設計思維支持的STEAM教育教學實踐研究

代潔娜 凌詩嘉 孔晶

摘要：本文闡述了STEAM教育和設計思維的來源、概念等，以及國內開展STEAM教育所采用的教學模式的現狀和其中出現的各種問題，通過設計的六大步驟、設計思維的五個階段等體現設計思維與STEAM教育之間的關系，并通過運用設計思維于STEAM教育中的作用，體現出設計思維運用于STEAM教育中的可行性和必要性。最后從系統化融合多學科等方面闡述了設計思維在中小學STEAM教育中的應用實踐。

關鍵詞：STEAM教育；設計思維；創新能力；實踐

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2019）02-0080-03

● STEAM教育

1.內涵與由來

STEAM教育是一種以項目式學習、問題解決為導向的課程組織方式，它將科學、技術、工程、數學、藝術有機地融為一體，以培養學生的創新能力。STEAM是從STEM教育計劃演變而來的，STEAM與STEM相比，多加了一項藝術，注重的元素更加多元化，要求的學科能力更豐富多樣。STEM以計劃結果的實用性來考慮，也就是“我如何將這個發現具體應用、生產、量化來改善人類生活”，而Art則以創造力為準則，思考“我如何將創意具體以藝術的形態呈現”。STEAM把STEM和Art結合在一起，結合了“實用性”與“創造力”，通過“解決問題”的技能來賦予某種社會價值與改變生活的意義。

2.現階段STEAM教育開展存在的問題

目前，在國內所進行的中小學STEAM教育，大都采用主流的“產品制作”模式來推進STEAM教育的開展，以學習者感興趣且有實用價值的典型產品作為引導，通過模仿產品開發的真實情境，讓學習者在項目探索的過程中掌握知識和技能，從而使自身得到充分發展。[1]但是，由于該模式是以某一個具體的產品的實現來開展的，所以它降低了教育過程中的豐富性，限制了學習者的創造性，STEAM教育所注重的創新效果被大幅度縮減。

● 設計思維

1.起源與內涵

“設計思維”這個詞在20世紀的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。[2]根據d.school的研究，設計思維分為五個階段：共情、確定（問題）、形成概念、制作原型和測試。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。

2.特點

①普適性。能夠與其他方法體系形成良好的銜接，為各個領域的創新工作提供方法論指導。[3]②依存性。需要與一個具體項目或者具體問題情境相互依存，在完成項目或解決問題的過程才能真正地體現出設計思維。③真實性。利用設計思維去解決的問題或者項目要來自真實世界，貼近生活實際。④協作性。在實踐中利用小組協作的方式更能集思廣益，使得更多的解決方法出現，從而為最終的最優方案提供更多的思路。⑤創造性。設計者在設計過程中通過不斷迭代使最終方案或作品具有創造性。[4]

3.在設計領域與教育領域的契合

法德·贊德、沃納、尼古曼徹與泛·狄特德把專業設計領域的設計過程簡化為如下圖所示的六大步驟。[5]

對于設計領域的設計過程，專家們認為，該步驟也適用于教師針對學生進行的與設計有關的創作。結合工程設計的概念并實踐于教育中，是統整教育的積極呈現。在STEAM教育理念中加入設計思維，可以提高學生的設計能力，STEAM教育是跨學科知識的融合，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程度地激發出來，形成可持續發展的學習和研究形態。

● 設計思維在中小學STEAM教育中的應用實踐

1.遵循系統化原則，真正實現跨學科教育

設計思維強調用系統的觀念看待問題，綜合不同的程序步驟、組織概念等創建一個系統的解決方案。[6]當前，我國STEAM教育的開展還不成熟，部分中小學雖然開展了STEAM教育，但只是將不同的學科內容進行簡單的組合，或者僅僅是引入Scratch等課程來培養學生創新能力，這些顯然不是STEAM教育的核心——跨學科地真正實現。所以在STEAM教育的開展中，應該有大局觀、整體觀，利用設計思維的系統化原則，將科學、數學科目與技術、藝術等內容進行重構及整合，并與實際生活進行聯系，進而創造性地開展并實現跨學科教育。[7]在實踐教學活動中，也要系統地去看待項目中各個教學環節之間的相互聯系，活動圍繞項目涉及的問題開展，而最后的問題的解決方案也是綜合各個環節得出的。例如“未來之城”全球性教育項目，面向不同的城市發布不同的挑戰主題，要求學生在城市設計的過程中重點考慮針對主體的解決方案，旨在幫助青少年通過項目制的學習方式對科學、人文、數學等學科知識進行綜合運用，這個項目體現出了設計思維可以更好地將多學科進行融合。

2.以解決現實生活問題的項目為支撐

設計思維最核心的一點是設計思維以發現現實生活中存在的問題或仿真實的問題為起始，而以解決問題為結束，在這一過程中，現實生活問題貫徹始終。設計思維強調在幫助學生建構知能體系的同時，要引導其發現知識與現實問題之間的關系，并由此形成創建新的知識解決更加復雜問題的能力。[8]所以，在開展STEAM教育時利用設計思維進行實踐應用，需要以現實問題為導向開展項目。例如，某小學“生活小創客”課程中的《不一樣的雨傘》[9]一課，學生針對生活中的各類人，如盲人、老人等，在下雨天出現的困境提出問題，然后對雨傘進行設計改造以解決這些問題。這個過程就是利用了設計思維需要以現實生活問題為支撐，將學生更好地代入問題情境，以此來調動學生的興趣，激發其創新力。

3.以合作學習為主要教學方式

由于設計思維下開展的STEAM教育面對的是真實復雜的問題，一般都涉及多學科的知識和多方面的考慮因素，故而在這種情況下學生都需要組成團隊，互幫互助、分工合作來解決問題，這種小組合作方式可以鍛煉學生的溝通交流能力，使其學會多角度看問題，同時，這種方式會讓不同的觀點碰撞出更多的火花，得到設計思維所需要的多種解決途徑，為最優的解決方案做鋪墊。例如，上海市世界外國語小學的D&T;教室，D&T;課程的根本目的是通過開展一系列與生活相關的獨立項目來培養學生的設計思維和制作技巧[10]，在課程中學生采取分組合作的學習方式，進行一系列的分析討論得出解決方案。

4.多元化評價方式

英國教育理論家懷特海認為，教育的目的是激發和引導學生的自我發展之路。[11]將設計思維引入STEAM教育中，重要的不是最終解決方案或者學生的知識技能掌握情況，而是學生通過這個過程得到的發展和經驗。在項目的各個階段，讓學生自行評價方案現階段的情況，可以培養學生的批判思維，也可以讓學生在評價中反思，以對方案進行改善，而在最后階段的匯報中，要求學生思路清晰且有組織地表達出自己小組的思路以及成果，憑此也可以反映出學生的綜合素養。例如，在某小學“生活小創客”課程中的《不一樣的雨傘》一課中[12]，教師會給每個小組發放學習單，小組成員在學習單上按階段填寫小組作品的不足之處，對自己進行評價。所以，設計思維下的STEAM教育的評價方式不能采用單一的評價方式，而應使用多元化的評價方式，目光也不應僅僅放在最后的成果上，而應更注重學生在過程中得到的成長。

● 研究結論

通過本研究可知，將設計思維運用于STEAM教育課堂中，可以激發學生的創新能力、實踐能力、思維能力以及創造能力，當然，設計思維如何更好地運用于STEAM教育仍需不斷摸索和實踐，才能得到更多具用中國特色的運用方法。

參考文獻：

[1][3]楊緒輝，沈書生.設計思維方法支持下的創客教育實踐探究[J].電化教育研究，2018，39（2）：74-79.

[2]劉云，王健.設計思維下基于課程設計研究項目的中小學創客教育[J].軟件導刊（教育技術），2018，17（2）：52-54.

[4]林琳，沈書生.設計思維與學科融合的作用路徑研究——基礎教育中核心素養的培養方法[J].電化教育研究，2018，39（5）：12-18.

[5]陳怡倩.統整的力量：直擊STEAM核心的課程設計[M].湖南：湖南美術出版社，2017：255.

[6]袁杰.基于設計思維的師范生《現代教育技術》公共課教學模式研究[D].煙臺：魯東大學，2018.

[7]胡畔，蔣家傅，陳子超.我國中小學STEAM教育發展的現實問題與路徑選擇[J].現代教育技術，2016，26（8）：22-27.

[8]林琳，沈書生.設計思維的概念內涵與培養策略[J].現代遠程教育研究，2016（6）：18-25.

[9][12]袁紹瓊.設計思維在小學校本課程中的培養研究[D].上海：上海師范大學，2017.

[10]張悅穎，沈祖蕓.小學STEM教育實踐路徑與方法——上海市世界外國語小學的探索[M].上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2017：63-67.

[11]懷特海.教育的目的[M].莊蓮平，等，譯.上海：文匯出版社，2012.

作者簡介：代潔娜（1998.6—），本科，主要研究創客與STEAM教育。