随着时代的发展，对人才的培养也提出了更高的要求，信息技术课堂教学也要随之改变，课堂中要注重培养学生发现问题解决问题的能力，要培养学生的创新能力，教师只是起到引导者的作用，课堂应该要交给学生，让学生在课堂中主动探究学习。本文针对高中信息技术课程进行了问题情境的设计与应用研究，让学生在问题情境中展开自由的翅膀进行翱翔，主动探究解决问题，提高学生的信息素养和创新能力。本文以建构主义学习理论、情境认知和情境学习理论及认知失调理论为基础，对高中信息技术课程教学现状进行了调查分析，针对调查结果，对高中信息技术课程进行了分析，对高中信息技术课程进行了分类，在此基础上提出了高中信息技术课程问题情境的设计原则，在遵循一定设计原则的基础上，从选材和方法两方面提出了问题情境的设计策略，最后进行了问题情境应用效果的研究。实践结果表明，所提出的问题情境教学策略对于提高学生的学习能力和优化课堂教学是切实有效的，问题情境教学能够很好地激发学生探究学习的兴趣，能够培养其解决问题的能力，同时极大地提高了课堂效率，优化了课堂教学。本研究取得了优化信息技术课堂教学和全面提高学生的信息素养的良好效果，同时为高中信息技术教师在实际教学中提供了理论指导和方法支持。