高中信息科技学科中学生创新思维的培养

☆黄时军（上海南汇中学，上海　201324）



高中信息科技学科中学生创新思维的培养

☆黄时军
（上海南汇中学，上海201324）

摘要：高中信息科技教学过程中，学科教师应当注重学生的高阶思维培养，这是由学生的生理发育阶段及学科培养方向决定的。本文通过具体案例分析了高阶思维中创新思维培养的方法，并提出了一些建议。

关键词：信息科技；高阶思维；创新思维

一、现阶段高中信息科技教学现状分析

高中信息科技教学注重提高学生的信息素养，让学生理解一些基本的信息处理技术，也试图通过学生的学习，逐步养成一些好的学科思维习惯。在实际教学过程中，由于信息学科的特点，学生的学习分成两种情况，一部分学生学得马马虎虎，只想通过学业水平考试；而另一部分学生出于对信息技术的热爱，对信息技术有很强的钻研精神，会给其他同学带来意想不到的方法和建议。在教学过程中，许多教师都能根据实际情况对学生进行引导，解决他们遇到的技术操作问题。但是，针对学生思维的培养并没有固定的模式，教师自身也可能存在一些认知方面的局限性，因此，许多教师在引导学生思维培养的过程中总觉得力不从心，不能很好地贯彻学科教学的要求，这需要教师进一步在教学实践中不断探索前行。

二、创新思维的定义及思考方式

目前得到人们广泛认同的学习思维层次分类理论是布卢姆教育目标分类学，他将对认知领域的教育目标分为知道、领会、运用、分析、综合、评价6个梯度。前面三类：知道、领会和运用，通常被称为“低级思维能力”；后面三类：分析、综合、评价，通常被称为“高级思维能力”。显然，创新思维属于高阶思维中的一种，也是信息科技学科思维中重要的内容，是学生思维培养的目标。

创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。常见的创新思维思考方式有逆向思维、求异思维、类比思维、发散思维、顿悟思维等，需要教师根据实际情况灵活把握，没有固定的模式可遵循。

三、高中阶段信息学科培养学生创新思维的必要性

信息技术是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称，一直处于日新月异的发展之中。近年来，不断有新的技术替代原来的技术方法，而这些新技术的产生，离不开科研人员的创新意识和创新思维能力。可以说，信息技术与创新思维是相互影响，相互作用，不断推进的。通过创新思维产生的新技术，直接推动了新事物的诞生，而新事物的出现又让创新思维有了新的内容，推动新一轮技术的革新。

创新作为时代的主旋律，是任何人都没有办法避开的，处于高中阶段的学生更应重视创新思维能力的培养。由于生理发育特点，高中阶段的学生正处于身心思维的快速发育过程之中，学生有能力进行一些比较高阶的思维活动。而创新思维作为一种高阶思维活动，需要在学习过程中不断予以关注、培养和训练。因此，在高中阶段培养学生的创新思维是合适的，也是完全必要的。而信息科技学科日新月异的特点，让培养学生创新思维的需求显得更加突出而急迫。

四、信息科技教学中创新思维培养

创新思维的最大特点是没有固定的模式可循，需要教师根据教学内容及客观条件引导学生开展。当然，创新思维也不是凭空产生的，有一些具体的思维方法可以供教师在培养创新思维时借鉴运用。

1.用“类比思维”方法进行创新思维的培养

“类比思维”方法是解决陌生问题的一种常用策略，它让学生充分开拓自己的思路，运用已有的知识、经验将陌生的、不熟悉的问题与已经熟悉的、解决的问题或其它相似事物进行类比，从而创造性地解决问题。在高中信息技术教材中，信息数字化是比较重要的教学内容，但由于许多学生是首次接触“二进制”这一概念，在理解二进制的特点及如何转换为十进制时比较困难。实践证明，照本宣科、照搬书本内容的学习方式对于学生学习没有太大的帮助，采用类比思维的方式，学生会更容易理解。在实际课堂中可以将类比过程分成两步，第一步是在讲解基数、数码、位权等概念时，将二进制和十进制类比讲解，由于学生十分熟悉十进制，通过两者相似性的类比可以很好地理解二进制；第二步是在学会了二进制和十进制转换后，将十六进制和十进制的转换过程类比讲解，学生也很容易理解。教师这样做的目的是通过上述两次练习，引导并培养学生掌握“类比思维”的方法，并要求学生创新性地将数值扩大到任意进制数的转换，再来思考如何解决不曾学习过的进制数的问题，如以下题目：

（23）x=27，问x下标的这个值是多少，即是几进制的数？

看到这一题目时，许多学生都束手无策，书上没有啊，怎么办？学生开始小声讨论，大部分学生第一时间想到试一试将x代入2或16进制，看是否满足条件。学生的好奇心在这个过程中被有效激发出来，当确认常见的2或16进制都不是答案之后，学生就会疑惑，此时，教师需要引导学生用“类比思维”去考虑，建议学生模仿二进制转换为十进制的方法去研究题目，就可以完成相关的解题。列式：2×x1+3×x0=27，因为x不可能为0，因此，计算得到x=12，即是十二进制数。

这道题的计算过程虽然简单，但学生对于知识的认识却有了很大的提升，不但分清了数码、基数和位权的作用，也从更高的角度认识了任意进制数和十进制数值的关系特点，建构了进制数转换的知识。

2.用发散思维方法进行创新思维的培养

在算法与程序设计教学过程中，遇到解析算法的一道例题，用海伦公式求面积，其公式如下：

看似没有错误的代码，上机调试后却发生了致命错误，同样的整型数据，机器计算和人工计算却得出了不同的结果，这是什么原因导致的呢？许多学生百思不得其解，学生通过多次输入数据并观察分析之后，有的学生发现，原来错误的原因在于计算半周长中的加号，本该是数值加法运算，但计算机用作了“字符串相加”，并在后期的计算中自动转换为数值型参与计算，并没有提醒程序出错。学生明白了这一点之后，利用发散思维寻找解决问题的方法，大量大胆的设想应运而出，而这一过程就是典型的创新思维过程。有的学生提出在程序代码开始部分对变量进行定义为数值型数据，还有学生建议使用va（l）函数将变量强制转换为数值类型，也有学生建议将数据加个小数点，使计算机可以自动认为输入的变量值是数值类型的……学生将各种设想通过上机实验得到了验证，前两个想法成功了，最后一个想法失败了。这种打破常规教学顺序，教师先不与学生说清注意加号的使用，通过观察结果推出原因，再由原因作为标准寻找解决方案的教学方法，取得了很好的教学效果。

3.用收敛思维方法进行创新思维的培养

收敛思维与发散思维不同，发散思维是为了解决某个问题，从这一问题出发，办法、途径越多越好，总是追求还有没有更多的办法；而收敛思维也是为了解决某一问题，在众多的现象、线索、信息中，向着问题一个方向思考，根据已有的经验、知识或发散思维中针对问题的办法，得出最好的结论和最好的解决办法。

有一道VB算法的题：有一个三位数正整数num，求其百位数a，十位数b，个位数c分别是多少。只要知道原理，每个学生都可以创造性地找到自己的解决方案，答案五花八门，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：……

但作为一种规范性方法，教师会比较各个解决方法的优劣，便于学生选用最好的方法。这时就可以使用收敛思维方法进行思考，最后确认方法三是较优的解决方案，原因有二：一是当三位数变成更多位数时，会有一个统一的思考模式，先用整除计算求取前几位数，保证这个数中最后一位是待求解的值，然后再将这个数和10求余就可以得到这个待求值；二是整除()的运算优先级高于求余（mod），故不需要加括号，对于粗心的学生不容易出错。

五、创新思维培养过程中的建议

1.必须以学生的学习为主，教师多创设条件引导

创新思维培养不能越俎代庖，必须以学生的自主学习为主，让学生经历整个思考过程，逐步培养这种思维习惯。教师的作用在于启发引导，提供必要的知识和技术操作支持，在学生需要的时候给予及时的关怀和帮助。创新的氛围对于学生的影响也很大，学生在互相讨论的过程中，不经意间就会产生新奇的想法，并互相影响，教师应当尊重学生的思维活动，努力营造这种创新的氛围，不要轻易否定学生的想法，打击学生思考的积极性。直接忽视思考过程，而直接给出问题结论的教学方法是培养不出好的创新思维习惯的。

2.多进行研究性学习，让创新性思考成为习惯

上课的方法有许多，教师演示学生操作是在信息课堂中用得比较多的教学模式，它的优点是学生可以高效学习技术操作，但不足之处也很明显。许多问题本来就没有明确的答案，或者也可以有多个有效解决方法，问题思考的方法也并非一成不变，教师遇到问题时不要先入为主，一味只想用自己熟悉的方式解决问题。教师应当让学生多采取研究性学习的方式，关注学生在解决问题过程中的思考过程和方法，及时抓住这一过程中的闪光点，引导和培养学生的创新思维能力。

3.借助工具进行创新思维训练

培养创新思维的过程中，可以借助一些工具软件的使用，使思维变得更加活跃，如思维导图，在课堂中应用时就可以很好地让学生梳理知识体系，通过各节点间的联系，运用发散思维的思考方式，进行创新思维培养的辅助和训练。在设计与创作模块，可以通过软件制作不同的创意作品开拓思路，培养创新思维。

4.采用创新思维中的思维方法进行练习

创新思维的培养之所以困难，是因为没有固定的模式可以遵循，但它也不是无本之木。教师平时可以更多地采用这些思考方法进行思维练习，逐步培养出创新思维的能力。培养创新能力并非是让学生不关注基础知识和方法，顿悟思维也是创新思维的方法，但这是建立在巩固的基础知识之上的灵光乍现，因此，不能指望这种小概率事件的重复出现，但可以引导学生将基础打牢固。

总之，信息科技学科中创新思维的培养是重要的，它是学科教育的发展方向。相信通过信息技术的不断发展，在不久的将来，人们都会习惯于将简单流程化的事务交给计算机来完成，而人们可以在创新思维的引导下，解决计算机无法完成的创造性工作。

参考文献：

[1]黎加厚.教育信息化环境中的学生高级思维能力培养[J].中国电化教育,2003.

[2]创新思维及相关概念[EB/OL].http://wenku.baidu.com/link? url=scQ65CEem-pRHkumsqZ3be-RrVHdpeCfAG4X-0ImQoE_2WGsRR0vVGxDQ5SZrNCBE4sNXw68rZ5BhWQy YaGniCmHy9b08aO2LebmHlF8r7O.

[3]李大兴.高中信息技术课程教学中如何培养学生的创新思维[J].中国信息技术教育,2014,(22).

[编辑：庄丰源]

中图分类号：G434

文献标识码：A

文章编号：1671-7503（2016）07-0060-03