用信息技术创造精彩未来，信息技术教育创新

作者:陈超·张雄

“当今世界正面临着百年不遇的巨变”。随着近年来国际政治经济形势的急剧变化，中国面临着越来越大的外部压力，特别是在科技领域。提高原始创新能力，实现关键技术的自主可控，是我国科技领域打破国外封锁，持续高速发展的基础。

习近平总书记在2020年9月与科学家座谈时指出，“要把提高原始创新能力放在更加突出的位置，努力实现更多从0到1的突破”，“科技创新特别是原始创新要有创造性思维能力，有严格的验证方法，不迷信学术权威，不盲从已有理论，敢于大胆质疑，认真论证，不断实验”，“原创性一般来自假设和猜想”。重要讲话不仅进一步凸显了“原始创新”的突出价值，而且明确了“原始创新”的实现路径，对培育我国原始创新的沃土具有核心指导意义。

今天，信息技术无疑是众多科技领域中最基础、最具生命力、最交叉的领域之一:以人工智能、虚拟现实为代表的新一代信息技术，正在孕育新一轮科技革命和产业革命，深刻影响和重塑着我们的社会生产生活；从历史脉络和未来趋势来看，信息技术最需要原始创新。与基础教育阶段的其他学科相比，信息技术很年轻；然而，正是由于信息技术的特殊性，这一年轻的学科在培养年轻人原始创新精神格局中发挥着重要作用。我们应该通过信息技术教育来培养青少年的原始创新精神。

为什么要在基础教育阶段培养原始创新精神？

“创造性思维能力、严格的求证方法、不迷信学术权威、不盲从已有理论、敢于大胆质疑、认真论证、不断实验”是原始创新的必要条件。仔细分析可以发现，以上都涉及到知识方法(如创造性思维能力、严格的验证方法、认真的论证和不断的实验等。)和情感价值观(如不迷信学术权威，不盲从已有理论，敢于大胆质疑)。今天，人们越来越认识到，基础教育阶段培养的不仅包括知识，还包括方法和情感价值观。在基础教育阶段开始教授原始创新的必要知识可能为时过早，但在基础教育阶段培养青少年掌握原始创新的方法(即“不断观察、思考、假设、实验、验证、归纳”的复杂过程)，实现原始创新的情感价值，却是正当其时:一方面，掌握方法、实现价值是一个长期的、隐性的过程，需要从小培养。另一方面，原始创新的方法和价值观不依赖于原始创新知识，原始创新方法和情感价值观的培养可以依托基础教育阶段的学科知识进行。以上两个方面是基础教育阶段培养原始创新精神的必要性和可行性。

为什么说信息技术学科在培养原始创新精神方面有其独特的价值？

应该说，在基础教育阶段培养青少年的原始创新精神是所有学科的使命。一般认为，物理、化学等“基础学科”似乎更能培养年轻人的原始创新精神；但仔细分析可以发现，与所谓的基础学科相比，信息技术学科正是因为其“应用性”而在这方面获得了独特的价值。习近平总书记在与科学家座谈时谈到了“基础研究”的两种模式:“一方面，基础研究要遵循科学发现规律，以探索世界奥秘的好奇心为动力，鼓励自由探索和充分交流辩论；另一方面，在重大科技问题的驱动下，对重大应用研究中的理论问题进行抽象，进而探索科学规律，使基础研究和应用研究相互促进。”所谓“好奇心驱动的基础研究”和“重大应用研究驱动的基础研究”，与英国学者迈克尔·吉本斯在20世纪90年代提出的两种知识生产模式不谋而合。与“好奇心驱动的基础研究”(即知识生产模式I)相比，“重大应用研究驱动的基础研究”(即知识生产模式II)有其固有的独特价值，自上世纪下半叶以来发挥着越来越重要的作用。另一方面，在我国基础教育的学科中，只有信息技术是为数不多的应用研究驱动型学科，因此其在基础教育阶段培养青少年原始创新精神的独特价值不言而喻。此外，信息技术领域是当今世界发展最快的学科之一，与青少年的日常生活密切相关。从2G蜂窝网络到5G高速网络再到量子通信，从台式电脑到笔记本到平板电脑，从网购到互联网经济再到物联网，这些都蕴含着具有根本性理论突破的应用创新，青少年耳熟能详，深有感触，无疑会大大提升他们对原始创新的兴趣。可以说，在信息技术教育中培养青少年的原始创新精神有着得天独厚的条件。

如何在信息技术教育中培养青少年的原始创新精神？

一是从信息意识入手，为青少年原始创新奠定思想基础。在信息技术课程中，不仅要让青少年学习信息技术的应用，还要让他们了解信息技术发展历史的来龙去脉和基本原理，了解技术背后人类的思维方式，使他们更好地适应和融入信息社会，加深对信息社会的认识。在此基础上，将原始创新精神融入信息意识，在原始创新的层面上理解原始创新精神对信息技术发展的意义，以及信息技术对其他领域科技和经济社会发展的意义，为原始创新奠定思想基础。

第二，注重计算思维，塑造青少年的原创性和创新性思维能力。原始创新不是空产生的，而是在新的、不同的情境中解决问题能力的创造性迁移。计算思维作为信息技术的一种重要思维方法，在帮助人们掌握科学原理、理清逻辑关系方面具有重要的作用和意义。在青少年信息技术教育中，要特别重视包括计算思维在内的各种信息技术思维的训练和锻炼，让青少年掌握信息处理的基本过程和方法，体验过程和控制的场景，体验算法在解决问题中的作用。要采用计算机科学领域的思维方法来定义问题、分析问题、组织数据、制定问题解决方案、反思和优化问题解决方案，有意识地总结解决问题的方法，并在不同的场景和领域进行引导。

第三，实施数字化学习创新，帮助青少年积累原创创新行动经验。原始创新需要勇于探索，尝试用不同的方式方法进行探索性实验。今天，信息技术的发展极大地改变了传统的科学研究方式，信息技术已经全方位地深入到学习、生活和工作中。青少年信息技术教育应率先与先进的数字化教学手段相衔接，充分引导青少年数字化学习和创新，学会在信息化环境中学习，掌握和探索新的学习方法，从而将原有的创新精神落实到具体行动中。

四是让青少年认识到信息社会的责任，理解原始创新的伦理。将青少年的“创新使命”纳入他们将要承担的信息社会的历史责任，是信息技术教育的重要内容。在青少年的信息技术教育中，一方面要倡导原始创新精神，让青少年把原始创新思想融入到自己的生活和学习中，有自己解决问题和掌握核心技术的意识；另一方面，要通过学习信息技术领域的伦理规范，使青少年明确一般创新活动中的价值观、道德责任和行为准则；另一方面，通过网络安全和信息安全的学习，让年轻人明白原始创新对国家安全的重要性。

《论语》中有一句话:“君子之事，以本为基，道而生。”新时代中国基础教育的核心“道”是“以德育人”，“原始创新精神”是确立的“德”的自然部分，“人”的自然品质；信息技术学科无疑是道的“根”中独一无二的一门，确实需要“君子”们多做、多练、多巧。

(作者:陈超，华东师范大学讲师；北航空航空航天大学教授张雄)

来源:光明网