【摘要】隨著信息科技的飛速發(fā)展，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。文章探索了新課標(biāo)下如何通過信息科技教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力：首先聚焦于知識(shí)模塊，分析如何通過數(shù)據(jù)模型、算法以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挖掘培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵元素；其次探討動(dòng)手操作、學(xué)科整合和項(xiàng)目研究作為拓展培養(yǎng)創(chuàng)新能力途徑的可能性；最后提出指向核心素養(yǎng)的教學(xué)策略，包括情境法、任務(wù)法和實(shí)踐法，以此豐富并實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】新課標(biāo)；小學(xué)信息科技；創(chuàng)新能力

作者簡介：胡勇林（1979—），男，江蘇省南京市天妃宮小學(xué)。

在如今這個(gè)科技不斷進(jìn)步的時(shí)代，信息科技教育顯得尤為關(guān)鍵，它直接關(guān)系到學(xué)生的核心素養(yǎng)和未來發(fā)展。面對(duì)新課程改革的挑戰(zhàn)，如何利用信息科技教學(xué)來培養(yǎng)小學(xué)生的創(chuàng)新能力，成為教育領(lǐng)域研究的一個(gè)重點(diǎn)。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不僅需要知識(shí)的傳授和技能的學(xué)習(xí)，更需要教師在教學(xué)實(shí)踐中不斷嘗試和探索新的方法和策略。

一、聚焦知識(shí)模塊，挖掘培養(yǎng)創(chuàng)新能力的元素

（一）數(shù)據(jù)，建立進(jìn)制模型

建立進(jìn)制模型是幫助學(xué)生理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、提升數(shù)據(jù)邏輯思維能力的第一步。通過掌握不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換、理解數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表達(dá)方式，學(xué)生能夠更深刻地領(lǐng)會(huì)數(shù)字背后的邏輯，從而加深對(duì)信息科技的理解，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在小學(xué)信息科技教學(xué)中，有許多內(nèi)容都與編程相關(guān)，所以在上課前，教師要給學(xué)生講解“二進(jìn)制”相關(guān)的內(nèi)容，通過簡單的類比—貨幣兌換，幫助學(xué)生理解二進(jìn)制和十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換原理。教師首先介紹二進(jìn)制的基本概念，并解釋計(jì)算機(jī)是怎樣使用這種僅包含1和0的數(shù)字系統(tǒng)來處理信息的；其次，將1元和5角硬幣分別對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制中的1和0，使得這一抽象概念變得直觀且易于理解；最后，通過模擬超市購物環(huán)境，讓學(xué)生在角色扮演活動(dòng)中親自體驗(yàn)使用1元和5角硬幣來找零，進(jìn)而感受十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。在這一過程中，學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐強(qiáng)化了對(duì)知識(shí)的認(rèn)知，并在教師的指導(dǎo)下總結(jié)規(guī)律，掌握了二進(jìn)制與十進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換方法。通過建立進(jìn)制模型，學(xué)生不僅學(xué)到了數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式，還鍛煉了抽象思維和邏輯推理的能力，為數(shù)據(jù)處理和后續(xù)的編程學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。這一模塊的學(xué)習(xí)有助于發(fā)展學(xué)生處理復(fù)雜問題的能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要一環(huán)。

（二）算法，融入生活場景

算法是計(jì)算機(jī)科學(xué)中解決問題的一系列步驟和規(guī)則，是編程的“心臟”。通過將復(fù)雜的邏輯和問題簡化，使用算法將其轉(zhuǎn)化為清晰的步驟，學(xué)生可以更直觀地理解算法的實(shí)際應(yīng)用，從而激發(fā)自身的創(chuàng)新思維。

在教授“智能樓道燈—紅外傳感器”這節(jié)課時(shí)，教師可以設(shè)置一個(gè)學(xué)生日常生活中常見的場景來引入主題，如“在樓道中行走時(shí)燈會(huì)自動(dòng)亮起”，提問：“如何設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)讓燈在檢測到人的活動(dòng)時(shí)自動(dòng)開啟，并在一段時(shí)間無活動(dòng)后自動(dòng)熄滅？”隨后，教師可以簡單解釋紅外傳感器的工作原理及其背后的算法概念，并引導(dǎo)學(xué)生分解問題，確定智能樓道燈工作的關(guān)鍵步驟，如檢測紅外信號(hào)、信號(hào)處理、亮燈、計(jì)時(shí)和熄燈。學(xué)生可以畫出相應(yīng)的算法流程圖，使各個(gè)步驟可視化。如果條件允許，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手搭建原型，親自實(shí)踐算法控制的智能樓道燈系統(tǒng)。在生活場景中融入算法學(xué)習(xí)，不僅有助于學(xué)生理解算法的實(shí)踐意義和應(yīng)用領(lǐng)域，還能幫助他們將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作能力。這種教學(xué)方式促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步拓寬了他們的思維［1］。

（三）網(wǎng)絡(luò)，嘗試萬物互聯(lián)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生需要理解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)并嘗試實(shí)踐“萬物互聯(lián)”的概念。通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生將學(xué)會(huì)如何構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，理解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸機(jī)制，并思考如何在確保安全的前提下實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的智能互聯(lián)。

在講授“語音控制對(duì)話機(jī)器人”這一課時(shí)，教師可以讓學(xué)生展開想象：在未來社會(huì)，機(jī)器人可以成為人類的助手，通過語音指令完成各種任務(wù)。這樣的情景能迅速引起學(xué)生的注意，并激發(fā)他們對(duì)于如何制作機(jī)器人的好奇心。接著，教師可以介紹基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)通信和語音識(shí)別技術(shù)，解釋如何通過網(wǎng)絡(luò)使設(shè)備互聯(lián)，并讓機(jī)器人理解人類的語音命令。學(xué)生小組可以合作思考一個(gè)語音控制對(duì)話機(jī)器人的基本工作流程，如從捕捉語音信息到轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，再到執(zhí)行具體的命令，并借助流程圖來呈現(xiàn)他們的想法，以及用簡化的代碼來演示其工作邏輯。最后，每個(gè)小組需要展示自己的項(xiàng)目，詮釋如何將語音控制和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的概念應(yīng)用于機(jī)器人設(shè)計(jì)中。網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的學(xué)習(xí)不僅使學(xué)生具備了應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的能力，而且還激發(fā)了學(xué)生探索物聯(lián)網(wǎng)的興趣，培養(yǎng)他們面對(duì)未來技術(shù)挑戰(zhàn)的創(chuàng)新精神。實(shí)踐“萬物互聯(lián)”的概念，不僅有助于學(xué)生構(gòu)建對(duì)新興技術(shù)的認(rèn)識(shí)，還可為其未來創(chuàng)造性應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供廣闊舞臺(tái)［2］。

二、賦能真實(shí)學(xué)習(xí)，拓展培養(yǎng)創(chuàng)新能力的途徑

（一）動(dòng)手操作，進(jìn)行邏輯編碼

在信息科技教育中，通過自己動(dòng)手操作來進(jìn)行邏輯編碼是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過參與實(shí)際編碼學(xué)習(xí)，學(xué)生可以鍛煉思維能力，學(xué)習(xí)問題分析、邏輯推理，并將抽象思維轉(zhuǎn)化為具體操作。

在教授“機(jī)器人機(jī)械手”這一課時(shí)，教師可以先介紹機(jī)器人機(jī)械手的基本構(gòu)造和工作原理，讓學(xué)生對(duì)機(jī)械手的功能有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。隨后，教師可以將學(xué)生分成若干個(gè)小組，讓每組領(lǐng)取相應(yīng)的模擬機(jī)械手組裝套件，一起組裝和調(diào)試自己的模擬機(jī)械手，感受不同零件間的互動(dòng)關(guān)系以及整體協(xié)作機(jī)制。接著，每個(gè)小組需要使用圖形化編程軟件給機(jī)械手編程，使其能夠完成指定動(dòng)作，比如抓取物體、移動(dòng)到指定位置等。在這一過程中，學(xué)生需要通過編程來解決實(shí)際問題，例如如何控制力度、預(yù)判運(yùn)動(dòng)軌跡等，而這些任務(wù)都是對(duì)邏輯思維的極佳鍛煉。最后，教師可以舉行一個(gè)小型演示會(huì)，讓每個(gè)小組展示他們的機(jī)械手并解釋編程邏輯。在展示中，學(xué)生可以相互學(xué)習(xí)、交流，共享創(chuàng)新想法和編程經(jīng)驗(yàn)。動(dòng)手實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方式。通過編碼實(shí)踐，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際技能。這不僅有助于鞏固學(xué)生的理論基礎(chǔ)，還能激發(fā)他們的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)。

（二）學(xué)科整合，解決具體問題

教師將信息科技與數(shù)學(xué)、科學(xué)等其他學(xué)科內(nèi)容結(jié)合起來，能夠讓學(xué)生在解決跨學(xué)科問題的同時(shí)，發(fā)展信息素養(yǎng)。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生不再是被動(dòng)獲取知識(shí)的對(duì)象，而是主動(dòng)探索、整合不同學(xué)科之間的聯(lián)系，運(yùn)用信息科技來解決實(shí)際問題的實(shí)踐者。

在講授“畫組合圖形”這節(jié)課時(shí)，教師可以先教授基本圖形的屬性以及它們?cè)谒囆g(shù)和數(shù)學(xué)中的應(yīng)用這些基礎(chǔ)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)圖形組合的好奇心，隨后再提出一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的問題任務(wù)，如設(shè)計(jì)一個(gè)能符合兒童游樂場主題的組合圖形裝飾。學(xué)生需要以小組的形式，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)理解圖形的面積、周長，運(yùn)用藝術(shù)知識(shí)把握顏色、形狀的協(xié)調(diào)，以及運(yùn)用科學(xué)知識(shí)了解材料的適用性等，進(jìn)行跨學(xué)科的思考和探討。各小組需要設(shè)計(jì)出既美觀又實(shí)用的圖形組合方案，然后動(dòng)手在紙上畫出草圖，或是用計(jì)算機(jī)軟件繪制更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)圖。在此過程中，教師應(yīng)發(fā)揮指導(dǎo)和啟發(fā)思考的作用，幫助學(xué)生在探索如何將不同圖形進(jìn)行有效組合的同時(shí)，考慮到設(shè)計(jì)的可行性和實(shí)用性。學(xué)科之間的融合和整合，可以幫助學(xué)生建立更為全面的知識(shí)結(jié)構(gòu)，為創(chuàng)新思維的培養(yǎng)提供更寬廣的空間。在解決實(shí)際問題時(shí)，學(xué)生能夠綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能的深度結(jié)合。

（三）項(xiàng)目研究，挑戰(zhàn)人工智能

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，項(xiàng)目研究成為信息科技課程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段。通過具體的項(xiàng)目研究，學(xué)生能夠深入了解人工智能的工作原理和應(yīng)用實(shí)踐，通過動(dòng)手制作簡單的AI項(xiàng)目，體驗(yàn)科技創(chuàng)新的過程。

在教學(xué)“電子溫度計(jì)—溫度傳感器”這節(jié)課時(shí)，教師可以講授溫度傳感器的基本原理和電子溫度計(jì)的工作機(jī)制。接著，提出項(xiàng)目研究目標(biāo)：構(gòu)建一個(gè)利用溫度傳感器收集數(shù)據(jù)，結(jié)合簡單人工智能算法預(yù)測環(huán)境溫度變化趨勢的電子溫度計(jì)。為了激發(fā)學(xué)生的探索精神，教師可以讓學(xué)生展開小組合作，為每組分配任務(wù)，包括研究和選擇合適的溫度傳感器，設(shè)計(jì)電路板來讀取傳感器數(shù)據(jù)以及通過編程來處理這些數(shù)據(jù)。此外，學(xué)生還需研究如何應(yīng)用基本的人工智能算法（如線性回歸或時(shí)間序列預(yù)測）來分析溫度數(shù)據(jù)，從而預(yù)測接下來的溫度變化。在項(xiàng)目實(shí)踐過程中，學(xué)生需要?jiǎng)邮謽?gòu)建電路、編寫代碼、收集溫度數(shù)據(jù)，并用所學(xué)的人工智能知識(shí)來分析這些數(shù)據(jù)。最后，學(xué)生小組需要將項(xiàng)目的最終成果在班上進(jìn)行展示和評(píng)議。項(xiàng)目研究能使學(xué)生在實(shí)際操作中，走近真實(shí)世界的技術(shù)問題和挑戰(zhàn)，深化學(xué)生對(duì)解決復(fù)雜問題的全方位思考。通過設(shè)定具有挑戰(zhàn)性的課題，學(xué)生能夠在探究過程中，提出創(chuàng)新性的想法，逐步具備將想法轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果的能力。

三、指向核心素養(yǎng)，豐富培養(yǎng)創(chuàng)新能力的策略

（一）情境法，滲透信息意識(shí)

情境法著眼于創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生在具體情境中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。通過情境法，學(xué)生能夠在虛擬的環(huán)境中培養(yǎng)信息意識(shí)和信息道德，發(fā)展信息篩選、處理和創(chuàng)新應(yīng)用的能力。

在教授“微博交流”這一課時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)與學(xué)生生活密切相關(guān)的情境—策劃一次校園環(huán)保活動(dòng)，要求學(xué)生運(yùn)用微博創(chuàng)建活動(dòng)賬號(hào)，通過這個(gè)平臺(tái)發(fā)布活動(dòng)信息、吸引同學(xué)們的關(guān)注和參與。接著，教師需要指導(dǎo)學(xué)生如何撰寫吸引人的微博內(nèi)容，包括標(biāo)題的制作、信息的簡練傳達(dá)和標(biāo)簽的使用策略等。在此過程中，教師要特別強(qiáng)調(diào)信息安全和網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)，講解如何辨別和處理不實(shí)信息，提高在線交流的效率和質(zhì)量。學(xué)生需要探索微博交流的不同策略，如粉絲互動(dòng)、微話題創(chuàng)建等，制訂自己的微博運(yùn)營策略，發(fā)布與活動(dòng)相關(guān)的內(nèi)容，跟蹤其傳播效果。通過這個(gè)過程，學(xué)生不僅可以學(xué)會(huì)如何使用微博這一平臺(tái)進(jìn)行有效的溝通和信息傳播，而且也可以學(xué)會(huì)如何在數(shù)字媒體空間內(nèi)創(chuàng)新地表達(dá)自己，促進(jìn)其信息意識(shí)的形成和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）任務(wù)法，引導(dǎo)數(shù)字合作

任務(wù)法是一種以任務(wù)完成為中心的教學(xué)方法，它要求學(xué)生圍繞特定的任務(wù)進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。這種方法能夠引導(dǎo)學(xué)生形成有效的數(shù)字合作關(guān)系，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作來解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的溝通、協(xié)調(diào)和合作能力。

在教授“初識(shí)圖形化編程”這節(jié)課時(shí)，教師可以介紹Xding編程環(huán)境的基本操作和編程概念，讓學(xué)生自由探索Xding的界面和功能。接下來，教師需要布置具體的編程任務(wù)：以小組合作的方式創(chuàng)造一個(gè)互動(dòng)故事或游戲。學(xué)生需進(jìn)行故事情節(jié)、角色設(shè)計(jì)，通過編程來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意。作為引導(dǎo)者和監(jiān)督者，在學(xué)生構(gòu)思和實(shí)施他們的項(xiàng)目時(shí)，教師要及時(shí)引導(dǎo)他們嘗試不同的編程塊，運(yùn)用邏輯思維將復(fù)雜的任務(wù)細(xì)化為簡單的指令，使其能在Xding中實(shí)現(xiàn)。通過完成特定任務(wù)的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生在互相合作的同時(shí)，能夠體驗(yàn)到知識(shí)的社會(huì)性和數(shù)字環(huán)境下合作的意義。任務(wù)法不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和參與感，而且進(jìn)一步激勵(lì)他們?cè)跀?shù)字環(huán)境下進(jìn)行創(chuàng)造性思考和協(xié)同作業(yè)。

（三）實(shí)踐法，踐行社會(huì)責(zé)任

實(shí)踐法強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與實(shí)際操作的結(jié)合，借助信息科技手段來解決現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的問題，從而踐行社會(huì)責(zé)任。通過參與社區(qū)服務(wù)、環(huán)境監(jiān)測、公益項(xiàng)目等實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的信息科技知識(shí)與社會(huì)實(shí)際需求相結(jié)合，發(fā)展自身的社會(huì)參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

在教授“智能交通—ZigBee技術(shù)”這節(jié)課時(shí)，教師可以介紹基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生了解ZigBee技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用及其對(duì)社會(huì)的重要意義。接著，教師可以提出具體的項(xiàng)目，即設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee的簡易智能交通模型。學(xué)生不僅要在理論上掌握ZigBee技術(shù)的工作原理，還要在實(shí)踐中設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)、車流量檢測系統(tǒng)及其他與智能交通相關(guān)的創(chuàng)新模型。在此過程中，教師需要為學(xué)生提供必需的硬件，如ZigBee模塊、傳感器和控制板，鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，學(xué)會(huì)如何將這些硬件應(yīng)用到實(shí)際的系統(tǒng)中。實(shí)踐法將信息科技教育與社會(huì)責(zé)任教育相結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新精神。通過實(shí)際操作，學(xué)生在積極參與社會(huì)實(shí)踐的過程中理解和應(yīng)用信息科技，為成長為具有責(zé)任感和創(chuàng)新能力的公民打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)語

綜上所述，新課標(biāo)下信息科技教育在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有不可替代的作用。教師應(yīng)聚焦于核心的知識(shí)模塊，挖掘出有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)元素；通過賦能學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)經(jīng)歷，拓寬培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的新路徑；將教學(xué)策略指向核心素養(yǎng)，豐富和完善培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法論。

【參考文獻(xiàn)】

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［2］徐開山.基于創(chuàng)客理念的小學(xué)信息科技教學(xué)實(shí)踐研究［J］.名師在線，2023（32）：67-69.