高中信息技术课堂助力科技创新素养提升

［摘要］ 科技创新素养是科技创新能力的基础，在推动科技创新上起着重要作用。新时代背景下，培养青少年的科技创新素养是当今社会对教育的要求，教师应从多学科多角度出发，多方面培养学生的科技创新素养；通过发挥信息技术学科的特色与优势，探讨高中信息技术课堂上渗透科技创新素养培育的有效策略，助力科技创新人才培养。

［关键词］ 高中信息技术；科技创新素养；科技创新人才

国家的发展离不开科技创新，科技强国，综合国力的竞争归根结底在于拔尖创新人才的竞争。高中生作为科技创新人才的后备军，知识储备较为丰富，思维活跃，认知能力逐渐成熟，逻辑思维和创新思维等高阶思维快速发展。因此，高中阶段要更注重培养科技创新人才。科技创新素养是科技创新人才必备的素质，高中教学要注重科技创新素养的培养，从多学科、多角度出发，探索并实施相应的教学策略，助力科技创新人才的培养。信息技术学科兼具综合性和实践性的特点，教师应充分发挥优势，高度重视科技创新素养培养。

一、高中生科技创新素养的内涵

科技创新是提升国家核心竞争力的必由之路，国家高度重视科技创新人才的培养。关于青少年科技创新素养，目前并无明确的定义。学者胡卫平对科技创新素质进行了阐述，认为科技创新人才所具备的素质称为科技创新素质，主要包括学习动机与能力、知识的深度理解、批判性思维等基础素质，以及创造性思维和创造性人格等核心素质；指出青少年时期是一个人科技创新素质发展的关键期。学者姬广敏也指出，青少年科技创新能力是一种有着独特的人格特质、认知处理风格和实践技能特点，包括创造力、实践能力、批判性思维能力在内的综合能力。学者王臣通过研究得出，青少年科技创新能力包含灵感思维、直觉思维、联想思维、发散思维、批判思维、合作交流、信息检索、实验技能、实践技能等能力构成要素。综上所述，笔者认为，高中生科技创新素养是具备批判性思维、创造性思维、创新实践能力、科技创新意识，以及其他有助于实现科技创新的个人品质等。批判性思维是指灵活应用已有知识和经验，用理性对问题进行假设，善于质疑并在反思的基础上进行分析与推理的思维能力。创造性思维是学生能独立思考，不墨守成规，表现为创造性地提出问题和创造性地解决问题。创新实践能力主要是学生能够在新科技知识的基础上，利用创新思维进行实践和探索所展现的能力。科技创新意识主要指学生能够认识到科技创新无处不在，且在影响着自己的学习与生活。其他个人品质包括较强的学习动机、创新精神等。其中，创新精神主要包括好奇心、求知欲、乐于发现并加以革新的精神。

二、在信息技术课程中培养科技创新素养

高中新课程改革要求发展素质教育，各学科紧紧围绕培养学科核心素养，注重培养学生解决问题的能力，培养学生的创造性思维。新课改强调在常态化的学科教学中积极开展创新实践活动，开发创造性思维，以培养青少年科技创新素养和能力。在学科教学中，科技教育活动与学科教学相辅相成，教师应在平时的日常教学中充分挖掘教材中的科技教育因素，有目的、有计划地结合科技教育组织学科教学活动，提高学生的科技文化素养。

信息技术学科具有综合性、实践性、工具性、基础性等学科特性，对提升学生的实践能力、操作能力和逻辑思维能力都有所帮助，是培养科技创新素养的课堂教学阵地之一。普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）（以下简称“新课标”）强调问题解决，倡导运用信息技术进行创新实践，鼓励学生将所学的信息技术积极地应用到生产、生活乃至信息技术革新等各项实践活动中去，在实践中创新，在创新中实践。信息技术教育，能够唤醒学生的创造能力，为学生的科技创新构建新平台。因此，教师应全面贯彻新课标，充分发挥学科优势，在高中信息技术课程中培养科技创新素养。

三、高中信息技术课堂渗透科技创新素养的路径

基于新课标，结合新教材，努力挖掘科技创新元素，助力科技创新素养的培养。笔者认为，在信息技术课堂教学中，可从以下四个方面提升高中生的科技创新素养，着重培养批判性思维、创造性思维、创新实践能力、科技创新意识与创新精神等。

1.以问题解决为导向

以问题解决为导向是培养科技创新素养的有效方法，这种方法强调解决实际问题的能力。创新往往来自解决实际问题的过程，在问题解决的过程中需要学生不断地思考、探索、实践，从而提高创新思维和创新意识。在信息技术课程中，新课标倡导的项目式教学就是以问题解决为导向，通过具体的问题情境，以学习者为中心，将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中。教师应利用项目式教学的优点，以问题解决为导向，促进科技创新素养的培养。具体实施过程中，创设实际问题情境，激活学生的内在动机，带动好奇心与求知欲，引导学生利用信息技术手段去分析和解决问题，鼓励学生提出问题，并引导他们通过搜索、筛选、整理信息等科技手段，解决问题和创新实践，从而提高其科技创新素养。

高中信息技术课程上，有些章节内容理论性较强或纯理论，教师往往只生硬地讲解，而忽略了问题的创设。笔者认为，针对这类型的内容，可以通过巧妙导入问题来避免理论的枯燥性。如必修1的“数据、信息与知识”模块，课标要求在具体感知数据与信息的基础上，描述数据与信息的特征，理解数据、信息与知识之间的相互关系，认识数据对人们日常生活的影响。教学中，教师除了让学生列举生活中相关的例子来感知数据信息和知识之间的关系外，还可以设计问题让学生探索如何更好地利用数据信息和智慧来解决该问题，在调动学生积极性的同时，培养其创造性解决问题的能力。总的来说，以问题解决为导向的教学方法，能有效促进学生科技创新素养的提升，帮助学生更好地应对现实问题，为未来进行科技创新打下坚实基础。

2.用新科技知识丰富教材

教材是教师教学的主要依据。但教师要客观地对待教材，对教材进行调整、加工整合以及补充，创造性地组织和使用教材，以发挥教材的最大作用。通过课程改革，高中信息技术新教材紧紧围绕数据、算法、信息系统和信息社会等学科大概念，结合了信息技术变革的前沿知识和发展趋势，涵盖了科技创新元素，是学生常态化教学中培养科技创新素养的基础性材料。如必修1教材的“人工智能及应用”模块，要求学生了解人工智能的相关技术及其应用领域，可以更好地使学生产生创新意识，开发其创造性思维。随着互联网、云计算、人工智能等的迅猛发展，新的信息技术和科技产品不断涌现，教材就会存在一定的滞后性。而新科技与创新是密不可分的，新科技的出现为人们提供了更多的机会去创新，通过不断学习新技术，了解新趋势，可以引发学生更积极主动地去思考，促进学生科技创新素养的提升。

3.激发课堂活力

课堂是教育教学的主阵地，课堂的氛围直接影响着教学的效果。新课改要求变革传统的课堂，将主体还给学生，让课程生动起来。为了培养学生的科技创新素养，要创设良好的课堂环境。笔者认为，课堂上应该学思并重，让学生在课堂中绽放思维的火花；鼓励创新，引导使用不同的工具与方法创造性解决问题；氛围轻松，灵活组织自主合作探究活动；注重反思，诱导产生知识的应用与迁移动机等。

以必修2教材中“信息系统的设计与开发”为例，信息系统的开发过程有系统规划、系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护等流程，为了让全体学生在课堂中活跃起来，积极加入系统开发的体验中，笔者设计了“设计小组专属的信息系统”评比项目。在该项目中，学与思结合，学生不仅需要学习开发流程，还要开启头脑风暴，创新性地设计自己小组独特的信息系统。采取小组合作探究的形式，组内成员讨论激烈，氛围轻松。当确定了本组信息系统的功能以后，采取什么样的工具来实现呢？有的团队采取纸上绘图的形式，有的提议用思维导图，有的开始网络搜索制作的工具，有的从笔者提供的学习资源包中寻找，借此可以培养学生创造性地解决问题的能力，提高科技创新素养。再由小组成员进行口头汇报，最后鼓励学生将信息系统的开发流程应用到日后解决问题中。

4.设计创新实践活动

创新能力的培养离不开创新实践活动。全国各地都在大力开展青少年科技创新大赛，以培养青少年的创新实践能力，提高青少年的科技创新素养。可见，创新实践活动与科技创新素养存在着密切的关系，学科教学中也应积极创设相关的创新实践活动让学生尝试创新解决方案，激发创新意识和创新思维等。同时，创新实践活动也可以锻炼学生的实践能力、团队合作能力、沟通能力等。这些都是科技创新素养的重要组成部分。

信息技术学科兼具综合性和实践性，为学生的创新实践活动提供了平台。教师应遵循新课标的理念，加强学生创新实践能力的培养，深度挖掘教材，设计和开展创新实践活动，培养学生的创新精神和实践能力，继而促进科技创新素养的提升。如在进行必修2“物联网”的教学中，若没有硬件设备支持下，可借助思科模拟器等数字化学习工具，开展物联网实验，使学生在课堂中进行创新实践，基于模拟器设计并构建小型智能家居系统。仿真实验的开展，不仅激发了学生的好奇心与创造欲，还进一步锻炼了学生基于项目将物联网相关的知识与技能付诸实践，很好地培养了问题解决能力与创新实践能力。如在必修1“数据编码”的教学中，学生可自行设计一套编码系统，在感悟数据编码的过程中进行创新实践。这些创新实践活动可以帮助学生更好地理解和掌握信息技术知识，同时激发他们的创造力和实践能力。总之，教师在信息技术课堂中，贯彻将理论与实践相结合的理念，减少讲课时间，给学生更多的空间去创新实践，让学生意识到创新的重要性，激发学生对创新的渴望，培养创新思维能力。

综上，培养科技创新人才已成为时代趋势，我们应加强科技创新教育，提高学生的科技创新素养，助力科技创新人才培养。高中信息技术老师要积极树立在信息技术课程中培养科技创新素养的理念，创新教学形式，开发和设计教学内容，积极参与科技创新素养实践。此外，作为教学的设计者和开发者，教师应以身作则，积极参与相关培训，提升科技创新专业素养，提高创新意识与创新思维，成为培养青少年科技创新人才的专业教师。

[本文系江苏省南京市教育科学“十四五”规划一般课题“高中拔尖创新人才培养视域下金属机器人活动项目实践研究”（项目编号：L/2023/045）阶段性研究成果]

［参考文献］

［1］刘建宏.核心素养视域下的青少年科技创新教育的本土化实践与思考[J].试题与研究，2022（11）：122-123.

［2］胡卫平.青少年科技创新素质的培养途径[J].科普研究，2020，15（06）：5-13+100.

［3］姬广敏.青少年科技创新能力的结构构建与培养研究[D].山东师范大学，2015.

［4］王臣.青少年科技创新能力构成要素的研究[D].曲阜师范大学，2019.

［5］陈进宝.基于核心素养培养的学校科技教育实践与思考[J].福建基础教育研究，2018（02）：25-27.

［6］杨发仁.利用信息技术教育培养学生科技创新素养[J].信息化建设，2016（09）：203.

张宏亮   江苏省南京市第二十九中学。