設計思維在信息技術教學設計中的運用研究（上）

王蕾

教學現場

筆者所在的地市在近期的教研活動中，均注重計算思維的培養，取得了一定的成果，同時也帶來了思考：除了計算思維，還有其他的思維方式嗎？

問題分析

信息技術教學設計通過設計思維對學習過程進行重置，以終點為起點，以結果促學習，圍繞學生的求知習慣進行設計，讓學習呈現出個性化的特征。

● 設計思維概述及學科核心素養的關聯

設計思維是指設計者在作品設計中，通過觀察、分析、思考、體驗，對素材進行加工、提煉、選擇，進而形成一定的作品。華東師范大學祝智庭教授認為，設計思維是指在創建技術制品時從結構、功能、價值方面全方位思考的能力。從理論層面解析設計思維有以下兩層意思：一是積極改變世界的信念體系;二是一套如何進行創新探索的方法論系統，包含了觸發創意的方法、手段、技巧及工具的合理使用。運用藝術設計思維，通過設計者思維活動與創造活動，結合自身思想觀念，進而使設計別具一格。

信息技術是以技術性為主導的學科，學科核心素養由信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個核心要素組成。表現為學生在接受信息技術教育過程中逐步形成的信息技術知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面的綜合表現。在信息技術教學中，從實際出發著力學科核心素養培養，將有利于實現全面提升全體學生信息素養的課程目標。

其中，信息意識、數字化學習與創新需要通過具體的作品加以呈現，用以承載學科核心素養的實踐過程。因此，落實在信息技術教學中，設計思維成為協助學科素養落地的重要手段，為學生提供必要的思維方式和思維路徑，形成完整的設計思路。具體體現為以學生思維品質的持續提高為目標，依據數字化作品的呈現方式與學習工具開展創意設計與實踐。對此，本文著重分析設計思維的實踐化過程，提出設計思維在信息技術教學設計中的運用策略。

完整的信息技術學科思維包括計算思維、設計思維、合作思維和管理思維，其中設計思維指向具體的教學板塊，為課程的設計內容提供工具性的支架。在常見的信息技術教學模塊中，有大量的設計思維的元素，如文本加工單元中的版面設計、3D創意設計中的建模設計、圖形圖像處理軟件中的構圖設計、網站動畫制作中的作品設計、音視頻制作中的成品規劃設計、機器人搭建中的模型設計、物聯網創新設計中的程序設計等，都具有鮮明的設計思維痕跡，需要教師們進行針對性的教學過程設計。

● 信息技術教學設計的現狀分析

在信息技術學科的教學領域中，教學設計的內容較為豐富，其中包括教學技能目標、認知目標，學科核心素養的體現方式，教學重難點，主要教學組織形式、采用的學習工具及手段、擬達到的學習效果，課時分配，課型定位等。相對基礎學科，信息技術學科的教學設計呈現出元素豐富、內容廣泛的特點。因此需要有具有學科特質的教學設計形式，滿足學生的認知需要，確保教學效能。

在具體的信息技術教學設計中，往往出現教學目標內容較多、前端性的解讀和分析繁雜、教學方法過多、主要教學過程反而較為簡單等情況。頭重腳輕的教學設計，使得教師備課過程流于文字和書面形式，難以在教學過程中實施。即使在實際授課中，也容易導致教學過程單調，軟件說明書的特征較為明顯，缺少必要的設計元素，因此教學過程單一，未能體現出信息技術的學科特征，缺少必要的設計性元素。

● 信息技術課程中的設計思維特征

在信息技術課程中，技術性的元素較為明顯，基于所見即所得技術是課程的核心要素，也是教學設計的重點內容。通過具體的教學設計，實施有效教學，在此過程中，創建具有創新意蘊的技術制品，以承載認知內容，并體現出對技術的合理應用，將不同的設計因子有效統整，形成良性的師生互動認知過程，為教學過程服務。

一般來說，信息技術課程中技術有三層內涵：為何做的技術，即了解技術為何而學習、因何而生，通過了解技術性目標，確定教學設計的起點及應用方式，讓學生能夠建立初步的認知框架;如何做的技術，即技術的過程性實施，通過呈現完整的或部分的技術達成過程，讓學生領會技術自身的要求，并嘗試推進自我認知的層次，感受技術的范例性流程，體會技術的創新過程，建立第二層面的設計思路;動手做的技術，即具體實踐技術的過程，學生在此期間，按照前兩個層面的設計，進行作品的表達，制作適宜的作品，共同構成一個系統性的存在，類似同一主題下的不同序列，共同支撐設計思維的培養，實現作品的自由表達。

設計思維是以學生的個體差異為基礎，在充分尊重學習者個體差異的基礎上進行的，提倡學習者的創新元素發展。設計思維可以被看作是有目的的任務分析或有計劃的任務指導，即先期確定評價標準和評價方式，再設計其后的學習過程。在信息技術學科中，設計思維可以落實為以終點為起點、以需要找技能的形式，將技術明線隱蔽化，促進學習作品明晰化。

通過設計來推動學習活動的進行，要注重學生差異性的體驗，提升具有學科特征的學習效能。基于設計思維的學習特征可總結為以下幾點：①凸顯學科文化內涵，增加設計的項目主題性，突出任務主線，告知學生學習的具體目標;②增強教學設計的靈活性，通過評估過程的合理設置，進行多維性任務供給，依據評價目標，合理規劃學習過程;③融入多學科各相關內容的設計元素，培養學生信息技術學科核心素養，在相關的認知過程中，提升信息技術學習力水平;④構建STEM項目思維框架，基于教學反思的多項性特征，突出內容的差異性，根據學生的具體情況，找尋適宜的學習內容，并讓學生根據自身的學情選擇適合自己的反思方式和角度。

● 設計思維在教學設計中的運用策略?

1.凸顯學科文化內涵

常見的信息技術學科思維包括計算思維、設計思維、管理思維及合作思維四種方式，它們彼此相互依存，共同組織起良好的學科思維過程，促進學科的有效發展。其中設計思維指向文化維度，承載著信息技術課程的文化屬性和內涵深化的任務。通過設計思維，信息技術課程的教學設計具有更為突出的創新內涵，可以將教學過程進行必要文化提升。

（1）原設計

《認識機器人》一課是小學和初中階段信息技術的必修內容之一，有多節相關主題的教學公開課、示范課。筆者通過歸納，發現本課的設計思路有既定的常規過程，概括如下：通過生活中的實例引入機器人（如ATM機、導游機器人等）→教師導入機器人主題→介紹機器人的理論概念→分析機器人的基本組成部分→教師指導學生了解各部分的具體作用→找一找生活中有哪些機器人的應用案例→描述自己體驗的機器人（或通過具體的機器人來感受其工作方式）→總結機器人的特征。

（2）思考焦點

在常規的教學過程中，機器人的功能性元素突出，教師通過實物強化“機器”和“人”之間的關系，讓學生反復了解機器人就是代替人的部分功能的機器。但是仔細研究可以發現，在以上過程中，教師給學生提供的僅僅是機器人的理論概念，并沒有將機器人的文化內涵及創新潛質進行講解，導致本節課普及為主，教學意蘊不足。距離一篇較為豐滿的信息技術教學設計，尚有一定的改進余地。

（3）改進型設計

基于設計思維的教學過程，更加注重機器人的應用型功能及設計原理，通過厘清具有結構性的概念，為學生創設良好的設計框架，以促進學生的綜合學科素養的提升。在教學過程中，注重學生設計理念的更新、創新元素的供給、思維方式的優化，以達到完成數字化作品的效能。建議教學設計如下：

師：同學們，你們看過《變形金剛》嗎？

（播放《變形金剛》片段，學生觀看）

師：其中你印象最深刻的是哪位金剛啊？其實這些能變形的金剛就是以生活中的機器人為原型的，別以為它們離我們很遙遠，其實就在我們中間哦！今天讓我們一起走進機器人的世界。

（板書課題：認識機器人）（首先了解機器人的概念）

教師介紹機器人的特點：自動控制，結構形態，完成動作。

學生觀察機器人的圖片，聽教師介紹。

師：大家看書本的相應內容，歸納機器人的歷史、特征和起源。

機器人的發展經歷了復雜的過程。

第一代機器人：示教再現型機器人（學生觀察圖片）。

第二代機器人：感覺機器人—有一定的知覺能力（學生觀看相應圖片）。

第三代機器人：智能機器人—最聰明的機器人（學生看圖，并舉例）。

師：大家討論下，你的身邊有哪些機器人在工作呢？

學生展開思考和討論。

師：剛才同學們介紹了那么多的機器人，可是我有點糊涂了，他們都是一家人嗎？沒有任何的區別嗎？

學生分小組討論。

教師播放相應的資料，引導學生探索。

師：按照功能的不同，我們可以給機器人來分類，大家來匯報一下自己的研究成果。

學生匯報。

師：今天我們一起研究機器人的很多內容，這些看似簡單的機器人，凝聚了很多高科技，在后面的學習中，我們還將深入研究。

請同學們打開教材的“實踐園”，來為機器人做一份知識普及的小報吧！

教學評析：在以上教學過程中，設置了“機器人創新”“機器人應用”“機器人拓展”等多個環節，讓學生通過自我設置、自我設計、自我設想等過程，來創設多種相關的內容。在本設計中，降低了技術難度，增加了設計思維的元素，因此教學過程更為清晰，思路明確。

2.增強教學設計的靈活性

在一節信息技術課中，教學設計是為教學服務的載體，通過其有效的設置，給予學生更為豐富的體驗。傳統的教學忽視設計的過程，以至于教學流程過于僵化，缺少學生參與的過程性材料。為了促進學生的設計靈感，增強作品的二次開發能力，需要介入設計思維，讓作品呈現出更為豐富的面貌。

（1）原設計

《機靈的小老鼠》是五年級Scratch單元中的經典課例，教學目標是學會利用光線傳感器測量外界的光值，根據光值情況，控制角色的動作。在常見的課例中，一般由教師演示或者指導學生自學教材的方式獲取新知。例如，教師演示聲音傳感器的搭建過程，再演示如何在平臺上編寫程序，學生模仿練習，交流評價，課程小結。

（2）思考焦點

常規設計可以完成聲音傳感器對角色的控制過程，但是對于層次不同的學生而言，缺乏個性化的照顧。現實往往是，學優生感覺講解過多，影響其更多的創作;基礎稍差的學生則沒有聽懂，講解缺少個性。另外，此教學設計關注了技術層面的認知，忽視了學生的設計思維，缺少對數字化作品的更新，因此有一定的缺陷。

（3）改進型設計

設計思維能夠體現個性化差異，照顧到不同學情的認知需要，知識的獲取可以是學習流程的逆向，也可以是學習對象的重置，由學生自主選擇適合的知識獲取途徑。建議教學過程如下：

問題一：我的出場。

①師（who？）：我是教什么的老師？

學生猜一猜。

②教師手繪scratch的貓，并寫出scratch（留下懸念，who are you？）

③師：貓咪會告訴你答案，讓我們聽聽這只小貓說什么（cai演示小貓說話）。

④順著cai介紹軟件（角色區、舞臺區、控制區）。

問題二：我的劇本——為什么小貓能說話呢？

預設1：有同學會使用。請該同學嘗試介紹編程的原理，教師進行輔助介紹。

預設2：沒有同學會使用。教師根據課件，引導學生學習，并現場演示軟件。

教師規范介紹腳本區和控件區。腳本區：和導演的腳本相聯系;控件區：和游戲手柄裝置相聯系。

問題三：我的演出。

師：大家都認識我了，我也想認識你們，誰來第一個讓我認識？（請同學）

學生讀教材P98～99，教師操作，并介紹全屏。

師：還有誰要讓我認識你？（全班練習）

教師對學生進行典型問題指導。

問題四：我的精彩。

①如何讓對方更加深刻地記住你？

（介紹更多、形象突出）

②根據第一意見演示1：增加“說話”控件（區別說和說2秒），保存。

③根據第二意見演示2：增加“將顏色特效增加”控件，保存。

④討論：如何讓自己更容易被記住。

⑤學生集體操作，并和小組成員相互演示。

問題五：我能更好。

師：請大家根據典型問題進行糾錯。

勘誤一：沒有接上控件。標準：接緊。

勘誤二：使用了說。標準：用準。

勘誤三：不文明用語。標準：文明。

學生小結自己的作品，思考還能如何改進。

教師幫助歸納后，指導學生完成作品。

拓展問題：①它還能干什么？編程、想象、分享、動畫、游戲。②今天我們的形象代言人可忙啦，它幫我認識了很多好朋友，它的功能可不僅僅能說話，還可以做很多事情。（展示一組應用實例）

教學評析：在設計媒介豐富的情況下，生動的課堂應提供性價比適宜的多種設計途徑。學生根據自身的情況選擇適合的設計對象。教師作為組織者和建議者，在學習過程中查漏補缺，幫助學生完善學習過程。

本文系設計思維在信息技術教學設計中運用研究的第一部分，通過具體案例的分析，研究設計思維在信息技術教學中的應用形式。運用策略共分為六個層次，在下一期的專欄文章中，將對另外四種形式進行相關闡述，敬請期待。