洪恩在线 - 科学家与信息时代教育之六

    信息技术对教育发展的影响其深刻程度可能是有史以来任何技术所不能比拟的。人类创造了电脑，电脑反过来影响人脑。电脑的容量和传播速度给教育带来了不可抗拒的冲击；人们为电脑输入逻辑程序，这就迫使人们不断深入研究大脑；大脑为了适应电脑，又必须形成和创造新的逻辑程序。这就为教育提出大量全新的研究课题。人们要有勇气正视这些课题，清醒地抓住这些课题。

    科学家从两个方向进行研究：一个是关于神经活动理论的；一个是关于教育实践方法的。所有这些研究都是处于开始阶段，真正的科学结论是需要我们大家踏实的努力。

    在理论研究方面，令人难忘的是一些神经生理学家在70年代做的一个有趣的蟾蜍视觉实验。这个实验激活了许多科学家的猜想。实验是这样做的：这些神经生理学家想了解蟾蜍视觉的敏感程度，于是，在黑暗中，只允许一个单独的光子打在蟾蜍的视网膜上，结果使他们大吃一惊：一个光子是光的最低量，却引起了这只蟾蜍的全身反应。这就是说，一个极微小信息不单能够触动神经系统，而且，能够被神经系统“放大”成为全身性的活动。这说明，神经系统的放大效应是惊人的，它能够将一个光子的能量转变成为蟾蜍整个反应活动的能量，其放大倍数达到10的20次方！人眼虽然不及蟾蜍敏感，但是，在黑暗中，7个光子的组合信息，在视网膜上也能够立即引起反应。视网膜实际上是头脑的一部分，它对信息的反应实际上是神经系统的反应。这就引起科学家的猜想：如果在大脑的某一部分能够找到对单个量子灵敏的细胞，那么，这项研究对大脑活动的意义就非常重大了。这是英国理论物理学家彭罗斯的观点。这对教育工作者似乎也会有一定的启发：如果我们能够给儿童少量的信息，诱发他们的大脑将这信息加工成为多元的系统知识，那么，就有可能找到培养创造性人才的一个新途径。

    但是，这个观点立即就遭到一些科学家的反对。美国理论神经生物学家卡尔文说，类比不是论证，“解释精神活动是一个庞大的任务。”

       应用信息技术于教育过程中的实践研究也是在曲折中前进的。在这个范围里美国麻省理工学院的科学家一直坚持不懈地开展实验研究。早在60年代，这所学院的人工智能研究创立者佩玻特说：“我发明了一些利用教育机会的方法掌握像计算机一样周密思维的艺术，例如，完全按照计算机程序一步步地、逐字逐句地、机械地进行。”“我已经清楚地论证了程序化思维是一种强有力认识工具，并建议把自己比作一台计算机，'像计算机一样思维'。”毫无疑问，在一定范围内程序化思维是思维明晰和有力的前提，但是，在创造活动过程中，突破传统的思维程序的定势却有可能带来柳暗花明的新世界。所以，加州大学教授罗斯扎克地指出：“我所遇见的一些数学家似乎很乐意承认他们工作是因为好奇和灵感的驱使，是因为第六感、猜测、直觉，是因为令人惊讶的经验整体的突然形成。”在这里，经验的整体组合是极具偶然性的，程序深深地隐藏起来，有的只是无序和混沌。

    佩玻特与罗斯扎克的矛盾是必然性和偶然性的矛盾。但是，这个矛盾却被一个顽皮的儿童在游戏的时候，克服了，实现了对立的统一，完成了黑格尔所说的正反合的辨证发展。这个故事是尼葛洛庞帝在《数字化生存》中讲述的，顽童是个6岁的小学生。他在一堆积木上放一个小马达，在电脑上敲出一行程序，控制马达开关。他开动马达的时候，积木跟着振动。他就在马达上安装了一个助推器，可能是操作错误，安装偏了，积木振动得更加厉害。为了掩盖他的失误，他用橡皮筋绑住积木，结果奇迹出现了：马达顺时针旋转，积木堆向右移动；逆时针旋转，积木堆向左移动。在他又安装上光电池以后，他的积木堆就可以沿着一条黑线时左时右扭动前进了。因为，光电池遇到黑线就停电，再启动的时候，马达旋转方向就改变。这个小顽童成为班里发明“认识路的小机器人”的英雄了。尼葛洛庞帝从这个发明过程中，抽象出利用电脑，培养儿童创造能力的规律：人们现在几乎可以利用电脑模拟任何现象，那么，让儿童自己去模拟他们喜欢的、想象中的一切吧，从游戏中学习。他说：“游戏于信息中，尤其是游戏于抽象的主题中的时候，信息载体呈现了更丰富的内涵。”他的这句话是很深刻的，因为主题越是抽象，孩子们越有广阔的想象的天地。

    一位6岁的儿童之所以能够创造，原因之一是他的思维没有定势；我们在认识信息技术对教育的影响的时候，既要认真理解科学家的思想，又要走我们自己的路。

			论科学家与科学教育之六
			科学家与信息时代的教育(四)