高中信息科技學科中學生創新思維的培養

☆黃時軍（上海南匯中學，上海　201324）

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高中信息科技學科中學生創新思維的培養

☆黃時軍
（上海南匯中學，上海201324）

摘要：高中信息科技教學過程中，學科教師應當注重學生的高階思維培養，這是由學生的生理發育階段及學科培養方向決定的。本文通過具體案例分析了高階思維中創新思維培養的方法，并提出了一些建議。

關鍵詞：信息科技；高階思維；創新思維

一、現階段高中信息科技教學現狀分析

高中信息科技教學注重提高學生的信息素養，讓學生理解一些基本的信息處理技術，也試圖通過學生的學習，逐步養成一些好的學科思維習慣。在實際教學過程中，由于信息學科的特點，學生的學習分成兩種情況，一部分學生學得馬馬虎虎，只想通過學業水平考試；而另一部分學生出于對信息技術的熱愛，對信息技術有很強的鉆研精神，會給其他同學帶來意想不到的方法和建議。在教學過程中，許多教師都能根據實際情況對學生進行引導，解決他們遇到的技術操作問題。但是，針對學生思維的培養并沒有固定的模式，教師自身也可能存在一些認知方面的局限性，因此，許多教師在引導學生思維培養的過程中總覺得力不從心，不能很好地貫徹學科教學的要求，這需要教師進一步在教學實踐中不斷探索前行。

二、創新思維的定義及思考方式

目前得到人們廣泛認同的學習思維層次分類理論是布盧姆教育目標分類學，他將對認知領域的教育目標分為知道、領會、運用、分析、綜合、評價6個梯度。前面三類：知道、領會和運用，通常被稱為“低級思維能力”；后面三類：分析、綜合、評價，通常被稱為“高級思維能力”。顯然，創新思維屬于高階思維中的一種，也是信息科技學科思維中重要的內容，是學生思維培養的目標。

創新思維是指以新穎獨創的方法解決問題的思維過程，通過這種思維能突破常規思維的界限，以超常規甚至反常規的方法、視角去思考問題，提出與眾不同的解決方案，從而產生新穎的、獨到的、有社會意義的思維成果。常見的創新思維思考方式有逆向思維、求異思維、類比思維、發散思維、頓悟思維等，需要教師根據實際情況靈活把握，沒有固定的模式可遵循。

三、高中階段信息學科培養學生創新思維的必要性

信息技術是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術的總稱，一直處于日新月異的發展之中。近年來，不斷有新的技術替代原來的技術方法，而這些新技術的產生，離不開科研人員的創新意識和創新思維能力。可以說，信息技術與創新思維是相互影響，相互作用，不斷推進的。通過創新思維產生的新技術，直接推動了新事物的誕生，而新事物的出現又讓創新思維有了新的內容，推動新一輪技術的革新。

創新作為時代的主旋律，是任何人都沒有辦法避開的，處于高中階段的學生更應重視創新思維能力的培養。由于生理發育特點，高中階段的學生正處于身心思維的快速發育過程之中，學生有能力進行一些比較高階的思維活動。而創新思維作為一種高階思維活動，需要在學習過程中不斷予以關注、培養和訓練。因此，在高中階段培養學生的創新思維是合適的，也是完全必要的。而信息科技學科日新月異的特點，讓培養學生創新思維的需求顯得更加突出而急迫。

四、信息科技教學中創新思維培養

創新思維的最大特點是沒有固定的模式可循，需要教師根據教學內容及客觀條件引導學生開展。當然，創新思維也不是憑空產生的，有一些具體的思維方法可以供教師在培養創新思維時借鑒運用。

1.用“類比思維”方法進行創新思維的培養

“類比思維”方法是解決陌生問題的一種常用策略，它讓學生充分開拓自己的思路，運用已有的知識、經驗將陌生的、不熟悉的問題與已經熟悉的、解決的問題或其它相似事物進行類比，從而創造性地解決問題。在高中信息技術教材中，信息數字化是比較重要的教學內容，但由于許多學生是首次接觸“二進制”這一概念，在理解二進制的特點及如何轉換為十進制時比較困難。實踐證明，照本宣科、照搬書本內容的學習方式對于學生學習沒有太大的幫助，采用類比思維的方式，學生會更容易理解。在實際課堂中可以將類比過程分成兩步，第一步是在講解基數、數碼、位權等概念時，將二進制和十進制類比講解，由于學生十分熟悉十進制，通過兩者相似性的類比可以很好地理解二進制；第二步是在學會了二進制和十進制轉換后，將十六進制和十進制的轉換過程類比講解，學生也很容易理解。教師這樣做的目的是通過上述兩次練習，引導并培養學生掌握“類比思維”的方法，并要求學生創新性地將數值擴大到任意進制數的轉換，再來思考如何解決不曾學習過的進制數的問題，如以下題目：

（23）x=27，問x下標的這個值是多少，即是幾進制的數？

看到這一題目時，許多學生都束手無策，書上沒有啊，怎么辦？學生開始小聲討論，大部分學生第一時間想到試一試將x代入2或16進制，看是否滿足條件。學生的好奇心在這個過程中被有效激發出來，當確認常見的2或16進制都不是答案之后，學生就會疑惑，此時，教師需要引導學生用“類比思維”去考慮，建議學生模仿二進制轉換為十進制的方法去研究題目，就可以完成相關的解題。列式：2×x1+3×x0=27，因為x不可能為0，因此，計算得到x=12，即是十二進制數。

這道題的計算過程雖然簡單，但學生對于知識的認識卻有了很大的提升，不但分清了數碼、基數和位權的作用，也從更高的角度認識了任意進制數和十進制數值的關系特點，建構了進制數轉換的知識。

2.用發散思維方法進行創新思維的培養

在算法與程序設計教學過程中，遇到解析算法的一道例題，用海倫公式求面積，其公式如下：

看似沒有錯誤的代碼，上機調試后卻發生了致命錯誤，同樣的整型數據，機器計算和人工計算卻得出了不同的結果，這是什么原因導致的呢？許多學生百思不得其解，學生通過多次輸入數據并觀察分析之后，有的學生發現，原來錯誤的原因在于計算半周長中的加號，本該是數值加法運算，但計算機用作了“字符串相加”，并在后期的計算中自動轉換為數值型參與計算，并沒有提醒程序出錯。學生明白了這一點之后，利用發散思維尋找解決問題的方法，大量大膽的設想應運而出，而這一過程就是典型的創新思維過程。有的學生提出在程序代碼開始部分對變量進行定義為數值型數據，還有學生建議使用va（l）函數將變量強制轉換為數值類型，也有學生建議將數據加個小數點，使計算機可以自動認為輸入的變量值是數值類型的……學生將各種設想通過上機實驗得到了驗證，前兩個想法成功了，最后一個想法失敗了。這種打破常規教學順序，教師先不與學生說清注意加號的使用，通過觀察結果推出原因，再由原因作為標準尋找解決方案的教學方法，取得了很好的教學效果。

3.用收斂思維方法進行創新思維的培養

收斂思維與發散思維不同，發散思維是為了解決某個問題，從這一問題出發，辦法、途徑越多越好，總是追求還有沒有更多的辦法；而收斂思維也是為了解決某一問題，在眾多的現象、線索、信息中，向著問題一個方向思考，根據已有的經驗、知識或發散思維中針對問題的辦法，得出最好的結論和最好的解決辦法。

有一道VB算法的題：有一個三位數正整數num，求其百位數a，十位數b，個位數c分別是多少。只要知道原理，每個學生都可以創造性地找到自己的解決方案，答案五花八門，如：

方法一：a=num100:b=num10-a*10:c=num mod 10

方法二：c=num mod 10:b=(num mod 100)10:a=num 100

方法三：a=num100:b=num10 mod 10:c=num mod 10

方法N：……

但作為一種規范性方法，教師會比較各個解決方法的優劣，便于學生選用最好的方法。這時就可以使用收斂思維方法進行思考，最后確認方法三是較優的解決方案，原因有二：一是當三位數變成更多位數時，會有一個統一的思考模式，先用整除計算求取前幾位數，保證這個數中最后一位是待求解的值，然后再將這個數和10求余就可以得到這個待求值；二是整除()的運算優先級高于求余（mod），故不需要加括號，對于粗心的學生不容易出錯。

五、創新思維培養過程中的建議

1.必須以學生的學習為主，教師多創設條件引導

創新思維培養不能越俎代庖，必須以學生的自主學習為主，讓學生經歷整個思考過程，逐步培養這種思維習慣。教師的作用在于啟發引導，提供必要的知識和技術操作支持，在學生需要的時候給予及時的關懷和幫助。創新的氛圍對于學生的影響也很大，學生在互相討論的過程中，不經意間就會產生新奇的想法，并互相影響，教師應當尊重學生的思維活動，努力營造這種創新的氛圍，不要輕易否定學生的想法，打擊學生思考的積極性。直接忽視思考過程，而直接給出問題結論的教學方法是培養不出好的創新思維習慣的。

2.多進行研究性學習，讓創新性思考成為習慣

上課的方法有許多，教師演示學生操作是在信息課堂中用得比較多的教學模式，它的優點是學生可以高效學習技術操作，但不足之處也很明顯。許多問題本來就沒有明確的答案，或者也可以有多個有效解決方法，問題思考的方法也并非一成不變，教師遇到問題時不要先入為主，一味只想用自己熟悉的方式解決問題。教師應當讓學生多采取研究性學習的方式，關注學生在解決問題過程中的思考過程和方法，及時抓住這一過程中的閃光點，引導和培養學生的創新思維能力。

3.借助工具進行創新思維訓練

培養創新思維的過程中，可以借助一些工具軟件的使用，使思維變得更加活躍，如思維導圖，在課堂中應用時就可以很好地讓學生梳理知識體系，通過各節點間的聯系，運用發散思維的思考方式，進行創新思維培養的輔助和訓練。在設計與創作模塊，可以通過軟件制作不同的創意作品開拓思路，培養創新思維。

4.采用創新思維中的思維方法進行練習

創新思維的培養之所以困難，是因為沒有固定的模式可以遵循，但它也不是無本之木。教師平時可以更多地采用這些思考方法進行思維練習，逐步培養出創新思維的能力。培養創新能力并非是讓學生不關注基礎知識和方法，頓悟思維也是創新思維的方法，但這是建立在鞏固的基礎知識之上的靈光乍現，因此，不能指望這種小概率事件的重復出現，但可以引導學生將基礎打牢固。

總之，信息科技學科中創新思維的培養是重要的，它是學科教育的發展方向。相信通過信息技術的不斷發展，在不久的將來，人們都會習慣于將簡單流程化的事務交給計算機來完成，而人們可以在創新思維的引導下，解決計算機無法完成的創造性工作。

參考文獻：

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[2]創新思維及相關概念[EB/OL].http://wenku.baidu.com/link? url=scQ65CEem-pRHkumsqZ3be-RrVHdpeCfAG4X-0ImQoE_2WGsRR0vVGxDQ5SZrNCBE4sNXw68rZ5BhWQy YaGniCmHy9b08aO2LebmHlF8r7O.

[3]李大興.高中信息技術課程教學中如何培養學生的創新思維[J].中國信息技術教育,2014,(22).

[編輯：莊豐源]

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7503（2016）07-0060-03