信息化環境下全面提升學生創新能力的探索與實踐

☆ 李 陸 王會波

（濰坊市電教館，山東濰坊 261041）

創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力，創新的關鍵在人才，人才的成長靠教育。本文以濰坊在信息化環境下全面提升學生創新能力的探索與實踐為例，介紹了濰坊在信息化環境下在豐富創新活動內容、搭建創新平臺和創新組織形式等方面的做法，闡述了信息技術對培養學生創新能力的理論支持和技術支撐作用。希望運用信息技術提升學生創新能力的思路，能夠得到更多教育專家和信息技術專家的關注，為推進區域全體學生創新能力提升提供一點啟示。

一、現代信息技術為培養學生創新能力提供新渠道

隨著信息理論的發展，人們已經能夠運用控制論、信息論的思想來解釋、理解人的思維認知過程，現代教育技術將文、圖、聲、像等各種教學信息有機組合在一起，直接訴諸于人的感覺器官，不受時間、空間、微觀、宏觀的限制，在教學中實現了教育信息傳輸的高效率，突破了傳統教育模式、方法和手段的局限性，有利于學生主動地觀察、實驗、猜測、驗證、推理、交流與解決問題等活動，有利于改變學生的學習方式，有利于學生主體地位的落實，有利于教師角色的轉變，有利于構建新型師生關系。現代信息技術為培養學生的創新思維能力提供了必須的技術支撐能力。從創新教育角度看，創新能力培養需要信息技術創建一個無“權威”束縛和民主自由的環境，為學生的創新性學習提供機會，促進人腦的多元思維和創造性思維，激發學生學習熱情和學習興趣，鼓勵探索知識的奧秘，不斷增強創新精神，提高創新能力。

二、現代信息技術為培養學生創新能力構建新載體

信息化環境為推進學生創新能力提供了自由開放的空間和技術支撐平臺。濰坊作為全國教育綜合改革實驗區，充分認識到培養青少年創新意識和創新能力對培養創新人才的關鍵作用，在提高學生創新能力培養工作中，借助信息化、網絡化、智能化等現代新興技術手段，在中小學廣泛開展機器人教育、動漫教育，運用信息技術為創新活動內容開辟了更為廣闊的空間。

電腦機器人技術融合了造型技術、機械、電子、傳感器、計算機軟件、硬件和人工智能等眾多先進技術，充分地體現了當代信息技術多個領域的先進技術，是信息技術的重要內容，更是智能技術的結晶。開設電腦機器人教育課程給信息技術基礎教育帶來新的活力，成為培養中小學生創新能力的智能平臺。濰坊機器人教育試點自2002年至今，堅持學生自主發現問題、尋找思路和解決問題，堅持自主動手動腦，堅持強化團隊合作意識，全市先后建成中小學機器人實驗室109座，配備各類教學機器人2700余臺，編寫《中小學機器人校本系列教材》，配發適合課堂教學和學生實踐活動的視頻演示光盤，受到廣大青少年的熱烈歡迎。依托機器人實驗室，我們積極開展機器人課堂教學和實踐活動研究，逐步探索和總結出了一些通過機器人教育提升學生創新能力的規律和方法。例如：在部分學校開設機器人必修課，將機器人教育融入信息技術課程，形成“以必修課為面，以活動小組為線，以競賽項目為點的點、線、面相結合的教學鏈條”，使學生信息素養得到大幅提高。還比如：通過整合區域辦學力量，組建機器人滅火、機器人足球、機器人創意等項目教研組，定期開展機器人教學研討活動，形成以強帶弱、以高帶低、高低結合、共同提高的機器人教學研討機制，走出了小學階段打基礎、初中階段重點培養、高中階段出成果的“小、初、高梯隊式培養模式”，使大批特長生人才脫穎而出。

動漫產業是創意產業的一個重要組成部分，是高新科技、數字化技術和文化創意結合的產物。近年來，動漫產業在全球得到爆發式的高速發展，動漫創新人才短缺引起世界各國的高度重視。濰坊從2010年起在中小學中滲透動漫教育，為培養信息化創新人才進行了新的嘗試和努力。目前，全市有105所全國動漫教育實驗學校，建成標準中小學動漫實驗室105座，在動漫實驗學校建設、教師團隊建設、實驗課程開設、動漫教材和軟件培訓等方面進行了多方位探索，總結形成了“三步六環任務導學法”、“階梯式五步教學法”、“教師結對制”、“學生幫扶制”等實驗教學規律和方法。發揮動漫企業人才技術優勢，在全國知名動漫企業建立“濰坊市中小學動漫教育實踐基地”，開展“動漫企業進校園”活動，宣傳動漫文化，普及動漫基礎知識。依托高校動漫師資理論優勢，在動漫教育教學和動漫專業發展方向強化教師高端培訓，培養大批動漫骨干教師，形成了濰坊“基地建設、實驗教學、校企合作、高校拉動”四位一體的中小學動漫基地建設模式，培養了大批動漫創新人才，在廣大青少年中形成了一股清新的動漫科技風。

三、現代信息技術為培養學生創新能力搭建新平臺

網絡信息的海量性為學生探究習得提供了寶貴的平臺，信息技術的互動很好地培養了學生的主動參與、探究發現、交流作用的能力。濰坊于2012年建成基于全市共享的首個中心學生數字圖書館，形成藏書近20萬冊、2200余種基礎教育數字期刊、近300種基礎教育和重要綜合類報紙、180多所著名大學優秀碩博論文和重要會議論文、近萬個數字教育視頻的規模。濰坊中小學數字圖書館對國內五大圖書供應商的數字圖書及音像資源進行了整合，重構了跨庫搜索引擎，實現了一站式登陸訪問，使學習和閱讀圖書變成了一件隨時隨地方便的事情。

信息技術虛擬現實的仿真性可以有效地激發學生的需要、體驗和聯想，有助于學生自然地進入學習狀態，激發學生參與探究的積極性。目前，濰坊正在借助信息技術建設基于全市共享的大型網上虛擬實驗室，計劃覆蓋物理、化學、生物、地理等多個學科。當前，已經建成物理數字化互動仿真教學實驗系統，含有188種組件和208個實驗案例，能仿真電學、波、光學、力與運動和聲學實驗。建成化學數字化互動仿真教學系統，含有233種組件和143個實驗案例，能精確仿真化學反應，并能夠繪制圖表分析實驗數據。安裝數字星球系統，通過軟件控制地理數字資源，融合多媒體信息實時互動及屏中屏演示功能，實現了用數字視像圓球體屏幕，以立體模式展示天文地理信息，使人們能夠從全球、整體、綜合和區域的角度研究探索宇宙空間環境和地球環境，為學習者創建了一個真實感知地理環境和時間跨越的體驗平臺。

四、現代信息技術為培養學生創新能力提供新形式

現代信息技術的出現，不僅極大地提高了信息傳遞的質量和速度，而且增強了人類認識世界和改造世界的能力。在教育領域內，運用信息化手段合理地配置教育資源，發揮信息技術無時空和主體限制的特性，變革推進學生創新能力普及教育的組織形式，可以促進資源共享，推進學生個性發展，實現人人享有的創新能力培養機會。濰坊通過舉辦人人參與的網上中小學生科技節，組建網上社團，聘請網上專家面對面指導，實現了科技創新普及教育城鄉學生全覆蓋，“科技創新教育濰坊模式”受到同行的廣泛關注。

濰坊首屆網上中心學生科技節共設計十二個大類113個項目，活動貫穿全年，吸引了全市廣大不同年齡的中小學生和科技教師參賽，以計算機表演賽項目為例,2012年山東省共有52萬余人參賽，其中，濰坊參賽人數達到47萬余人，占全省的90%，運用信息技術使全市科技創新教育實現城鄉普及成為可能。信息技術的應用還改變了傳統的組織管理和傳播模式，我們研發了中小學數字化科技創新網評網賽工作平臺，實現了學生科技創新作品網上申報和網上競賽，引入外地評委，開展網上評審，推行了管辦評分離工作體制，擴大了學生參與范圍，提高了競賽公開透明度。我們還制作了科學家進校園網上選課平臺，每年吸收包括兩院院士，名牌高校、科研院所的大批教授專家來濰講學，深受學生喜愛。

運用現代信息技術培養學生創新能力是一種有益的嘗試，它不僅能夠有效促進學生創新潛能的挖掘，而且能夠激發學生學科學、愛科學、用科學的熱情，營造校校參與、人人參與的科技創新氛圍，有利于打造生動活潑、科技鮮明、創新十足的快樂校園。