高中信息科技教学中创新素养的培养策略与方法探讨

高中信息技术教学中学生创新素养的培养

摘要：培养具有信息素养和创新能力的未来创新人才关系国家和民族的兴衰成败。为此，信息技术教师在教育教学过程中应注重开发学生的创造潜能，培养学生的创造性思维，鼓励学生主动思考、善于思考、独立思考，突出培养学生的创新能力。创新素养，强调创新能力的提升。本文对创新素养的内涵和外延提出看法并进行探讨；高中信息技术教学中创新素养的显现与本质；培养学生创新素养的策略、方法和工具；以及对多元化创新素养培养的思考。

关键词：高中 信息技术 创新素养

1.创新素养与高中信息技术学科教学

（一）创新素养的内涵与外延

创新素养是以新思维、新发明、新描述为特征的观念培育过程。 “创新”有多重含义，包括更新、创造和改变事物。但无论从哪个层面来看，创新都是一种典型的人类自主行为，是人们有意识地对世界进行探索性劳动的过程。 “素养”是指一个人的修养和修养，也指一个人平时养成的良好习惯。从内涵和外延来看，创新素养有以下几个方面：

1.在现有基础上进行更新

创新以现有思维模式为指导，提出不同于传统或普通人思维的见解。它利用现有的知识和材料，根据理想的需要或满足社会的需要，在特定的环境中修改现有的内容。更新和发展，并能取得一定的有益效果。

2.从无到有的创造与发明

有些东西本来就不存在，而是通过创新者的思考和实践创造出来的。创造发明的过程需要创新，是一个从无到有的过程。

3、对过去事物的改造和创新

在过去事物的基础上，通过探索，对原有的事物进行创造性的改造、创新，使之比原来的更好。这也是创新的具体体现。

4、不断探索的好习惯

这是创新素养非常重要的体现。随着年龄的增长，孩子慢慢开始变得害怕、尴尬、不好意思、服从规则，从而失去了尝试和探索一切的精神。所谓创新素养的培养，就是要保护学生主动探索的好习惯，使他们保持对外部世界和内心世界的好奇心、问题意识和想象力。

（二）信息技术创新素养

在当今网络信息时代，网络和信息技术高度发达，信息技术教学既要培养学生的信息素养，又要注重创新素养的培养。信息技术创新素养可以从以下几个方面进行探索。

1.迭代算法思维的培养

汉语词典对“迭代”的解释是替换、轮换的意思。迭代是重复反馈过程的活动，通常是为了接近期望的目标或结果。该过程的每次重复称为“迭代”，每次迭代的结果作为下一次迭代的初始值。迭代思维已经从一种算法逐渐升级为一种方法、理念和思维模式。将迭代应用于创新思维培养是信息学科的独特优势。如今，很多技术的创新都是一个设计和思维的迭代过程。 ，迭代思维对于学生的思维发展和创新素养培养非常有意义。

2.信息技术中的创客思维

“创客”不仅仅是一群人，更是一场坚持创新、不断实践、乐于分享的运动。它也是一种教育，是一种能够打破知识型价值观、转变教学过程、实施创新教育的教育理念和方法。创客思维坚持在信息技术课堂教学中渗透创新、追求梦想、乐于分享的创客精神，是着力培养学生创新思维和创新能力的体现。

3、新兴技术实践与研究

信息技术是一门站在新技术前沿的学科。教师在教学中不仅可以通过尝试和实践新技术让学生体验和学习一些新技术，更重要的是启发和引导学生跨技术学习。学习、制定方法并体验技术背后的创造性思维。

4、软件应用的尝试

在信息技术教学中，学生不可避免地会学习和使用各种软件。通过学习，学生不仅要掌握老师传授的技术，更重要的是教会学生尝试迁移学习，探索老师没有教过的东西，体验软件设计背后的变革、创造、创新等创新思维模式，以及能够举一反三，尝试一些新的理论、实践和应用。

2.高中信息技术创新素养培养策略

中学阶段是人一生发展的黄金时期和最好的时期。初中阶段，学生的身心开始发展。进入高中阶段，学生会变得更加成熟和理性。学生的世界观、人生观、价值观逐步建立和发展。高中生各方面的能力都比初中生强，能够独立思考。

（一）营造轻松愉快的创新氛围

在课堂教学中，如果教师能够营造轻松愉快、容易激发创造力的氛围，学生就能在愉快的心情中放飞思想，使思维逐渐从禁闭走向开放，有利于学生的成长。学生创新能力的培养。

1.精彩有趣的课堂导入是创新的源泉

每节课开始时，老师的“介绍”都非常关键。这是一堂课的开场白。它不仅能调动学生的学习兴趣，还能使学生身心愉悦，激发他们的学习热情。有时是有趣的图片，有时是精彩的视频，有时是快乐的故事或游戏。

案例一：枚举算法课上，老师用全班同学玩“数字游戏”来“介绍”它。首先，解释一下游戏规则。比赛有两轮。如果学生不及格，他将受到惩罚。于是同学们全神贯注！第一轮，要求学生从自然数100开始，逐个报出数字。遇到2的倍数时，跳过该数字，不报告。比赛过程中发现，同学们几乎从不报错，对报数反应也很快。第二轮，要求学生从自然数100开始，遇到2的倍数或3的倍数时，跳过该数，不报。第二轮游戏中，发现同学们报数反应明显变慢，部分同学开始报数错误。当然，按规矩惩罚学生，就是让学生向全班同学说“我错了”，然后继续。通过开场游戏，同学们玩得很开心，体验了枚举和测试的两个过程。学生们积极开动脑筋，避免犯错误。最重要的是，通过有趣的游戏，激发了学生的兴趣和思维，培养了学生的探索和创新精神。

2.新颖独特的课堂活动是源源不断的创新源泉

实践证明，如果学生对所学的内容产生浓厚的兴趣，就会变被动为主动，变强迫学习为自觉学习，心情就会变得愉快，注意力就会变得集中、持久，观察力也会变强。能力会变得更加鲜明。学生变得更加敏锐，想象力更加丰富，创造性思维更加活跃，从而保持学习动力。这就需要教师在课堂上设计好课堂活动和教学环节，让学生融入课堂，积极思考、探索和创新。

案例2：在教授二分搜索算法的例子时，老师打开了一个预先设计的程序，名为“猜水果”，然后学生A和他的同桌学生B站起来，B学生充当公证人。角色参与。首先，让A班把他最喜欢的水果记在心里，但不要告诉别人写在纸上，并要求A班把写好的纸条交给B班保存。然后老师问A同学几个问题，最后程序猜出了A同学喜欢的水果。当学生 B 被要求向全班展示这张纸条时，学生们感到很惊讶。 “像刘潜的魔法一样，程序怎么知道别人在想什么？”然后，老师顺势而为，逐步拆解原因，深入讲解知识点，最终达到了教学目标。

3、优化编排的教学内容是创新的活力源泉

教学内容一直是​​课堂教学的核心组成部分。如何利用既定的教学内容，优化教学内容的组织和安排，达到最佳的教学效果，是一门深奥的学问。

案例3：冒泡排序算法实例本课有冒泡概念分析、冒泡排序过程方法等教学内容。老师首先安排同学们观看了一段五分钟有趣的爱尔兰踢踏舞微视频。视频大致反映了十位舞者两两比较、交换位置的过程（即冒泡排序的执行过程）。观看视频后，向学生提问，组织学生讨论思考，然后引入冒泡排序的概念，即每个处理步骤从底部元素开始，从下到上比较相邻两个元素中的数据。将值较小的数据交换到上面的元素中。随后，为了吸引学生更加集中注意力，融入课堂，老师让四名学生拿着老师提前准备好的四张大数字卡上台，现场模拟踢踏舞内容，并进行了泡泡表演。四个数字的排序过程，并要求学生边看边思考三个问题，即n个数字最多可以处理多少次，可以比较多少次，可以交换多少次。这时，全班同学都在关注台上同学的表现。四位同学的表演结束后，他们接着对上述冒泡排序的三个要点进行了分析，最后用两三个冒泡例子来巩固所学知识，并在下课前进行了课堂总结。通过优化教学内容，让学生在学习中主动思考、实践创新，跟随教师和课堂活动，探索学习。

（二）深入潜移默化的创新意识

创新往往是通过渗透、潜移默化、润物细无声而发生的。有专家表示，开设某种“创新课程”能否培养学生的某种创新素养值得怀疑！因为创新一旦成为一门课程，就会成为一种套路，这与创新的初衷是背道而驰的。在教学中，以下几个方面的实践有利于渗透学生的创新意识。

1、设置问题，激发学生对知识的好奇心

在讲信息压缩课时，老师拿出几张图片投射到屏幕上，让学生看图片中的花瓣或叶子是否在动（实际上图片是静止的）。很多学生看到后回答说，图中的花瓣或叶子在动。但当老师向学生们宣布这张照片实际上是静止的时，学生们都感到惊讶。然后老师问学生为什么？这个问题引发了学生的思考，学生也想知道答案。事实上，那些静态图片利用了人眼的补偿效果。静止图像中的运动感主要是由人眼的生理特征和心理感觉引起的。当人向前、向后、向左、向右移动时，由于视觉聚焦问题，所以也会使画面移动。这个问题不仅引发了学生的思考，也激发了他们的好奇心。同时，自然引入了图像有损压缩的知识，其实也利用了类似的原理。

2.鼓励提问，培养学生的好奇心

提出一个好问题比得到正确答案更有意义。在教学中，要鼓励学生大胆探索、积极思考、提出各种问题。能够提出问题意味着学生有好奇心、思考、研究和探索。教师在教学中要及时发现和鼓励学生的创新行为，鼓励学生问为什么。在信息技术课堂教学中，我们努力营造轻松、积极、探索性、创造性的课堂氛围，强调鼓励学生在课堂上敢于提问。只要他们敢于参与，他们就会成功。

3、转变视角，锻炼学生的创造力

每个人都拥有巨大的潜在能力。关键是这个潜力能否挖掘、发挥出来。普通人之所以无法与牛顿、爱因斯坦、巴尔扎克相比，不是创造能力，而是创造能力。是能否激发创造欲望。创造能力，我们大多数人实际上并没有意识到我们的创造潜力。中国几千年的社会制度、传统伦理、教育制度，很多都摧毁和压制了人们的创造欲望。所以，现在对我们来说最重要的是转变观念。学生就像一根柴火。木柴本身就含有能量。老师应该是点燃柴火的火柴，让其处于燃烧状态，释放出巨大的能量。激励学生创造的最有​​效的刺激之一就是表扬、鼓励和荣誉。二是帮助他们树立远大志向。此外，教师还应有意识地注重培养学生的创造力和个性品质，如独立、自信、进取精神、勇气、探索精神、毅力、好奇心等，以塑造综合创造力型人才。

4、倡导提问，激发学生提问欲望

“学多则疑，疑少则进步小，疑大则进步大”。在信息技术教学中，要善于引导学生提问。提问可以从根本上消除学生等待老师传授知识的依赖，变被动吸收为主动探索。这是发挥学生主体作用的好方法。很容易激发学生的兴趣和探索欲望，点燃发现问题的导火索。教师要通过自己的言行来启发学生，让学生敢于提问、善于提问，消除他们的自卑感和紧张情绪，让他们以轻松的态度投入到学习中，使思维活跃。创造提问的时间和空间，培养提问意识，激发学生的学习兴趣，启发和发展学生的发散思维，培养他们主动的探索精神，从而培养学生的创新意识。

（三）新方式培养创新思维

一些创新、有趣的信息技术教学行为可以对培养学生的创新思维起到良好的作用，例如：

1.培养知识转移的扩展思维

延伸思维是利用已有的知识，遵循他人和前人的思维逻辑，探索未知的知识，推动知识前进，从而丰富和完善原有的知识体系的思维方式。例如，在学习计算机软件系统后，教师布置一个开放的学习项目，并要求学生回家重新安装计算机上的操作系统和应用软件。与家庭作业类似，我们有意识地培养学生的知识迁移能力，培养学生的创新思维。

2、举一反三，训练延伸思维

拓展性思维是扩大研究对象范围以获得新知识、扩大认识的思维方式。例如，通过学习信息安全章节，学生掌握了一些有关病毒和网络安全的知识。老师要求学生为自己的家用电脑制定信息安全保护计划。这时，学生必须对课堂上所学知识进行举一反三，拓展思维。 ，一步步探索如何保证个人计算机和互联网上的信息安全，这也锻炼了学生思考、探索和拓展思维的能力。

3、培养知识框图的联想思维

联想思维是将观察到的某种现象与研究对象联系起来以获得新知识的思维形式。教师在学习和整理知识点时，常常可以要求学生画出知识框图。例如，在学习计算机系统的章节中，要求学生使用框图来列出计算机系统的组件。第一层是硬件系统和软件系统。然后请学生继续思考第二层，即硬件包括什么？它包含哪些软件？接下来硬件中的五个主要逻辑组件，每个组件的作用是什么，性能指标如何判断等等，软件的分类是什么，它们是什么并给出例子，这是第三层。这样，通过层层思考问题，学生的联想创新思维就会慢慢培养起来。

4、训练编程中的逆向思维

逆向思维是一种否定原来的结论或思维方式，而用新的思维方式去探索，从而获得新的认识的思维方式。例如，在设计程序时，最初设计的算法和代码可能不是很合理。那么就必须对代码进行优化和改进，修改之后再运行和调试。这是一种批判性思维方法，有利于提出新的、不同的问题解决方案。这也是一种探索性、创新性的思维方法。

三、高中信息技术创新素养培养方法

(一)案例教学法

在信息技术教学中，往往可以结合学生身边的事情，给出一些案例进行教学。例如，在学习计算机网络部分时，可以举一个学生自己家里需要连接互联网组成家庭网络并使用无线的例子。学生应该做什么？因此，学生从计算机网络的组成、通信线路和连接设备、网络配置以及接入互联网的方法等方面认真学习，最终达到自己的目的。从身边的具体案例出发，让学生感受到生活化教学的亲切感。他们不仅学习知识，而且达到解决实际问题的目的。

(2)图像比较法

形象类比法是一种利用感知到的知识来映射新知识，使新知识更容易理解的教学方法。计算机科学中的一些内容比较抽象，难以被学生接受和理解。作为一名教师，应该具备化繁为简、深入浅出的能力。这就需要教师对教材和教学方法进行更多的钻研。在教学中，巧妙运用生动的比喻，使学生易于接受、记忆深刻。例如，当谈到计算机网络的三要素，即计算机设备、通信线路和连接设备、网络协议时，学生就是记不住。即使死记硬背，也不一定能理解。因此，老师将交通系统和生活中的网络系统进行了比较。交通系统包括路上的汽车、自行车、行人，就像计算机设备；上海的交通系统十分复杂，包括普通道路、高架道路、地铁、高铁等，且各个交通子系统相互连接，如虹桥火车站与地铁2号线虹桥火车站相连彼此，就像通讯线路和连接设备；道路上的行人和汽车在行走时都需要遵守交通规则才能保证安全，这就像网络协议一样，网络中的设备必须遵循网络协议才能进行通信。通过这样的形象比较，加深学生对知识的理解，引发学生的联想，培养学生的创新意识。

(3)技术探索方法

信息技术教学课堂能够充分体现信息技术的元素，让学生更多地体验信息技术课程的技术性和趣味性，从而激发学生学好信息技术的欲望和创新精神。例如，我们可以将课程内容放在校园内网或公共互联网上，建立在线学习平台。很多年前就有Moodle课程学习平台，现在有一些更好的平台。例如，教师可以创建在线课程或利用微博、微信、QQ群等平台与学生互动。上课时，教师可以要求学生参加在线考试、在线调查等，让学生亲身体验互联网和科技的神奇。教师还可以进行微课和翻转课堂、电子书包、移动教学、云盘和云笔记技术、大数据探索、PC软件和移动APP应用等教学实践，这不仅让学生感知新技术的同时，也让学生探索技术背后的创新。

4.高中信息技术创新素养培养工具

(一)思维可视化工具的应用

上一篇知识框图的制作其实可以使用思维可视化工具。思维可视化是指利用一系列图表技巧，将原本不可见的思维呈现出来，并使其清晰可见的过程。形象化的“思维”更有利于理解和记忆，因此能有效提高信息处理和传递的效率。一张图胜过一千个字。图片是最直观的语言，易于阅读、理解、记忆和记忆。因此，实现“思维可视化”最有效的方法就是用“图片”来呈现“思维”。实现“思维可视化”的技术主要包括：思维导图、模型图、流程图、概念图、图片、图标、漫画、表格等；当然，“思维可视化技术”不仅仅指思维图表的绘制技术。它还包括思维导图的呈现、传播、存储、交互、共享、修改等一系列技术。思维可视化工具在信息技术教学中的应用可以提高学生的信息素养、探索创新精神。

(2)计算机绘画与绘图的应用

电脑绘画是在传统绘画基础上发展起来的新兴绘画艺术。在实践中，我们发现电脑绘画不仅有助于提高学生的审美能力，而且对于开发学生的创造性想象力、培养独特的创造力具有重要意义。绘图是Windows自带的一个小程序。还有很多绘图软件，如SmoothDraw、Painter等。信息技术教师从思维发展的高度教学生用绘图来思考，可以提高学生的形象思维，培养学生的创新意识。目的。

(3)可视化编程工具的应用

可视化编程，基于“所见即所得”的编程思想，力求实现编程工作的可视化，即随时可以看到结果，并且可以调整程序和结果同时地。编程教学对于学生创造性思维能力、思维训练和创新能力的培养具有重要意义。然而，如何教学生编程呢？尤其是如何以孩子们流行、有趣的方式学习编程，是一个值得思考的问题。可视化编程实际上已经成为世界各国重视青少年编程教学的人们努力的方向。可视化编程工具除了微软的VB、VF之外，还包括JBUILDER POWERBUILDER、VC# VC++、DELPHI等。近年来同样流行的还有麻省理工学院设计开发的一种针对青少年的简单编程工具，它可以让学生学习有趣的编程，例如玩游戏和搭积木。谷歌还推出了一款名为App Inventor的工具软件，通过该软件学生可以开发任何适合Android手机的应用程序。可视化编程工具有利于培养学生的信息素养和创新素养。

五、多元化培养创新素养的思考

上海高中信息技术课程包括基础、延伸和研究三种不同类型的课程。基础课程保证每个学生培养基本的信息素养；拓展课程满足学生个性化发展需求，能够进一步提高学生应用信息技术的能力和水平；研究性课程让学生将信息技术与其他学科的学习联系起来，使信息技术成为学生学习不可或缺的伙伴，同时帮助学生形成科学观念、学习科学方法。

基础课堂教学是高中信息技术教学培养学生创新素养的第一战场。延伸研究课程也是基础课程之外培养学生创新能力和素养的重要阶段。在这个阶段，教师可以进行任务驱动教学，以知识拓展和项目研究为基础拓展研究课程，这也是培养学生课堂外创新素养的重要途径。

在拓展学习的教学内容上，高中教学应重点对接大学教学，可以包括数据结构、图论、信息论、人工智能、组合数学、离散数学、概率统计、多媒体工作等学习创作、程序设计等。具体学习内容包括：算法程序包括密码、迷宫、数独、24点等；游戏程序包括围棋、国际象棋、黑白棋、五子棋等；网络程序包括文件传输、即时通讯、远程控制等。例如，笔者在学校开设过很多延伸课程，包括多媒体作品创作、网络研究与应用、信息科学学科竞赛等。

课题研究是为了引导学生在课外进行更加多样化的探索。以信息技术研究课程为例，有以下研究项目：二战中途岛海战、信息获取的重要性、百家论坛、文献资料、影视节目研究、信息加解密原理；我们身边的银行账户密码应用、基础加解密算法、加解密程序设计、机器人制作、Scaratch作品设计、手机APP应用开发等。

信息技术教师提供扩展课程或组织学生进行研究项目。在这个过程中，教师要注重传授解决问题的能力，但也要克服教师自身和学生的功利心态。比如，要想获奖，学习过程是最重要的。如果您可以在此过程中获得收益和认可，那将是更好的事情。但这不应该被迫。教师应就项目任务进行选择性教学，并允许灵活完成。最重要的是鼓励学生从事创新学习，以便学生可以通过扩展的研究课程来培养和提高自己的创新能力，并获得更多的发展和成长。

创新素养不能在一夜之间培养。这是一个长期和逐步的培养过程。信息技术教师应专注于学生的终生发展，并培养学生的创新素养。创新不仅包括技术本身，还包括周围事物，甚至包括一生发展的计划！创新素养的培养是使学生能够保持对外部世界和内在世界的好奇心，问题的意识和想象力。每所学校都应该是培养创新扫盲的地方。每个学生都应该成为培养创新素养的目标；每门课程都应该是培养创新扫盲的载体；每个老师都应该是一个展示的人的创新素养的耕种者。

参考：

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附件清单：

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