仝春燕

摘要：創(chuàng)客教育是教育變革的重要支點(diǎn)，但在目前的中小學(xué)創(chuàng)客教育中，很多教師仍采用舊的教學(xué)范式，在組織學(xué)生換位思考、引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)意構(gòu)思和指導(dǎo)學(xué)生建模迭代時(shí)缺少科學(xué)有效的方法和途徑。面對(duì)這樣的現(xiàn)狀，作者在推動(dòng)區(qū)域中小學(xué)創(chuàng)客教育的教學(xué)實(shí)踐中，嘗試將設(shè)計(jì)思維成熟的思想和方法體系應(yīng)用于教學(xué)活動(dòng)中，構(gòu)建了面向設(shè)計(jì)思維的中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)設(shè)計(jì)框架，并結(jié)合實(shí)踐案例進(jìn)行應(yīng)用闡述，以期為創(chuàng)客教育提供可參考的創(chuàng)新路徑。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)思維;創(chuàng)客教育;教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2022）08-0078-03

● 創(chuàng)客教育亟須實(shí)踐模式創(chuàng)新

創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)在創(chuàng)新造物的過程中培養(yǎng)學(xué)生的解決問題能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力，促進(jìn)學(xué)生成為具有創(chuàng)客理念和創(chuàng)客能力的學(xué)習(xí)者。但目前國內(nèi)的創(chuàng)客教育，在具體實(shí)施路徑和方法等方面的教學(xué)實(shí)踐和研究還不夠深入，教學(xué)中“不遵循教育規(guī)律，缺乏科學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)”“教師仍采用原有的教學(xué)范式，學(xué)生作品機(jī)械模仿”等現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)，從而導(dǎo)致創(chuàng)新能力的培養(yǎng)流于形式。因此，亟須探索一種適用于創(chuàng)客教育的實(shí)踐創(chuàng)新模式。

● 設(shè)計(jì)思維在創(chuàng)客教育中的“使能”作用

設(shè)計(jì)思維（Design Thinking）的核心理念是“以人為中心的設(shè)計(jì)”，其被廣泛應(yīng)用于商業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和教育等領(lǐng)域?！笆鼓堋苯虒W(xué)是指通過幫助學(xué)生在思維活動(dòng)中獲得相應(yīng)的認(rèn)知加工路徑，從而完成深度思考或設(shè)計(jì)創(chuàng)造作品等復(fù)雜的任務(wù)。但很多中小學(xué)教師不熟悉“使能”教學(xué)，在創(chuàng)客活動(dòng)中不能為學(xué)生的各種思維過程提供支持工具，學(xué)生的思維很難得到高質(zhì)量的培養(yǎng)，更談不上創(chuàng)新能力的提升。

設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)客教育都提倡以學(xué)生發(fā)展為中心，在真實(shí)的問題情境下開展小組合作和探究，關(guān)注用戶體驗(yàn)，以解決問題為驅(qū)動(dòng)力，在完成作品創(chuàng)作的過程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。因此，筆者認(rèn)為將設(shè)計(jì)思維“使能”于創(chuàng)客教育中，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、問題解決能力等綜合能力。

● 面向設(shè)計(jì)思維的中小學(xué)創(chuàng)客實(shí)踐

1.運(yùn)用設(shè)計(jì)思維優(yōu)化創(chuàng)客教學(xué)設(shè)計(jì)流程

筆者依據(jù)設(shè)計(jì)思維的思想、工具和方法體系，提出面向設(shè)計(jì)思維的創(chuàng)客教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)框架?；顒?dòng)流程包括探索、定義、構(gòu)想、創(chuàng)造、分享五個(gè)環(huán)節(jié)，活動(dòng)采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式實(shí)施，具體如下圖所示。

教學(xué)活動(dòng)框架的內(nèi)核是設(shè)計(jì)思維，外沿是項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基本要素，五個(gè)環(huán)節(jié)分別是：①探索。學(xué)生置身于教師創(chuàng)造的問題情境中，通過用戶訪談、觀察等方法調(diào)查并了解需要解決的問題，完成換位思考。②定義。教師提供相關(guān)資源，學(xué)生用研討、面談等方式分析總結(jié)要解決的有價(jià)值且可行的關(guān)鍵問題，初步設(shè)計(jì)出解決方案。③構(gòu)想。小組成員通過頭腦風(fēng)暴、繪制思維導(dǎo)圖等途徑提出想法，教師指導(dǎo)學(xué)生梳理想法，在充分討論、分析后形成詳細(xì)的問題解決方案。④創(chuàng)造。小組成員借助各種原型工具將解決方案進(jìn)行原型制作，在制作過程中多次迭代、調(diào)整至最優(yōu)的解決方案。⑤分享。通過用戶測試、評(píng)估和分享等對(duì)原型進(jìn)行測試，得到修改建議。

在面向設(shè)計(jì)思維的創(chuàng)客教學(xué)設(shè)計(jì)和創(chuàng)客活動(dòng)中，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行換位思考，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際的問題或需求出發(fā)，針對(duì)問題（或需求）進(jìn)行系列調(diào)查和探究，準(zhǔn)備相關(guān)的知識(shí)與技術(shù)，然后商討和選擇解決方案并設(shè)計(jì)出作品原型（或初步方案）。將原型可視化之后通過用戶測試、收集反饋，對(duì)方案進(jìn)行可行性和實(shí)用性的評(píng)估，找出存在的問題并反復(fù)迭代和完善。整個(gè)過程多次循環(huán)和迭代，直至達(dá)到滿意的解決方案。

2.面向設(shè)計(jì)思維的中小學(xué)創(chuàng)客實(shí)踐

（1）面向設(shè)計(jì)思維的開源硬件創(chuàng)客項(xiàng)目

開源硬件具有開放性、靈活性和成本相對(duì)低廉等特點(diǎn)，在基于開源硬件的創(chuàng)客教學(xué)中，運(yùn)用設(shè)計(jì)思維實(shí)施開放式的學(xué)習(xí)和創(chuàng)作項(xiàng)目，可以更好地激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。

例如，筆者所在區(qū)某小學(xué)運(yùn)用設(shè)計(jì)思維借助開源硬件開展“紅外計(jì)數(shù)器”創(chuàng)客項(xiàng)目。該創(chuàng)客項(xiàng)目要求使用紅外計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)作品，解決生活中的小問題。學(xué)生從生活出發(fā)，了解廣場停車場入口的計(jì)數(shù)裝置和圖書館門口大屏上的人數(shù)統(tǒng)計(jì)，體驗(yàn)紅外計(jì)數(shù)器的使用。教師組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行頭腦風(fēng)暴并以草圖的形式將創(chuàng)意表達(dá)出來，同時(shí)利用紅外避障、主控板、數(shù)碼管等器材完成硬件搭建，并完成代碼編寫，實(shí)現(xiàn)初步計(jì)數(shù)功能。在交流分享環(huán)節(jié)，各小組請(qǐng)其他組的成員作為用戶進(jìn)行體驗(yàn)，并根據(jù)建議進(jìn)行完善和修改。

在創(chuàng)客實(shí)踐中，教師立足設(shè)計(jì)思維，讓學(xué)生做設(shè)計(jì)師，并置身于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)（小組）中，完成從生活需求出發(fā)提出想法、設(shè)計(jì)草圖、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流分享四個(gè)環(huán)節(jié)，在完成作品創(chuàng)造的同時(shí)解決最初的需求。

（2）面向設(shè)計(jì)思維的圖像化編程項(xiàng)目

運(yùn)用設(shè)計(jì)思維進(jìn)行圖像化編程軟件的教學(xué)，通過項(xiàng)目開發(fā)的形式進(jìn)行創(chuàng)客實(shí)踐，既增強(qiáng)了項(xiàng)目的開源性，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和計(jì)算思維，有效提高創(chuàng)新能力。

例如，筆者所在區(qū)某初中開展的基于融通理念的圖形化編程創(chuàng)客教學(xué)，設(shè)置了“故事篇”“游戲篇”“科學(xué)篇”等不同主題?！翱茖W(xué)篇”是指將生物、地理、數(shù)學(xué)、物理、天文等學(xué)科融通，通過圖形化編程制作動(dòng)畫模擬植物的光合作用、模擬燃燒時(shí)火焰粒子的運(yùn)動(dòng)等?！疤矫睾诙础笔恰翱茖W(xué)篇”中的創(chuàng)客項(xiàng)目之一，其教學(xué)活動(dòng)流程為：①探索。教師提出項(xiàng)目背景，學(xué)生分析探秘黑洞的問題情境，完成初步信息化表達(dá)。②定義。學(xué)生觀看有關(guān)“黑洞”的視頻等資料，通過剖析黑洞周邊物質(zhì)的高速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象等關(guān)鍵問題找出圖形化編程的切入點(diǎn)。③構(gòu)想。學(xué)生通過頭腦風(fēng)暴、借助思維導(dǎo)圖進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃，完成劇本設(shè)計(jì)、角色設(shè)計(jì)和腳本設(shè)計(jì)。④創(chuàng)造。通過克隆、隨機(jī)等核心組件完成動(dòng)畫模擬模型，測試動(dòng)畫效果后分析存在的問題，反復(fù)調(diào)試修改完善。⑤分享。小組間交流測試“探秘黑洞”成品，并根據(jù)反饋意見或作品評(píng)價(jià)表進(jìn)行修改。

教師在教學(xué)活動(dòng)中為學(xué)生提供微視頻、學(xué)習(xí)幫助手冊(cè)、活動(dòng)任務(wù)單等工具和資源，學(xué)生在創(chuàng)客項(xiàng)目實(shí)踐中反復(fù)經(jīng)歷“嘗試新想法—評(píng)估目標(biāo)—調(diào)整和完善”過程，最終完成項(xiàng)目開發(fā)。這樣既讓學(xué)生理解和掌握了程序設(shè)計(jì)的基本思想，又從問題解決層面增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力。

（3）面向設(shè)計(jì)思維的創(chuàng)客校本課程

創(chuàng)客校本課程是中小學(xué)創(chuàng)客教育校本化的成果體現(xiàn)。例如，筆者所在區(qū)某小學(xué)圍繞校本文化“水科技就在身邊”，實(shí)踐了“智能親情水杯”“水位警報(bào)器”“電動(dòng)小水車”等創(chuàng)客項(xiàng)目，通過積累形成了面向設(shè)計(jì)思維的創(chuàng)客課程，課程涵蓋3D打印、開源硬件和圖形化編程等內(nèi)容。課程中，“節(jié)約用水·智能澆花器”項(xiàng)目具體活動(dòng)設(shè)計(jì)為：

探索（問題/項(xiàng)目）：了解節(jié)約用水的項(xiàng)目需求，分析如何既節(jié)約家庭用水又方便澆花。

定義（使能/工具）：在學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)后（濕度傳感器、水泵等）思考，如何檢測土壤濕度？怎樣把魚缸里的水引到花盆里？小組討論設(shè)計(jì)初步方案。

構(gòu)想（設(shè)計(jì)/方案）：研究水泵實(shí)際應(yīng)用案例，小組通過頭腦風(fēng)暴提出并選擇解決方案，設(shè)計(jì)智能澆花器的作品原型（或初步方案），功能為能實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤濕度，當(dāng)土壤缺水時(shí)，可自動(dòng)啟動(dòng)水泵抽取魚缸里的水澆花;當(dāng)土壤水分充足時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉水泵。

創(chuàng)造（原型/作品）：各小組畫出澆花器原型，利用3D建模軟件設(shè)計(jì)外觀;確定智能澆花器主要由土壤濕度傳感器和潛水泵控制回路組成，動(dòng)手連接并編寫智能澆花器程序。

分享（評(píng)價(jià)）：小組成員在家中試用后進(jìn)行交流反饋，并做外觀和功能的修改和完善。

在創(chuàng)客教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，教師立足設(shè)計(jì)思維，設(shè)置了“我將學(xué)會(huì)”“構(gòu)思設(shè)計(jì)方案”“動(dòng)手實(shí)驗(yàn)”“探究小屋”“設(shè)計(jì)師的成長”等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有教師的“資源支持”。尤其是在“設(shè)計(jì)師的成長”環(huán)節(jié)，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，促使學(xué)生充分利用軟硬件等資源進(jìn)行再思考，從而培養(yǎng)學(xué)生利用設(shè)計(jì)思維解決生活中問題的能力。

● 總結(jié)與展望

在區(qū)域中小學(xué)創(chuàng)客教育實(shí)踐中，筆者所在區(qū)域教育部門將設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)客教育緊密結(jié)合，注重創(chuàng)客教學(xué)活動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。筆者發(fā)現(xiàn)，在創(chuàng)客教學(xué)活動(dòng)中開展多維度評(píng)價(jià)有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的有效提升。因此，教師不僅要關(guān)注學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的掌握情況和最終的學(xué)習(xí)結(jié)果，更要關(guān)注學(xué)生在創(chuàng)客活動(dòng)中的思維變化和探究表現(xiàn)。

雖然目前創(chuàng)客項(xiàng)目及課程的開展已取得了一定的成績，但還面臨不少問題，如如何讓更多的創(chuàng)客教師更早地接觸并學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)思維？如何讓學(xué)生在創(chuàng)客活動(dòng)各環(huán)節(jié)中潛移默化地使用設(shè)計(jì)思維、如何借助創(chuàng)客空間資源和新技術(shù)更好地運(yùn)用設(shè)計(jì)思維等，都是在面向設(shè)計(jì)思維的中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)活動(dòng)實(shí)踐中需要深入思考的問題。后續(xù)，筆者所在區(qū)域教育部門將充分利用區(qū)域內(nèi)高校及創(chuàng)新企業(yè)的資源，邀請(qǐng)不同領(lǐng)域的專家對(duì)創(chuàng)客教師進(jìn)行設(shè)計(jì)思維的專題培訓(xùn)，其中包括設(shè)計(jì)思維的內(nèi)涵、應(yīng)用案例和思維工具的使用等內(nèi)容;多學(xué)科開展基于設(shè)計(jì)思維的專題研訓(xùn)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的合作和實(shí)踐研究，通過使用面向設(shè)計(jì)思維的中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)設(shè)計(jì)框架開發(fā)新的創(chuàng)客課程，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力提供更有效的資源和支撐。

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