基于高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究

朱純普

【摘 要】 現(xiàn)階段，在高中信息技術(shù)課程教學(xué)過程中，教師需完成對人才的創(chuàng)新培養(yǎng)，增強學(xué)生的核心素養(yǎng)能力，開發(fā)多元化的人才培養(yǎng)模式，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)效率。文章分析了高中信息技術(shù)學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的原則，對當前高中信息技術(shù)課程教學(xué)過程中存在的問題進行論證、探索，對現(xiàn)階段高中信息技術(shù)課程培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵模式進行研學(xué)、探討，分別對PBL、混合式教育培養(yǎng)模式、小組教學(xué)模式進行探究，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù)；創(chuàng)新人才；培養(yǎng)模式

一、高中信息技術(shù)學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的原則分析

（一）開放性原則

在高中創(chuàng)新人才教育培養(yǎng)活動中，各學(xué)科教師應(yīng)當結(jié)合開放式的教育理念、教育思想，整合開放的空間、開放的話題，銜接開放的項目，引領(lǐng)學(xué)生更加深入、細致地學(xué)習(xí)。在此過程中，信息技術(shù)教師須引入開放化的研學(xué)項目，將理論與實踐融合，在信息技術(shù)課堂上整合學(xué)生當前的思想認知規(guī)律，引入開放式的情境空間，指引學(xué)生進行深入、細致的研學(xué)探究，進一步開放學(xué)生的思維，讓學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)探索環(huán)節(jié)，獲取更加深層次的成長、發(fā)展、進步，促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)能力的發(fā)展提升。

（二）互動遷移教學(xué)原則

高中信息技術(shù)課程教學(xué)活動包含較多的項目，要想培養(yǎng)創(chuàng)新人才，教師需要保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)對新舊知識的來回切換學(xué)習(xí)，即教師可讓學(xué)生對舊知識進行研學(xué)探索，提出新概念、新問題，進一步發(fā)散學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)思維；在對新知識進行學(xué)習(xí)的過程中銜接舊概念，掌握知識之間的共性和關(guān)聯(lián)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠從相關(guān)信息技術(shù)課程最底層的邏輯層面出發(fā)進行創(chuàng)新思考，獲取不一樣的學(xué)習(xí)感觸，提高學(xué)習(xí)水平。因此，教師需要指引學(xué)生在學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程基礎(chǔ)理論知識的過程中，對新知識、新概念以及舊知識、舊方法進行有效整合，盡可能啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，讓學(xué)生在互動學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)實現(xiàn)創(chuàng)新思維、能力的發(fā)展提升。

二、高中信息技術(shù)課程教學(xué)存在問題分析

當前，大部分高中教師在信息技術(shù)課程中仍然存在說教式的教學(xué)方法，由于大部分高中信息技術(shù)教師缺少新課程研學(xué)思維，對信息技術(shù)課程中的核心素養(yǎng)內(nèi)涵的理解、認知不到位，對諸如信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、社會責(zé)任等相關(guān)要素未進行細致深入的研學(xué)探討，只是在信息技術(shù)課程教學(xué)過程中，引領(lǐng)學(xué)生對淺層次的概念進行學(xué)習(xí)，沒有將四大核心素養(yǎng)要素植入學(xué)生腦海深處，無法幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)做到知行合一。部分高中教師在教學(xué)過程中也不具備培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基本意識和能力，只是讓學(xué)生按部就班地對相關(guān)課程知識進行學(xué)習(xí)，并未做到相應(yīng)的教學(xué)延伸、拓展、互動，以致學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)層次和效率無法得到提升。

比如在講解“認識數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)”相關(guān)知識概念的過程中，教師并沒有引領(lǐng)學(xué)生深入認識數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對數(shù)據(jù)的原材料價值以及在生產(chǎn)管理過程中的實際作用并未進行深入講解，未結(jié)合理實一體化的教學(xué)措施，未給予學(xué)生更加直觀、深刻的指導(dǎo)，以至于學(xué)生對大數(shù)據(jù)的核心概念及其在當前工業(yè)4. 0時代的實際作用存在理解、認知不到位的情況，無法增強學(xué)生對大數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應(yīng)用能力。總體來說，高中信息技術(shù)教師在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維的過程中，還存在對教學(xué)方式選用不合理以及對核心素養(yǎng)指標解讀不清晰、不全面的情況，在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才過程中丟失方向，以至于學(xué)生的信息素養(yǎng)、數(shù)據(jù)分析能力、計算能力、信息責(zé)任意識無法得到培養(yǎng)。

三、高中信息技術(shù)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的模式分析

（一）PBL人才培養(yǎng)模式

PBL人才培養(yǎng)模式在當前高中信息技術(shù)課程教學(xué)過程中的實踐應(yīng)用較為常見，借助相關(guān)教學(xué)模式，教師可完成對創(chuàng)新人才更加科學(xué)、高效的教育指導(dǎo)。PBL模式主要是以項目教學(xué)為基礎(chǔ)，通過引入對應(yīng)的研究項目，讓學(xué)生在對應(yīng)的情景空間環(huán)境中圍繞著項目學(xué)習(xí)目標和方向，完成深層次探索探究。但是，教師在引入PBL項目式教學(xué)模式時必須靈活、高效地設(shè)定項目教學(xué)目標以及教學(xué)培養(yǎng)的核心綱要，才能夠提高教學(xué)水平。在當前高中信息技術(shù)PBL項目式教學(xué)模式背景下，教師可利用項目導(dǎo)學(xué)，銜接信息技術(shù)課程核心素養(yǎng)培養(yǎng)指標，完成對項目教學(xué)目標的科學(xué)合理設(shè)定。比如在整個PBL項目結(jié)構(gòu)中，可銜接信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任等四大要素來組織差異化的項目教學(xué)活動，結(jié)合差異化的項目教學(xué)目標來幫助學(xué)生完成高質(zhì)量的項目學(xué)習(xí)。

為了進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維及創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力，教師在講解“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”相關(guān)知識章節(jié)的過程中，可以讓學(xué)生圍繞著計算思維的發(fā)展與提升，對涉及的核心算法進行學(xué)習(xí)。可讓學(xué)生剖析常見的編程系統(tǒng)及其底層算法邏輯，讓學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)方法對其中的迭代法、遞歸法進行實踐應(yīng)用，讓學(xué)生利用數(shù)學(xué)邏輯、數(shù)學(xué)關(guān)系，結(jié)合數(shù)列等相關(guān)高中數(shù)學(xué)知識來進行算法創(chuàng)新、創(chuàng)造，進一步增強學(xué)生的創(chuàng)新能力，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維。在PBL模式下，教師也需要引入社會實踐項目，讓學(xué)生參與實踐論證學(xué)習(xí)，比如在完成對“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的教學(xué)之后，教師可讓學(xué)生嘗試對當前交通信號燈的底層算法邏輯以及原理進行學(xué)習(xí)，讓學(xué)生結(jié)合自身對算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解認知，嘗試繪制出交通信號燈底層的算法邏輯圖，完成研學(xué)探究；讓學(xué)生結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)知識，結(jié)合交通信號燈系統(tǒng)涉及的各種傳感器單元，如壓力傳感器、視頻傳感器以及信號指示燈、計時器，讓學(xué)生通過算法與程序控制，結(jié)合物理知識，借助開源的PLC編程器，對整個交通信號燈系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)控制循環(huán)系統(tǒng)進行科學(xué)合理的構(gòu)建。總體來說，在關(guān)注核心素養(yǎng)背景下，高中信息技術(shù)教師在開展創(chuàng)新人才教育培養(yǎng)活動時可結(jié)合PBL項目式教學(xué)模式，對項目目標進行合理設(shè)定，植入特定的項目活動，圍繞著核心素養(yǎng)內(nèi)容，結(jié)合理實一體化的教學(xué)方法，指引學(xué)生完成高效研學(xué)探索，提升學(xué)生的項目學(xué)習(xí)能力。

（二）混合式教育培養(yǎng)模式

1. 概念

混合式教育培養(yǎng)模式主要是結(jié)合“線上+線下”的教學(xué)方法，拓寬高中信息技術(shù)課堂教學(xué)的空間和時間維度。具體來說，大部分高中生的文化課程學(xué)業(yè)負擔較大，參與信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)的時間相對較短，很少能抽出時間參與信息技術(shù)課程研學(xué)探究，進而無法在該環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新素質(zhì)。在構(gòu)建、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的過程中，教師可嘗試利用混合式教育方法，全方位打造課后線上教學(xué)空間，營造良好的線上學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)氛圍，指導(dǎo)學(xué)生在創(chuàng)新學(xué)習(xí)過程中參與深度思考探索。比如教師可在線上教學(xué)過程中講授高中信息技術(shù)基礎(chǔ)課程理論知識，讓學(xué)生在線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)能夠?qū)ο嚓P(guān)知識概念進行認知探索；而在線下教學(xué)過程中，教師可讓學(xué)生參與實踐研討，根據(jù)實踐項目的特征，開展動手操作學(xué)習(xí)，有效解決高中信息技術(shù)課程教學(xué)時間不充足的問題。在混合式教育培養(yǎng)模式下，教師需要科學(xué)、合理地設(shè)定相關(guān)線上教學(xué)資源，對基礎(chǔ)知識內(nèi)容、拓展內(nèi)容以及實踐操作性的知識內(nèi)容進行合理的劃分，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)期間能夠在不同的學(xué)習(xí)空間、學(xué)習(xí)環(huán)境中得以成長進步。

2. 線上教學(xué)

例如在講解“人工智能”相關(guān)知識的過程中，教師可在線上課堂中對人工智能的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀以及研究內(nèi)容、特征進行初步講解，將其中包含的理論知識，向?qū)W生進行傳授、展示，使學(xué)生能夠?qū)θ斯ぶ悄艿暮诵母拍钣幸粋€初步的理解認知。在線上教學(xué)過程中，教師可開展探討式、啟發(fā)式教學(xué)活動，可創(chuàng)建線上研學(xué)探索空間，讓學(xué)生圍繞著人工智能系統(tǒng)的發(fā)展歷史，提出各自獨特的創(chuàng)新觀點和看法。在聊天室中，教師讓學(xué)生開展研學(xué)探究，進一步豐富學(xué)生的知識理論結(jié)構(gòu)，可充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3. 線下教學(xué)

教師需要在線下課堂教學(xué)過程中開展更深層次的講述活動，比如讓學(xué)生對專家系統(tǒng)、貝葉斯推理以及決策樹的構(gòu)造流程進行學(xué)習(xí)，嘗試對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)的案例進行研學(xué)探索，結(jié)合當前社會生產(chǎn)活動中所使用的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以及專家數(shù)據(jù)庫的實踐應(yīng)用案例，完成深度研學(xué)思考。教師可以引入當前社會生產(chǎn)活動中的實踐案例，比如電力企業(yè)在對電網(wǎng)設(shè)備進行監(jiān)控的過程中使用到的人工智能技術(shù)，對數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)評價、模糊控制、工況分析等相關(guān)領(lǐng)域的實踐應(yīng)用機理進行學(xué)習(xí)，讓學(xué)生結(jié)合當前電氣控制系統(tǒng)中潛在的問題，發(fā)表自身的創(chuàng)新看法和觀點。比如在原有的智能電網(wǎng)體系中，大部分企業(yè)結(jié)合了人工智能系統(tǒng)以及傳感器系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息采集、收集、控制和使用，但是此類管理模式卻存在較大的弊端，如結(jié)合DCS控制系統(tǒng)時，存在較為復(fù)雜的控制層級、控制等級，工作人員需要花費較長的時間對整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行升級和優(yōu)化，并且收集數(shù)據(jù)信息的過程會花費較長的時間。此時，教師可以讓學(xué)生根據(jù)自身對人工智能技術(shù)以及智慧電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合理解認知，嘗試在其中引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，結(jié)合去中心化理論開展創(chuàng)新探索，優(yōu)化設(shè)備的布局控制方法，提高整個系統(tǒng)的綜合運行水平，為電力企業(yè)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及電氣工程系統(tǒng)布局過程提供相應(yīng)的指導(dǎo)建議。

（三）小組教學(xué)模式

小組教學(xué)模式是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的關(guān)鍵工具。小組學(xué)習(xí)法在現(xiàn)階段高中信息技術(shù)課程教學(xué)過程中的應(yīng)用是不可或缺的，教師可以根據(jù)學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)差異，完成對學(xué)習(xí)小組成員的合理組織、劃分。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可在課前向?qū)W生講解下一堂課的核心知識信息，讓學(xué)生借助多媒體自主學(xué)習(xí)相關(guān)資料，分小組提前對相關(guān)知識概念進行預(yù)習(xí)探索；之后讓學(xué)生在課堂上結(jié)合自身的理解來完成項目探討研學(xué)、互動，與小組成員共同開展學(xué)習(xí)探索，對知識概念進行基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)探究。教師在整個活動中主要起到教學(xué)指導(dǎo)、教學(xué)輔導(dǎo)的作用，保證學(xué)生時刻處在正確的學(xué)習(xí)軌道上，教師要做好相應(yīng)的學(xué)情分析，重點處理學(xué)生普遍存在的學(xué)習(xí)難題。小組教學(xué)模式將教師與學(xué)生的主體地位進行了轉(zhuǎn)換，可在教學(xué)過程中為學(xué)生提供更加開放的學(xué)習(xí)空間，讓學(xué)生開展自主研學(xué)探索，借此進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，進而增強學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。

例如在講解“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”相關(guān)知識章節(jié)時，教師可讓學(xué)生提前在線上進行自主高效學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自主研學(xué)、自主探索，對數(shù)據(jù)的價值、作用、應(yīng)用以及數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)儲存等基本過程進行初步學(xué)習(xí)探究。在線下課堂上，教師可借助小組學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生與小組成員共同探索學(xué)習(xí)，分享自身在課前學(xué)習(xí)過程中獲取的體驗和感觸，通過讓學(xué)生開展頭腦風(fēng)暴學(xué)習(xí)，完成對知識概念的補充、優(yōu)化、完善，可幫助每一位學(xué)生在數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)科學(xué)板塊構(gòu)建起完善的知識結(jié)構(gòu)體系。在對應(yīng)的小組教學(xué)模式下，也可讓學(xué)生嘗試對常見的數(shù)據(jù)分析工具進行學(xué)習(xí)，比如對Python以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本應(yīng)用原理進行探究，讓學(xué)生在小組學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)給出特定的案例，對數(shù)據(jù)分析助力科學(xué)決策等相關(guān)概念進行學(xué)習(xí)，從而增強學(xué)生的數(shù)據(jù)意識、信息意識。在此過程中，教師也可以提出對應(yīng)的研學(xué)項目，比如讓學(xué)生根據(jù)社區(qū)以及校園內(nèi)的消費狀況，合理布局相關(guān)區(qū)域空間環(huán)境中各類零售店的位置，讓學(xué)生結(jié)合用戶的消費需求、消費數(shù)據(jù)、人口流通規(guī)律，為店家提供相應(yīng)的進貨建議。總之，利用小組教學(xué)模式，讓學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，并且與小組成員互動探討，加上教師的精準引導(dǎo)下，能夠讓學(xué)生完善學(xué)習(xí)探索過程。學(xué)生自主學(xué)習(xí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教師必須對課堂教學(xué)體系進行科學(xué)、合理的安排，將時間交給學(xué)生，使之對高中信息技術(shù)課程進行自主研學(xué)，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)水平。

四、結(jié)語

總體來說，在現(xiàn)階段的高中信息技術(shù)課程教學(xué)中，教師應(yīng)當創(chuàng)新現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方法，革新人才培養(yǎng)模式，優(yōu)化人才培養(yǎng)機制，引領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進行深層次探索探究，啟發(fā)學(xué)生的思維，保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中取得更加長遠的發(fā)展。教師須對信息技術(shù)學(xué)科培養(yǎng)模式、機制進行不斷優(yōu)化革新，立足于當前的新課程改革目標，完善教學(xué)創(chuàng)新活動，從而提高教學(xué)效率。

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