圖形的含義呢？

3.1聯(lián)想必須以觀(guān)察力和想象力作為先導(dǎo)

世界上的發(fā)明創(chuàng)造幾乎沒(méi)有不是通過(guò)想象而開(kāi)始的。想象是伴隨觀(guān)察而隨時(shí)發(fā)生的一種心理活動(dòng)，往往由一種感知出發(fā)在大腦中描述出另一種事物或現(xiàn)象?！吧陈毙螤畹氖髽?biāo)指針的意義很是耐人尋味，必須借助敏銳的觀(guān)察力和豐富的想象力展開(kāi)聯(lián)想，才能理解“系統(tǒng)在忙，需要等待”這樣的深刻含義。首先，讓學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察“ ”形鼠標(biāo)指針，接著引導(dǎo)學(xué)生想象，這個(gè)圖形究竟象什么？有的學(xué)生認(rèn)為是“纏線(xiàn)棒”，有的說(shuō)這是“空竹”，善于觀(guān)察、富于想象的學(xué)生則說(shuō)這是“沙漏”。想象力只是為聯(lián)想開(kāi)了個(gè)頭，至于聯(lián)想能否沿著正確的路徑展開(kāi)，還要看是否有豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)支撐。

3.2聯(lián)想必須以豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)

著名科學(xué)家泰勒曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“具有豐富知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的人，比只有一種知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的人，更容易產(chǎn)生新的聯(lián)想和獨(dú)到的見(jiàn)解?！逼鋵?shí)，沙漏原本是古代人用來(lái)計(jì)時(shí)的裝置，細(xì)紗從倒立的圓錐體慢慢流向下面的圓錐體中，通過(guò)記錄落下沙子的數(shù)量來(lái)確定時(shí)間的流逝。了解古代人利用“沙漏”作為計(jì)時(shí)裝置的學(xué)生，把鼠標(biāo)指針變形看作是“沙漏”的可能性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他學(xué)生?？梢?jiàn)，如果知識(shí)匱乏，聯(lián)想只能是泡沫似的空想。用這種聯(lián)想架設(shè)的橋梁只有起點(diǎn)，沒(méi)有終點(diǎn)，漫無(wú)邊際。只有在頭腦中積累大量的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，才能在聯(lián)想時(shí)左右逢源，得心應(yīng)手。

3.3聯(lián)想必須以?xún)蓚€(gè)事物的相似點(diǎn)為聯(lián)結(jié)環(huán)節(jié)

辯證唯物主義認(rèn)為，萬(wàn)物各有差異，但又有某些本質(zhì)的相似。聯(lián)想就要善于捕捉兩個(gè)事物或現(xiàn)象本質(zhì)的相似點(diǎn)，并且緊緊抓住這個(gè)聯(lián)結(jié)環(huán)節(jié)，展開(kāi)正確的思維?！吧陈笔强吹靡?jiàn)、摸得著的裝置，而“等待”是一種抽象的概念，然而，二者都存在一個(gè)共同的要素，那就是“時(shí)間”。無(wú)論是“沙漏”還是“等待”，其相似的本質(zhì)是“時(shí)間在流逝”。可見(jiàn)，只有善于發(fā)現(xiàn)事物之間的相似點(diǎn)，才能產(chǎn)生聯(lián)想“接力”，從沙子的流落聯(lián)想到時(shí)間在流逝，從時(shí)間流逝聯(lián)想到耐心等待。

3.4通過(guò)實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證聯(lián)想

聯(lián)想的目的是要發(fā)現(xiàn)真理，所以，必須把聯(lián)想獲得的結(jié)論送到實(shí)踐中檢驗(yàn)，才能確定我們的聯(lián)想思維是否成功。鼠標(biāo)指針變成“沙漏”時(shí)，表示系統(tǒng)在忙，示意用戶(hù)要耐心等待。怎樣驗(yàn)證這樣的結(jié)論呢？唯一的途徑是通過(guò)一些操作實(shí)驗(yàn)。比如，可以人為地存盤(pán)、打開(kāi)文件和啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，此時(shí)都可以看到“沙漏”形鼠標(biāo)指針的影子，即便有時(shí)一閃而過(guò)，仍然可以發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)規(guī)律：每當(dāng)“沙漏”出現(xiàn)的時(shí)候，都是“局面”正在發(fā)生變化的過(guò)程，并且用戶(hù)已經(jīng)失去了操作鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的權(quán)利，惟一能夠做的就是耐心地等待。可見(jiàn)，“沙漏代表等待”的結(jié)論是正確的，“沙漏”與“等待”之間的聯(lián)想是成功的。

在文章擱筆之前，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)與創(chuàng)造教育簡(jiǎn)直是天作之合，關(guān)鍵是教師必須首先開(kāi)啟創(chuàng)造性思維的天窗，善于用思維學(xué)習(xí)思維，善于用文化學(xué)習(xí)文化，才能幫助學(xué)生在計(jì)算機(jī)與大腦之間架設(shè)起思維的橋梁，讓探索者辯才無(wú)礙，讓成功者智慧如海。

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