一、创新的重要
21世纪是一个新世纪，需要有新型的人才。这种新型人才必须具有创造性、能与人合作共事和拥有高尚的道德情操。联合国“国际21世纪教育委员会”提出了“教育的四大支柱”，这四大支柱提出教育的终极目的，就是让学生学会认知、学会做事、学会生存和学会共同生活。学会共同生活可说是四大支柱的基础，而蓁的三项能力则可以有“创新能力”来概括。
“创新”是指能为人类社会的文明与进步创造出有价值的、前所未有的全新物质产品或精神产品。人类与大自然做斗争的每一次胜利都离不开创新。1991年10月召开的国际创造学大会上各国代表所取得的一致共识是“创造力开发是民族生死存亡的关键”。国家主席江泽民在1999年6月在全国第三次教育工作会议上强调“教育在培育创新精神和培养创造性人才方面，肩负着特殊的使命。”香港特别行政区政府教育统筹委员会也落实了21世纪整体教育目标，认为教育目标应是：“让每个人在德、智、体、群、美各方面都有全面而具个性的发展，能够一生不断自学、思考、探索、创新和应变，具有充分的自信和合群的精神，愿意为社会的繁荣、进步、自由和民主不断努力，为国家和世界的前途作出贡献。”并以四个口号来表述培养学生首要达致的目标，分别是“乐于学习、善于沟通、勇于承担、敢于创新”。因此，从国际层面、国家层面以致特区层面均看见创新是教育必须达致的效果。
教育离不开教学过程；教学过程离不开教学设计；教学设计离不开教学资源的设计与开发；现代教学资源的设计与开发则在教学软件中得到体现。因此，教学软件的设计与开发必须能使学生得到创造力的培养，以致能全面结合到教育的根本目的，这样才可以真正为教育服务。

二、从培养创造性思维的高度下探讨教学软件的设计
教学软件的设计与开发，必须结合到培养学生创造力之上，才能真正为准备21世纪新型人才来服务。究竟现时教学软件的各种形式与其优势是否可以支持创造力的培养，这确实是教育技术界应关注的一个重要课题。
1．从教学软件的交互性优势来看，计算机确实能与学生产生积极而频繁的信息交换，从而提升学习交通，交互性较强的教学软件更能发挥这种优势。这种交互的大前提是教学软件设计者预先把问题、答案及资料编到程序里，然后通过计算机主动、学生主动或混合的方式来进行教学。然而，由于设计者理论上没有可能照顾到所有不同认知结构的学生的个别需要，因此所设计的学习策略与方法便不可能完备地应付不同学生的需要，比起一个理想的人类教学者来说，这种交互性可算是极其有限，未能发挥人类所独有的随机应变的能力，学生只能通过预定及限定的几条轨迹去学习，在学习的历程中，创造力的培养显然未有被受关注。
2．从支持个别化教学的角度来看，因一直以来个别化教学思想和理论的支持，以及计算机软件开发的适时配合，教学软件在这方面肯定已取得相当的成绩。但在这里应当指出，单以个别化教学来培养学生的创造性思维必然有其局限性。近年来因建构主义的兴起，协作学习的风气日趋备受重视，加上网络技术的进步，大大提升制作支持协作学习的教学软件的可能性。换句话说，教学软件的设计不应单走向个别化，而应给予协作学习适当的支持。协作学习有利于创造性思维的培养，例如学生透过教学软件设计者的刻意安排，可在网络上与不同的社群交流意见，亦可与同学进行美国奥斯朋博士所倡导的脑力振荡活动来激发构想，利用集体思维的方式，使思想互相激荡，发生连锁反应，以引导出创新的产物。
3．实时反馈可算是教学软件的显著优点，可是这些反馈往往是按照行为主义的刺激一反应模式进行，缺乏弹性和空间。例如在操练与练习模式的工作流程中，计算机一般首先向学生呈现问题，然后学生应答，计算机继而作出评定。评定后有三个可能性：第一是应答正确，计算机给予确认或致谢；第二是预期的不正确，计算机立时给出提示，让学生再作应答；第三是未预期的不正确，计算机只可显示正确的答案。这些反馈一切已按照所编定程序进行，反馈变得封闭，扼杀了学生的创意空间。有些题目，例如要求学生选出形容词以形容某个情境时，一般教学软件设计者只给出一个可接受的答案。然而可接受的却可能不只此一个，但程序则给它绝对化了，这便阻碍了学生的创意发展。因此，设计教学软件的时候应让计算机尽量储存较多可接纳的答案，然后列于表中，待学生输入后再核对此输入是否在这个可接受的答案列表中，使反馈变得较为开放，增加培养创造力的机会。至于一些根本没有固定答案的问题，由于现在对教学软件注入具思考型的人工智能技术尚未成熟，折衷的办法可以是从封闭（此处封闭是指系统已被固定编程）的教学软件系统中跳出，把学生引到网上讨论区进行实时讨论与协作学习；又或者引到电子邮件中把意见寄给老师等候回应；甚或引到互联网相关网站或搜寻引擎中寻找更多资料及意见，使学生的思维得到较大的发散，给予培养创造力的空间。
4．从学习资源的设计与运用的角度来看，以往的教学软件一般按着自我完善的“一件包办、形式开发，然后储存于唯读光盘或硬盘中。由于这类软件中所包含的学习方法和学习策略等往往均受其设计者所规定，学习者本身的独特个性因而未能被充分照顾。然而，学习虽然有方法，但是却无定法。不同学生的学习方法肯定不尽相同，并且会有他们个别的风格和规律。因此，自我完善的“一件包办”式教学软件便会扼杀创意学习的空间，这相当于压抑了创造力的培训机会。相反，在网络技术愈趋成熟的今天，“基于资源的学习”便更加容易得到实践。教学软件的设计与开发必须结合到网络技术上，这才真正有利于让学生自主发现、自主探索和自主学习。网络式的教学软件成了学生的认知工具，由于学生需要自己更主动地安排学习的内容、方式和时间，并要调整学习的进程和对自己的学习进行评鉴，因而形成了一种更具创意的学习模式，学生的创造力必然得到更大的培训机会。再者，以往的“一件包办”式教学软件只能给予人机交互的机会，而网络式的教学软件除了同样提供人机交互的机会外，更增加了人－人交互的可能性，通过人与人之间的交互，学生的创造力必然得到更大的发展。

三、设计及开发教学软件的新维度――创造性思维的维度
何克抗教授在其专著《创造性思维理论――DC模型的建构与论证》中指出，无论是随意创造思维与非随意创造思维的心理操作过程，都必须要有发散思维的方向性指导，然后再透过思维的主体作用来得到创新的机会。根据物质运动与时间、空间不可分的哲学观点，作为对物质运动作出概括与间接反映的人类思维，其基本形式只能有两类：时间逻辑思维和空间结构思维。时间逻辑思维的材料（思维加工对象）是基于言语的概念，其思维加工的手段、方法主要是运用概念进行分析、综合、抽象、概括和判断、推理；空间结构思维的材料主要是空间视觉表像，这种空间视觉表像又分反映事物属性的表像（称为“属性表像”或“客体表像”）和反映事物空间结构关系的表像（称为“关系表像”或“空间表像”）两种。由于客体表像和关系表像的思维加工方法有较大的差异（相应的脑神经生理机制也不一样），所以通常把空间结构思维进一步划分为两个子类：以客体表像作为思维材料的称形象思维，其加工方法主要是运用事物表像进行会析、综合、抽象、概括和联想、想象（再造想象、创造想象）；以关系表像作为思维材料的称为直觉思维，其加工方法主要是运用关系表像进行整体把握、直观透视、空间整合和快速综合判断。可见，时间逻辑思维、形象思维和直觉思维是人类思维的三种基本形式。
何克抗教授指出，创造性思维的出现在于发散思维的方向性指导，然后再通过人类的三种基本思维要素（时间逻辑思维、形象思维和直觉思维）的某些循环操作过程，并由辩证思维提供宏观的指导策略，及横纵思维提供微观的心理加工策略而得。由于上述所列的三种基本思维要素之间的关系非常密切，互相依存支持，亦没有高低之分，因此，要培养创造力便必须首先在发散思维打好基础，并要以“综合的方式”来训练时间逻辑思维、形象思维和直觉思维。意即要把时间逻辑思维和形象思维的训练结合起来，而不是将二者割裂；时间逻辑思维和直觉思维也要结合起来，而不应割裂。
然而一般的教学软件往往只重视时间逻辑思维的训练，并没有重视发散思维、直觉思维和形象思维的训练，大大降低创造力的培养机会。即使偶尔间对直觉思维及形象思维有所训练，却流于肤浅和割裂。因此，无论在任何一个学习领域，在开发教学软件时应多考虑一个全新的设计维度，就是如何透过这个教学软件增加培养发散思维、综合地培养时间逻辑思维和直觉思维、并综合地培养时间逻辑思维和形象思维，从而提升学生的创造力，达致教育的根本目的。
1．发散思维的作用是要解决思维的方向性问题。发散思维也叫求异思维、逆向思维或多向思维。它没有自已特定的思维材料和特定的思维加工手段和方法，但对思维的方向性作出了积极的指导作用。所有创新过程都离不开思维的发散。然而，在大部分教学软件的设计中，由于设计者单想教导学生正确的答案，程序一般都是以求同思维、正向思维及聚合思维的方式“有效率地”支学生引领到正确的答案上，这种设计方式只会把学生培养成只懂正向思考，太早把思维聚合的思考模式，大大扼杀当面对新问题时懂得发散寻找答案的能力，掏创造力的培养。因此在教学软件的设计中，必须把握给学生思维发散的机会，在设计中预留更多思考及选择空间，让学生能在更多不同思维方向的途径下，来经历不同的学习结果及给予比较这些不同结果的机会。唯有靠着这样的训练，学生面对问题时，思维才不会过早聚合，创新的可能性才可得到提升。
2．直觉思维是以“关系表象”作为思维加工材料，教学软件的设计必须训练学生对关系表像的加工方法，即对表像进行整体把握、直观透视、空间整合和快速综合判断。对事物整体把握，就是撇开事物的细微末节，从整体、从全局去把握事物，是一种从大处着眼、总揽全局的思维训练。对直觉思维来说，整体把握是指对事物之间关系的整体把握，只考虑事物之间的关系而不考虑每个事物的具体属性；要从整体上把握事物之间的关系，直觉思维所用的方法是“直观透视”和“空间整合”，而不是靠逻辑的分析与综合。还要注意的就是要操练学生对事物关系快速判断的能力，因为直觉思维要求思维主体要在瞬间对空间结构关系作出判断，是一种快速的、跳跃的空间立体思维，而并非像逻辑思维在一维时间轴上的线性、顺序的慢节奏思维。有些学科例如数学、地理、物理、化学等均有训练直觉思维的内容，教学软件的设计必须牢牢抓紧这个机会。
3．在综合地训练时间逻辑思维及直觉思维方面，数学则是一个好例子。数学中的概念只有两类：一类涉及对象的空间结构关系，另一类则涉及数量关系。数量关系通常要依靠时间逻辑思维运用数字或数字符号进行一步步的分析、推理、运算来解决；空间结构关系则最适合通过直觉思维来判定。可见，数学的学科性质本身决定了其教学过程必须是直觉思维和时间逻辑思维二者密切结合。遗憾的是，多年来数学教学法与教学软件均忽视了直觉思维，几乎把数学变成了一门纯粹运用逻辑思维的学科，因此教学软件的设计必须要既能创设情境又能让学生主动参与，可让学生通过做“数学实验”去主动发现、主动探索，真正实现了直觉思维与时间逻辑思维的结合。例如在几何画板这一类的软件设计中，学生便可通过任意改变线段的长短和通过鼠标拖动端点来观察两个三角形的形态变化，一方面是在直觉思维上得到训练，另方面则可从数量的改变得出不同的空间结构关系，综合地训练时间逻辑思维与直觉思维。
4．形象思维是以“属性表像”作为思维加工材料，教学软件的设计必须训练学生对属性表象的加工方法，即对表象进行分析、综合、抽象、概括和想象等心理操作。分析是将一个事物的完整表象分解为若干个组成部件的心理操作过程（每个组成部件也是一个独立的表象）；综合是半同一类事物的表象加以合并，使之更完整、更精确的心理操作过程；抽象是指抽出同类事物的本质属性，而舍弃非本质属性的心理操作过程；概括是把个别事物的本质属性推广到同类其它事物的心理操作过程；想象是对原有多种表象进行调节、整合与重构的心理操作过程。形象思维的训练要求教学软件的设计包括对学生激发观察兴趣、增加表象累积、培养观察能力和发展想象力。例如在识字教学的软件设计中（以教学“鸟”为例），首先应透过多种手段（如图片、相片、视像及声音等），通过不同的感知觉激发学生观察及让他们累积表象。在培养观察能力方面，用各类方法吸引他们认真听，观察鸟的形态，听取它们的叫声。在观察时，教学软件必须操练学生按一定的顺序去观察事物，例如按照由整体到部分，或由部分到整体，由上而下，由外而内，由远到近等逻辑顺序原则。还要求学生通过相似、相关和相反的方式把表象进行联想，亦可抽取出雀鸟表象的特征（例如飞翔），然后又可以对表象进行想象加工，想象包括了对表象的重新组织及构造，形成新的表象（例如飞机）。
5．至于综合地训练时间逻辑思维及形象思维方面，例如在“观察方法的培养”中，强调应抓住事物的重点和主要特征来观察，但是，什么是重点和主要特征，通常并不是由形象思维来确定，而是要依靠逻辑分析，所以确定重点和主要特征的过程也是逻辑思维的训练过程。就算是低年级的识字教学，其实一方面能训练形象思维，同时也在时间逻辑思维上给予一定的基础，因为时间逻辑思维的加工对象乃是基于以言语来表达的概念，例如鸟字便可以成为这样可加工的概念。对于较高年级的学生而言，如联系到介绍雀鸟的互联网站，要求学生分析和比较不同的雀鸟，以言语文字道出综们的特征，从形象思维的观察训练转变成时间逻辑思维的训练，这两种思维便可得到有机地整合。至于“发展想象能力”的训练，那与逻辑思维的关系就更加密切了，除了“激发情感”主要是形象思维以外，其余象“看图想象”、“情节补充”、“自编童话”和“想象未来”等训练方法，由于都涉及语言文字表达过程，而要能够把想象结果生动、流畅地表述出来，都需要经过逻辑思维的深思熟虑才有可能。

四、结语
虽然一直以来，不同的学习领域有着不同的教学软件设计手段，以致达到不同的学习目标。然而，就教育的根本目的而言，创造力的培养才是基本的问题所在。因此，笔者认为任何学科中的教学软件设计都应考虑如何培养创造力的问题，多开展一些新的策略，训练发散思维、并综合地训练时间逻辑思维、直觉思维和形象思维，这才是莘莘学子的福祉。

【参考文献】
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选自《中国电化教育》2001.5

摘自数学教育论坛