基于設計思維的美術教學實踐
——以“3D 打印筆”主題教學為例

劉培盛

（上海師范大學美術學院，上海 200234）

一、設計思維及其在小學美術教學中的意義

1. 設計思維的起源和概念

設計思維的起源可以追溯到設計學科的創建人赫伯特·西蒙（Herbert A. Simon）及其著作《人工科學》。1969 年，他提出“設計是一種思維方法或一門學科”，把實施任務之前“將問題概念化、選擇、綜合、決定、解決問題”的人定義為設計師。①Herbert A. Simon，The Sciences of the Artificial，Cambridge：MIT Press，1969，p.111.這一觀念為設計思維打下理論基礎。

IDEO 公司現任總裁兼首席執行官蒂姆·布朗（Tim Brown）于2008 年發表文章《設計思維》，并于2009 年出版著作《IDEO，設計改變一切》，二者被認為是設計思維研究的經典文獻。②梁燕：《“設計思維”核心屬性研究》，《服裝設計師》2021 年第10 期，第131 頁。蒂姆·布朗對設計思維做了如下定義：設計思維是一種創新性解決問題的方法，是運用設計師式思維將人們的需求與技術可行性相匹配，將商業戰略轉化為客戶價值和市場機會的一門學科。③Tim Brown，“Design Thinking”，Harvard Business Review，Vol. 86，no. 6（2008），p.86.

2. 設計思維在美術基礎教育中的意義

赫伯特·西蒙認為，設計不僅是技術教育的專業部分，而且是每一個接受文科教育的人的中心學科。④赫伯特·西蒙：《關于人為事物的科學》，楊礫譯，解放軍出版社1987 年版，第130 頁。設計的本質是發現并解決問題。在設計過程中，發散式思維和匯聚式思維規律交替，發散式思維增大可能性以創造新選擇，而匯聚式思維則恰恰相反，是淘汰選項以做出選擇。這個過程可以不斷提升設計思考者的創新能力和問題解決能力。①蒂姆·布朗：《IDEO，設計改變一切》，侯婷，何瑞青譯，浙江教育出版社2019 年版，第68 頁。由此可見，設計教育除了培養專業人才之外，在素質教育中也有重要的作用和價值。

基礎教育階段的設計思維是為了培養學生的思維方式，解決生活、學習乃至工作中的實際問題。在基礎教育階段開展設計思維教育的意義在于，通過設計活動這個載體，給學生提供綜合運用所學知識與技能解決問題的機會。在這個過程中，重在保護好學生的學習興趣，保持其對世界的好奇心與探索精神，使其建立良好的學習習慣，提升自信心。同時培養學生的應用能力、實踐能力與創新意識，使其學會用設計視角觀察世界，用設計思維思考世界，用設計語言表達世界，用設計方法創造世界。②李從容，王馨月：《設計思維培養在基礎教育中的育人價值》，《中國藝術》2021 年第4 期，第22 頁。

二、設計思維與新課標理念、目標的契合性

1. 理念契合：以用帶學

當前美術基礎教育注重美術技能的訓練，缺乏創新思維與實踐能力的培養，難以將美術知識遷移至現實問題的解決當中。為此，新課標將“做中學”教育理念貫穿于美術課程的內容結構中，鼓勵開展以項目化學習為主的教學活動，以學生為中心，在真實問題情境中完成學習任務，重點培養學生綜合解決問題、協同合作發展及知識的動態構建能力，體現了“以用帶學”而非“以學待用”的理念，實現從知識本位到素養本位的真正轉變。③尹少淳，陳美峰：《〈義務教育藝術課程標準（2022 年版）〉中美術課程標準的主要變化》，《福建教育》2022 年第27 期，第23-24 頁。

設計思維以團隊合作的項目制形式進行，展現了一個創造性解決問題的過程，幫助思考者建立知識與技能之間的內在關聯，用以解決現實生活中的問題，同時又提升了自身的知識和技能。④陳慧珍，柏毅：《設計思維的內涵和價值》，《上海教育》2017 年第20 期，第10 頁。這與新課標的教育理念相契合。

2. 目標契合：核心素養相通

傳統美術基礎教育以美術知識和技能提升為培養目標，學生缺乏對美術的理解，容易產生因為機械記憶和技能模仿導致最終失去學習興趣的問題。新課標明確圍繞核心素養確立培養目標，體現了由“美術知識學習”向“以美術育人”的轉變。美術核心素養包括審美感知、文化理解、藝術表現、創意實踐四個方面。對比分析，核心素養與設計思維方法論體系具有相通之處。

核心素養四個方面盡管作用不同，但并不獨立，相互融合轉化。從分類來看，審美感知和文化理解偏向啟發，藝術表現和創意實踐偏向創作。在審美感知的基礎上，在特定文化情境中理解藝術作品，則生成文化理解素養；藝術表現是基礎實踐能力，結合現實生活情境進行創新和實際應用則走向創意實踐。⑤尹少淳，陳美峰：《〈義務教育藝術課程標準（2022 年版）〉中美術課程標準的主要變化》，《福建教育》2022 年第27 期，第22 頁。設計思維的流程框架同樣也可以歸納為“啟發、創作”兩大步驟。“啟發”關注素材的收集和理解。“創作”關注方案的構思和實施。以前一階段的素材為原始材料，討論和思考各種可能的解決方案并運用到實際生活中（見圖1）。⑥林琳，沈書生：《美國“設計思維融入課堂教學項目”研究》，《比較教育研究》2019 年第7 期，第68-69 頁。

圖1 新課標核心素養與設計思維的契合

由此可見，設計思維可以培養學生對事物的感知能力、對文化的理解能力、藝術的表現能力和解決問題的實踐能力，這與新課標要培養的核心素養相契合。鑒于設計思維與新課標在教育理念，培養目標方面的契合性，將設計思維引入美術教育，是落實新課標的有效手段之一。

三、基于設計思維開展美術教學

將設計思維付諸實踐需要構建設計思維模型，設計思維模型是產生和發展創意的結構化方法，幫助指導從確定課題到找出并構建解決方案的過程。斯坦福大學設計學院的EDIPT①EDIPT 是Empathize（同理心）、Define（定義）、Ideate（構想）、Prototype（原型）、Test（測試）首字母的縮寫。設計思維模型和IDEO 設計思維模型為使用最為廣泛的設計思維模型，兩者均源于IDEO 設計實踐的歸納總結。故本文選用IDEO 設計思維模型展開美術教學探究。

1.IDEO 設計思維模型

IDEO 公司提到，設計思維模型包括發現、理解、構思、實驗、改進五個階段（見圖2）。第一階段是發現，即通過收集信息深入了解所要面對的挑戰。第二階段是理解，即分析收集到的信息，構建成解決挑戰的知識。第三階段是構思，即根據對相關信息的解釋，采用頭腦風暴等方法收集創意，提出應對挑戰的可能解決方案。第四階段是實驗，將解決方案用可見、可觸、可感的原型呈現。第五階段是改進，即呈現原型獲取反饋，不斷迭代改進方案。②IDEO：Design Thinking for Educators，載IDEO 官網：https：//f. hubspotusercontent30. net/hubfs/6474038/ID EO_DTEdu_v2_toolkit+workbook.pdf，最后登錄日期：2023 年4 月24 日。

圖2 IDEO 設計思維模型

圖3 尋找和表現作品中的“線”

圖4 用“線”表現對音樂的感受

圖5“3D 打印筆”完成的椅子原型

2. 基于IDEO 設計思維模型的美術教學

（1）教學目標

教學目標是：通過觀察客觀事物、學習造型原理提升學生審美感知能力；通過感受和理解文化進而理解人類行為，提升學生邏輯分析能力；通過運用工具和材料、運用形象思維創作提升學生的藝術表現能力；通過制作原型培養學生的動手實踐能力和問題解決能力；通過利用思維方法和工具策略，提升學生的創新能力。

（2）教學內容

筆者嘗試根據設計思維各階段的主要任務對新課標美術課程內容進行重新分類（見表1），使設計思維工具與課程內容形成有機整體，在此基礎上教師可以根據教學需求挑選思維工具和課程內容展開教學活動，促進學生對知識進行整體聯系和建構，提高學生運用綜合應用知識解決問題的能力。

表1 IDEO 設計思維模型對應的思維工具和課程內容

表2 教學進度安排

（3）教學實踐

教學實踐以“‘3D 打印筆’的運用實踐：椅子設計”為課題而展開。椅子是一種具有無限可能性的物品，在形態、結構、材料等方面都可以進行多種嘗試。中國明式家具在世界家具體系中享有盛名，被世人譽為東方藝術的一顆明珠。在教學中穿插中外椅子簡史的學習，增強學生的民族自豪感，引導學生傳承中華文化遺產。“3D 打印筆”是指原材料經過高溫熔化，以線的形式從筆尖擠出，可以直接制作成立體物品的筆形機器，具有簡單易用、安全可靠等特點，適用于兒童教學活動。

①“3D 打印筆”應用于美術基礎教育的可行性

首先，“3D 打印筆”有利于工具和材料的探索。新課標要求學生能使用不同工具、材料按自己想法表達所見所聞、所感所想。①中華人民共和國教育部：《義務教育藝術課程標準（2022 年版）》，北京師范大學出版社2022 年版，第8 頁。“3D 打印筆”既是新工具，也是新材料，通過對“3D 打印筆”的探索，可以激發學生的好奇心、想象力和表現欲望，擴大學生的表現領域，幫助其形成創意思維。

其次，3D 打印筆有利于造型元素和形式原理的學習。新課標要求學生能運用造型元素和形式原理欣賞、評述創造美術作品。②中華人民共和國教育部：《義務教育藝術課程標準（2022 年版）》，北京師范大學出版社2022 年版，第9 頁。“3D 打印筆”以“線”的形式輸出，有利于學生對造型元素“線”的學習。“線”可以改變形態、方向、粗細，可以表達情感，可以表現抽象、具象的形象，具有很高的造型價值和意義。③袁筱蓉：《現代設計元素：點線面》，廣西美術出版社2006 年版，第19 頁。同時，“線”進行有計劃性的組合可以獲得某種視覺效果，進而理解形式原理。

最后，“3D 打印筆”是原型制作的最簡單有效的工具之一。原型制作是設計思維中必不可少的試錯環節，通過賦予想法以具體的外觀，可以了解該想法的優勢和弱勢，并找到新方向改善設計。①蒂姆·布朗：《IDEO，設計改變一切》，侯婷，何瑞青譯，浙江教育出版社2019 年版，第107 頁。“3D 打印筆”不需要其他軟件或設備，學生可以通過其輕松、簡便地表達自己的想法，并根據需要及時修改補充。

②教學案例

課程設計在IDEO 設計思維模型建構的課程內容的基礎上進行，共分五個步驟：發現、理解、構想、表達和分享。相較于傳統美術課程設計，基于IDEO 設計思維模型的美術課程設計更能發揮學生的學習主觀能動性和主動思考能力，提升團隊合作意識，達到理想的學習效果。

為驗證課程的實際效果，筆者于2022 年8 月以上海市某小學的12 名學生（二年級1 名、三年級3名、四年級4 名、五年級4 名）為對象實施了一組教學實驗。實驗教學進行了兩周，共10 課時。

（4）課堂評價

為驗證預期目標的達成效果，筆者對參加課程學習的學生進行了課堂評價問卷調查。課堂評價內容包括學生在學習過程中的行為表現、學習態度、課堂學習階段目標的達成情況等方面。①中華人民共和國教育部：《義務教育藝術課程標準（2022 年版）》，北京師范大學出版社2022 年版，第115 頁。課堂評價的目的是了解學生通過課程學習獲得的啟發，及其在知識、技能、行為、態度價值觀等方面的變化。考慮到調研對象包括小學低年級學生，問卷采用了較為簡單的問答形式進行，使用李克特五級評分法，從趣味度、理解度、參與度、問題解決能力四個維度進行調研。

調研結果（見表3）顯示，課程激發了學生的學習興趣，加深了對造型元素“線”及“3D 打印筆”的理解，提升了與課題相關的問題解決能力。“產出的作品是否符合你的想法”得分最低，為3.58 分。在教學過程中，部分學生在“表達階段（步驟4）”遇到困難，所以得分最低也在意料之中。這是因為將腦海中立體的想法通過紙面表達出來，再用“3D 打印筆”重新立體化的要求對小學生來說有點困難。除此之外，其他各項得分高，是因為學生通過“3D 打印筆”更加積極主動地參與到設計活動當中，在反復試錯的過程中逐漸建立起自信。

表3 課程評價問卷調研結果（n=12）

本次教學中，從低年級到高年級均有學生參加，教學過程中尚未充分考慮到各年級的特點，后續研究將繼續完善教學方案。另外，在教學中還發現，部分學生沒有積極提出自己想法的意識，可以看出他們對發現問題、認識問題和解決問題的過程并不熟悉，平時發揮想象力和創造力的機會較少。

四、研究反思

1. 美術教學實踐中高效引進設計思維的建議

（1）以設計思維模型為基礎，貫徹“做中學”教育理念

以設計思維模型為基礎，采用模塊化、項目化的形式編排課程內容，將課程知識、思維工具與問題解決有機結合，摒棄單純以知識輸入、技能訓練為主的傳統美術教學方式，貫徹“做中學”教育理念，實現從知識本位到素養本位的轉變。

（2）以學生為中心進行教學，為學生創造充分的機會

基于設計思維的美術課堂中，教師是創意環境的營造者，學生是創意的創造者。教師需要以學生為中心進行教學，引導學生收集美術素材，分析歸納問題，凝聚團隊力量生成創意，鼓勵學生賦予創意具體外觀，使學生發現并意識到自己的創造力，感受到自己的想法和能力受到重視。

（3）從真實的問題和情境入手，創建生活化的學習場景

設計思維強調在真實的問題情境中創造性地解決問題，熟悉的生活場景可以喚起學生的經驗與情緒，調動其學習積極性。引導學生以觀察、體驗為工具，從熟悉的生活場景中發掘創新素材，并運用設計思維工具對知識和技能進行重組，建立知識與技能之間的內在關聯，并以此解決現實生活中的問題。

（4）教師需充分理解設計思維，靈活運用思維方法和工具

設計思維的各個階段都有對應的方法和工具，正確的方法和恰當的工具組合是設計思維創造性解決問題的關鍵，教師需充分理解設計思維的方式方法，根據課程內容和教學對象的特點，靈活運用設計思維工具。

2. 研究局限性及后續研究方向

本研究重點在于教學設計和課程實踐上，針對教師層面的研究有所欠缺。教師要在課程和學習工具的設計上花費大量的時間和心思。如何降低教師應用的難度是后續研究中待完善的問題。初步考慮將問題、情境、思維工具、材料工具等制作成課程工具包，保證教師可以自信地指導學生完成多種模型的制作，將創意轉化為現實，讓教師在應用設計思維時能夠獲得最大的支持，確保教學質量。