信息化工具在高中信息技術課程教學中的實踐應用探究

摘 要：隨著人工智能、大數據、云計算、物聯網等新興技術的興起，知識更新速度加快，這對高中信息技術課程的內容設置、教學方法提出了更高要求。傳統教學模式顯然難以滿足學生當前多樣化、個性化的學習需求，也不利于深化學生對信息專業知識的理解。為此，就需要借助多樣化的信息工具來轉變教學思路和實踐應用對策，強化實踐應用教學，從而解決學生學習動機不足、課堂互動性差等現實問題，促進學生對信息技術知識的深入理解和應用能力。

關鍵詞：高中；信息技術課程；信息化工具；“Python”

信息科技的高速發展，讓信息技術以前所未有的速度滲透到社會生活的各個領域，不僅改變了人們的生活方式、工作模式、社會結構，還影響了知識傳播的方式，對教育領域帶來機遇的同時，也提出了新的要求和挑戰。未來是先進科技與高新技術人才的比拼，高中信息技術課程作為培養學生信息素養和創新思維的重要學科，其教學模式的創新改善顯得尤為迫切。

一、高中階段信息技術課程的教學困境

互聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等技術的廣泛應用，不僅創造了全新的產業生態，也對勞動力市場提出了更高的技能要求。在這個背景下，信息素養已成為個體適應社會、參與經濟活動、進行終身學習不可或缺的基礎能力。國家與社會對具備信息技術能力的人才需求急劇增加，出臺相關政策支持其發展，如中國《教育信息化2.0行動計劃》明確提出要全面提升信息素養，推動信息技術與教育教學深度融合，強調了在高中階段加強信息技術課程的必要性，以培養學生的創新精神和實踐能力，而教育體系也必須做出適當調整，以培養能夠適應國際競爭的高新技術

人才[1]。

但是由于國內教育體系還處于轉型探索的新階段，高中信息技術教學課程不可避免地出現了一系列教學困境。一是學生學習動機欠缺，課堂氛圍不足。信息技術課程往往需要較強的動手實踐和團隊合作能力，但傳統講授為主的教學方式可能導致學生之間互動不足，合作學習的機會有限。部分學生可能因為基礎知識薄弱或者擔心提問顯得無知而選擇沉默，減少了課堂上的思想碰撞和知識共享，抑制了課堂活躍度；二是理論與實踐融合教學不足。在高中信息技術課程中，如何有效地將抽象的理論知識與快速發展的信息技術實踐相結合是一大挑戰，學生需要理解復雜的編程概念、算法邏輯等理論內容，同時也要能夠在實踐中靈活運用，如編程、數據分析、網絡管理等[2]。教學中既要保證理論教學的深度，又要兼顧實踐操作的廣度，尋找合適的平衡點難度較大；三是技術更新迅速與教材內容滯后的矛盾。信息技術日新月異，新工具、新技術層出不窮，而教材中的知識內容很容易滯后于產業技術，導致學生學習的知識難以應用到實際；四是差異化教學落實不到位。學生的成績與能力參差不齊，既有對編程有濃厚興趣且已有一定基礎的學生，也有初次接觸信息技術感到困惑的學生。如何在同一課堂上滿足不同水平學生的學習需求，實現個性化教學，避免“一刀切”的教學模式，是教學中的一大難點，教師需要在教學方法上面多下功夫才能達到良好的教學效果。

二、信息化工具在優化高中信息技術課程教學中的實踐應用對策

（一）借助互動式學習工具，激發學習興趣

在高中信息技術課程教學中，積極采用互動式教學工具不僅是對傳統教學模式的一種革新，更是響應了建構主義學習理論的號召，該理論強調通過情境、協作、會話和意義建構四大要素促進學生主動學習。具體而言，就是通過設計富有創意和參與性的教學活動來達到深化學生編程概念理解，激發內在學習動機，培養團隊合作與溝通能力，以及提升解決實際問題的技能。在此基礎上，以下實踐案例不僅展示了教學策略的創新性，更體現了教學目的與理論支撐的深度融合。以高中必修一“編程基礎”課程為例，特別是在講解循環結構這一核心知識點時，通過引入“國家中小學智慧教育平臺”來實現以下教學目標：

在學習“編程基礎”的課程知識時，為了增強課堂互動性，激發學生的編程興趣與團隊合作精神，在教學中應用“國家中小學智慧教育平臺”。當講解到循環結構這一關鍵概念時，結合平臺中“Python”的教學模塊（Python是一款開源的程序開發工具），設計一項“最強大腦”的代碼編程游戲活動，通過游戲化的學習方式，讓學生在輕松愉快的環境中深入掌握編程知識，了解計算機語言的描述方法。首先在智慧課堂平臺上發布一段基礎的“for”循環代碼框架，作為游戲的起始點，學生們則利用電腦迅速響應，每名學生需在限定時間內向代碼中添加一行，以推進程序邏輯的搭建。“最強大腦”游戲問題的算法分析：顯示游戲規則，顯示物品以及編號，屏幕停留10秒；隨機出題，給出物品，回答編號；判斷回答是否正確，如果正確，則答對的題數加1。重復以上步驟，直到答完5道題；顯示答對的題數。游戲內容同步到大屏幕上，全班同學可以直觀地看到代碼逐步完善的過程，突出參與感和緊迫感。過程中利用小組討論板來促進交流，讓學生交流代碼邏輯、討論修改理由。學生們在討論中不僅解釋自己的代碼思路，還就如何優化代碼、解決出現的問題展開深入探討，有效促進了學生間的知識共享和批判性思維能力的培養。

當然，課堂教學畢竟時間有限，為加強信息技術課程的課外學習，老師可以結合學校的內容網絡來搭建一個線上學習社區，或者直接借助互聯網平臺搭建一個班級用的學習平臺。老師可以在網上學習社區每周發布一些小游戲、小任務，比如“用Scratch制作一個簡單的游戲”或“設計一個校園導航APP界面”，學生可以自由組隊，在一周內完成挑戰并提交成果。在完成小任務的同時，學生可以上傳自己整理的學習筆記、推薦的學習資源或編程小技巧[3]。通過合理運營，可以將這類網上學習社區作為學生學習信息技術的第二課堂，也作為他們展示自我、交流心得的平臺。

（二）理論與實踐融合，深化技術應用

在信息技術教育中，理論與實踐的融合是提升學生學習效能的關鍵，結合案例教學法和項目驅動學習兩種策略，強化學生對信息技術理論的掌握，同時促進其在解決實際問題中應用這些理論的能力。依據認知主義學習理論，知識是通過個體與環境的互動構建的，案例教學法和項目驅動學習創造一個既貼近實際又富含挑戰的學習環境，使學生在探索、實踐、合作中實現知識的內化與能力的外顯，最終達到提升學習相關性、趣味性與實效性的目的，讓學生在解決具體問題的過程中，能更深刻地理解抽象的理論知識，并將其轉化為解決實際問題的能力。

在教學中，可以引入案例教學法，多加入貼近學生生活實際或熱門技術領域的案例，讓學生在解決實際問題的過程中學習理論知識，增強學習的實用性和趣味性[4]。在高中必修一信息技術課程“數據分析與人工智能”的內容中，為了幫助學生深入理解前沿的信息技術知識，教學中選取了“智能家居系統”作為案例教學的主題，主要是考慮到現代社會中，智能家居已經廣泛普及，并與學生日常生活緊密相連，能夠激發學生興趣。課堂導入，先利用PPT、微課視頻介紹智能家居系統的工作原理，包括智能燈控、溫濕度自動調節、安防監控等功能，引導學生探索這些智能設備背后的物聯網技術、傳感器應用、數據傳輸協議等理論知識。隨后用流程圖或簡易編程語言模擬實現書房內的燈光自動化控制、環境監測等功能，讓學生更進一步理解智能控制技術是如何實現的。

此外，項目驅動學習也是一個較好的教學方法。結合上面的“智能家居系統”設計跨學科的項目任務，鼓勵學生將信息技術與其他學科知識相融合，通過實踐操作深化理論理解。在設計過程中，學生需查閱資料，將物聯網、傳感器、編程等理論知識應用于實際問題解決中。各小組通過PPT或視頻形式展示設計方案，并在全班進行分享。討論環節鼓勵學生相互提問，探討不同方案的優劣及改進空間，從而加深對技術應用與理論知識的理解。項目周期覆蓋整個學期，期間穿插相關理論課程學習，確保學生邊學邊用。為了保證項目可以順利進行，分組時老師要根據學生的能力差距來調整組員，確保小組有能力執行任務，過程中老師也要適當指導，給學生指定相關的資料和設備，控制項目的完成難度。如果學生能力尚且不足，則老師帶領學生調研市場上的傳感器設備，學習編程語言（如Python）來編寫數據采集與分析的腳本。如果學生能力足夠，則給予學生更多的自由發揮空間，并提出改善建議。項目結束后，各小組進行成果展示，包括系統演示、數據分析報告及改善方案建議。教師和同學共同評審，重點評價項目的創新性、實用性及團隊合作情況。通過上述案例教學法和項目驅動學習的實踐，目的是讓學生能夠在解決實際問題的過程中，將理論知識與實踐操作緊密結合，有效提升學習的相關性和趣味性，促進知識的深度理解和綜合應用能力的培養。

（三）緊跟技術前沿，活化教材內容

在日新月異的信息技術領域，教育者面臨的一大挑戰是如何確保教學內容與快速發展的技術保持同步，以培養學生的前瞻性和適應性。構建動態課程資源庫，是基于建構主義和連接主義教育理論的實踐，旨在通過連接學生與最前沿的科技信息，創造一個靈活、開放的學習生態系統[5]。根據建構主義理論，學習是一個主動建構知識的過程，學生應參與到與現實世界緊密相連的學習活動中。然而，傳統教材受制于出版周期，難以迅速反映技術最新進展。動態課程資源庫的建立，通過持續更新內容，解決教材滯后性問題，確保學生接觸到的信息符合現實技術發展趨勢。

為此在教材內容的豐富與活化方面，教學中做出以下努力。首先借助“國家中小學智慧教育平臺”或者在國內一些知名的交流論壇中設立“信息技術行業動態”板塊，定期搜集并整理國內外權威科技媒體發布的最新技術文章、新聞摘要，涵蓋人工智能、大數據、云計算、物聯網等領域的知識；創建“實戰教程視頻”區域，收錄或鏈接優質的在線教程視頻，如編程語言基礎、軟件開發工具使用、項目實戰教程等，注重選擇講解清晰、實踐性強的內容。目前國內眾多視頻平臺中，都有大量免費的教學視頻資源，老師可以甄選一些優質視頻，讓學生多加利用；最后設立資源更新小組，由信息技術教師和對信息技術有濃厚興趣的學生組成，負責定期檢查和審核資源庫內容，確保信息的新穎性、準確性與合規性。通過上述措施，動態課程資源庫不僅能夠有效彌補教材內容的滯后性，還能激發學生探索技術前沿的興趣，培養其自學能力與創新思維，為學生搭建起一座通往信息技術深海的橋梁。

（四）實施差異化教學，激發個體潛能

在信息技術教育領域，實施差異化教學策略是響應個體差異性理論和多元智能理論的重要實踐，通過量身定制的教學方案滿足不同學生的學習需求，促進每個學生的個性化發展，最大化地激發其內在潛能。依據維果茨基的最近發展區理論，教學應當在學生現有水平與潛在發展水平之間架設橋梁。通過分層教學，可以精準定位每位學生的學習起點，提供既有挑戰性又不至于遙不可及的學習任務，確保每位學生都能在“夠一夠，摘得到”的狀態下持續進步。高中必修二《信息系統的設計與開發》的單元內容中，學生信息技術成績已經出現分化情況，部分學生已具備一定的編程基礎，而另一些學生則還是一知半解跟不上教學進度，為此就需要設計分層教學路徑來應對不同學生的差異。比如，針對編程零基礎的學生，課程從計算機基本概念、編程入門語言（如Scratch）開始，通過拖拽編程，讓學生在輕松有趣的環境中理解編程邏輯，逐步過渡到簡單的Python計算機語言掌握；對于有一定基礎的學生，直接從Python或Java等主流語言的基礎語法講起，重點放在函數、類與對象、異常處理等進階概念上，輔以小項目實踐，如編寫簡單游戲或小程序；通過定期的編程小測驗和項目展示，教師可以監測各層次學生的學習進度，必要時進行層次調整，確保每位學生都能在適合自己的難度級別中獲得成長。老師根據每個學生的信息技術課程成績和實踐能力來組建異質小組，即每組成員包含不同信息技術水平的學生，促進學習互補和團隊合作，確保至少有一名成績能力強的學生作為技術骨干實現知識傳遞。通過異質小組合作，不僅可以提高學習興趣，還可以促進學生間的相互學習和能力互補。初學者在實踐中快速成長，高階學生則在教授他人中鞏固了知識，強化了領導和溝通能力。

結束語

信息化工具在高中信息技術課程教學中的實踐應用，不僅極大地豐富了教學手段，提高了教學效率，還為學生提供了更為廣闊的學習空間和更為靈活的學習方式。通過引入多樣化的信息化工具，如多媒體教學系統、虛擬仿真實驗平臺、在線協作工具等，教師能夠更直觀、生動地展示復雜的技術概念，激發學生的學習興趣，培養學生的實踐能力和創新思維。

參考文獻

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[2]鄧華寧.高中信息技術Python語言教學實踐分析：以“RGB燈帶光控設計”為例[J].讀寫算，2024（17）：32-34.

[3]馬學敏，李剛.生成式人工智能在高中信息技術教學中的應用：以算法與程序實現單元為例[J].中國現代教育裝備，2024（10）：15-17.

[4]林溫陽.面向計算思維培養的高中信息技術教學案例研究：以Python遞歸函數應用為例[J].中國信息技術教育，2024（10）：39-42.

[5]徐雪梅.運用GeoGebra信息技術軟件輔助高中數學建模教學的實施[J].數理天地（高中版），2024（9）：125-127.