設計思維在高中通用技術教學中的應用

摘 要：高中通用技術課程設計的產(chǎn)品多以模仿已有模型為主，學生由于缺少設計思維及設計經(jīng)驗，限制了學習者的創(chuàng)造性。將設計思維運用于高中通用技術教學有助于培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)以及創(chuàng)新設計能力，使設計思維與通用技術教學碰撞出新的火花。

關鍵詞：高中通用技術;設計思維;創(chuàng)新

中圖分類號：G632.0

1 緒論

設計思維最初是由美國IEDO公司提出的一種創(chuàng)新性的解決問題的思維方法，即以用戶為中心去思考問題，以解決用戶問題為目的，融入設計思維，改變設計師的傳統(tǒng)模式，進行創(chuàng)新性設計[2]。斯坦福大學倡導的設計思維包括同理心、定義、頭腦風暴、原型制作和測試五個步驟，目的在于提供一種方法，讓非設計師也能運用這些方法解決問題。

2 設計思維應用于高中通用技術教學的必要性

2.1 高中通用技術課程標準的要求

在2017年新修訂的《普通高中通用技術課程標準》中提到，通用技術學科核心素養(yǎng)主要包括技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達、物化能力五個方面[1]。具體而言，就是要求學生經(jīng)歷技術設計的全過程，形成一定的方案構思、圖樣表達、工藝選擇及物化能力，對學生的創(chuàng)新設計、實踐能力、產(chǎn)品輸出等方面提出了更高的要求。但是如何提高學生的學科核心素養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新設計能力，是通用技術教育教學所面臨的一大難題。

2.2 江蘇省新高考方案的考試要求

以筆者所在的江蘇省為例，新高考方案把通用技術納入合格性考試范圍。江蘇省教育廳2019年11月頒布的《江蘇省普通高中通用技術學業(yè)水平考試要求》指出，通用技術學科考試測評體系分為“過程性評價”和“終結性評價”兩部分，其中“終結性評價”的“技術實踐能力評定”環(huán)節(jié)具體形式為“作品的設計與制作考試”，具體要求為“能夠明確要設計和制作的作品，制定設計方案、制作并進行作品展示、作品介紹及作品的使用和維護說明書的撰寫等”。考試要求學生在規(guī)定的一段時間內(nèi)完成項目的設計與制作，這就需要學生有一定的設計能力，具體體現(xiàn)為方案構思、草圖設計、模型制作等能力。

2.3 當前高中通用技術教育存在的問題

目前，高中通用技術課程由于師資欠缺、實驗室配備不足或課時限制等因素，課程開展大都選擇比較容易實現(xiàn)的項目，甚至一些學校只是模仿產(chǎn)品開發(fā)的真實環(huán)境，并沒有讓學生真正經(jīng)歷設計的一般過程。因此學生由于缺少設計思維及設計經(jīng)驗，設計的產(chǎn)品多以模仿教師樣例或已有模型為主，限制了學習者的創(chuàng)造性。比如，木工實踐部分大部分學校選擇便攜式小板凳或孔明鎖為例，項目多年沒有創(chuàng)新。

綜上所述，將設計思維運用于高中通用技術教學有助于培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)以及創(chuàng)新設計能力，使設計思維與通用技術教學碰撞出新的火花。

3 設計思維與通用技術教學的融合

設計思維在通用技術教學層面主要應用于教學設計原則、教學流程和教學評價三個方面。[3]

3.1 課程設計的原則

3.1.1 系統(tǒng)化原則，實現(xiàn)跨學科教育[4]

設計思維強調用系統(tǒng)的觀念看待問題，綜合運用不同的程序步驟創(chuàng)建一個系統(tǒng)的解決方案。當前，我國高中通用技術教育的開展還不成熟，部分學校只是將不同的學科內(nèi)容進行簡單的組合，忽視每門學科自身的邏輯結構，這顯然不能全面培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)。因此在通用技術教學中，應該要有整體觀，利用設計思維的系統(tǒng)化原則，將科學、數(shù)學科目與技術、藝術等內(nèi)容進行重構及組合，彌合各門學科知識間的割裂性，并與實際生活進行聯(lián)系。

3.1.2 生活化原則，以解決現(xiàn)實問題的項目為支撐

設計思維的核心是以人為本，即將客戶的需求作為設計的出發(fā)點，設計的內(nèi)容也要圍繞實際生活中所存在的問題來展開。高中通用技術的覆蓋面極廣，涉及工程、材料、力學、藝術等多個領域，但其實很多問題都來自于生活。基于真實生活情境的課程環(huán)境，更有利于激發(fā)學生的興趣和參與感。因此，通用技術教學要源于生活，又要將生活中的問題在教學中找到對應的理論分析，解決生活中的問題。

3.1.3 合作性原則，培養(yǎng)學生團隊精神

通用技術教學面對的是真實復雜的問題，一般都涉及多學科的知識，在這種情況下學生要組成團隊，互幫互助、分工合作來解決問題。同時，在通用技術教學中，學生實踐操作大多是以項目教學的方式展開。在實際解決問題的過程中，調查訪談、頭腦風暴、制作原型等內(nèi)容的完成都不能僅憑一人之力，需要合作完成。合作學習方式可以鍛煉學生的溝通交流、團隊精神，使學生會多角度看問題，還會讓不同的觀點碰撞更多的火花。

3.2 教學流程

設計思維包括同理心、定義、頭腦風暴、制作原型和測試五個環(huán)節(jié)。通過同理心以用戶角度進行需求分析，通過定義來明確問題，通過頭腦風暴來尋找解決問題的方法，通過原型制作來完成解決問題的模型，通過測試來優(yōu)化問題的解決問題。下面以《校園共享雨傘傘框設計》為例，對這五個環(huán)節(jié)進行分析。

3.2.1 同理心——提出問題

設計思維的核心在于同理心（empathy），也稱為共情或移情，即從用戶的需求出發(fā)，設身處地地思考他人的感受，設計的出發(fā)點要堅持以人為本。建立同理心包括感受別人的情感和情緒，從別人的態(tài)度中體會到其言行的由來，認識到并明確其需求和期望。為了解決現(xiàn)實問題，設計思維反復強調一切都應該從理解人著手，通過針對特定用戶建立起同理心，設計者充分認識到他們是什么樣的人，什么東西對他們是真正重要的。具體方法包括觀察用戶、訪談用戶和從用戶的視角去體驗。同學們從自身角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)校園共享雨傘放置的傘框太少、共享雨傘放置的傘框太小、總數(shù)無法滿足要求等問題。本案例基于真實情境，能激發(fā)學生的興趣。

3.2.2 定義——明確問題

本案例明確了要設計制作一個校園共享雨傘傘框，但是具體的設計需求還不明確。我們用同理心地圖的方法分析學生的需求以及需要解決的問題。同理心地圖是設計思維常用的方法，它是由國外一家公司開發(fā)的一款設計思維工具，旨在幫助調查人員對被調查或觀察人員所處的環(huán)境、行為、關心事項及內(nèi)心活動的深入了解，從而改進產(chǎn)品質量、研究開發(fā)新產(chǎn)品、提升用戶滿意度等提供充分的觀點。

具體操作就是在整理零散的信息時可以將它們分為兩部分四個類別，一邊是用戶看、聽，另一邊是我們體會到用戶的想和感受、說和做。看描述用戶所看到的信息、聽是用戶聽到的信息，想和感受是設計者嘗試揣摩用戶頭腦中所進行的內(nèi)容，說和做是描述用戶的說的內(nèi)容，揣摩他可能做什么。

我們將同理心地圖運用到本項目中，從剛才所說的四個方面設計共享雨傘傘框相關問題，從而明確問題。以“看”為例，可以考慮三個問題：①共享雨傘傘框在校園哪6個地點？②這6個地點周圍環(huán)境怎么樣？③為什么選擇這些地方？學生通過小組討論，把討論的結果用便利貼粘貼在項目設計手冊上。

3.2.3 頭腦風暴——分析問題

頭腦風暴是設計思維中分析問題常用的方法。它的原理是通過刺激強化作用，無限制的自由聯(lián)想和討論，其目的在于產(chǎn)生新觀念或激發(fā)創(chuàng)新設想。頭腦風暴的原則有5個：自由暢想，延遲批判，以量求質，綜合改善，限時限人。在明確問題和共享雨傘傘框草圖繪制階段，學生們都可以通過頭腦風暴的方法獲得大量設想，并通過理論分析，確定最終設計方案。

3.2.4 原型制作——解決問題

“千萬張圖紙抵不過一個原型”。原型，是最終產(chǎn)品的雛形，它是介于創(chuàng)意和產(chǎn)品之間的一個過程。原型可以是產(chǎn)品本身，也可以是生產(chǎn)之前制作的與產(chǎn)品大小相同、用功能一致的物體。設計者一旦進入到原型制作環(huán)節(jié)，就不得不開始思考該原型的制作目的是什么、應用場景是什么、用什么方式表達、用戶如何與該原型進行交互等一系列新的問題，很多在前期設計時沒有考慮的細節(jié)就會一個接一個地浮出水面，從而促使設計者在原型制作過程中不但要利用合適的介質將頭腦中的設計概念表達出來，還必須邊做邊想，應對制作出隨時出現(xiàn)的新問題。原型制作的形式、材料可以多元化，傘框制作可以手工制作，也可以通過計算機建模后3D打印出來。

3.2.5 測試——優(yōu)化方案

測試是任何新產(chǎn)品在上市之前必須經(jīng)歷的階段，因為新產(chǎn)品很少有一次能成功的，大多都是在產(chǎn)品的發(fā)展過程中不斷完善，才能獲得最后成功。測試是為了檢驗產(chǎn)品在結構和技術性能方面能否達到預定的設計要求。測試的評價依據(jù)一般要根據(jù)設計要求以及設計的原則來制定。共享雨傘傘框測試的依據(jù)主要有創(chuàng)新、穩(wěn)定性、美觀、安全、環(huán)境適應性、規(guī)格、防水能力、環(huán)保的那個維度，測試時，可以先分組自行測試，再抽幾個小組進行點評，其他小組給出優(yōu)化建議。

3.3 教學評價

設計思維的核心是以人為本，其出發(fā)點是滿足學生生活需求，那么學習效果也應該由學生自行評價。對學生學習效果的評價主要分為三個方面，一是自我評價，即學生自行匯報。匯報要求是能夠借助共享雨傘傘框原型，運用清晰的思路，結合所學知識將產(chǎn)品介紹給大家。二是小組互評，即其他小組通過打分選出大家最喜歡的傘框，對不合理的設計給出優(yōu)化改進建議。三是教師評價，即教師結合整個項目過程中學生的表現(xiàn)、最終產(chǎn)品及項目報告，對學生進行評價打分，選出最佳個人。

4 設計思維在通用技術教學中的價值

將設計思維運用于高中通用技術教育課堂，依托項目教學，可以激發(fā)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和思維能力，也能培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)。在項目探究活動中，學生充分理解設計思維的含義，自覺運用設計思維解決學科問題，將來他們遇到棘手的現(xiàn)實問題時，能夠運用自己的已有智能，自覺運用設計思維方法創(chuàng)造性地解決問題，這才是設計思維在高中通用技術教學中所要達到的最終的教學目的。當然，設計思維如何更好地運用于通用技術教育、如何選擇項目、如何開發(fā)項目，仍需要通用技術教師不斷摸索和實踐，才能有效地提高學生的學科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]普通高中通用技術課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.1.

[2]王可越，稅琳琳，姜浩.設計思維創(chuàng)新導引.清華大學出版社，2017.

[3]王斌.設計思維在高中政治實踐教學中的應用.課程教育研究，2019（7）.

[4]代潔娜.凌詩嘉，孔晶.設計思維支持的STEAM教育教學實踐研究[A].中國信息技術教育.

作者簡介：周碧文，無錫市第一中學，中學二級教師，研究方向為高中創(chuàng)客教育。