拔尖創新人才培養導向的義務教育信息科技課程設計策略

《教育強國建設規劃綱要（2024一2035年）》提出推行科學素養培育“沃土計劃”，義務教育信息科技課程作為重要載體，肩負著培育創新人才的使命。2022年，教育部修訂的義務教育課程方案將信息科技課程從綜合實踐活動課程中獨立出來，并專門制定和印發《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》，強調信息科技課程以數據、算法為主線，著力培養學生的科學精神與數字素養。

義務教育信息科技課程可以從兩個層面助力拔尖創新人才成長：一是面向有突出科創潛能的學生提供專業度更高的學習內容，為信息科技領域輸送專業人才；二是面向全體學生，培養其問題解決能力與人工智能應用能力。后者主要聚焦計算思維的培養，更具普適價值，有助于提升全民創新能力，但當前課程實施存在不足，如人工智能教育內容零散、課程結構滯后、教學方法難以激發學生創新潛能等，因此其課程設計亟待優化，以更好地滿足拔尖創新人才培養需求。

課程自標：從關注常規素養到聚焦計算思維

信息科技課程在拔尖創新人才培養中扮演著不可替代的角色，其核心任務是培育兼具高尚人格、創新潛能和實踐能力的智慧型人才。義務教育信息科技課程核心素養包含信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個維度，但在拔尖創新人才培養導向下，信息科技課程目標需要進一步聚焦。

當前，我國正著力突破“卡脖子\"技術，因此培養能夠實現科技領先的創新型人才已成為國家戰略需求。以ChatGPT、DeepSeek為代表的人工智能大模型，本質上是算法的創新與優化。這對信息科技課程教學提出了更高要求：不僅要理解算法邏輯，還要具備運用算法解決復雜問題的能力2。在義務教育信息科技課程標準中，算法作為第三學段計算思維的首要目標，充分體現了其在學科體系中的核心地位。學生只有具備感知、理解并靈活應對算法的能力，掌握人工智能大模型建構與運行的基本邏輯，才能在未來科技競爭中占據主導地位。

在教學實踐層面，某中學以“校園圖書管理系統”為教學案例，引導學生運用計算思維拆解圖書借閱流程中的數據處理需求。學生通過分析借閱記錄、預約規則等數據，設計高效的算法模型，實現了圖書資源的智能調配。在此過程中，學生不僅掌握了Python編程語言等技術工具，還學會運用計算思維將復雜問題分解為可執行的操作步驟，提升了問題分析能力與創新解決問題能力。類似地，在全國青少年科技創新競賽中，許多學生運用信息科技知識和計算思維設計出智能環保監測系統、智能交通疏導模型等創新作品，充分展現了運用知識進行創新實踐的能力。

在課程設計與實施過程中，教師要充分考量社會發展需求、學科知識結構和學生認知特點，將計算思維與算法素養融人教學全過程，真正發揮信息科技課程在拔尖創新人才培養中的關鍵作用。

課程內容：從側重技能到“道器并重”

教育發展進程中，信息科技課程正經歷從側重技能培養到“道器并重\"的轉型，這一轉變對拔尖創新人才培養具有深遠意義?；仡櫄v史，2000年我國頒布的《中小學信息技術課程指導綱要（試行）》，將課程重點放在信息獲取、處理與應用能力的培育上，這一階段的課程設計以工具性技能訓練為主。隨著人工智能技術的飛速發展，2022年版課程標準將“信息技術\"更名為“信息科技”，并將人工智能、大數據等前沿內容納入課程體系，這不只是變更名稱，更是校準課程定位，標志著課程內容選擇及科學與技術關系的處理成為課程改革的核心議題。

在基礎教育領域，技術類課程長期處于邊緣地位。受傳統觀念影響，科學被視為“道”，是專業發展的根基，而技術僅被當作“器”，其教育價值被嚴重低估。在傳統的信息科技課堂教學中，“重技能操作、輕素養培育”的現象普遍存在，導致學生難以構建系統的學科核心知識體系，從而制約了其創新思維的發展。在拔尖創新人才培養導向下，如何平衡技能訓練、知識學習與創新思維發展的關系，成為課程設計亟待解決的難題。

信息科技（信息技術）課程內容的選擇歷經從技能傳授到知識普及，再到強調思維與創新的迭代升級。在人工智能時代，批判性思維和創造性思維雖倍受關注，但基礎知識和基本技能仍是人才發展的根基。只有掌握“雙基”，學生才具備發展創新思維、形成學科素養的條件。因此，教師需突破傳統課程框架，深入思考哪些知識更契合拔尖創新人才培養需求，進而構建兼顧社會生活實際、系統學科知識與學生學習經驗的課程內容體系。

以某中學信息科技課程設計為例。在人工智能單元教學中，教師以“智能校園安全預警系統\"為項目載體，采用“原理講解一算法設計一實踐應用\"的模式教學。首先，教師通過案例分析引入人工智能的基本原理、機器學習算法等核心知識。隨后，教師引導學生運用Python編程語言設計數據采集模塊、風險評估算法。在系統調試與優化環節，學生結合校園實際場景不斷迭代算法模型，有的學生創新性地引入圖像識別技術提升異常行為識別準確率，有的學生利用大數據分析、預測潛在安全風險。這個教學過程不僅讓學生掌握了編程技能，還使他們理解了人工智能技術背后的科學邏輯，有效激發了其創新思維，生動展現了“道器并重”課程內容設計對創新人才培養的顯著成效。

課程實施：從模仿操練到融會貫通

信息科技課程的教學方法與組織形式正從傳統的模仿操練向融會貫通應用轉型，以適應拔尖創新人才培養需求。早期，信息技術課程脫胎于計算機課程，教學內容局限于辦公軟件、基礎編程等通用工具操作，學生通過重復性模仿練習掌握計算機使用技能，即便后來信息技術納人綜合實踐活動課程，填鴨式講授、機械性操作的傳統教學仍占主導地位。在人工智能、大數據等新技術加速迭代的今天，面對培養拔尖創新人才的迫切要求，獨立后的信息科技課程亟需打破固有框架，實現教學方法與組織形式的全面革新。

義務教育階段培養拔尖創新人才重在夯實基礎、拓寬知識面、激發學習興趣與探究欲。信息科技課程教學可從生活中融合多學科知識的信息科技場景人手，引導學生主動發現，并分析和解決問題，提高解決復雜問題的能力。在教學創新方面，翻轉課堂可通過課前自主學習、課中深度研討的方式，將學習主動權還給學生；項目式學習以真實問題為驅動，能推動學生從“做中學\"\"用中學\"向\"創中學\"轉變；大單元教學以核心概念為引領，構建“場景分析一原理認知一應用遷移”的閉環學習路徑，可讓學生在系統探究的過程中實現知識結構化。這些教學方式都能促使學生達到融會貫通的學習狀態。此外，拓展課堂時空極為關鍵，教師可以通過線上線下混合的方式，借助人工智能開展個性化教學，以培養學生的自主學習能力，促使信息科技素養突出的學生更好地實現專業化發展。

以某中學“智能校園助手”項目式學習為例。教師以校園卡丟失、圖書館借閱效率低等實際問題為切入點，引導學生分組開展項目實踐。學生需運用Python編程知識搭建系統框架，結合數學知識進行數據建模分析，利用物理原理設計智能感應裝置，并通過線上線下結合的方式查找資料，進而調試實驗。在項目推進過程中，學生不僅掌握了信息科技核心技能，還深入理解了學科知識間的內在聯系，學會將編程邏輯、數學模型與物理原理有機融合。最終，學生設計出具備校園卡定位、智能借閱提醒等功能的小程序，實現了從問題提出到方案落地的創新實踐過程。同時，借助在線學習平臺與智能輔導工具，學生可以自主調整學習進度，獲取個性化反饋。這充分體現了創新教學方法與組織形式在拔尖創新人才培養上的顯著成效。

課程評價：從甄別優劣到關注增值

在拔尖創新人才早期培養中，信息科技課程責任重大卻挑戰重重。拔尖創新人才的天賦往往聚焦于特定領域且個體差異顯著，如何精準識別與培育學生的天賦成為課程設計的核心難題。實踐表明，單純開設專門課程或強化訓練，不僅難以激發學生潛能，還有可能抑制學生創新思維的發展。因此，信息科技課程評價的核心應回歸教育本質，以激發和維持學生的探究與創造欲望為目標，通過合理的激勵機制助力學生更好地發展其天賦。

課程評價需把握兩個關鍵方向。其一，緊扣課程目標，突出計算思維核心素養，秉持知識與思維統一的評價理念。教師可引導學生通過還原計算思維動態過程、挖掘知識靜態結構，構建“計算概念”與“計算策略”的雙維度指標描述框架，形成多層級評價體系。例如，在算法學習評價中，不僅要考查學生對排序算法、搜索算法等基礎概念的掌握，還要評估其在解決復雜問題過程中靈活運用算法策略的能力。其二，摒棄傳統的以分數為導向的甄別式評價，推行個性化增值評價。評價者需關注學生解決問題的全過程，以參與度、創新性和進步幅度為主要評價依據，通過縱向對比把握學生成長動態，激發其持續探究的內驅力。

以某中學“智能農業灌溉系統設計”項目為例。評價時，教師既考查學生對傳感器原理、數據采集等計算概念的掌握程度，又觀測學生解決問題的策略使用情況。某小組最初提出的定時灌溉方案存在水資源浪費問題，在教師引導下，學生通過查閱文獻、團隊研討，引入機器學習算法，優化了灌溉策略，實現了根據土壤濕度、氣象數據精準灌溉的功能。教師采用增值評價，對比該小組前后方案的創新性、可行性，充分肯定了學生在算法應用、問題解決能力上的顯著進步，有效激發了學生的探究熱情。

此外，義務教育信息科技課程助力拔尖創新人才培養需注意潛在風險。課程設計要密切關注政策動態，如參考聯合國教科文組織對兒童使用AI工具的年齡限制建議，嚴格遵循我國對AI生成內容標識審核的相關規定，在課程內容、教學工具選擇上筑牢安全防線。同時，課程設計要注重培養學生的信息社會責任，引導其正確認識和使用人工智能技術，避免陷入技術依賴或倫理困境。

參考文獻

[1]田友誼，魯長風.人工智能時代拔尖創新人才培養：新型特征、內在機理與實踐理路[J].湖北社會科學，2024，（08）：73-81.

[2]馮友梅，王珊，王昕怡，等.支持我國信息技術課程評價體系構建的計算思維描述框架設計[J]電化教育研究，2022，43（06）：115-121.

[3]李藝，鐘柏昌.重構信息技術課程—從經驗選擇走向思想投射[J]電化教育研究，2015，36（10）：5-11+19.

（作者單位：華南師范大學教育科學學院）

文字編輯孫愛蓉