高中信息科技學(xué)科中學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

☆黃時(shí)軍（上海南匯中學(xué)，上?！?01324）

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高中信息科技學(xué)科中學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

☆黃時(shí)軍
（上海南匯中學(xué)，上海201324）

摘要：高中信息科技教學(xué)過(guò)程中，學(xué)科教師應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生的高階思維培養(yǎng)，這是由學(xué)生的生理發(fā)育階段及學(xué)科培養(yǎng)方向決定的。本文通過(guò)具體案例分析了高階思維中創(chuàng)新思維培養(yǎng)的方法，并提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：信息科技；高階思維；創(chuàng)新思維

一、現(xiàn)階段高中信息科技教學(xué)現(xiàn)狀分析

高中信息科技教學(xué)注重提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，讓學(xué)生理解一些基本的信息處理技術(shù)，也試圖通過(guò)學(xué)生的學(xué)習(xí)，逐步養(yǎng)成一些好的學(xué)科思維習(xí)慣。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，由于信息學(xué)科的特點(diǎn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)分成兩種情況，一部分學(xué)生學(xué)得馬馬虎虎，只想通過(guò)學(xué)業(yè)水平考試；而另一部分學(xué)生出于對(duì)信息技術(shù)的熱愛(ài)，對(duì)信息技術(shù)有很強(qiáng)的鉆研精神，會(huì)給其他同學(xué)帶來(lái)意想不到的方法和建議。在教學(xué)過(guò)程中，許多教師都能根據(jù)實(shí)際情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，解決他們遇到的技術(shù)操作問(wèn)題。但是，針對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)并沒(méi)有固定的模式，教師自身也可能存在一些認(rèn)知方面的局限性，因此，許多教師在引導(dǎo)學(xué)生思維培養(yǎng)的過(guò)程中總覺(jué)得力不從心，不能很好地貫徹學(xué)科教學(xué)的要求，這需要教師進(jìn)一步在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索前行。

二、創(chuàng)新思維的定義及思考方式

目前得到人們廣泛認(rèn)同的學(xué)習(xí)思維層次分類(lèi)理論是布盧姆教育目標(biāo)分類(lèi)學(xué)，他將對(duì)認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)分為知道、領(lǐng)會(huì)、運(yùn)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)6個(gè)梯度。前面三類(lèi)：知道、領(lǐng)會(huì)和運(yùn)用，通常被稱(chēng)為“低級(jí)思維能力”；后面三類(lèi)：分析、綜合、評(píng)價(jià)，通常被稱(chēng)為“高級(jí)思維能力”。顯然，創(chuàng)新思維屬于高階思維中的一種，也是信息科技學(xué)科思維中重要的內(nèi)容，是學(xué)生思維培養(yǎng)的目標(biāo)。

創(chuàng)新思維是指以新穎獨(dú)創(chuàng)的方法解決問(wèn)題的思維過(guò)程，通過(guò)這種思維能突破常規(guī)思維的界限，以超常規(guī)甚至反常規(guī)的方法、視角去思考問(wèn)題，提出與眾不同的解決方案，從而產(chǎn)生新穎的、獨(dú)到的、有社會(huì)意義的思維成果。常見(jiàn)的創(chuàng)新思維思考方式有逆向思維、求異思維、類(lèi)比思維、發(fā)散思維、頓悟思維等，需要教師根據(jù)實(shí)際情況靈活把握，沒(méi)有固定的模式可遵循。

三、高中階段信息學(xué)科培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的必要性

信息技術(shù)是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱(chēng)，一直處于日新月異的發(fā)展之中。近年來(lái)，不斷有新的技術(shù)替代原來(lái)的技術(shù)方法，而這些新技術(shù)的產(chǎn)生，離不開(kāi)科研人員的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力。可以說(shuō)，信息技術(shù)與創(chuàng)新思維是相互影響，相互作用，不斷推進(jìn)的。通過(guò)創(chuàng)新思維產(chǎn)生的新技術(shù)，直接推動(dòng)了新事物的誕生，而新事物的出現(xiàn)又讓創(chuàng)新思維有了新的內(nèi)容，推動(dòng)新一輪技術(shù)的革新。

創(chuàng)新作為時(shí)代的主旋律，是任何人都沒(méi)有辦法避開(kāi)的，處于高中階段的學(xué)生更應(yīng)重視創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。由于生理發(fā)育特點(diǎn)，高中階段的學(xué)生正處于身心思維的快速發(fā)育過(guò)程之中，學(xué)生有能力進(jìn)行一些比較高階的思維活動(dòng)。而創(chuàng)新思維作為一種高階思維活動(dòng)，需要在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷予以關(guān)注、培養(yǎng)和訓(xùn)練。因此，在高中階段培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維是合適的，也是完全必要的。而信息科技學(xué)科日新月異的特點(diǎn)，讓培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的需求顯得更加突出而急迫。

四、信息科技教學(xué)中創(chuàng)新思維培養(yǎng)

創(chuàng)新思維的最大特點(diǎn)是沒(méi)有固定的模式可循，需要教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及客觀條件引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展。當(dāng)然，創(chuàng)新思維也不是憑空產(chǎn)生的，有一些具體的思維方法可以供教師在培養(yǎng)創(chuàng)新思維時(shí)借鑒運(yùn)用。

1.用“類(lèi)比思維”方法進(jìn)行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

“類(lèi)比思維”方法是解決陌生問(wèn)題的一種常用策略，它讓學(xué)生充分開(kāi)拓自己的思路，運(yùn)用已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)將陌生的、不熟悉的問(wèn)題與已經(jīng)熟悉的、解決的問(wèn)題或其它相似事物進(jìn)行類(lèi)比，從而創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。在高中信息技術(shù)教材中，信息數(shù)字化是比較重要的教學(xué)內(nèi)容，但由于許多學(xué)生是首次接觸“二進(jìn)制”這一概念，在理解二進(jìn)制的特點(diǎn)及如何轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制時(shí)比較困難。實(shí)踐證明，照本宣科、照搬書(shū)本內(nèi)容的學(xué)習(xí)方式對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)沒(méi)有太大的幫助，采用類(lèi)比思維的方式，學(xué)生會(huì)更容易理解。在實(shí)際課堂中可以將類(lèi)比過(guò)程分成兩步，第一步是在講解基數(shù)、數(shù)碼、位權(quán)等概念時(shí)，將二進(jìn)制和十進(jìn)制類(lèi)比講解，由于學(xué)生十分熟悉十進(jìn)制，通過(guò)兩者相似性的類(lèi)比可以很好地理解二進(jìn)制；第二步是在學(xué)會(huì)了二進(jìn)制和十進(jìn)制轉(zhuǎn)換后，將十六進(jìn)制和十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換過(guò)程類(lèi)比講解，學(xué)生也很容易理解。教師這樣做的目的是通過(guò)上述兩次練習(xí)，引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生掌握“類(lèi)比思維”的方法，并要求學(xué)生創(chuàng)新性地將數(shù)值擴(kuò)大到任意進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換，再來(lái)思考如何解決不曾學(xué)習(xí)過(guò)的進(jìn)制數(shù)的問(wèn)題，如以下題目：

（23）x=27，問(wèn)x下標(biāo)的這個(gè)值是多少，即是幾進(jìn)制的數(shù)？

看到這一題目時(shí)，許多學(xué)生都束手無(wú)策，書(shū)上沒(méi)有啊，怎么辦？學(xué)生開(kāi)始小聲討論，大部分學(xué)生第一時(shí)間想到試一試將x代入2或16進(jìn)制，看是否滿足條件。學(xué)生的好奇心在這個(gè)過(guò)程中被有效激發(fā)出來(lái)，當(dāng)確認(rèn)常見(jiàn)的2或16進(jìn)制都不是答案之后，學(xué)生就會(huì)疑惑，此時(shí)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生用“類(lèi)比思維”去考慮，建議學(xué)生模仿二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的方法去研究題目，就可以完成相關(guān)的解題。列式：2×x1+3×x0=27，因?yàn)閤不可能為0，因此，計(jì)算得到x=12，即是十二進(jìn)制數(shù)。

這道題的計(jì)算過(guò)程雖然簡(jiǎn)單，但學(xué)生對(duì)于知識(shí)的認(rèn)識(shí)卻有了很大的提升，不但分清了數(shù)碼、基數(shù)和位權(quán)的作用，也從更高的角度認(rèn)識(shí)了任意進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)值的關(guān)系特點(diǎn)，建構(gòu)了進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的知識(shí)。

2.用發(fā)散思維方法進(jìn)行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

在算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中，遇到解析算法的一道例題，用海倫公式求面積，其公式如下：

看似沒(méi)有錯(cuò)誤的代碼，上機(jī)調(diào)試后卻發(fā)生了致命錯(cuò)誤，同樣的整型數(shù)據(jù)，機(jī)器計(jì)算和人工計(jì)算卻得出了不同的結(jié)果，這是什么原因?qū)е碌哪?？許多學(xué)生百思不得其解，學(xué)生通過(guò)多次輸入數(shù)據(jù)并觀察分析之后，有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)，原來(lái)錯(cuò)誤的原因在于計(jì)算半周長(zhǎng)中的加號(hào)，本該是數(shù)值加法運(yùn)算，但計(jì)算機(jī)用作了“字符串相加”，并在后期的計(jì)算中自動(dòng)轉(zhuǎn)換為數(shù)值型參與計(jì)算，并沒(méi)有提醒程序出錯(cuò)。學(xué)生明白了這一點(diǎn)之后，利用發(fā)散思維尋找解決問(wèn)題的方法，大量大膽的設(shè)想應(yīng)運(yùn)而出，而這一過(guò)程就是典型的創(chuàng)新思維過(guò)程。有的學(xué)生提出在程序代碼開(kāi)始部分對(duì)變量進(jìn)行定義為數(shù)值型數(shù)據(jù)，還有學(xué)生建議使用va（l）函數(shù)將變量強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為數(shù)值類(lèi)型，也有學(xué)生建議將數(shù)據(jù)加個(gè)小數(shù)點(diǎn)，使計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)認(rèn)為輸入的變量值是數(shù)值類(lèi)型的……學(xué)生將各種設(shè)想通過(guò)上機(jī)實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證，前兩個(gè)想法成功了，最后一個(gè)想法失敗了。這種打破常規(guī)教學(xué)順序，教師先不與學(xué)生說(shuō)清注意加號(hào)的使用，通過(guò)觀察結(jié)果推出原因，再由原因作為標(biāo)準(zhǔn)尋找解決方案的教學(xué)方法，取得了很好的教學(xué)效果。

3.用收斂思維方法進(jìn)行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

收斂思維與發(fā)散思維不同，發(fā)散思維是為了解決某個(gè)問(wèn)題，從這一問(wèn)題出發(fā)，辦法、途徑越多越好，總是追求還有沒(méi)有更多的辦法；而收斂思維也是為了解決某一問(wèn)題，在眾多的現(xiàn)象、線索、信息中，向著問(wèn)題一個(gè)方向思考，根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)或發(fā)散思維中針對(duì)問(wèn)題的辦法，得出最好的結(jié)論和最好的解決辦法。

有一道VB算法的題：有一個(gè)三位數(shù)正整數(shù)num，求其百位數(shù)a，十位數(shù)b，個(gè)位數(shù)c分別是多少。只要知道原理，每個(gè)學(xué)生都可以創(chuàng)造性地找到自己的解決方案，答案五花八門(mén)，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：……

但作為一種規(guī)范性方法，教師會(huì)比較各個(gè)解決方法的優(yōu)劣，便于學(xué)生選用最好的方法。這時(shí)就可以使用收斂思維方法進(jìn)行思考，最后確認(rèn)方法三是較優(yōu)的解決方案，原因有二：一是當(dāng)三位數(shù)變成更多位數(shù)時(shí)，會(huì)有一個(gè)統(tǒng)一的思考模式，先用整除計(jì)算求取前幾位數(shù)，保證這個(gè)數(shù)中最后一位是待求解的值，然后再將這個(gè)數(shù)和10求余就可以得到這個(gè)待求值；二是整除()的運(yùn)算優(yōu)先級(jí)高于求余（mod），故不需要加括號(hào)，對(duì)于粗心的學(xué)生不容易出錯(cuò)。

五、創(chuàng)新思維培養(yǎng)過(guò)程中的建議

1.必須以學(xué)生的學(xué)習(xí)為主，教師多創(chuàng)設(shè)條件引導(dǎo)

創(chuàng)新思維培養(yǎng)不能越俎代庖，必須以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主，讓學(xué)生經(jīng)歷整個(gè)思考過(guò)程，逐步培養(yǎng)這種思維習(xí)慣。教師的作用在于啟發(fā)引導(dǎo)，提供必要的知識(shí)和技術(shù)操作支持，在學(xué)生需要的時(shí)候給予及時(shí)的關(guān)懷和幫助。創(chuàng)新的氛圍對(duì)于學(xué)生的影響也很大，學(xué)生在互相討論的過(guò)程中，不經(jīng)意間就會(huì)產(chǎn)生新奇的想法，并互相影響，教師應(yīng)當(dāng)尊重學(xué)生的思維活動(dòng)，努力營(yíng)造這種創(chuàng)新的氛圍，不要輕易否定學(xué)生的想法，打擊學(xué)生思考的積極性。直接忽視思考過(guò)程，而直接給出問(wèn)題結(jié)論的教學(xué)方法是培養(yǎng)不出好的創(chuàng)新思維習(xí)慣的。

2.多進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，讓創(chuàng)新性思考成為習(xí)慣

上課的方法有許多，教師演示學(xué)生操作是在信息課堂中用得比較多的教學(xué)模式，它的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生可以高效學(xué)習(xí)技術(shù)操作，但不足之處也很明顯。許多問(wèn)題本來(lái)就沒(méi)有明確的答案，或者也可以有多個(gè)有效解決方法，問(wèn)題思考的方法也并非一成不變，教師遇到問(wèn)題時(shí)不要先入為主，一味只想用自己熟悉的方式解決問(wèn)題。教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生多采取研究性學(xué)習(xí)的方式，關(guān)注學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中的思考過(guò)程和方法，及時(shí)抓住這一過(guò)程中的閃光點(diǎn)，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

3.借助工具進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練

培養(yǎng)創(chuàng)新思維的過(guò)程中，可以借助一些工具軟件的使用，使思維變得更加活躍，如思維導(dǎo)圖，在課堂中應(yīng)用時(shí)就可以很好地讓學(xué)生梳理知識(shí)體系，通過(guò)各節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系，運(yùn)用發(fā)散思維的思考方式，進(jìn)行創(chuàng)新思維培養(yǎng)的輔助和訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)與創(chuàng)作模塊，可以通過(guò)軟件制作不同的創(chuàng)意作品開(kāi)拓思路，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

4.采用創(chuàng)新思維中的思維方法進(jìn)行練習(xí)

創(chuàng)新思維的培養(yǎng)之所以困難，是因?yàn)闆](méi)有固定的模式可以遵循，但它也不是無(wú)本之木。教師平時(shí)可以更多地采用這些思考方法進(jìn)行思維練習(xí)，逐步培養(yǎng)出創(chuàng)新思維的能力。培養(yǎng)創(chuàng)新能力并非是讓學(xué)生不關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)和方法，頓悟思維也是創(chuàng)新思維的方法，但這是建立在鞏固的基礎(chǔ)知識(shí)之上的靈光乍現(xiàn)，因此，不能指望這種小概率事件的重復(fù)出現(xiàn)，但可以引導(dǎo)學(xué)生將基礎(chǔ)打牢固。

總之，信息科技學(xué)科中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是重要的，它是學(xué)科教育的發(fā)展方向。相信通過(guò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在不久的將來(lái)，人們都會(huì)習(xí)慣于將簡(jiǎn)單流程化的事務(wù)交給計(jì)算機(jī)來(lái)完成，而人們可以在創(chuàng)新思維的引導(dǎo)下，解決計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的創(chuàng)造性工作。

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[編輯：莊豐源]

中圖分類(lèi)號(hào)：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-7503（2016）07-0060-03