谈培养学生对计算机的感悟能力
我们习惯于把计算机叫做电脑，即“electrical brain”，因为它的工作过程在某种程度上与人的大脑极为相似。运用计算机完成各种任务的过程可以简单地概括为一句话：那就是人和计算机对话的一个互动过程。随着科学技术的突飞猛进，计算机技术的不断成熟，我们很难想象今后的人机对话模式会是一个什么样子，不过我们可以肯定人与计算机对话的敏感程度将在一定意义上决定着我们运用计算机的能力。学习计算机就是为了科学地使用计算机，就是为了运用计算机解决实际问题，因而在计算机起步教学中，如何培养学生对计算机的感悟能力就显得十分重要，本文拟从三个方面谈一谈这个问题。
一、 对计算机的感悟能力，是人脑对于计算机的一种条件反射
谈到计算机操作，我们首先想到的就是操作系统，诸如DOS操作系统、Windows操作系统、Linux操作系统等等。我们先用DOS操作系统的几个命令来说明人脑对电脑的感悟直观性——即条件反射作用建立： A:\>copy C:\windows\desktop\*.* ·········································① C:\>type autoexec.bat ·······························································② C:\>dir/s ···················································································③ 以上三个命令行，我们可以用一个基本命令公式来描述，即：
＜DOS提示符＞ ＜命令＞至少一个空格＜命令操作对象＞[命令参数]?? 这是一个人机对话的基本模式，在这个基本的命令操作公式中，告诉了我们在哪里操作（＜DOS提示符＞），做什么操作（＜命令＞和[命令参数]）和操作完成后的结果会怎么样等。只有我们熟悉了DOS的各种命令之后，我们才能真正理解以上提到的DOS环境下的人与计算机对话的基本模式。可以进一步地说，只有我们熟悉了某种操作之后，我们才能真正感悟到人与计算机对话的下意识作用的存在。所以说对计算机的感悟能力，决定着人对计算机的运用能力。 另外，还有一个不可忽视的一个重要因素，从目前情况看，我们主要是通过键盘和鼠标来实施对计算机的各种操作，即通过手对计算机进行操作。如何使学生的手指能灵活的在100多个键盘键位上自如地活动过程，无疑也是对计算机感悟能力培养的一个重要环节。在通常情况下，我们也是通过键盘输入的方式来培养学生的这种感悟能力。
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我们在进行文字录入等键盘输入练习时，眼睛的主要任务是注视监示器或是看文稿。如何通过键的组合将一组组外码转换成计算机内码，其实就是手指在大脑的指挥下一种下意识活动，那怕是对于一个不太熟练的录入者来说。说具体一点，这种录入文字或者字符的键盘输入活动是由一个又一个键组合起来的单元，而每一个单元又是一种有规律的对应关系的条件反射，所以对文字或是符号的键盘输入过程就是一连串的条件反射过程。就拿录入“学校”这个符号来说，如果我们使用86王码的词组录入法，就依次要用相应的手指去触击“I、P、S、U”四个键，而且每次都是这样。如果我们用全拼词组录入法，就依次要用相应的手指触击“X、U、E、X、I、A、O”七个键，而且每次都必须是这样。假使要录入英文“school”也是每次都依次地触击“S、C、H、O、O、”。仔细的分析一下这些过程，我们会发现，不管我们是否熟练，要录入正确的内码，就必须保证外码的正确性和流畅性，而要保证正确性就要满足两个基本条件，第一个基本条件：触键的准确性，第二个基本条件：触键的顺序性。
触键的顺序性是好理解的，那怎样保证触键的准确性呢？这就要求训练过程是一个科学的、务实的循序渐进过程。有人通过调查得出了这样一个结论：人的手指的生理条件的差异性（比如、手指的长短不一样、各手指的比例不一样等等），决定着手指的反应能力差异性。
如果我们援用琴法理论来说明怎样进行文字录入等键盘练习这类问题，我们可以得出一个推论：计算机的键盘练习也是一种手指的肌肉训练，也是一种大脑“痕迹”烙印过程。练习琴法同练习计算机指法的不同之处在于琴法是通过听觉来校正，而练习计算机指法是通过眼睛注视计算机的监视器来校正的。而它们的相似之处也十分的清楚：都是通过反复训练来强调某一反射，最后形成条件反射。因此我们可以说，所谓对计算机的感悟能力，应该是人脑对于计算机的一种条件反射。
二、 对于计算机的感悟能力是可以通过刻苦的练习培养出来的
正如由于先天的条件的不同，每个人对于音乐的感受――乐感的天赋不同一样，由于先天条件的差异，每个人对于计算机的感悟能力是不一样的。这种对于计算机的感悟能力的不一样，影响着我们对计算机学习的速率。然而只要我们的脑和手是健全的，我们就可以通过刻苦的练习把对计算机的感悟能力培养出 2
来。此中的决定因素有两个，一是我们对计算机感悟能力的认识必须正确。现在有一种误区，许多学生不是沉下气来做基本的训练，按循序渐进的方法去学习计算机，而是想学一学旁门左道，企图走捷径得到一个什么绝招，而使自己的计算机能力一蹴而就，这显然是不现实的。中国有一句俗语叫做“熟能生巧”，“熟能生巧”者，功到自然成者也，就是说培养对计算机的感悟能力要经过长期间的艰苦训练。第二个因素就是我们必须有良好地学习方法，下面就谈这个问题。
三、 我们应该这样培养学生对于计算机的感悟
(一) 要从基础入手
由于同学们接触计算机的文化背景各不相同、同学们在计算机上的实践内容不尽一致、同学们各自的认识能力有高有低，这就造成了同学们对计算机的认识如同盲人摸象一样——众说纷纭。
现在流行一句这样的话：Netware is Computer。把计算机定位于网络之上，这不仅仅是基于技术的层面，更重要的是基于应用层面，因而计算机的教学必须立足于这两个层面之上。前几年在报纸上看到一则消息：“美国政府要求学生在小学毕业时学会使用Internet”，学会使用Internet并不是进一进“聊天室”、玩一玩游戏什么的，而是要求学生能够运用Internet进行学习和工作，如在网上搜寻学习信息、下载学习资料、浏览世界各地等等。因此，我们所说的认识计算机的教学，就要在传播先进的计算机文化上做文章，不仅要告诉学生计算机能够做什么，更重要的是要告诉学生我们能在计算机上做什么，我们应该在计算机上做什么，更要让学生从接触到计算机那一刻开始，就明白自己应该在计算机上做什么。
(二) 、要从基础入手
计算机文化犹如汪洋大海，人相对于计算机来说是既是渺小的，又是伟大的，说人是“渺小”的，那是因为计算机的运算速度之快、存储容量之大、应用范围之广是人脑无法企及的；说人是“伟大”的，那是因为人的想象能力才是计算机的灵魂。
俗话说“万丈高楼从地起”，培养学生对计算机的感悟能力也是要从基础抓起。基础就是时时刻刻能够使用的东西，比如文字输入技术支、系统软件、支撑软件等。中专一年级的学生初来咋到的，说基础什么都是基础，然而基础的基础毫无疑问就是对于计算机的感悟能力，也即要了解为什么要学习计算机，如何学 3
习计算机。培养学生对计算机的兴趣是培养学生对于计算机感悟能力的最好方法，为了培养学生对于计算机的兴趣，我采用的是很实在的方法。比如为了帮助学生记忆86版的130多个五笔字型字根，我就教同学唱“五笔字型字根歌”而且唱到那个键的字根就用相应的手指点一点相应的键位；为了帮助同学们了解GB2312－80的音序排列汉字的规律，我就同学们一起复习“汉字拼音歌”。为了突出教学的基础性，我调整了教材中的教学内容，把最基础的东西放在最优先的位置来学习。
(三) 、要从运用入手
所谓从运用入手，就是从具体的操作实例入手。因为这样的教学才是最有说服力的。
本期我们的教学内容概括起来就是两项基本应用，第一就Windows 98的通用操作，第二就是Word 2000基本应用。Windows 98告诉我们如何使用计算机，Word 2000告诉我们如何应用Office 2000的重要组件进行文本等对象的处理。
从运用入手，也是有方法的。我的做法叫 “步步为营”，我要求同学们跟上我思路，一步一个脚印。比如，讲第二章“中文Windows 98”我是从创建文件夹开始的，同学们学会了如何创建文件夹后，他的操作就可以在自己的文件夹中进行，这就为以后的学习，提供了一个个人平台。
从运用入手，还要求我们不要照本宣科、按图索骥，这是因为教材中所模拟的教学环境同我们实际的教学环境是有区别的。恰当的根据具体的教学环境重新设计教学内容是从运用入手的关键所在。比如，教材中说到如何创建文件夹，若我们不能因地制宜的调整教材就无法进行教学。教材中说“在C：根目录下创建一个文件名为‘USER’ 文件夹”。那么在同一网络的C：根目录下，这个文件名分配给谁呢？系统也不知道应该把这把这信文件名给谁。如果我们改为“在C：盘根目录下，创建一个用自己姓名的拼音字母声母命名的文件夹”，这个问题就很好做了。
学生对于计算机的感悟能力，决定着他运用计算机的能力。俗话说千里之行，始于足下，如何使学生从接触到计算机的那一刻开始就能感悟到计算机的文化的真谛所在，是计算机起步教育阶段的教师应把握的计算机教学的真谛。 4
第二篇：计算机大师感悟
如今的孩子变懒了
多吃一点苦，又会怎么样呢？
我一定是变老了，才会这样喋喋不休的抱怨和感叹“如今的孩子”。为什么他们不再愿意、或者说不能够做艰苦的工作呢。
当我还是孩子的时候学习编程需要用到穿孔卡片。那时没有任何类似“退格”键这样现代化功能，如果你出错啦，就没有办法更正，只好扔掉出错的卡片，从头再来。
回想19xx年，我开始面试程序员的时候，我一般会出一些编程题，允许用任何语言解题。99%的情况下，面试者选择C语言。
如今，面试者一般会选择JAVA语言。
说道这里，不要误会我的意思。JAVA语言本身作为一种开发工具，并没有什么错。 等一等，我要做个更正。我只是在本篇特定的文章中，不会提到JAVA语言作为一种开发工具，有什么不好的地方。事实上，他有许许多多不好的地方，不过这些另找时间来谈了。
我在这片文章中，真正想要说的是，总得来看，JAVA语言不是一种非常难的编程语言，无法用来区分优秀程序员和普通程序员。它可能适合用来完成工作，但是这个不是今天的主题。我甚至想说，JAVA语言不够难，其实它的特色不算缺点。但是不管怎样，它就是有这个问题。
如果我听上去像是妄下论断，那么我想说一点我自己微不足道的经历。大学计算机系的课程，传统上有两个知识点，那就是指针和递归。
你进大学后，一开始总要上一门数据结构课，然后是线性链表、哈希表以及其他诸如此类的课程。这些课会大量使用指针。它经常起到一种优胜劣汰的作用。因为这些课程非常难，那些学不会的人就表示他们的能力不足以达到计算机科学学士学位的要求只能放弃这个专业。这是一件好事，因为你连指针都觉得很难，那么等学到后面，要你证明不动点定理（fixed point theory）的时候，你该怎么办？
有些孩子读高中的时候，就能用BASIC语言在Apple II型计算上，写出漂亮的乒乓球游戏。等他们进入了大学，都就去选择计算机科学101课程，那门课讲的就是数据结构，当他们接触指针就傻眼啦，后面的事情可想而知，他们就去该学政治学，因为看上去法学院是一个更好地出路。关于计算机系的淘汰率，我见过各式各样的数据通常在40%到70%之间。校方一般会觉得，学生拿不到学位很可惜，我则视其为必要的筛选，淘汰那些没有兴趣编程或者没有能力编程的人。
对于许多计算机的青年学生来说，另一门难度课程是有关函数式编程（functional programming ）的课程，其中包括递归程序设计（recursive programming）。MIT将这些课程的标准提的很高，还准们设计了一门必修课（课程代号6.001），它的教材(structure and Interpretation of Computer Programs，作者为Harold Abelson 和Gerald Jay Sussman Abelson，MIT出版社19xx年版)被几十所，甚至几百所大学计算机系采用，充当事实上的计算机科学导论（你能找到这本书旧版）。
这些课程难得惊人。在第一堂课上，你就要学完Scheme语言的几乎所有内容，你还会遇到一个不动点函数（fixed point function），它的自变量本身就是另一个函数。我读的这门导论课，是宾夕法尼亚大学的CSE121课程，真是苦不堪言。我注意到很多学生，也许是大部分学生，都无法完成这门课。课程的内容实在是太难啦。我给教授写了一封长长地声泪俱下的Email，控诉这门课不是给人学的。宾夕法尼亚大学一定有人听到了我的呼声（或者听到了其他抱怨者的呼声），因为如今这门课的计算机语言是Java语言。
我现在觉得，他们还不如没有听见呢。
这就是争议所在。许多年来，像当年的我一样懒惰的计算机系本科生不停地抱怨，再加上计算机业界也在抱怨毕业生不够用，这一切造成了重大恶果。过去十年中，大量本里啊堪
称完美的好学校，都百分百转向了Java语言的怀抱，这真好的没话说啦，那些用“grep”命令【4】过滤简历的企业招聘主管，大概会很喜欢这样。最妙不可言的是JAVA语言中没有什么太难的地方，不会真的淘汰什么人，你搞不懂指针和递归也没关系。所以，计算机系的淘汰率就降低了，学生人数上升了经费预算变大了，可谓皆大欢喜。
学习JAVA语言的孩子是幸运的，因为他们用到以指针为基础的哈希表时，他们永远也不会遇到古怪的段错误（segfault）【5】。他们永远也不会因为无法将数据塞进有限的内存空间，而急的发疯。他们永远不用苦苦思索，为什么在一个纯函数的程序中，一个变量的值一会保持不变，一会又变个不停！多么自相矛盾啊！
他们不需要怎么动脑筋，就可以在专业上得到4.0的绩点。
我是不是有点苛刻啦，就像是电视里“四个约克郡男人”【6】那样，成了老古板？就在这里吹嘘我是多么刻苦，完成了所有那些高难度的课程？
但是，今天我找不到一所大学，还把拉丁语作为必修课。指针和递归不正像计算机科学里面的拉丁语和希腊语。
说道这里，我坦率的承认，如今的软件代码中90%都不需要指针。事实上，如果在正式产品中使用指针是很危险的。好的，这一点我没有异议。与此同时，函数式编程在实际开发中用到的也不多。这一点我同意。
但是，对于某些最激动人心的编程任务来说，指针仍然非常重要的。比如说，如果不用指针，你根本无法开发Linux的内核。如果不是真正地理解了指针，你连一行Linux的代码也看不懂，说实话，任何操作系统的代码你都看不懂。
如果不懂得函数式编程，你就无法创造出MapReduce【7】，正是这种算法使得Google的可扩展性（Scalable）达到如此巨大的规模。单词“Map”(映射)和“Reduce”（化简）分别来自Lisp语言和函数式编程。回想起来，在类似6.001这样的编程课程中，都有提到纯粹的函数式编程没有副作用。因此可以直接用于并行计算（parallelizable）。任何人只要还记得这些内容，那么MapReduce对它来说就显而易见啦。发明MapReduce的公司就是Google，而不是微软，这个简单的事实说出了原因，为什么微软至今还在追赶，还在试图提供最基本的搜索服务，而Google已经转向了下一个阶段，开发世界上最大的并行式超级计算机-Skynet
【8】，我觉得，微软并没有明白，在这一波竞争中它落后多远。
除了上面那些直接能想到的重要性，指针和递归的真正价值，在于那种你在学习它们的过程中，所得到的思维深度，以及你因为害怕在这些课程中被淘汰的心理抗压能力，它们都是在建造大型系统的过程中必不可少的。指针和递归要求一定水平的推理能力、抽象思考能力，以及最重要的，在若干个不同抽象层次上，同时审视同一个问题的能力。因此，是否真正理解指针和递归，与是否是一个优秀的程序员直接相关。
如果计算机系的课程都与Java语言相关，那么对于那些在智力上无法应付复杂概念的学生，就没有东西可以真的淘汰他们，作为一个雇主，我发现那些100%java教学的计算机系，已经培养出了相当一批毕业生，这些学生只能勉强完成难度日益降低的课程作业，只会用JAVA程序编写简单的记账程序，如果你让他们编写一个更难的东西，他们就束手无策啦，他们的智力不足以成为程序员。这些学生永远也通不过MIT的的6.001课程，或者耶鲁的CS323课程，坦率的说，为什么作为一个雇主的心目中，MIT或者耶鲁大学计算机系的学位的分量要重于杜克大学，这就是原因之一。因为杜克大学最近已经全部转为JAVA语言教学。宾夕法尼亚大学的情况也很类似，当初CSE121中的Scheme语言和ML语言，几乎将我和我的同学折磨致死，如今已经全部被JAVA语言替代。我的意思不是说，我不想雇佣来自杜克大学和宾夕法尼亚大学的聪明学生，我真的愿意雇佣他们，只是对于我来说，确定他们是否真的聪明，如今变得更难了。以前，我能够分辨出谁是聪明的学生，因为他们可以在一分钟内看懂一个递归算法，或者可以迅速在计算机上实现一个线性链表操作函数，所用时间同黑
板上写差不多，但对于JAVA语言学校毕业的学生，看着他们面对上述问题苦苦思索，做不出来的样子，我分辨不出到底是因为学校里没教，还是因为他们不具备编写优秀软件作品的素质。Paul Graham将这一类程序员称为“Blub”程序员【9】.
JAVA语言学校无法淘汰那些永远也成不了优秀程序员的学生，这已经是很糟糕的事情了。但是，学校可以无可厚非的解释，这不是校方的错。整个软件行业，或者说至少是其中那些使用grep命令过滤简历的招聘经理，确实一直在叫嚷，要求学校使用JAVA语言教学。
但是，即使如此，JAVA语言学校的教学也还是失败的，因为学校没有成功训练号学生的头脑，没有使他们变得足够熟练、敏捷、灵活，能够做出高质量的软件设计（我不是指面向对象式的设计，那种编程只不过是要求你画上无数个小时，重写你的代码，使他们能够满足面向对象编程的等级继承式结构，或者说要求你思考到底对象之间是“has-a”从属关系，还是“is-a”继承关系，这种“伪问题”将你搞得烦躁不安）。你需要的是那种能够在多个抽象层次上，同时思考问题的训练。这种思考能力正是设计优秀软件架构所必需的。
你也许想知道，在教学中，面向对象编程（object-oriented programming，缩写OOP）是否是指针和递归的优秀替代品，是不是也能起到淘汰作用。简单的回答是：“不”。我在这里不讨论OOP的优点，我只之处OOP不够难，无法淘汰平庸的程序员。大多数时候，OOP教学的主要内容就是记住一些专有名词，比如“封装”（encapsulation）和“继承”（inheritance）,然后，再做一些多选小测验，考你是不是明白“多态”（polymorphism）和“重载”（overloading）的区别。这同历史课上，要求你记住重要的日期和人名，难度差不多。OOP不构成对智力的挑战，吓不跑一年级新生。据说，如果你没学好OOP，你的程序依然可以运行，只是维护起来有点难。但是如果你没学好指针，你的程序就会输出一行段错误信息，而且你对什么地方出错了毫无想法，然后你只好停下来，深吸一口气，真正开始努力在两个不同的抽象层次上，同时思考你的程序是怎么运行的。
顺便说一句，我有充分的理由在这里说，那些使用grep命令过滤简历的招聘经理真是荒谬可笑，我从来没见过能用scheme语言，Haskell语言和C语言中指针编程的人，竟然不能再两天时间里面学会JAVA语言，并且写出java程序，质量竟然不能胜过那些5年JAVA编程经验的人士。不过，人力资源部里那些平庸的懒汉，是无法指望他们听进去这些话的。
再说，计算机系承担的发扬计算机科学使命该怎么办？计算机系毕竟不是职业学校啊！训练学生如何在这个行业里工作，不应该是计算机系的任务。这应该是社区高校和政府就业培训计划的任务，那些地方会交给你工作技能。计算机系给予学生的，理应是他们日后所需要的基础知识，而不是为学生第一周上班做准备。对不对？
还有计算机科学是由证明（递归），算法（递归），语言（λ演算[10]），操作系统（指针），编译器（λ演算）所组成的。所以，这就是说那些不教（语言，不教Scheme语言，只教JAVA语言的学校，实际上不是根本在教计算机科学。虽然相对于真实世界来说，有些概念毫无用处，比如函数的科里化（function currying）[11]，但是这些知识显然是进入计算机科学研究生院的前提。但是，我不明白，计算机系课程委员会为什么会统一将课程的难度将到如此低的地步，，以至于他们无法培养出合格程序员，甚至也无法培养出合格的哲学博士，进而能够申请职称，且慢，也许我明白了。
实际上，如果你回顾和研究学术界在“JAVA大迁移”（great java shift）中的争论，你会注意到，最大的争议是Java语言是否还不够简单，不适合作为一种教学语言。
我的老天啊，我心里说，他们还在设法让课程变得更简单。为什么不用勺子，干脆所有东西一勺一勺都喂到学生口中，让我们再接管考试，这样一来就没有学生改学美国研究[13]，，看上去我们一个小组正在开展工作，创造出一个简化的JAVA子集，以便在课堂上教学。这样学生的小脑袋就不会因为遇到有点难度的课程，而感到烦恼啦，除非那门课里只要求做一些空前简单的计算机习题。
计算机系如此积极地降低难度，有一个理由可以得到赞同，那就是节省更对的时间，教授真正的属于计算机科学的概念。但是，前提是不能花费整整两节课，向学生讲解JAVA语言中Int和Integer有何区别[16]，好的，如果是这样，课程6.001就是你的完美选择。你可以先讲Scheme语言，这种教学语言简单到聪明学生大约只用十分钟，就能全部学会，然后你将整个学期剩下的时间，都用来讲不动点理论。
注解：
[1]在美国，法学院的入学都必须具有本科学位。通常来说，主修政治学的学生升入法学院的机会最大；
[2]在麻省理工学院，计算机系的课程代码都是以6开头的，6.001表明这是计算机系的最基础课程；
[3]Scheme语言是LISP语言的变种，诞生于19xx年的德MIT，以其对函数的