当前，创新已成为国家竞争力的关键要素，义务教育信息科技课程旨在引导学生掌握数字时代的知识积累与创新方法。信息科技课程在信息科技发展、课程理念、核心素养和内容要求层面，均凸显了对创新素养培育的要求。一起来看人民教育出版社信息科技编辑室仇森、慈黎利两位老师的“人教好文章”！

　　当前，全球正经历以人工智能为核心的第四次工业革命浪潮，创新已成为国家竞争力的关键要素。党的二十届三中全会提出，必须深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，统筹推进教育科技人才体制机制一体改革，健全新型举国体制，提升国家创新体系整体效能。教育作为经济社会发展的基石，其形态与内涵面临深刻重构，亟须从基础教育阶段筑牢创新人才根基。教育部颁布《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《信息科技课标》），明确提出信息科技课程聚焦学生数字素养与技能的培养，引导学生掌握数字时代的知识积累与创新方法，系统培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。2024年，教育部在国家智慧教育公共服务平台发布《义务教育信息科技课程教学指南》（以下简称《教学指南》）及其配套资源。《教学指南》的发布旨在为《信息科技课标》的实施提供基础性参考标准。本研究通过系统梳理与总结《教学指南》编写过程中有关创新教育实施的设计，为一线教师提供具体指导与多样化资源支持。

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　　认识信息科技课程中创新的要求

　　2018年，习近平总书记在全国教育大会上强调培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。创新是智育的重要内容。2019年6月，《中共中央国务院关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》在提升智育水平方面，要求着力培养认知能力，促进思维发展，激发创新意识。在义务教育信息科技课程中，要夯实创新基础，聚焦激发青少年好奇心、想象力、探求欲，为青少年埋下创新的种子。

　　（一）从信息科技发展认识创新的内涵

　　科技发展的过程离不开创新，创新不仅是技术的突破，更是思维方式的变革。信息科技与电子计算机的发明密切相关，在电子计算机发明不到百年的时间中，信息科技经历了从以计算机为核心，到以互联网为核心，再到以数据为核心，最终到如今以人工智能为核心的发展阶段。这一过程充分展示了科技变革中思维方式的作用，而其中的关键因素就是创新。值得注意的是，当前信息科技的创新虽然已转向以人工智能为核心，但依然要关注数据、算法等人工智能的基础要素，同时要平衡人工智能等技术进步与伦理风险的关系。

　　（二）从课程理念锚定创新的定位

　　《信息科技课标》在课程理念部分提出“发挥课程育人功能，帮助全体学生学会数字时代的知识积累与创新方法”“探索利用信息科技手段解决问题的过程和方法”“鼓励‘做中学’‘用中学’‘创中学’”等要求。在数字时代，知识积累的途径、思维方法和技术工具的应用都发生了巨大变革，需要通过信息科技课程，引导学生在“做中学”“用中学”“创中学”中利用信息科技手段开展探索，不仅要了解信息科技发展中的创新方法和科学原理，也要通过实践探索深化对技术本质的理解，为创新提供支撑。

　　（三）从核心素养分析创新的呈现

　　信息科技课程的核心素养之一是数字化学习与创新，凸显了创新的地位，要求“能认识到原始创新对国家可持续发展的重要性”“在日常学习与生活中，具有创新创造活力，能积极主动运用信息科技高效地解决问题，并进行创新活动”。在信息意识方面也有创新的显性要求：“崇尚科学精神、原创精神，有将创新理念融入自身学习、生活的意识。”在计算思维方面则通过问题解决隐性提出了创新的要求：“能对问题进行抽象、分解、建模，并通过设计算法形成解决方案；能尝试模拟、仿真、验证解决问题的过程，反思、优化解决问题的方案，并将其迁移运用于解决其他问题。”从核心素养的培育要求看，需要在以真实情境为依托的项目活动中渗透创新，把创新意识、创新思维和创新技能的培养与解决生活和学习中的问题有机结合。

　　（四）从内容要求构思创新的布局

　　初中阶段的《教学指南》主要包括互联网应用与创新、物联网实践与探索模块。互联网应用与创新模块强调基于互联网的创新创造是推动数字时代社会进步和国家发展的重要力量，引导学生从互联网视角关注信息科技的影响，并适应互联网环境发展的新形态、新业态，通过互联网应用相较于非网络应用的创新特征认识到互联网对社会发展的创新价值和潜力，获得互联网创新发展的启示。物联网实践与探索模块聚焦物联的基本思想、原理、方法与过程，当前物联网正处于蓬勃发展阶段，加速向一、二、三产业融合渗透，很多物联网的应用本身就具有探索性和尝试性。因此，该模块旨在引导学生利用发散性思维围绕生活场景开展探索，为创新奠定基础。

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　　《教学指南》有关创新的设计

　　《教学指南》遵循《信息科技课标》的规定，七年级编排了互联网应用与创新模块的内容，体现创新；八年级编排了物联网实践与探索模块的内容，强调探索。创新与探索是相辅相成的。探索是指对事物进行深入、系统的调查研究，以获取新知识、发现新现象或规律的过程，是一种主动、积极的求知行为。创新是在探索的基础上，将新发现的知识、规律或技术进行整合、应用，创造出新的产品、服务、方法或理念等。可以说，信息科技课程初中阶段这两个模块的课程内容本质都指向创新教育，只是侧重不同。下面以这两个模块的内容为例展开介绍。

　　（一）把创新作为重要编排线索

　　在《教学指南》中，注重通过多层次引导创新。一是在单元和课的名称上体现创新。例如，《教学指南》设置了“探寻互联网新世界、互联网创新应用”等单元，以及“互联网发展靠创新、数据传输有新意、互联网搜索新发展、文物保护新手段、学习探究新工具”等课，通过单元和课的名称中的“新”体现本部分内容中有创新的相关内容。二是在单元引言和学习目标中渗透创新。例如，七年级《教学指南》的单元引言中提出“引导学生感受互联网演变过程中的创新”“互联网技术是创新最活跃、应用最广泛的技术创新领域”等，学习目标中提出“了解网络发展过程中创新的重要性”“了解网络协议的创新”等，进一步明确本部分内容创新的要求和方向。三是设置专门栏目强化创新。在八年级《教学指南》的单元内容结构中设置了“实践探索”，呈现本单元要开展的实践探索学习活动，让学生在开展学习活动时注重探索实现相关功能。例如，八年级第23课“医疗设施新功能”中要实现监测输液袋中是否有液体并自动提醒的功能，学生可能首先想到要使用具有称重功能的传感器，通过监测输液袋的重量进行提醒，而在《教学指南》中提出了通过光敏传感器监测光照强度的做法，引导学生在实践中探索不同的解决问题的方法。

　　（二）注重体现前沿创新应用

　　在《教学指南》中，注重激发青少年探索与创新的内在动机，通过呈现创新应用引导学生进行创新。前沿创新应用通常是信息科技领域最新的发明创造，往往能给人耳目一新的感觉，也容易激发人在相近领域进行创新探索。随着互联网技术的飞速发展，云计算、大数据、物联网、人工智能等创新网络服务层出不穷，云计算把算力转化为可调度的“数字水电”，大数据实现了从“因果推断”到“相关性挖掘”的范式转变，物联网通过终端感知连接了物理世界与数字世界，人工智能依托深度学习与多模态融合赋予系统类人的推理与创造能力。这些创新为人们当前的生活和工作带来了极大便利，也更贴近学生，更容易激发他们的学习兴趣。《教学指南》注重选择当前比较新的应用案例，方便学生通过真实情境了解科技进步的新进展及创新的重要价值。例如，七年级第3课“互联网影响新体验”中讲述了各行各业的“互联网+”，在“互联网+农业”中介绍了智能灌溉、精准种植、农产品回溯、农产品电子商务等诸多应用场景，特别提及“我国农村电子商务稳步发展，全年农村网络零售额达2.49万亿元”，让学生了解互联网对农业现代化和经济发展的重要价值。

　　（三）通过原理认知激发创新

　　信息科技是人工科学的核心。人工科学的研究对象是人类为特定目的设计的系统。因此信息科技的科学原理与自然科学有一定区别，其科学原理主要指技术背后的本质逻辑，往往涵盖技术的创新思想。《教学指南》中选择了数据分包、网络协议分层、万维网的超链接技术、射频识别等技术原理的介绍，体现其创新之处。以万维网的超链接技术为例，该技术思想能够把分散全球的数据有效组织起来，其创新价值不仅在于技术实现，更在于重构了人类认知信息的范式——从线性逻辑转向网状思维。七年级《教学指南》在第1课中，从健壮性角度阐述了网状结构带来的好处，这也是网状结构的创新之所在；进一步，在第12课“万维网服务大揭秘”中，通过对比树状结构与网状结构，探讨网状结构的优势，从而让学生理解万维网创新性地借用超链接技术，使资源之间形成一个无中心、高度互联的网状结构。

　　（四）以问题解决为导向开展创新探索

　　问题驱动可以推进学生为主体的学习，通过创设真实或模拟的问题情境，激发学生主动探究与深度思考，为培养创新能力奠定基础。坚持问题导向，才能保证创新不会走过场，不会落空。初中阶段的《教学指南》改变过去以知识技能灌输为主的方式，让学生不再被动接受知识，而是通过在每课的教学建议中设置“本课将关注以下问题”，引导学生像工程师一样思考问题，让学生在发现问题、分析问题、尝试解决问题的过程中，强化知识迁移和应用，促进创新的培养。例如，七年级第4课“数据分包灵活传”中，设置了“网络如何把数据传到远方？什么是存储转发？为什么要分包传输？”三个问题，通过三个递进式的问题，逐步让学生理解接力传、存储转发和分包等思想，进而理解这些思想的创新应用之处。

　　（五）借助历史成就引导创新

　　信息科技的演进史可以看作一部以创新驱动的社会变革史，其发展脉络深刻体现了人类突破技术边界、重构生产生活方式的智慧结晶，其核心突破往往源于对复杂问题的创造性重构。历经时间的洗礼，许多创新应用还在继续使用，而这些如今看似理所当然的思想或策略，在当年却是划时代的突破。通过对历史的剖析，我们能更清晰地提取创新思维，更客观地评价这些创新带来的影响。以模块化设计思想为例，它现在依然应用于所有信息系统的建设。八年级《教学指南》基于这一思想设置了“模块功能先划分”等相关内容，把这一思想在物联系统中渗透体现。

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　　信息科技课程强化创新的教学建议

　　（一）落实科技并重：从技术操作到原理认知

　　单纯强调技术操作易陷入“知其然不知其所以然”的局限。《教学指南》按照《信息科技课标》的要求，不仅体现了技术，更呈现其背后的原理。在探索科学和技术的过程中感悟其发展中的创新之处。教学中，要把技术操作与原理认知有机结合，为学生构建“了解原理—实践验证—认识原理”的认知过程。例如，在七年级《教学指南》第9课“数据传输有新意”中，先通过“三次握手”过程的图示或相关视频让学生了解TCP的工作原理；接着，利用抓包软件抓取浏览网页时的数据包并进行分析，观察三次握手的过程；最后，结合图示让学生进一步理解“三次握手”的过程，认识到为什么不是“两次握手”或者“四次握手”，感受TCP确保通信双方能够可靠地建立连接的创新之处。再如，在八年级《教学指南》第7课“电子标签我揭秘”中，先讲了RFID的基本工作原理；然后，开展读取电子标签编号的实践活动，学生在理解程序代码的基础上，用主控板、RFID读卡器和电子标签等物联实验设备探索实现这一功能；接着，通过主控板与读卡器的类比帮助学生理解RFID的基本工作原理，让学生认识非接触式通信打破物理接触限制和电子标签存储物品数据的特性，感受其创新应用，进而探索其在生活中其他领域的应用；最后，在介绍RFID的基础上引入NFC，强调NFC是从RFID演变而来，通过教师和学生佩戴胸卡的示例呈现了单向通信升级为双向交互的核心突破，引导学生理解技术的创新发展。

　　（二）强化课程评价：从简单结果导向到过程画像

　　《信息科技课标》指出要加强过程性评价，完善终结性评价。但当前在大多数地方，信息科技课程的评价依然以纸笔测试和计算机操作为主开展终结性评价，评价内容聚焦学生知识技能的掌握情况，忽略对核心素养整体发展情况的衡量。教学中，应基于“教—学—评”一致性的要求，强化评价对创新的促进。一是开展综合评价，密切关注学生在学习过程中基本知识、努力程度、创新意识、合作精神等方面的发展。例如，在八年级《教学指南》第三单元“简单物联功能实践”中，既要关注物联系统的基本结构、反馈控制等基本知识，也要关注利用物联实验设备开展探索和编程验证等实践操作，还要关注学生在开展探索中解决问题的创新意识及小组合作情况。二是评价强调学生自身的创新思考。让初中学生实现具有划时代意义的创新基本不可能，但引导他们在网络领域形成自己的创新思维至关重要。例如，在七年级《教学指南》第二单元“直播网络我来建”中，如果学生能把“烽火台”蕴含的接力传思想迁移到长距离通信，把装货时的“分包”思想应用到数据分包传输，类似的创新思考就是难能可贵的学习成果，应该在评价时予以关注。三是注重利用数字化手段。选择恰当的数字平台，探索人工智能、大数据等技术在日常教学中的应用，通过获取学生每节课的学习数据，辅助生成学习画像。例如，在教学中，不仅通过数字平台获取学生课堂中的每次互动、每次练习的数据，而且获取其在网络实验或硬件实验中的探索数据，全方位评价学生的学习成果。

　　（三）优化教学方式：从“被动接受”转向“主动建构”

　　信息科技课程本身实践性较强，倡导“做中学”“用中学”“创中学”，这就需要我们推动课程理念从传统知识传授向探究式、合作式学习转变。“用以致学”是一种实践取向的知识观，从实践、行动与运用的视角理解知识的本质及其价值。一是要以“用以致学”的教学方式引导学生开展探索，减少直接演示，鼓励学生通过试错和交流习得新知。例如，在八年级《教学指南》第四单元“简易物联系统实践”的教学中，基于项目式学习的框架分层次设计真实情境任务，让学生在项目中探索、发现。首先，引导学生分析真实情境，引出学生要模拟实现的简易物联系统，如物联花盆系统；其次，把项目分解为“采集数据—传输与存储数据—分析处理数据—反馈与控制”等任务，引导学生自主选择传感器、配置MQTT协议和补充反馈控制程序，理解物联网中“数据流为核心”的思想；接着，引导学生利用可视化工具分析数据，探究环境参数对植物的影响；最后，在验证的基础上，通过小组答辩、组内交流等形式进一步评估物联系统的功能。值得注意的是，不要让学生遵循固定步骤完成，而是让其自主探索解决问题。在此过程中，学生可以“从失败中学习”，在解决问题的过程中不断地尝试。这不仅让学生在主动探索中习得新知，也培养了学生坚持不懈探索的精神。正如爱迪生所说：我没有失败，我只是找到了10000种不起作用的方法。二是注重以问题链的方式启发教学。通过设计环环相扣、层层递进的问题链，教师可以引导学生从浅层认知逐步迈向高阶思维，在追问与思考中帮助学生建构知识体系。例如，七年级《教学指南》第二单元的问题是“如何可靠、高效地远距离传输数据？”，在此基础上可以进一步细化为“如何把数据传到其他计算机中？如何分辨要传递到哪一台计算机？如何记住每一台服务器的名称？数据传输过程中哪条路径最快？如何保证数据完整传输到目的地？”等一系列子问题，让学生在解决问题的过程中掌握网络的基本知识和发展中的创新之处。

　　（四）注重技术赋能：从技术工具到智能辅助

　　从目前教学数字化转型的情况来看，尽管教育软件和平台已得到普遍使用，但数字时代的教学方法论体系依旧模糊。教学中，要注重体现技术赋能的学科实践，把创新教育有机融入学生应用数字技术解决问题的过程中。一是落实数字化学习与创新的核心素养要求。注重引导学生探索运用数字化工具解决真实问题的实践，无论是简单的活动还是综合的项目，都让学生主动学习，充分利用数字技术开展实践探索，在制作数字海报、验证算法、驱动硬件和人机交互的过程中把创新意识发展为创新思维，并逐步增强创新技能。二是重视人工智能技术赋能教学。人工智能的普及应用颠覆了传统的学习模式，给学习带来了更新的范式和更高的效率。人工智能是信息科技课程的重要内容，在信息科技课程中利用人工智能技术辅助教学具有天然优势。学校可以借助人工智能工具生成更贴近本地学情的个性化学习资料，也可借助具有人工智能技术的平台为学生构建自适应的学习系统，探索实现数字赋能的大规模因材施教。

　　从信息技术课程到信息科技课程，课程理念发生了根本变化，课程内容不仅体现处理工程、工程实现，更关注科学原理和思维方法。信息科技教育工作者们需要清醒地认识到：我们不是在培养操作软硬件的人，而是培养适应现有技术的人，甚至孕育定义未来技术的人，所以必须在信息科技课程中强化科学原理和思维方法的内容，为创新教育奠定基础。教学中，要强调信息科技课程的基础性、实践性和综合性，注重学习的主体性、持续性和全面性，围绕生活中的信息科技应用，构建适合学生开展合作学习的教学环境，探索技术工具与创新教育深度融合的教学新范式，搭建不同层次的学习支架，为激发创新意识、发展创新思维和掌握创新技能奠定基础。

　　内容来源 | 《中小学教材教学》2025年第10期

　　作者 | 仇森，人民教育出版社信息科技编辑室副主任，副编审；慈黎利，人民教育出版社信息科技编辑室主任编辑，副编审