基于設計思維的3D打印校本課程案例設計

摘?要：從3D打印校本課程存在的問題出發，筆者以設計創意雨傘為例，基于設計思維對3D打印校本課程進行了設計和教學實踐，主要從設計思維的五個階段：同理心、定義問題、構想、原型和測試，引導學生進行創新設計并使用3D打印技術完成創意模型的實現。

關鍵詞：設計思維;3D打印;創新設計

在貴州，在3D打印設計賽事的驅動下，大多中小學開設了3D打印課程，但是課程設計存在嚴重問題。教師注重3D建模軟件技術性知識的傳遞，忽略了創意設計引導。設計思維可以有效解決這個難題，筆者基于設計思維對3D打印校本課程進行了相關設計。

一、設計思維概述

設計思維，翻譯于英文單詞“DesignThinking”，也稱為設計思考。設計，是對不存在事物的規劃和想象。設計師通過系統地看待問題，將看似不相關的信息有效地連接起來，從而找出富有創意的想法[1]。設計思維已被廣泛地應用于設計、工程、管理等領域，近幾年越來越受到教育領域的認可。經過教育實踐證明，發現設計思維能夠有效引導學生進行創新設計，參考斯坦福設計研究院的EDIPT模型[2]，設計思維包含五個階段：同理心、定義問題、構想、原型和測試。

二、基于設計思維的3D打印校本課程案例

根據設計思維的特點，我將學生小組進行了角色分配，角色職位設計如下表所示。每個角色在相應活動中都將體現自己的作用和能力。在很大程度上促進了學生的參與度。

筆者基于設計思維設計的課程活動，以設計創意雨傘為例。在組織學生設計創意雨傘的活動中，筆者先給每個小組發放了統一顏色和形狀的雨傘，便于引導學生從真實的問題情境上去體驗設計思維的五個階段。

（一）同理心

同理心即我感受你的感受，設計者站在用戶的角度上思考問題，通過觀察、訪談體會用戶的需求。

筆者理解同理心的基礎設計了“我要吐槽”的活動，每個組員都是“雨傘”的目標使用者，觀察員用便利貼記錄下使用者對“雨傘”的槽點（缺點）及其改進建議并貼在吐槽展板上。

學生在教師的引導下通過討論發現了很多雨傘的缺點，如雨傘顏色難看、形狀單一、傘面不容易干、風大傘面容易吹翻、傘骨易生銹、冬天打傘冷，夏天打傘熱、兩個人遮不住雨、手里拎重物時打傘不方便、晚上打傘視線不好等。

（二）定義問題

該階段主要是在收集大量信息的基礎上，明確用戶到底需求什么，并且使需求具有可操作性，為用戶尋找可行的解決方案。筆者通過設置具體活動，活動要求根據對“雨傘”的吐槽來確定用戶對它們的需求，需求分析員用便利貼記錄下使用者對“雨傘”的具體需求并貼在需求展板上。具體需求公式=[使用者]+[具體需求]+[原因]，示例：[寶媽]需要[可解放雙手的雨傘]因為[她很多時候要雙手抱著寶寶]。

學生在吐槽雨傘的缺點上通過小組討論明確了用戶的具體需求，如[清潔工]需要[可解放雙手的雨傘]因為[她打掃衛生時不方便]，[情侶]需要[面積大的雨傘]因為[他們喜歡走在一起]，[兒童]需要[造型有趣且輕便的雨傘]因為[她很喜歡新奇可愛的東西而且力氣不大]，[沿海地區的人們]需要[抗風型雨傘]因為[很多時候會有臺風]等。

（三）構想

在明確了用戶的具體需求后就需要找出解決用戶具體需求的辦法，一般常用的方法是頭腦風暴或思維導圖，提出越多的解決問題的辦法越好。

學生在經過討論后，從材料、形狀、結構、功能等方面提出了具體的方案構思，如：納米材料的雨傘解決傘面不容易干的問題，在雨傘上安裝led燈為夜行者提供安全警示，在傘骨上方安裝小型風扇解決夏天打傘熱的問題，把傘做成帽子型戴在頭上可以解決雙手不方便打傘的問題等。

在學生討論完成后，需要及時將解決方案物化為設計草圖，為模型和原型的制作提供參考。

（四）原型

選擇合適的材料和工具制作出模型或者原型。3D打印由于其快速成型的優點，選擇該技術實現模型和原型是一個非常不錯的想法。根據設計草圖，學生使用3D建模軟件完成模型的制作，最終通過3D打印機將模型打印出來。

（五）測試

設計者給用戶展示設計的模型或原型，讓用戶在使用的過程中提出反饋意見，并不斷修改。

基于測試階段，筆者設計的課程活動是“分享交流”，項目經理是該活動的主要責任人。活動要求每個小組3分鐘時間展示自己組設計的創意雨傘作品，并從設計創新點（適用對象、適用場景、外觀、結構、功能等方面闡述創新設計）進行介紹，學生和教師對其作品評價，提出修改意見。

從課堂效果和學生的作品等方面發現，使用設計思維的確能夠有效引導學生進行創新設計，學生在體驗設計思維的五個階段中收獲很多靈感和創意，并最終選擇一種方案實現創意。

參考文獻：

[1]閆寒冰，鄭東芳，李笑櫻.設計思維：創客教育不可或缺的使能方法論[J].電化教育研究，2017⑹.

[2]孫航.淺談設計思維在教學設計中應用的可行性[J].新教育時代電子雜志（教師版），2018（37）.

作者簡介：席菲菲（1991-），女，漢族，研究方向：信息技術教學。