普通高中信息技術(shù)教學(xué)中拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)策略研究

普通高中的教育目標(biāo)不僅在于傳授基本的學(xué)科知識(shí)，還在于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的拔尖人才。然而，傳統(tǒng)教學(xué)模式難以滿足培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的需求，部分學(xué)生在快速發(fā)展的科技環(huán)境中表現(xiàn)出缺乏創(chuàng)新能力與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題。因此，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前教育改革的核心任務(wù)。本文從信息技術(shù)課程教學(xué)的角度出發(fā)，探討通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、互動(dòng)式教學(xué)和資源整合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的策略，為信息技術(shù)課程教學(xué)的創(chuàng)新提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)。

一、普通高中信息技術(shù)教學(xué)中拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)存在的問(wèn)題

（一）學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力不足

當(dāng)前普通高中信息技術(shù)課程在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過(guò)程中面臨的首要問(wèn)題是部分學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力較弱，其根源在于學(xué)生在信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)中缺乏充分的實(shí)踐機(jī)會(huì)[1]。雖然信息技術(shù)課程內(nèi)容涵蓋編程、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、人工智能等領(lǐng)域，但實(shí)際教學(xué)過(guò)程中存在理論講解比重過(guò)大，而學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)相對(duì)較少的問(wèn)題。同時(shí)，由于部分學(xué)校信息技術(shù)課程課時(shí)安排和教材設(shè)計(jì)的局限性，學(xué)生通常只能在課堂上進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作練習(xí)，無(wú)法真正參與完整的技術(shù)研發(fā)或項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，導(dǎo)致其缺乏分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）教學(xué)方法多樣性欠缺

目前，普通高中信息技術(shù)課程存在教學(xué)方法單一的問(wèn)題，往往以教師講授為主[2]。在高中信息技術(shù)課程教學(xué)中，傳統(tǒng)的講解式教學(xué)缺乏互動(dòng)性和靈活性，無(wú)法有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決能力。此外，案例分析法、問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)法等未能在信息技術(shù)教學(xué)中得到充分應(yīng)用。部分教師過(guò)于重視對(duì)課本內(nèi)容的講解，未能給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、協(xié)作討論和動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)[3]。高中信息技術(shù)教學(xué)存在的問(wèn)題還包括缺少課堂互動(dòng)，類似于情境課堂、競(jìng)賽討論等互動(dòng)性強(qiáng)的教學(xué)方法尚未得到推廣。

（三）教育資源有待豐富

一是教育軟硬件資源不足，尤其是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、計(jì)算機(jī)設(shè)備配置的不足，直接影響了學(xué)生的技術(shù)實(shí)踐和創(chuàng)新項(xiàng)目的開展[4]。部分高中的計(jì)算機(jī)設(shè)備較為陳舊，硬件資源有限，缺乏與現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展相匹配的高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)環(huán)境，導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)行信息技術(shù)實(shí)踐時(shí)受到設(shè)備和工具的限制。二是教材資源單一，一些學(xué)校選用的信息技術(shù)教材未能夠緊跟信息技術(shù)發(fā)展前沿，缺少對(duì)前沿技術(shù)的關(guān)注和研究[5]。在部分高中的信息技術(shù)課堂中，學(xué)生接觸的內(nèi)容大多停留在基礎(chǔ)編程語(yǔ)言、辦公軟件操作等內(nèi)容上，未能深入探討大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，這限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、普通高中信息技術(shù)教學(xué)中拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的路徑

（一）實(shí)行項(xiàng)自式學(xué)習(xí)，提升學(xué)生實(shí)踐能力

在普通高中信息技術(shù)教學(xué)中，拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要與實(shí)際技術(shù)應(yīng)用緊密結(jié)合。在教學(xué)中，教師可通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)讓學(xué)生在實(shí)際操作中掌握數(shù)據(jù)編碼技能。具體而言，教師可以將學(xué)生分組，明確任務(wù)分工，讓各小組分別負(fù)責(zé)編碼規(guī)則設(shè)計(jì)、編碼測(cè)試與驗(yàn)證。小組間的定期交流與協(xié)作，可以提升學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力和問(wèn)題解決能力。

如在“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼”模塊的教學(xué)中，教師可設(shè)計(jì)“樹牌號(hào)編碼”項(xiàng)目，要求學(xué)生依據(jù)教材中的編碼規(guī)則將樹的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為唯一的樹牌號(hào)。學(xué)生需要對(duì)林地的區(qū)域進(jìn)行分析，根據(jù)樹牌號(hào)編碼規(guī)則，確定每棵樹的位置。例如，教師可以要求學(xué)生為每個(gè)區(qū)域劃分編碼規(guī)則：編碼的第一位數(shù)字為一級(jí)區(qū)域編碼（0一9），編碼的第二位和第三位數(shù)字為二級(jí)區(qū)域編碼（01一99），編碼的剩余四位數(shù)字為樹木編碼（0001—9999）。學(xué)生通過(guò)分析每個(gè)區(qū)域的樹木數(shù)量，按照上述規(guī)則為每棵樹分配一個(gè)唯一的樹牌號(hào)。例如，2區(qū)13子區(qū)的第198棵樹的編碼為2130198。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整編碼方法，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確且便于未來(lái)擴(kuò)展。通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生可理解數(shù)據(jù)編碼的實(shí)際應(yīng)用，并掌握將復(fù)雜信息轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化編碼格式的方法，提升分析能力和數(shù)據(jù)處理能力。

又如，在“數(shù)值數(shù)據(jù)編碼”項(xiàng)目中，教師可以將學(xué)生分為若干小組，讓每個(gè)小組承擔(dān)不同的任務(wù)，并根據(jù)教材中的“數(shù)值數(shù)據(jù)編碼”內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際操作。在項(xiàng)目初期，一組學(xué)生負(fù)責(zé)參考教材中對(duì)補(bǔ)碼表示法的介紹（如將十進(jìn)制數(shù)21和-21轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制），設(shè)計(jì)合適的編碼方法和數(shù)值數(shù)據(jù)編碼規(guī)則。二組學(xué)生負(fù)責(zé)編碼測(cè)試，檢查設(shè)計(jì)的編碼是否準(zhǔn)確，尤其是處理負(fù)數(shù)和不同進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換的部分，如原碼、反碼和補(bǔ)碼的轉(zhuǎn)換。三組負(fù)責(zé)驗(yàn)證數(shù)據(jù)，確保數(shù)值數(shù)據(jù)能在計(jì)算機(jī)中正確存儲(chǔ)和處理，避免數(shù)據(jù)丟失或傳輸錯(cuò)誤。每組成員定期分享進(jìn)展，討論技術(shù)難題，例如，如何應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)的溢出問(wèn)題，如何優(yōu)化編碼效率等。通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)生能夠提升編碼能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力、溝通與協(xié)作能力，確保項(xiàng)目順利完成并達(dá)到預(yù)期效果。

（二）采用互動(dòng)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維

通過(guò)互動(dòng)式教學(xué)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，是普通高中信息技術(shù)教學(xué)中拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。教師可通過(guò)設(shè)計(jì)情境問(wèn)題、組織課堂討論等方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索技術(shù)問(wèn)題并提出創(chuàng)新解決方案，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，提升學(xué)生分析與解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。

以“二維碼制作與應(yīng)用”一課的教學(xué)為例，教師可以設(shè)計(jì)具體的情境問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維：“假設(shè)你負(fù)責(zé)為某餐飲品牌設(shè)計(jì)二維碼，你會(huì)如何利用二維碼的功能提高顧客的參與度和促進(jìn)銷售？”教師應(yīng)要求學(xué)生結(jié)合教材中提到的二維碼原理與實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)二維碼的編碼規(guī)則以及二維碼承載的信息（如品牌名稱、優(yōu)惠信息、電子菜單等）。學(xué)生需考慮二維碼的功能，如引導(dǎo)顧客掃描后獲取餐廳的最新優(yōu)惠，或者讓顧客參與互動(dòng)反饋。學(xué)生還需關(guān)注用戶體驗(yàn)和二維碼的展示方式，確保二維碼在實(shí)際使用中的便捷性和吸引力。教師可以要求學(xué)生分組討論，讓每個(gè)小組設(shè)計(jì)用于不同領(lǐng)域的二維碼，如用于產(chǎn)品廣告、活動(dòng)促銷等，鼓勵(lì)學(xué)生探索二維碼在不同情境下的創(chuàng)新應(yīng)用。在解決此類情境問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生不僅能更深入理解二維碼技術(shù)，還能結(jié)合市場(chǎng)需求和用戶體驗(yàn)，提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

在課堂討論環(huán)節(jié)，教師可以利用競(jìng)賽式討論來(lái)提升課堂互動(dòng)性和學(xué)生創(chuàng)新思維。教師可以安排學(xué)生進(jìn)行數(shù)字化學(xué)習(xí)，要求每個(gè)小組搜集二維碼的相關(guān)資料，包括二維碼的定義、工作原理、應(yīng)用場(chǎng)景等內(nèi)容，并對(duì)這些信息進(jìn)行梳理和歸納，最終用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)小組的學(xué)習(xí)成果。在此過(guò)程中，學(xué)生需要分工合作，利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)整合，提升信息篩選和整合能力，同時(shí)鍛煉團(tuán)隊(duì)合作技能。隨后，小組成員共同規(guī)劃和設(shè)計(jì)二維碼，確定二維碼承載的信息，如名稱、圖標(biāo)、聯(lián)系方式等，選擇合適的工具和方法制作二維碼。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生探索不同二維碼生成工具的使用方法，考慮二維碼的設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能，如能否通過(guò)二維碼傳遞實(shí)用信息或使用戶參與互動(dòng)活動(dòng)，確保設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新性和可行性。在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，每個(gè)小組需要展示自己制作的二維碼，并介紹二維碼設(shè)計(jì)方案與流程，分享學(xué)習(xí)體會(huì)。其他小組可以通過(guò)掃描二維碼進(jìn)行使用體驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新性、實(shí)用性以及成果的美觀性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種互動(dòng)式討論不僅能提升學(xué)生的實(shí)踐能力，還能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（三）整合多方資源，拓寬學(xué)生創(chuàng)新視野

普通高中信息技術(shù)教學(xué)中拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)應(yīng)注重整合校內(nèi)外教育資源，以拓寬學(xué)生的創(chuàng)新視野。對(duì)此，學(xué)?？赏ㄟ^(guò)校企合作、利用社會(huì)資源等途徑促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。在校企合作方面，學(xué)校可與企業(yè)合作，設(shè)計(jì)實(shí)踐體驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在實(shí)際工作環(huán)境中應(yīng)用技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目管理能力與技術(shù)研發(fā)能力。在利用社會(huì)資源方面，學(xué)?？山M織學(xué)生參加各類創(chuàng)新競(jìng)賽和技術(shù)分享活動(dòng)，以此加深學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的理解，促使學(xué)生與行業(yè)專家、其他學(xué)校的優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行思想碰撞，從而拓寬學(xué)生視野，提升學(xué)生創(chuàng)新思維。

第一，學(xué)校可以與企業(yè)合作，設(shè)計(jì)具體的課程項(xiàng)目，使學(xué)生在實(shí)際工作環(huán)境中進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用。例如，在“停車引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”的教學(xué)中，學(xué)?？梢耘c本地智能停車管理公司合作，設(shè)計(jì)一個(gè)停車引導(dǎo)系統(tǒng)項(xiàng)目，讓學(xué)生參與到停車場(chǎng)車位數(shù)據(jù)采集、分析的過(guò)程中。教師可以提出任務(wù)，比如要求學(xué)生開發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單的智能系統(tǒng)，通過(guò)超聲波傳感器實(shí)時(shí)采集停車位的使用情況，并通過(guò)戶外車位引導(dǎo)屏顯示空閑車位數(shù)量。企業(yè)合作方可以派遣技術(shù)專家來(lái)校，向?qū)W生介紹智能停車系統(tǒng)的工作原理，包括超聲波傳感器如何通過(guò)反射波判斷車位使用情況，以及如何傳輸數(shù)據(jù)到系統(tǒng)，顯示空閑車位信息。學(xué)生需要從用戶需求分析的入手，明確停車引導(dǎo)系統(tǒng)的基本功能，如車位數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)顯示車位狀態(tài)（空閑或使用）和空閑車位數(shù)。同時(shí)，每個(gè)小組需要承擔(dān)不同的任務(wù)，如負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集的小組需要思考如何高效地安裝和配置傳感器，確保每個(gè)車位的數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地被采集。程序設(shè)計(jì)小組則負(fù)責(zé)系統(tǒng)的前端顯示設(shè)計(jì)，確保車位狀態(tài)能夠通過(guò)引導(dǎo)屏準(zhǔn)確、清晰地呈現(xiàn)。企業(yè)專家應(yīng)在項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中定期評(píng)審，幫助學(xué)生解決技術(shù)難題，提供技術(shù)支持，如指導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化傳感器配置，提升數(shù)據(jù)采集精度，或者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中添加實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控功能。通過(guò)此種校企合作，學(xué)生不僅能在實(shí)踐中應(yīng)用數(shù)據(jù)采集和分析技術(shù)，還能夠深入了解企業(yè)需求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在專家的指導(dǎo)下培養(yǎng)創(chuàng)新思維，為今后的職業(yè)生涯規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。

第二，學(xué)校可以通過(guò)整合社會(huì)資源，引導(dǎo)學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。例如，在“停車位數(shù)據(jù)采集與分析”課程教學(xué)中，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生參加“全國(guó)青少年編程大賽”或其他技術(shù)創(chuàng)新賽事，圍繞智能停車系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、分析與展示參與挑戰(zhàn)。教師可以要求學(xué)生開發(fā)一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)收集停車場(chǎng)各個(gè)車位的使用狀態(tài)的小程序，并在應(yīng)用程序或電子屏幕上顯示空閑車位的數(shù)量。在數(shù)據(jù)處理方面，學(xué)生需要編寫程序，對(duì)傳感器采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗與格式化，確保數(shù)據(jù)符合展示要求。同時(shí)，學(xué)生還需要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)更新機(jī)制，使得停車引導(dǎo)系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)更新車位使用狀況，并通過(guò)智能終端實(shí)時(shí)展示空閑車位的數(shù)量。

在這一過(guò)程中，學(xué)生可以掌握處理和分析傳感器數(shù)據(jù)的方法，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。為幫助學(xué)生更好地備賽，教師還可以安排專項(xiàng)輔導(dǎo)，講解數(shù)據(jù)采集方法和編程技巧，如，如何處理從傳感器收集到的時(shí)間戳數(shù)據(jù)，如何應(yīng)用算法優(yōu)化數(shù)據(jù)清洗和分析過(guò)程等，確保學(xué)生具備足夠的技術(shù)儲(chǔ)備。在模擬賽環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要完成相關(guān)任務(wù)，發(fā)揮快速處理和分析數(shù)據(jù)的能力，并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)停車引導(dǎo)功能。通過(guò)參加競(jìng)賽，學(xué)生不僅能夠提高編程與數(shù)據(jù)處理能力，還能將創(chuàng)新思維與技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合，提升團(tuán)隊(duì)合作與問(wèn)題解決能力。同時(shí)，在與來(lái)自其他學(xué)校的優(yōu)秀學(xué)生交流的過(guò)程中，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)借鑒不同的解決方案和技術(shù)思路，提升創(chuàng)新能力。

三、總結(jié)

普通高中信息技術(shù)教學(xué)在拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)中具有不可忽視的作用。教師可通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、互動(dòng)式教學(xué)、整合多方資源等策略，提升學(xué)生的技術(shù)能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，促進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)的融合與應(yīng)用。未來(lái)，信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)持續(xù)與行業(yè)動(dòng)態(tài)和學(xué)科發(fā)展同步，構(gòu)建更加靈活、開放的教學(xué)模式，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，為新時(shí)代的科技進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展提供源源不斷的創(chuàng)新力量。

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