基于IDEO設(shè)計(jì)思維五階段的信息技術(shù)教學(xué)方式

王蕾

教學(xué)現(xiàn)場

近年來，信息技術(shù)教師對(duì)學(xué)科的設(shè)計(jì)思維存有質(zhì)疑。如何能夠?qū)ΜF(xiàn)有的認(rèn)知體系和教學(xué)過程進(jìn)行變革，彌補(bǔ)重計(jì)算思維輕設(shè)計(jì)思維的缺憾，是當(dāng)前的研究方向之一。

問題分析

設(shè)計(jì)思維是一個(gè)動(dòng)態(tài)的綜合認(rèn)知過程，需要對(duì)教學(xué)方式、設(shè)計(jì)習(xí)慣、課堂結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行綜合的考量。基于IDEO設(shè)計(jì)思維五階段的教學(xué)，可以有效提升信息技術(shù)學(xué)習(xí)深度，是一種行之有效的教學(xué)方式。

● IDEO設(shè)計(jì)思維的理論界定與實(shí)施途徑

IDEO設(shè)計(jì)思維來源于同名設(shè)計(jì)公司，它是由美國斯坦福大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)立，創(chuàng)辦者大衛(wèi)-凱利曾為蘋果公司設(shè)計(jì)了第一個(gè)鼠標(biāo)。IDEO設(shè)計(jì)思維模式，要求學(xué)生像設(shè)計(jì)師一樣思考，可以為學(xué)習(xí)開發(fā)產(chǎn)品、服務(wù)、流程和戰(zhàn)略的方式。這種被IDEO稱之為“設(shè)計(jì)思維”的方法，把從人出發(fā)的渴望、技術(shù)上的可行性和學(xué)習(xí)效益的可持續(xù)性三者整合到了一起。落實(shí)在教學(xué)過程中，即從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，進(jìn)行有效的思維創(chuàng)新過程。

IDEO設(shè)計(jì)思維突出建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的五個(gè)關(guān)鍵認(rèn)知過程，通過一定的步驟將學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行富有意義建構(gòu)的組合：首先是發(fā)現(xiàn)，即將已經(jīng)呈現(xiàn)信息的相關(guān)部分予以聚焦并將它們添加到短時(shí)記憶中;其次是解釋，將選擇后的信息組織為一個(gè)有內(nèi)在聯(lián)系的整體;然后是構(gòu)思，借助教師等的幫助，將短時(shí)記憶中的信息與長時(shí)記憶中提取出來的相關(guān)知識(shí)之間建立外部聯(lián)系;接著是實(shí)驗(yàn);最后是編碼，使工作記憶中建立的心理表征進(jìn)入長時(shí)記憶中永久保存。

● 信息技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀與主要問題

1.信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)及分析

《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》中明確指出：在中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，培養(yǎng)目標(biāo)可以歸納為三類：①在基礎(chǔ)模塊教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)追求表現(xiàn)個(gè)性與特點(diǎn)的發(fā)散思維和人文精神;②在編程等邏輯思維能力培養(yǎng)的教育中，比較強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)如何認(rèn)識(shí)世界與發(fā)現(xiàn)規(guī)律的演繹、邏輯思維能力和科學(xué)精神;③編程類新技術(shù)類的內(nèi)容中，強(qiáng)調(diào)的是追求解決問題與完成任務(wù)的可實(shí)現(xiàn)、可操作的計(jì)算思維與創(chuàng)新精神。

落實(shí)在具體的信息技術(shù)課堂教學(xué)中，學(xué)科教學(xué)有一定的教學(xué)需要，注重學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合協(xié)調(diào)能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)思維是凝聚學(xué)生創(chuàng)新思維的有效支架，需要教師合理設(shè)置設(shè)計(jì)思維的內(nèi)核。

2.當(dāng)前信息技術(shù)課堂教學(xué)的現(xiàn)狀

信息技術(shù)作為一門思維主導(dǎo)性、技能作品化的學(xué)科，進(jìn)入常規(guī)化班級(jí)授課的時(shí)間較短，各類教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)的案例有限。根據(jù)已有情況來分析，大部分的機(jī)器人教學(xué)強(qiáng)調(diào)技能的訓(xùn)練，常規(guī)設(shè)計(jì)形式為“教師演示程序→學(xué)生模仿搭建→學(xué)生練習(xí)→教師總結(jié)”。在常規(guī)設(shè)計(jì)中，教師注重技能的演示，忽視對(duì)創(chuàng)新搭建設(shè)計(jì)過程的關(guān)注，導(dǎo)致課堂類似傳統(tǒng)工匠的作坊，學(xué)生缺乏必要的思維過程，無法進(jìn)行有效的知識(shí)遷移，作品達(dá)成形式單一。

● 基于IDEO設(shè)計(jì)思維五階段的教學(xué)策略

第一階段——發(fā)現(xiàn)（Discovery）

發(fā)現(xiàn)階段為設(shè)計(jì)思維的第一階段，其主要任務(wù)是發(fā)現(xiàn)一個(gè)與課程內(nèi)容相關(guān)的挑戰(zhàn)主題，讓學(xué)生了解挑戰(zhàn)的內(nèi)容及游戲規(guī)則，落實(shí)在信息技術(shù)教學(xué)中，即為學(xué)生創(chuàng)設(shè)合理的、符合學(xué)情的氛圍及環(huán)境，激發(fā)“發(fā)現(xiàn)”的動(dòng)機(jī)。

（1）原設(shè)計(jì)

《Scratch百變?cè)煨汀肥浅鯇W(xué)Scratch的常見課例。在例行的案例中，一般借助小貓的外形變化來學(xué)習(xí)角色的造型更換。常見的思維路徑如下：兩只小貓出場（一只沒有造型，一只戴墨鏡）→對(duì)比兩者的不同→引出造型變化的特點(diǎn)→演示如何更改造型→學(xué)生練習(xí)→教師輔導(dǎo)。

（2）思考焦點(diǎn)

在上述過程中，小貓?jiān)煨偷淖兓⑽从袑W(xué)生自身的意愿，因此練習(xí)的過程在于模仿，并未產(chǎn)生必要的發(fā)現(xiàn)需要。缺乏發(fā)現(xiàn)的過程，學(xué)生的思維沒有足夠的設(shè)計(jì)動(dòng)機(jī)，因此課堂氣氛沉悶，作品形式單一。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在基于IDEO設(shè)計(jì)思維的教學(xué)活動(dòng)中，首先讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)造型變化的秘密，嘗試了解如何才能達(dá)到改變?cè)煨偷哪康模诖嘶A(chǔ)上，拉開自我設(shè)計(jì)的序幕。《Scratch百變?cè)煨汀芬徽n，教學(xué)建議如下：

師：（播放四組小貓變化的視頻，分別是“變色”“隱身”“變多”“變大”）你覺得哪一幅最有趣，如果你是小貓，你會(huì)選擇哪一種特技？

學(xué)生討論自我的選擇，找出自己喜歡的內(nèi)容。

師：今天我們就化身小貓，來實(shí)現(xiàn)你選擇的特技，想一想，你是怎么變化的？

生1：我身體的顏色發(fā)生了變化。

生2：我能若隱若現(xiàn)，像孫悟空一樣。

生3：我能突然變很多自己出來。

生4：我能變成巨人！

根據(jù)學(xué)生的不同選擇，教師引導(dǎo)學(xué)生討論達(dá)成效果的變化規(guī)律，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)需要設(shè)計(jì)的思維過程，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)自身所需要的學(xué)習(xí)任務(wù)。

教學(xué)評(píng)析：IDEO設(shè)計(jì)思維過程，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主觀發(fā)現(xiàn)。教師提供的四個(gè)案例是簡單易探究的，避免了游戲的難易程度對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的限制，將游戲案例變?yōu)榻巧淖兩怼Ｍㄟ^這樣的設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠?qū)磳?shí)現(xiàn)的作品產(chǎn)生一定的預(yù)設(shè)，也能實(shí)際感受到，Scratch究竟為何物、能做何事。

第二階段——解釋（Interpretation）

解釋階段為設(shè)計(jì)思維的第二階段，其主要任務(wù)是指師生解釋自己觀察到的事物，將自己觀察當(dāng)中有意義的部分轉(zhuǎn)化為可行的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)。

（1）原設(shè)計(jì)

《認(rèn)識(shí)碰觸傳感器》是機(jī)器人模塊中的經(jīng)典內(nèi)容，一般通過制作智能模擬臺(tái)燈的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)流程如下：教師展示智能臺(tái)燈→分析臺(tái)燈組成→搭建模擬臺(tái)燈→編寫程序→調(diào)試程序→交流總結(jié)。

（2）思考焦點(diǎn)

在以上過程中，有關(guān)碰觸傳感器為何能控制臺(tái)燈開關(guān)的問題，始終懸而未決，學(xué)生不能達(dá)到有效思考的目的，因此，該教學(xué)缺乏思維創(chuàng)新的過程，有待進(jìn)一步優(yōu)化。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在基于IDEO設(shè)計(jì)思維的學(xué)習(xí)中，“用碰撞傳感器控制臺(tái)燈開關(guān)”的過程可通過分解問題的形式推進(jìn)，將大問題化整為零，分步釋疑，提供深層思維的空間。建議教學(xué)過程如下：

問題1：解析環(huán)境的類型（○無光 ○有弱光 ○有強(qiáng)光）。

問題2：傳感器檢測分類（○有碰撞 ○無碰撞 ○加載旋鈕）。

問題3：程序解碼的方式（○模塊參數(shù)設(shè)置 ○源代碼修改 ○依據(jù)環(huán)境重新定義）。

問題4：平臺(tái)與智能臺(tái)燈的連接（○直連式 ○編譯式 ○二次編碼式）。

綜合問題：用碰撞傳感器控制臺(tái)燈開關(guān)，用旋鈕控制明度等多種運(yùn)動(dòng)形式。

教學(xué)評(píng)析：以上案例包括三次解釋過程，包括解決問題的邊界條件、是否觸及及是否加裝旋鈕。當(dāng)條件不滿足時(shí)，臺(tái)燈無運(yùn)動(dòng);當(dāng)條件滿足時(shí)，臺(tái)燈點(diǎn)亮。在此過程中，學(xué)生的活動(dòng)是細(xì)化的、泛化的、可掌控的。學(xué)生只需遵循相應(yīng)的學(xué)習(xí)主線，就可描述出解題過程所需要的多次重復(fù)計(jì)算，大大地減少了程序的代碼量。

第三階段——構(gòu)思（Ideation）

構(gòu)思階段為設(shè)計(jì)思維的第三階段，其主要任務(wù)是幫助學(xué)生進(jìn)行合理的思考，構(gòu)思需要?jiǎng)?chuàng)造什么，產(chǎn)生大量針對(duì)目標(biāo)的新想法。

（1）原設(shè)計(jì)

《Scratch用聲音控制小貓》是編程單元的經(jīng)典課例，該課知識(shí)點(diǎn)主要是通過外接的聲音固件控制Scratch角色的動(dòng)作。已有的教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師原本設(shè)計(jì)了“看一看”“試一試”“用一用”三個(gè)教學(xué)場景。但在試教中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生完成“看一看”的任務(wù)后，沒有進(jìn)行下一步的探索，而是停留在該場景中，繼續(xù)機(jī)械地重復(fù)“看”的過程，影響了預(yù)設(shè)中“試一試”環(huán)節(jié)的推進(jìn)。

（2）思考焦點(diǎn)

以上環(huán)節(jié)為常見的設(shè)計(jì)過程，教師原來的設(shè)計(jì)任務(wù)為“看一看”（對(duì)應(yīng)導(dǎo)入部分）、“試一試”（對(duì)應(yīng)新授聲音模塊部分）、“用一用”（對(duì)應(yīng)鞏固角色根據(jù)命令運(yùn)動(dòng)部分）。其中“看一看”部分設(shè)計(jì)的是小貓角色在夜晚的路燈下隨著人的命令行走，根據(jù)聲音大小調(diào)整速度。由于學(xué)生沒有讓“貓”跟隨人聲行走的經(jīng)驗(yàn)，以上過程構(gòu)思并不符合生活實(shí)際，因此效果不理想。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在基于IDEO設(shè)計(jì)思維的學(xué)習(xí)中，突出構(gòu)思的重要作用，將原本的三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，將選擇權(quán)交還學(xué)生，教師給學(xué)生足夠的構(gòu)思空間。建議教學(xué)過程如下：

將“看一看”的角色更換為寵物狗，將任務(wù)描述變?yōu)椋簬е」啡ド⒉剑扔龅搅酥ㄖń械男±鲜螅」窌?huì)（? ? ?）;又遇到了狂吠的大狼狗，小狗會(huì)（? ? ?）;最后遇到了小伙伴，比賽跑步，小狗會(huì)（? ? ?）。三個(gè)情境的設(shè)置，使得主題貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，將任務(wù)變?yōu)槿齻€(gè)明顯音量變換的主體，讓小狗能夠明確地進(jìn)行后續(xù)的動(dòng)作。

教學(xué)評(píng)析：在Scratch的學(xué)習(xí)中，不同任務(wù)內(nèi)容的構(gòu)思方式，會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較大的影響。本案例中，從“小貓逛街”變?yōu)椤板扌」贰保饘W(xué)生注意，借助其自由的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。學(xué)生能夠從任務(wù)主題的描述中，清晰地了解活動(dòng)規(guī)則和任務(wù)目的，繼而推進(jìn)學(xué)習(xí)的需求，為下一步的學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生良好的心里預(yù)設(shè)。從實(shí)際教學(xué)來看，此種設(shè)置方式起到了較好的教學(xué)效果。

第四階段——實(shí)驗(yàn)（Experimentation）

實(shí)驗(yàn)階段為設(shè)計(jì)思維的第四階段，其主要任務(wù)是指通過實(shí)驗(yàn)建立想法的原型，在建立過程中與他人相互分析和學(xué)習(xí)這些想法，從中獲得直接的反饋，進(jìn)一步提升和改進(jìn)想法。

（1）原設(shè)計(jì)

在程序設(shè)計(jì)單元《VB中的賦值語句》一課中，教師設(shè)計(jì)了加法計(jì)算器，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)完整的程序。授課中，雖然大部分學(xué)生基本實(shí)現(xiàn)了任務(wù)，但是課堂中整體氛圍沉悶，部分學(xué)生在被動(dòng)的狀態(tài)下，簡單模仿了教師的搭建過程。在自我構(gòu)建環(huán)節(jié)中，任務(wù)達(dá)成率較低，成為本課教學(xué)中的問題之一。

（2）問題核心

程序設(shè)計(jì)單元中缺乏必要的實(shí)驗(yàn)過程，教師演示，學(xué)生模仿。因?yàn)槿狈Ρ匾脑囧e(cuò)和實(shí)踐，學(xué)生在做完該程序設(shè)計(jì)后，遷移能力卻沒有同步形成，在更換任務(wù)要求時(shí)，出現(xiàn)茫然不知所措的情況。就其本質(zhì)來說，前一步的內(nèi)容設(shè)置是封閉性的、機(jī)械的、沒有計(jì)算思維的構(gòu)建過程，因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是低下的，缺乏必要的主動(dòng)建構(gòu)過程。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在基于IDEO設(shè)計(jì)思維的學(xué)習(xí)中，實(shí)驗(yàn)部分的比重加大。本節(jié)課中，賦值過程借助加法計(jì)算器進(jìn)行多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生試誤與調(diào)試。建議教學(xué)過程如下：

師：課前我用VB設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的加法計(jì)算器，請(qǐng)大家自學(xué)教材，也試著編一編。

學(xué)生自學(xué)教材或者學(xué)習(xí)單，感受程序。

師：現(xiàn)在我們看一個(gè)用VB編寫的一個(gè)好玩一點(diǎn)的游戲——拼圖游戲。（把程序發(fā)給學(xué)生，明確玩兩分鐘）

學(xué)生用兩分鐘的時(shí)間體驗(yàn)拼圖游戲。

師：大家有沒有成功地把圖拼出來？是有一點(diǎn)難度，但是拼圖游戲的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)并不困難。除了拼圖游戲，還有我們大家熟悉的“打地鼠”“貪吃蛇”游戲，都可以用VB編寫出來。（展示“打地鼠”“貪吃蛇”游戲）

師：請(qǐng)找到你喜歡的游戲項(xiàng)目，用VB語言來嘗試編寫一個(gè)程序吧！

教學(xué)評(píng)析：在實(shí)驗(yàn)為主線的設(shè)計(jì)中，學(xué)生的選擇變得豐富起來，既有書本相關(guān)的“加法計(jì)算器”，也有通過VB程序編寫的不同類型的小游戲。在這些小游戲中，內(nèi)容進(jìn)行了有坡度的、多次實(shí)驗(yàn)的過程，適合每個(gè)人的需要，鼓勵(lì)學(xué)生自我認(rèn)同，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)也得以持續(xù)。

第五階段——演化（Evolution）

演化階段為設(shè)計(jì)思維的第五階段，其主要任務(wù)是師生對(duì)已嘗試過的問題解決方案進(jìn)行逐步的改進(jìn)，不斷推進(jìn)項(xiàng)目及學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入，形成階段成果。

（1）原設(shè)計(jì)

《WPS封面制作》是常見的信息技術(shù)課例，常見流程如下：教師演示→封面的制作方法→學(xué)生草擬設(shè)計(jì)→自行設(shè)計(jì)→制作書籍或者雜志的封面→小結(jié)與展示。展示中，作品千篇一律，缺乏亮點(diǎn)，與教師初衷大相徑庭。

（2）問題核心

出現(xiàn)此種情況的關(guān)鍵在于，教師的教學(xué)重點(diǎn)停留于技能的教授，缺乏對(duì)相關(guān)知識(shí)的鏈接。單調(diào)的技能導(dǎo)致學(xué)生很快處于疲勞狀態(tài)，難以維系學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在基于IDEO設(shè)計(jì)思維的學(xué)習(xí)中，突出演化的過程：將封面制作和相關(guān)學(xué)科及信息技術(shù)學(xué)科的原有知識(shí)進(jìn)行串聯(lián)，引起學(xué)生知識(shí)本身的鏈接。建議教學(xué)過程如下：

教師提供多種封面的范例：古典風(fēng)格的《紅樓夢》、流行小說風(fēng)格的《流浪地球》、科幻風(fēng)格的《三體》、經(jīng)典繪本風(fēng)格的《哪吒鬧海》、宣傳畫冊(cè)風(fēng)格的《新赤壁之戰(zhàn)》。學(xué)生選取喜歡的風(fēng)格，建立自身的設(shè)計(jì)目標(biāo)，確定構(gòu)圖，進(jìn)行自我訂制的封面創(chuàng)作。

教學(xué)評(píng)析：在改進(jìn)版的設(shè)計(jì)中，封面的外延進(jìn)行了拓展，這樣的設(shè)計(jì)方式，有效地激發(fā)了學(xué)生深度學(xué)習(xí)的渴望，又避免了因流程的復(fù)雜而影響學(xué)生的主觀訴求。

● 整合性主題教學(xué)模式的教學(xué)反思

基于IDEO設(shè)計(jì)思維的學(xué)習(xí)，旨在幫助學(xué)生構(gòu)建良好的設(shè)計(jì)情境，實(shí)現(xiàn)對(duì)元認(rèn)知內(nèi)容的深度挖掘、接受多重相關(guān)內(nèi)容的正遷移。在上課過程中，教師根據(jù)一定的學(xué)科理論和認(rèn)知基礎(chǔ)，選擇適宜的教學(xué)策略。同時(shí)兼顧自身的教學(xué)風(fēng)格，因地制宜，因人而異。在具體教學(xué)中，應(yīng)關(guān)注以下內(nèi)容：

首先，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的變革。在基于IDEO設(shè)計(jì)思維的教學(xué)中，關(guān)注點(diǎn)應(yīng)側(cè)重于過程性評(píng)價(jià)，將學(xué)生的情況及時(shí)反饋給教師，以便教師調(diào)整教學(xué)策略。除此之外，還應(yīng)提供開放的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提升反思效能。

其次，教學(xué)環(huán)節(jié)的變革。在基于IDEO設(shè)計(jì)思維的教學(xué)中，總結(jié)是集大成的環(huán)節(jié)，是學(xué)生深度學(xué)習(xí)的工具。例如，采用認(rèn)知圖示，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架;利用學(xué)習(xí)腳手架，輔助學(xué)生提煉知識(shí)和思維的關(guān)鍵點(diǎn)等。

最后，學(xué)習(xí)深度的適度。強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)深度依據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，為其提供適宜的深度。例如，對(duì)于AR等前沿科技，因其背景技術(shù)和相關(guān)知識(shí)較為復(fù)雜，在教學(xué)過程中，可以蜻蜓點(diǎn)水的方式讓學(xué)生體驗(yàn)其工作方式和基本原理，但不能過于深究其背景技術(shù)等遠(yuǎn)超學(xué)生認(rèn)知能力的內(nèi)容。