被稱為“計算機之父”的馮·諾伊曼，生前最大的遺憾是沒有完成他的巨作《計算機與人腦》。但是，他的關(guān)于人與計算機之間思維交流的光輝思想，早已深深地埋藏在計算機的每一個角落。作為計算機教育工作者，有責(zé)任在計算機教學(xué)中帶領(lǐng)學(xué)生開展思維訓(xùn)練。
　　
　　創(chuàng)造教育永遠是寫不完的大文章
　　
　　人們與計算機朝夕相處，經(jīng)常喜歡用計算機寫文章，然而，從誕生那一刻起，計算機就充滿了創(chuàng)造者的創(chuàng)造性思維。計算機教育的精髓應(yīng)該是，在課堂教學(xué)中書寫創(chuàng)造教育的大文章。
　　1.培養(yǎng)創(chuàng)造能力永遠是教育的大手筆
　　與創(chuàng)造能力相關(guān)的三種因素是遺傳、教育和自身的努力，其中，學(xué)校教育尤為重要。然而，受應(yīng)試教育和就業(yè)教育的影響，我們的教育曾一度冷落了“創(chuàng)造”，把課堂變成了“紅燈灌、綠燈滿”的充電器，把學(xué)校變成了“河?xùn)|上、河西下”的獨木橋。然而，充電自有放電時，過橋還有河流在。到失去外力幫助的時候，大腦是否還具有“發(fā)電”的能力？自身是否掌握了“造橋”的技術(shù)？這些“問號”需要用創(chuàng)造教育來化解，需要在課堂上用濃墨重筆來書寫。
　　2.聯(lián)想思維是獨特而自然的創(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)象的心理過程，這種思維方式善于發(fā)現(xiàn)表面上沒有關(guān)系，但本質(zhì)上確有密切聯(lián)系的兩個事物，并利用這種聯(lián)系創(chuàng)造發(fā)明、經(jīng)營管理、創(chuàng)作藝術(shù)。因為聯(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，作為計算機課堂教學(xué)中的重要思考方式，聯(lián)想思維當(dāng)之無愧。
　　聯(lián)想思維有兩個要素，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)驗解決現(xiàn)實中的問題。
　　
　　精心構(gòu)造原型，從樣板中獲得問題的答案
　　
　　眾所周知，榜樣的力量是無窮的。然而，作為榜樣，必須具備親密、先進、自然這樣三個基本要素。
　　1.計算機是聯(lián)想思維的杰出樣板
　　在計算機原理中包含著無數(shù)的先進方法和科學(xué)思想，一旦計算機被揭開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。這種沖動將為激發(fā)創(chuàng)造性思維投入關(guān)鍵的一石。
　　(1)計算機是人腦思維的機器模型
　　“計算”是一個無人不知的數(shù)學(xué)概念。長期以來，算法和程序等概念一直伴隨著人類的思維和實踐活動，計算機的發(fā)明，更使算法和程序如魚得水。在系統(tǒng)軟件中，從人的大腦中復(fù)印過來許多特定的“算法”，使計算機具有了靈魂，成為人腦的軟件模型。在設(shè)計硬件時，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”到計算機的邏輯門上，把神經(jīng)纖維的特性映射到系統(tǒng)總線上，把大腦皮層的記憶原理借鑒到存儲系統(tǒng)上，構(gòu)成了人腦的硬件模型。可見，計算機的思維特性為開展聯(lián)想思維創(chuàng)造了基本的條件。
　　(2)計算機是科學(xué)思維方法的結(jié)晶
　　自然規(guī)律實質(zhì)上都是特定的算法，特定的思維方式實質(zhì)就是這些算法在人腦中的再現(xiàn)。可見，人的大腦實質(zhì)上就是具有許多“算法”的自然計算機，思維的本質(zhì)完全可以用算法和程序的形式表現(xiàn)出來。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，輸送到計算機中，使得計算機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，確定了計算機在聯(lián)想思維中的樣板作用。我們更關(guān)注的是，怎樣將計算機中的“創(chuàng)造精神”真真切切、時時刻刻地泛化到自然界里，融合在人們的靈魂之中，這將形成計算機帶給人類的最大沖擊。
　　(3)計算機課堂是思維訓(xùn)練的自然平臺
　　由于計算機具有思維和樣板作用，為開展創(chuàng)造性思維教育奠定了基礎(chǔ)。在課堂上學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)時，學(xué)生必然會受到二進制特點的影響，思維在“0”和“1”之間跳來跳去，逐漸變得清晰、嚴(yán)謹(jǐn)而活躍；學(xué)習(xí)尋址方式時，學(xué)生的思維在虛擬內(nèi)存空間中轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，有利于提高空間想象力，容易引發(fā)創(chuàng)造的聯(lián)想；編寫和調(diào)試程序時，復(fù)雜的程序分支、巧妙的循環(huán)結(jié)構(gòu)以及奇怪的運行結(jié)果，可以全面鍛煉學(xué)生們的注意力、觀察力、想象力、記憶力，而這些能力恰恰是創(chuàng)造的基本要素。計算機教育必須在教學(xué)的“天平”上加大思維訓(xùn)練的砝碼。
　　2.精細解剖原型，樹立學(xué)習(xí)的樣板
　　計算機作為聯(lián)想思維中的原型（樣板），有許多值得我們學(xué)習(xí)的東西，只要細心觀察、精心研究，就會受益匪淺。
　　(1)由感知引發(fā)的聯(lián)想思維
　　多級中斷技術(shù)就是計算機嚴(yán)謹(jǐn)工作的一個范例，很值得我們學(xué)習(xí)。多級中斷也可以解釋為中斷嵌套，當(dāng)有許多個中斷同時發(fā)生時，計算機系統(tǒng)將根據(jù)中斷事件的輕重緩急來決定中斷的優(yōu)先權(quán)，只有高級的中斷才可以打斷較低的中斷。比如，“時鐘”中斷可以打斷“打印”中斷，反之則不可以。另外，計算機響應(yīng)中斷時忙而不亂，并及時把程序計數(shù)器PC的內(nèi)容，以及CPU當(dāng)前的狀態(tài)（狀態(tài)標(biāo)志位）順序保護到堆棧中，以便返回時能夠恢復(fù)系統(tǒng)當(dāng)時的真實狀態(tài)，并且從原來程序的斷點處繼續(xù)執(zhí)行程序。
　　在給秘書專業(yè)的學(xué)生講解計算機程序中斷時，在充分感知到計算機的嚴(yán)謹(jǐn)特性之后，通過聯(lián)想就會發(fā)現(xiàn)，秘書工作經(jīng)?！氨淮驍唷钡膯栴}與“計算機中斷”道理相通。下面，結(jié)合圖1來說明，如何借鑒計算機的嚴(yán)謹(jǐn)性來解決秘書工作中的老大難問題。
　　
　　當(dāng)秘書正查閱職工檔案時，電話鈴響了，遵循“程序中斷”的原理，應(yīng)該先在檔案中做一個記號，記錄“斷點”，并保護檔案擺放位置。正在接電話期間，經(jīng)理推門而入，有急事要問秘書。正確的做法應(yīng)該是，詢問并記錄對方的電話號碼，并記下正在談話的內(nèi)容（可以在頭腦中記憶，假如談到“供貨日期”了）。接待完經(jīng)理后，馬上回電話，繼續(xù)從“供貨日期”談起，放下電話后再繼續(xù)查閱那份檔案。面對突發(fā)事件，如果能夠按照計算機的中斷原理來處理，就能夠做到既靈活機動，又科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。
　　(2)帶著問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)實中的問題出發(fā)，經(jīng)過聯(lián)想，從“樣板”中找到解決問題的答案。
　　在全校運動會的接力比賽中，由于隊員交接棒配合不當(dāng)，導(dǎo)致400米接力失敗。下來后，兩個隊員互相埋怨，難解難分。這種矛盾本來應(yīng)該在班會上解決，但是，在計算機課堂上，學(xué)生們向樣板學(xué)習(xí)，展開聯(lián)想，這個問題卻奇跡般的迎刃而解了。
　　眾所周知，計算機本身就是一個多部件協(xié)調(diào)工作的智能機器，在許多環(huán)節(jié)上都可以發(fā)現(xiàn)“通力合作”的樣板，讀寫時序圖就是計算機各部件嚴(yán)謹(jǐn)而精密配合的精彩寫照。下面，參考圖2，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)的信號往往需要一段穩(wěn)定時間，才能發(fā)揮有效的作用。所以，本來數(shù)據(jù)信號已經(jīng)出現(xiàn)（見圖2中③點），但為了可靠起見，“讀數(shù)”操作還要延遲一段時間。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)信號穩(wěn)定地出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上時，在“片選信號”從有效（低電平）變?yōu)闊o效（高電平）的千鈞一發(fā)之際（見圖2中④點），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“留一個很窄的門縫”，只放行數(shù)據(jù)信號，防止干擾信號混進來，確保數(shù)據(jù)交接準(zhǔn)確無誤。此時此刻，“讀數(shù)”的操作可謂精益求精，一絲不茍，體現(xiàn)了“嚴(yán)于律己”的作風(fēng)。
　　
　　
　　計算機是人類智慧的產(chǎn)物，工作原理與人們的工作和生活息息相關(guān)。所以，在計算機課堂上，不但可以學(xué)習(xí)到新知識和新技術(shù)，還可以借助于聯(lián)想思維，從計算機那里獲得原本屬于人類的精神財富。
　　
　　
　　遵循聯(lián)想規(guī)則，是到達成功彼岸的保證
　　
　　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)想到達成功的彼岸。有一個例子很能夠體現(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，怎樣通過聯(lián)想
　　思維正確理解這個奇怪圖形的含義呢？
　　1.聯(lián)想必須以觀察力和想象力作為先導(dǎo)
　　世界上的發(fā)明創(chuàng)造幾乎沒有不是通過想象而開始的。想象是伴隨觀察而隨時發(fā)生的一種心理活動，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，必須借助敏銳的觀察力和豐富的想象力展開聯(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)生仔細觀察“沙漏”形鼠標(biāo)指針，接著引導(dǎo)學(xué)生想象，這個圖形究竟像什么？有的學(xué)生認為是“纏線棒”，有的說這是“空竹”，善于觀察、富于想象的學(xué)生則說這是“沙漏”。想象力只是為聯(lián)想開了個頭，至于聯(lián)想能否沿著正確的路徑展開，還要看是否有豐富的知識和經(jīng)驗來支撐。
　　2.聯(lián)想必須以豐富的知識和經(jīng)驗作為基礎(chǔ)
　　著名科學(xué)家泰勒曾經(jīng)說過：“具有豐富知識和經(jīng)驗的人，比只有一種知識和經(jīng)驗的人，更容易產(chǎn)生新的聯(lián)想和獨到的見解?！?其實，沙漏原本是古代人用來計時的裝置，細紗從倒立的圓錐體慢慢流向下面的圓錐體中，通過記錄落下沙子的數(shù)量來確定時間的流逝。了解古代人利用“沙漏”作為計時裝置的學(xué)生，把鼠標(biāo)指針變形看作是“沙漏”的可能性要遠遠高于其他學(xué)生?？梢?，如果知識匱乏，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，沒有終點，漫無邊際。只有在頭腦中積累大量的知識和經(jīng)驗，才能在聯(lián)想時左右逢源，得心應(yīng)手。
　　3.聯(lián)想必須以兩個事物的相似點為聯(lián)結(jié)環(huán)節(jié)
　　辯證唯物主義認為，萬物各有差異，但又有某些本質(zhì)的相似。聯(lián)想就要善于捕捉兩個事物或現(xiàn)象本質(zhì)的相似點，并且緊緊抓住這個聯(lián)結(jié)環(huán)節(jié)，展開正確的思維?！吧陈笔强吹靡?、摸得著的裝置，而“等待”是一種抽象的概念，然而，二者都存在一個共同的要素，那就是“時間”。無論是“沙漏”還是“等待”，其相似的本質(zhì)是“時間在流逝”?？梢?，只有善于發(fā)現(xiàn)事物之間的相似點，才能產(chǎn)生聯(lián)想“接力”，從沙子的流落聯(lián)想到時間在流逝，從時間流逝聯(lián)想到耐心等待。
　　4.通過實踐來驗證聯(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)論送到實踐中檢驗，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，表示系統(tǒng)在忙，示意用戶要耐心等待。怎樣驗證這樣的結(jié)論呢？唯一的途徑是通過一些操作實驗。比如，可以人為地存盤、打開文件和啟動計算機，此時都可以看到“沙漏”形鼠標(biāo)指針的影子，即便有時一閃而過，仍然可以發(fā)現(xiàn)這樣一個規(guī)律：每當(dāng)“沙漏”出現(xiàn)的時候，都是“局面”正在發(fā)生變化的過程，并且用戶已經(jīng)失去了操作鍵盤和鼠標(biāo)的權(quán)利，唯一能夠做的就是耐心地等待。可見，“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)，計算機課堂教學(xué)與創(chuàng)造教育簡直是天作之合，關(guān)鍵是教師必須首先開啟創(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)生在計算機與大腦之間架設(shè)起思維的橋梁，讓探索者辯才無礙，讓成功者智慧如海。