設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)STEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程構(gòu)建

1、設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)STEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程構(gòu)建摘要：隨著科技的快速發(fā)展,STEAM教育越來(lái)越注重創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)思維作為以人為本的 創(chuàng)新模式，與STEAM教育的培養(yǎng)理念能夠深度融合。文章闡(了設(shè)計(jì)思維的內(nèi)涵與核心環(huán)節(jié)，同時(shí)結(jié) 合設(shè)計(jì)思維的主要特征，梳理了小學(xué)STEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)原則，并嘗試構(gòu)建出設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的 小學(xué)STEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程，以期為小學(xué)STEAM課程實(shí)際教學(xué)提供參考與借鑒&關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)思維；STEAM教育；課程；教學(xué)設(shè)計(jì)、弓I言隨著科技的迅速發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新人才已成為各國(guó) STEAM教育的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。如美國(guó)2018年發(fā)布的 制定成功路線：美國(guó)STEM教育戰(zhàn)略

2、% (Charting a Course for Success: Americans Strategy for STEM Education), 通過(guò)大力推動(dòng)STEAM教育,發(fā)展廣大學(xué)習(xí)者的 創(chuàng)造力，促進(jìn)創(chuàng)新型人才的養(yǎng)成。創(chuàng)造力是21世紀(jì)的關(guān) 鍵能力，設(shè)計(jì)思維則是21世紀(jì)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān) 鍵因素7,其重視從人的需求出發(fā),運(yùn)用綜合知識(shí)構(gòu)成創(chuàng) 新方案，最終解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，與STEAM教育的跨學(xué)科融 合以及培養(yǎng)創(chuàng)新思維理念有很大的類(lèi)似之處。但總體上來(lái)看，國(guó)內(nèi)STEAM課程起步較晚，雖然不 斷運(yùn)用各種教學(xué)模式，如項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí) 模式回、5E/6E流程可、混合式學(xué)習(xí)模式等，這些模式為 S

3、TEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)提供了參考框架與研究方向，但 也存在諸多問(wèn)題:首先，STEAM教育沒(méi)有形成系統(tǒng)完整 的課程標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有規(guī)范的教材兩，不能提供詳細(xì)的實(shí)踐 指導(dǎo)；其次，在啟發(fā)創(chuàng)新環(huán)節(jié)，大多停留在較抽象的概 念，缺乏引導(dǎo)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法和支持工具的使 用策略，進(jìn)而無(wú)法設(shè)計(jì)出真正激發(fā)創(chuàng)新的有效路徑；最 后，STEAM課程設(shè)計(jì)缺少理論支持，未能沖破形式深 入探究與設(shè)計(jì)，這些將導(dǎo)致學(xué)生問(wèn)題解決能力和創(chuàng)新 思維的提升效果微弱*因此，將設(shè)計(jì)思維融入到STEAM課程中6,能為 STEAM課程設(shè)計(jì)與教學(xué)提供很大的幫助*在理念上，設(shè) 計(jì)思維強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)看待問(wèn)題,綜合程序步驟、組織概念等 創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)的解決方案=。

4、在思維模式上，符合 STEAM課程基于設(shè)計(jì)/項(xiàng)目式教學(xué)方法,既為教師教學(xué) 設(shè)計(jì)提供了完整的流程參考，又促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí), 在方法策略上，設(shè)計(jì)思維有系統(tǒng)配套的工具方法。綜上 所述,應(yīng)用設(shè)計(jì)思維對(duì)小學(xué)STEAM課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì), 更能促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。二、設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)STEAM課程設(shè)計(jì)思維設(shè)計(jì)思維由英文單詞Design Thinking翻譯而來(lái), 也稱(chēng)設(shè)計(jì)思考，是一種培養(yǎng)創(chuàng)新思維的學(xué)習(xí)。從本質(zhì)上 看，設(shè)計(jì)思維是利用設(shè)計(jì)師的思維方式，為學(xué)習(xí)者提供 適切的思維支架，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者從問(wèn)題出發(fā)，發(fā)揮現(xiàn)有資 源優(yōu)勢(shì)，逐步掌握創(chuàng)意構(gòu)思、原型迭代等創(chuàng)新方法，最終 實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的創(chuàng)新解決8。關(guān)于設(shè)計(jì)思

5、維，本文采用斯坦福大學(xué)推出的EDIPT模 型,其包括共情(Empathize )、定義( Define )、構(gòu)想(Ideate)、 原型( Prototype)和測(cè)試(Test)五個(gè)階段回,詳見(jiàn)表1。課程教學(xué)設(shè)計(jì)原則該部分參照設(shè)計(jì)思維的主要特征，將設(shè)計(jì)思維引 入小學(xué)STEAM課程中,因而在小學(xué)STEAM課程教學(xué) 設(shè)計(jì)流程的構(gòu)建過(guò)程中可以從以下原則考慮，具體如 圖1所示。階段含義共情 (Empathize)是指一種同理心，即站在他人立場(chǎng)上去認(rèn)識(shí)問(wèn)題,體驗(yàn)想法與 感受,以換位思考的方式去發(fā)現(xiàn)和了解用戶的真實(shí)需要,注重 對(duì)用戶的細(xì)心察覺(jué)、用心傾聽(tīng)以及積極體驗(yàn),常用配套工具有 同理心地圖、觀察、訪談、

6、KANO模式等定義 (Define)是指對(duì)信息的整合與加工,通過(guò)共情獲取大量信息后,需要對(duì) 這些龐雜、碎片化的信息查找出一個(gè)具體且有效的問(wèn)題,常用 的工具方法如POV、*J法等構(gòu)想 (Ideate)即圍繞問(wèn)題展開(kāi)創(chuàng)想、構(gòu)思的過(guò)程，利用各種技巧不斷激發(fā)思 維,產(chǎn)出大量創(chuàng)意想法，實(shí)質(zhì)上是集思廣益,本階段常用的工 具包含九r格法、頭腦風(fēng)暴法等原型(Prototype)注重快速制作原則，利用周邊各種可得性材料把方案盡快制作 出來(lái),不多關(guān)注材料篩選和外觀精致與否，常用的體現(xiàn)方式有 情境故事、3D打印、構(gòu)建模型等測(cè)試 (Test)實(shí)質(zhì)是體驗(yàn)產(chǎn)品與反饋過(guò)程，設(shè)計(jì)者誠(chéng)邀用戶體驗(yàn)并使用原 型，得到用戶的反饋信息

7、，指引設(shè)計(jì)者不斷改進(jìn)與完善原型，常 用措施有問(wèn)卷調(diào)查法、訪談法等表1 EDIPT模型的內(nèi)涵協(xié)作性設(shè)計(jì)不再以識(shí)r性知識(shí)作為重點(diǎn)內(nèi)容，而 是關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新方法的獲取與創(chuàng)新思維的 養(yǎng)成。關(guān)注小組合作STEAM課程內(nèi)容包含科學(xué)、技術(shù)、工 程、數(shù)學(xué)與藝術(shù)等各類(lèi)學(xué)科的問(wèn)題,離不開(kāi) 團(tuán)隊(duì)合作，因此要將學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作模式 貫穿始終,學(xué)生之間彼此碰撞、交流、合作、 分享,創(chuàng)想出更多的解決方案。實(shí)行產(chǎn)品的迭代優(yōu)化傳統(tǒng)課程傾向線性學(xué)習(xí)，而小學(xué) STEAM課程內(nèi)容通常是非線性的,因此教 師應(yīng)運(yùn)用設(shè)計(jì)思維模式引導(dǎo)學(xué)生迭代制 作,即設(shè)計(jì)任務(wù)點(diǎn),帶領(lǐng)學(xué)生循環(huán)修正、改 善原型，達(dá)到不斷優(yōu)化。采用多元化評(píng)價(jià)關(guān)于教育的目的，英國(guó)思

8、想(阿爾弗 雷德諾思懷特海認(rèn)為是培養(yǎng)學(xué)生自我發(fā)圍繞真實(shí)問(wèn)題情境進(jìn)行創(chuàng)設(shè)以用戶需求為中心的設(shè)計(jì)注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)社會(huì)性迭代性人本性創(chuàng)新性多元性關(guān)注小組合作實(shí)行產(chǎn)品的迭代優(yōu)化采用多元化評(píng)價(jià)圖1設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)STEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程構(gòu)建原則展的品質(zhì)和能力10$因此在課程評(píng)價(jià)環(huán)節(jié) 的構(gòu)建中，不應(yīng)將學(xué)生的最終制作視為唯 一判斷標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)關(guān)注其學(xué)習(xí)道路中的自 我發(fā)展情況，如掌握的方法、獲取的經(jīng)驗(yàn) 等$評(píng)價(jià)方式以多元化為核心理念，即要求 評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)工具等的多樣 化$圍繞真實(shí)問(wèn)題情境進(jìn)行創(chuàng)設(shè)問(wèn)題往往是生活中出現(xiàn)的,在小學(xué)STEAM課程教 學(xué)設(shè)計(jì)中也應(yīng)以真實(shí)發(fā)生的問(wèn)題為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)思維正

9、 是解決現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題的思維模式。因此教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué) 生察覺(jué)周?chē)?、體驗(yàn)生活、聯(lián)系現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。另外現(xiàn)實(shí)生活 中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般具有劣構(gòu)性，它也更有利于學(xué)習(xí)者 設(shè)計(jì)與探究$以用戶需求為中心的設(shè)計(jì)共情(同理心)是設(shè)計(jì)思維的基本特征之一,它強(qiáng)調(diào) 設(shè)計(jì)要符合以人文本的理念,不僅要站在學(xué)生的角度去 考慮問(wèn)題,還要引導(dǎo)學(xué)生以觀察、傾聽(tīng)、訪談等方式發(fā)現(xiàn) 用戶需要，有助于教師設(shè)計(jì)出更適合學(xué)生需求的小學(xué) STEAM課程,學(xué)生也更易制作出滿足用戶的原型$注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)設(shè)計(jì)思維可稱(chēng)為創(chuàng)新思維模式，也是一套支持創(chuàng)新 的系統(tǒng)方法,無(wú)形中滲透創(chuàng)新思維的培養(yǎng)$在主題方面, 打造一個(gè)具體可操作的創(chuàng)新項(xiàng)目；在設(shè)計(jì)方面,提供靈 活且可

10、調(diào)整的方法與工具,使得小學(xué)STEAM課程教學(xué)三、課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程構(gòu)建本研究在小學(xué)STEAM教育中引入設(shè)計(jì)思維,采用 EDIPT模型作為指導(dǎo)框架，結(jié)合小學(xué)STEAM課程理念 和培養(yǎng)目標(biāo),提出設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)STEAM 課程的教學(xué)設(shè)計(jì)流程，如圖2所示。該教學(xué)設(shè)計(jì)流程基 于EDIPT模型的五大環(huán)節(jié)，增加了(分享和評(píng)價(jià))環(huán)節(jié), 并整體改進(jìn),最終形成小學(xué)STEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程, 包括(準(zhǔn)備階段、定義問(wèn)題、創(chuàng)想方案、建構(gòu)產(chǎn)品、測(cè)試與 優(yōu)化、分享與評(píng)價(jià))六個(gè)環(huán)節(jié)，且每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)教師和學(xué)生 的具體活動(dòng)作了分析，為了幫助教師更便捷地設(shè)計(jì)，還 補(bǔ)充了設(shè)計(jì)思維的支持工具,使學(xué)生的思維活動(dòng)有了工 具支撐$1

11、.準(zhǔn)備階段教師:學(xué)情分析一一情境創(chuàng)設(shè)一一呈現(xiàn)主題本環(huán)節(jié)重點(diǎn)開(kāi)展學(xué)情分析和課題情境的創(chuàng)設(shè)$ 學(xué)情 分析是教師教學(xué)設(shè)計(jì)不可或缺的一步,因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生都 是獨(dú)一無(wú)二、各有特點(diǎn)的,比如他們階段性的年齡特點(diǎn)、 獨(dú)特的愛(ài)好、已有知識(shí)存儲(chǔ)與經(jīng)驗(yàn)、個(gè)人學(xué)習(xí)風(fēng)格以及圖2設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)STEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程思考、碰撞、協(xié)調(diào),直至問(wèn)題明確地 被陳述。當(dāng)問(wèn)題被界定后，派代表在 課堂上簡(jiǎn)潔介紹。創(chuàng)想方案教師:啟發(fā)誘導(dǎo)一一激發(fā)創(chuàng)新 創(chuàng)想方案是學(xué)生實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決 的關(guān)鍵步驟，更是培養(yǎng)學(xué)生）合思 維、發(fā)散思維以及激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思 考的核心階段，充分展現(xiàn)了設(shè)計(jì)思 維模型的優(yōu)勢(shì)。因此教師要設(shè)計(jì)出 完整步驟，引導(dǎo)學(xué)生按步驟

12、創(chuàng)想方 案，一般包括提供工具及要求、頭腦 風(fēng)暴、評(píng)論分享、選擇方案、評(píng)價(jià)調(diào) 整以及方案確認(rèn)六個(gè)步驟。在組織 學(xué)生頭腦風(fēng)暴的過(guò)程中，需準(zhǔn)備相 關(guān)資料,分享如何進(jìn)行頭腦風(fēng)暴的學(xué)習(xí)能力水平等特征。對(duì)其個(gè)人學(xué)習(xí)情況的提前了解， 有助于教師做出合適的教學(xué)計(jì)劃與課程設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)符合 學(xué)生愛(ài)好的情境故事,為以后的教學(xué)打好基礎(chǔ)。教師可 以在課前或新學(xué)期前開(kāi)展調(diào)研，實(shí)現(xiàn)方式有課前觀察、 隨機(jī)訪談、問(wèn)卷收集、相關(guān)文獻(xiàn)研究等，也可查找基本資 料,如成績(jī)冊(cè)、檔案袋等。接下來(lái)是情境創(chuàng)設(shè),呈現(xiàn)符合 的主題。學(xué)生:產(chǎn)生同理心情境體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)需求學(xué)生在該環(huán)節(jié)為尋求用戶的需求點(diǎn),嘗試深入展 開(kāi)觀察和訪談，體驗(yàn)情境里主人公的情緒,產(chǎn)生

13、同理 心,進(jìn)行換位思考,然后逐漸查找出盡量多的用戶需 求。尤其要利用好觀察、訪談表、同理心地圖等工具, 把探索出的需求問(wèn)題描繪在同理心地圖中，為下一環(huán) 節(jié)作鋪墊。2.定義問(wèn)題教師:知識(shí)介紹一一傳授探討方法教師在該環(huán)節(jié)主要是幫助學(xué)生將上一環(huán)節(jié)收集的 問(wèn)題進(jìn)行篩選定義,引導(dǎo)學(xué)生高效且有方向地分析出要 設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題,因此教師要提前介紹?STEAM主題 的相關(guān)知識(shí),可利用預(yù)習(xí)冊(cè)、微課等形式呈現(xiàn)，然后講解 策略方法，助力探討,如傳授“如何/為什么圖表法,使 學(xué)生了解問(wèn)題信息的來(lái)源,提供定義問(wèn)題表采集、梳理 問(wèn)題。學(xué)生:組內(nèi)探討確定問(wèn)題教師提供方法指導(dǎo)后,學(xué)生開(kāi)始小組討論,運(yùn)用設(shè) 計(jì)思維工具將大量需求信

14、息加工分析。在討論過(guò)程中, 每個(gè)成員在梳理各自尋求的資料的基礎(chǔ)上，與其他成員 策略做法，如設(shè)置提前預(yù)熱的方式等等!另外,教師作 為啟發(fā)者、引導(dǎo)者,應(yīng)設(shè)置有效的思路指引,提供針對(duì) 性的設(shè)計(jì)思維工具，做到為學(xué)生開(kāi)啟全方位的疑難 解答。學(xué)生:集思廣益方案設(shè)計(jì)確定方案學(xué)生是創(chuàng)想方案的主力軍，決定問(wèn)題解決的創(chuàng)造 性。該環(huán)節(jié)學(xué)生按步驟循環(huán)開(kāi)展:預(yù)熱后,學(xué)生開(kāi)始集思 廣益,即運(yùn)用工具（如便簽）,結(jié)合頭腦風(fēng)暴句式（假設(shè)我 是,我愿）寫(xiě)出想法，然后聚集想法在組內(nèi)討論,分 析出三個(gè)方案投選其一。最后還需將方案公布到班級(jí) 中，收獲其他小組意見(jiàn),組內(nèi)再根據(jù)不同見(jiàn)解調(diào)整方案 細(xì)節(jié),由此確定出設(shè)計(jì)結(jié)果。建構(gòu)產(chǎn)品 教師:提

15、供資源一一指導(dǎo)監(jiān)督 建構(gòu)產(chǎn)品環(huán)節(jié)是教師教學(xué)設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)直接相連的過(guò) 程，它通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生使用易得的材料制作產(chǎn)品模型，將上 一環(huán)節(jié)形成的設(shè)計(jì)方案能夠?qū)嶋H制作出來(lái)，有助于培養(yǎng) 學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。教師在該環(huán)節(jié)完成兩項(xiàng)任務(wù):一是為學(xué)生的建構(gòu)提 供資源，硬件資源是制作的原材料,如紙屑、木料等；軟 件資源是符合?STEAM課題的學(xué)習(xí)視頻、網(wǎng)頁(yè)平臺(tái) 等；其他資源主要是設(shè)計(jì)思維工具,如情境故事法、草 圖設(shè)計(jì)等。二是指導(dǎo)監(jiān)督,教師雖然不直接參與制作, 但是要貫徹指導(dǎo)監(jiān)督,如營(yíng)造恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)氣氛，小組合 作指導(dǎo)和個(gè)性化指導(dǎo)雙管齊下o值得關(guān)注的是，該過(guò)程 的要點(diǎn)原則是&快速”，它提倡先粗略制作,之后再修補(bǔ) 改進(jìn)。學(xué)生:小

16、組協(xié)作制作產(chǎn)品學(xué)生根據(jù)已設(shè)計(jì)的方案開(kāi)始建構(gòu)，但這并不是一 個(gè)人的戰(zhàn)斗，而是通過(guò)小組成員共同協(xié)作完成的，小組 通過(guò)產(chǎn)品制作接近用戶，逐步實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決，實(shí)質(zhì)是學(xué) 生思想與現(xiàn)實(shí)的碰撞，不可避免地會(huì)遇到各種困難，如 選擇哪些材料、如何搭建結(jié)構(gòu)、遇到難點(diǎn)怎么辦或?qū)で?哪些幫助等，因此要善于使用各類(lèi)工具和資源，以完成 挑戰(zhàn)。測(cè)試與優(yōu)化教師:創(chuàng)造環(huán)境體驗(yàn)反饋對(duì)原型進(jìn)行測(cè)試優(yōu)化體現(xiàn)了設(shè)計(jì)思維的迭代性特 征，也符合STEAM課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生如同工程師般進(jìn)行設(shè) 計(jì)的初衷&教師在設(shè)計(jì)中，需堅(jiān)守優(yōu)化理念，以產(chǎn)品測(cè) 試為中心，創(chuàng)造適宜的測(cè)試環(huán)境，體驗(yàn)測(cè)試結(jié)果并給予 學(xué)生反饋性指導(dǎo)，引領(lǐng)學(xué)生不斷測(cè)試與修正，實(shí)現(xiàn)迭代 優(yōu)化。學(xué)

17、生 :測(cè)試產(chǎn)品-迭代優(yōu)化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的理想效果是小組的優(yōu)化目的，在這個(gè) 過(guò)程中，往往會(huì)有挫折，但在教師的反饋意見(jiàn)下能夠進(jìn) 行自我反思、循環(huán)改進(jìn)，解決一次又一次的測(cè)試失敗& 為了更好地優(yōu)化改進(jìn)，小組成員可利用好記錄表單，寫(xiě) 上每一次測(cè)試的結(jié)果，并分析出錯(cuò)漏點(diǎn)，補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的解 決方案。分享與評(píng)價(jià)教師:組織交流綜合評(píng)價(jià)小學(xué)STEAM課程設(shè)計(jì)的最后環(huán)節(jié)不是一種結(jié)束， 而是提供更全面的前進(jìn)方向&教師主要是通過(guò)組織學(xué)生 之間展示交流，然后相互評(píng)價(jià)，有師生評(píng)價(jià)、生生評(píng)價(jià)、 自我評(píng)價(jià)等&在設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)原則時(shí)，作品結(jié)果并不是唯一 標(biāo)準(zhǔn)，而是強(qiáng)調(diào)整體設(shè)計(jì)的過(guò)程。學(xué)生 :展示作品-組間評(píng)價(jià)-改進(jìn)完善根據(jù)教師組織要求，小組派代表展現(xiàn)各自的學(xué)習(xí)思 路和成果，結(jié)合評(píng)價(jià)表的內(nèi)容進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、組間評(píng)價(jià)， 學(xué)生在此過(guò)程中將獲取更多的反饋意見(jiàn)，促進(jìn)產(chǎn)品的改 進(jìn)與完善。學(xué)設(shè)計(jì)中引入設(shè)計(jì)思維，構(gòu)建如何以設(shè)計(jì)思