培養學生設計思維

吳曉鋒

學生發展核心素養正在成為新課改的焦點，STEAM教育也正在成為小學信息課堂學生科學素養培養關注的熱點。STEAM教育，即科學、技術、工程、藝術、數學多領域相融合的一種教育實踐方式，它是通過課程改革融合科學、技術、工程、藝術、數學學科的內容，從而培養具有綜合素養的復合型創新性人才。它將知識的獲取、方法與工具的利用及創新生產的過程有機統一，促進學生科學、技術、工程、藝術與數學綜合素質養成的教育，具有“以學生學習為中心、重視培養學生探究力”的特點。

設計思維的概念與作用

“設計思維”這個詞是在20世紀80年代，隨著人性化設計的興起而首次引起世人的矚目。設計思維是一種以人為中心的強調運用創新思維，結合創新手段，進行實踐操作來解決實際問題的思考過程。設計思維作為一種思維的方式，它以解決問題為目的進行一系列的構思、規劃、研究等思維活動，被普遍認為具有綜合處理能力的性質，能夠理解問題產生的背景，能夠催生洞察力及解決方法，并能夠理性地分析和找出最合適的解決方案。

在STEAM教育理念中加入設計思維，可以提高學生的設計能力，因為STEAM教育是跨學科知識的融合，而利用設計思維這一整合性思維和對抗性思維的混合與交叉進行設計學習，可以把多學科的知識完美融合，并能激勵學生進行創造和實踐，將學生的創新思維最大限度地激發出來，形成可持續發展的學習和研究形態。將教育領域的STEAM教育與設計領域的設計思維相融合，有助于更好地培養學生的創新意識和創造能力。

小學生設計思維的培養與研究

在小學階段，學生設計思維的培養，都是基于項目而言。教師給定學生一個限定的主題，以解決實際生活問題的項目為支撐，學生進行頭腦風暴，按照設計思維的各個階段進行項目式學習。設計思維共有五個階段：共情——定義——創意——做原型——相應的測試。在各個階段，學生進行學習。

共情階段 設計思維非常強調對特定對象的共情，通過了解特定對象的真實需求或者面臨的真實的問題，而這些真實的需求和真實的問題往往藏在我們看到表象的背后，它是需要去洞察的，它需要將設計者放到跟對方一樣的環境中間中去觀察，看到背后的這個最真實的原因。那么如何讓培養學生的共情能力呢？有兩種常見的方法可以快速培養。一是“角色扮演”。比如老師限定項目主題為“盲人助手”，我們可以讓學生做“一小時盲人體驗”——蒙上眼睛，戶外探索一小時。其間，學生們互相攙扶著上下樓梯，偶爾會碰上樹木，在幾個空間里探索前行，聆聽聲音，觸摸不同的材質等。“角色扮演”讓學生得以親身體驗對象的處境，用感同身受，代替主觀臆測。這種思考比先入為主的“我以為”要更深刻。二是“采訪”。采訪能讓學生更高效、快捷地收集自己想要的信息，明確需求。

定義階段 通過共情，學生已經明白了最真切的需求。當學生通過跟特定對象的共情，然后去定義出來他要解決的真實問題時，那對于完成一個項目而言，他就成功了一大半。但是一個真實的問題往往是復雜的，我們也很難通過一次的洞察就看到這個真實問題背后的那個真相。

創意階段 這個階段可以看作是頭腦風暴的階段。圍繞上一步定義的需求，學生可以跳出局限，打破慣性思維，天馬行空地提出各種各樣的點子。不要一定要想到好點子，而是要在一百個點子里選出最好的。以“盲人助手”為例，學生通過共情和定義，可以想到各種各樣的創意。比如“智能盲人眼鏡”，通過眼鏡上的傳感器來判斷周圍障礙物的距離，發出警報聲;再如“智能盲人閱讀器”，通過觸摸，呈現不同狀態的觸摸手感，盲人得以閱讀電子書。

做原型階段 這個步驟是要做出可以是粗糙、簡單的作品，或者是作品中的特定功能的原始模型，用于測試上一階段提出的解決方案。原型可以是一個具體的作品的模型，也可以是一個小規模的環境或過程的簡單模擬。

測試階段 到了測試階段，我們會回到前面第一個和第二個階段，在原型的輔助下去做深入的共情，去觀察在使用這個作品時的真實反應，再去進行更深入的定義，找出問題，并去解決問題的偏差，然后再來做相應的創意設計。比如“智能盲人眼鏡”這一項目中，第一次測試發現由于傳感器的擺放位置原因，產生了盲區，導致作品在某些地方失靈，這時候就需要進行作品的迭代。因此，測試階段是為了更好地進行產品的迭代，設計出更好的作品。

經過五個階段系統地研究與學習，學生可以設計出具有一定科學性的項目，就算沒有設計出完善的作品，也可以讓作品雛形化，并且學生在設計過程中初步養成簡單的設計思維。當然，如果要追求“高大上”甚至做成工業級別的產品，還是需要進行更細致的思考，不斷地進行產品的迭代。

STEAM教育的展望與未來

曾子曰：“士不可以不弘毅，任重而道遠。”新興的STEAM教育正在蓬勃發展，成為當今國際教育改革的新趨勢，而設計思維的觀念也越來越深入人心，并逐漸融入小學課堂中。不過，STEAM教育不可能脫離教材存在，設計思維的培養也并非無垠之水，將學科教學與STEAM教育有機融合起來，是我們接下來需要研究的重點。在課堂中如何轉變教學方式，培養學生的STEAM素養與設計思維能力，也正在成為國內科學教育改革的關注。筆者希望通過自己的研究和實踐，使學生初步養成設計思維，更希望學生可以將設計思維應用于教學實踐，進行創造或創新。

【本文系浙江省紹興市教育科學規劃立項課題《STEAM教育中培養小學生設計思維的策略研究》（課題編號SJG20344）的研究成果】

（作者單位：浙江省諸暨市店口鎮弘毅小學）