張蓉菲 田良臣 馬志強

【摘 要】

在智能時代，技術賦能教育教學的方式與內(nèi)容不斷更新，智能教育創(chuàng)新發(fā)展在一定程度上呼喚教師設計思維的有效培育?；诮處熢O計思維的內(nèi)涵詮釋，提出智能時代教師設計思維培養(yǎng)的邏輯向度，發(fā)現(xiàn)智能時代教師設計思維培養(yǎng)面臨一定困境：一是機器學習機械化挖掘認知經(jīng)驗，忽視教師設計思維的情境化培養(yǎng);二是過度依賴智能運算技術，易生成僵硬的線性思維;三是智能教育資源同質(zhì)化推送，削弱教師創(chuàng)造能動性與熱情;四是智能空間感知受困于淺層情感捕捉，忽視教師的情感互動和體驗。據(jù)此，提出智能時代背景下教師設計思維的培養(yǎng)建議：一是在反思性情境中培養(yǎng)教師的創(chuàng)新知能，構(gòu)建與直接經(jīng)驗關聯(lián)的設計思維模式;二是增強教師對智能教育的理解與批判力，培育兼具“軟”“硬”技能的設計者;三是樹立理性批判與價值融合的資源觀，構(gòu)建“智能+資源設計”服務體系;四是加強情感互動與人文關懷，設計共享創(chuàng)意的智能教育空間。

【關鍵詞】? 人工智能;教師設計思維;邏輯向度;教師教育;智能教育;資源設計;教學空間設計;協(xié)作設計;共享空間

【中圖分類號】? ?G451.2? ? ? ? ?【文獻標識碼】? A? ? ? ?【文章編號】? 1009-458x（2022）4-0055-10

一、引言

在技術驅(qū)動社會變革的時代背景下，創(chuàng)新人才培養(yǎng)成為眾多國家的教育戰(zhàn)略重點。我國國務院發(fā)布的《中國教育現(xiàn)代化2035》明確提出，提升一流人才培養(yǎng)與創(chuàng)新能力，利用現(xiàn)代技術加快推動人才培養(yǎng)模式改革（教育部， 2019）。隨著信息技術的智能升級，以人工智能、5G、大數(shù)據(jù)等新技術為支撐的智能時代為教育創(chuàng)新發(fā)展帶來了新的機遇，實現(xiàn)了機器智能與人類（教師）智慧的融合，并指向?qū)W習者的高級思維發(fā)展。設計思維作為一種新的認知方式、知識情境化創(chuàng)生的過程以及靈活的方法論，能幫助教師創(chuàng)造性、系統(tǒng)性地解決問題。在智能時代，利用教師設計思維驅(qū)動教育教學創(chuàng)新，不僅體現(xiàn)了智能時代人類的思維競爭力，也是對智能教育高質(zhì)量發(fā)展的有效回應（Brown ， Katz， 2019）。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，設計思維已廣泛應用于教育、商業(yè)等領域，在促進人才創(chuàng)新、技術創(chuàng)新等方面發(fā)揮著重要作用（Melles， Howard， Thompson， & Whiteside， 2012）。已有諸多學者呼吁重視培養(yǎng)21世紀教師的設計思維，以滿足技術驅(qū)動未來創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求（尼爾·安德森， 等， 2014）。目前，越來越多的學校和教師開始運用設計思維重構(gòu)教學工具、模式以及課程，以培養(yǎng)學生的設計創(chuàng)新能力（張紅英， 等， 2019; 林琳， 等， 2019; 盧雅， 等， 2021）。然而，教師設計思維培養(yǎng)的理論性研究亟待進一步拓展。因此，本研究嘗試挖掘智能時代教師設計思維的內(nèi)涵與邏輯，探究智能時代教師設計思維的培育困境與紓解路徑，以期為智能時代創(chuàng)新人才培養(yǎng)奠定師資基礎。

二、教師設計思維的內(nèi)涵詮釋

設計思維最初源于赫伯特·西蒙（Herbert Simon）在《人工科學》（Science of the artificial）一書中提出的決策設計模型。1987年，哈佛設計學院彼得·羅（Peter Rowe）在《設計思維》（Design thinking）一書中正式引入設計思維的概念。近年來，工程、設計、商業(yè)和教育等領域逐漸認識到，設計思維是一種設計師在人工世界解決現(xiàn)實需求時所需的全面的、獨特的、以人為本的特殊思維方式，能夠有效地解決復雜且不明確的問題。2006 年，大衛(wèi)·凱利（David Kelley）在斯坦福大學成立的設計研究所（Institute of Design at Stanford， D.School）極大地推動了設計思維的發(fā)展。在教育領域，設計思維為教師提供了一個解決實踐問題的框架，并賦予教師解決問題的認知技能和方法，旨在解決教育中各種復雜和新出現(xiàn)的問題（Henriksen， Gretter， & Richardson， 2020）。目前相關研究較多側(cè)重于從知識論、能力論視角對教師設計思維的內(nèi)涵予以解析。

其一，將教師設計思維視為知識情境化創(chuàng)生的過程。從認識論上看，創(chuàng)造知識的過程與個體的行為經(jīng)驗和反思緊密相關。一般而言，傳統(tǒng)認識論是一種“旁觀者知識論”（spectator theory of knowledge），強調(diào)認知者如同 “旁觀者”被動獲取知識，忽視了知識的情境性、建構(gòu)性（鄒紅軍， 等， 2018）。杜威在批判傳統(tǒng)認識論的基礎上，提出了“探究認識論”（epistemology of inquiry）和“實驗性的親歷者認識論（epistemology of experiment）”的哲學立場。他認為知識的獲得是一個以問題解決為導向主動“探究”的過程，知識的創(chuàng)生是個體通過實際經(jīng)驗的情境性質(zhì)刺激反省思維（reflective thinking）對問題進行循環(huán)性、批判性驗證與深思的過程。作為知識情境化創(chuàng)生的過程，設計思維為教師提供了解決問題的新方法、發(fā)展知識的新路徑，其強調(diào)“行動中的反思”，與杜威主張的反思性思維不謀而合。因此，知識論視角下的教師設計思維是對問題反復進行推理、修正與重新定義，將個體經(jīng)驗和通過反思獲得的洞察力應用到復雜、不確定和矛盾的問題情境中，并主動探究現(xiàn)實中教學存在的情境化問題，進而發(fā)展與創(chuàng)生教師專業(yè)知識的過程（Laurillard， 2013， pp.5-6）。面對技術的不斷變革，教學情境往往更具復雜性與多樣性，教師設計思維的培養(yǎng)應是一個從“旁觀者知識論”向“知識情境化創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變，進而主動建構(gòu)復雜性、多樣化、情境化知識推理與創(chuàng)生的過程（Razzouk & Shute， 2012），更是智能時代促進知識更新與建構(gòu)的關鍵之舉。

其二，將教師設計思維視為一種問題解決能力。從能力論角度來說，教師設計思維可被視為一種問題解決能力。持有此論斷的學者一般傾向于將設計思維置于基于多學科實踐的問題解決場域，致力于探究如何提供多種因果層次的解決方案。在傳統(tǒng)問題解決過程中，教師通常只花很少的時間來定義問題，而后快速尋找問題解決方案。然而，在教師運用設計思維進行知識創(chuàng)生的模式中大多數(shù)問題是“棘手問題”。這些問題不斷演變，并沒有確定性的闡述方式，往往需要教師基于真實的問題語境，投入大量的時間重新定義或重構(gòu)問題，以產(chǎn)生對問題更深入的理解，構(gòu)建出有意義且有效的解決方案。如美國著名經(jīng)濟學家、諾貝爾經(jīng)濟學獎得主詹姆斯·布坎南（Buchanan， 1992）所述，設計思維聚焦于知識探索過程中理論與實踐的整合，是解決“棘手問題”的關鍵手段。此外，設計思維往往以整合性視角思考問題，強調(diào)通過跨領域的協(xié)作和真實的實驗獲得反饋來不斷調(diào)整和優(yōu)化方案，直至問題最優(yōu)解決。例如，多倫多大學羅特曼管理學院院長羅杰·馬?。∕artin， 2009， pp.1-3）指出，教師要像設計師一樣思考，設計思維是一種跨學科合作的問題解決過程。

綜上所述，相關學者對“知識論”“能力論”兩種視角的教師設計思維論述較多，但兩種視角在設計思維本體層面的探討有其不同的側(cè)重點?！爸R論”視角強調(diào)基于情境的教師知識建構(gòu)與創(chuàng)生，教師的職業(yè)知識是隨教師個體認識和經(jīng)驗不斷更新與延伸的?！澳芰φ摗币暯蔷劢够谛枨蟮膯栴}解決，回歸技術時代本身，教師設計思維依然具有顯著的問題解決取向，需關注技術在教育教學問題解決中的可行性、存續(xù)性、需求性等（Brown， 2008）。雖然“知識論”“能力論”兩種視角有所不同，但其在個體思維產(chǎn)生機理溯源層面的表征性均存在一定不足。無論是知識建構(gòu)與創(chuàng)生還是問題解決，均只強調(diào)了教師設計思維產(chǎn)生于某個方面。教師設計思維的產(chǎn)生與發(fā)展不僅涉及知識與能力的發(fā)展，也包括態(tài)度、觀念等方面的轉(zhuǎn)變。據(jù)此，本研究傾向于整合知識論與能力論，將教師設計思維視為一種創(chuàng)新的認知方式。思維是人類大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到外界刺激后通過感知外界信息加以分析判斷而形成，是人類運用已有經(jīng)驗探索事物的一般特征、揭示事物本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律以探求客觀真理的高層次認知活動。從設計思維形成機理的角度，可以將教師設計思維視為一種源于大腦認知的創(chuàng)新思維方式，此種思維方式不僅蘊含著知識創(chuàng)生，而且意味著實際問題的系統(tǒng)性解決。設計思維作為教師個體創(chuàng)造性的高階思維活動，具有以下幾點獨特的認知特征。

其一，設計思維反映了個體對概念知識結(jié)構(gòu)和認知策略的建模（Oxman， 1999）。概念知識結(jié)構(gòu)（conceptual knowledge structure， CKS）是教師運用設計思維的基礎，教師往往基于感性認識，通過建構(gòu)與組織概念知識結(jié)構(gòu)獲得最佳原型來獲得學生的反饋，繼而通過抽象、形式化、可視化的理性分析增進認知。此外，在真實的教學情境中，教師面對的問題往往是難以定義和結(jié)構(gòu)化的，構(gòu)建模型，如概念框架、學科地圖、可視化案例等，可以支持知識結(jié)構(gòu)和認知策略的可視化，能夠體現(xiàn)教師的批判性思維、邏輯思維與創(chuàng)新思維。

其二，設計思維反映理論與反思實踐的辯證互動（Oxman， 1999）。舍恩（1983， p.49）認為，設計者在運用設計思維時，其靈感、經(jīng)驗和以研究為基礎的理論作為一種隱性知識隱含于“行動中反思（reflection-in-action）”的過程中，教師設計思維反映了教師在與特定情境的反思性對話中，不斷調(diào)整對理論和實踐辯證互動的理解，進而獲取開創(chuàng)性認知的過程。

其三，設計思維是促進隱性知識外顯的過程。根據(jù)卡爾米洛夫·史密斯（Karmiloff-Smith）的“表征重述模型”（representational-redescription model，RRM），人類知識具有多重水平的形式表征并且是動態(tài)發(fā)展的，其獲得的特有方式是通過重述表征來利用認知系統(tǒng)已存儲的信息，即將個體的內(nèi)隱知識轉(zhuǎn)化為外顯知識的過程。對教師而言，其個體的專業(yè)知識與經(jīng)驗往往具有內(nèi)隱性，無法通過語言和符號系統(tǒng)表達，而隱性知識又是教師在真實情境中運用設計思維進行問題解決與個性化教學的重要組成部分（劉云艷， 2007）。問題重述和框架迭代優(yōu)化是運用設計思維解決問題過程中的核心環(huán)節(jié)，在這兩個環(huán)節(jié)中教師可以用動作、表象、符號等多種形式對教學信息進行表征，將問題解決程序中的隱性知識外顯，繼而在真實情境下誘導出更多可以探索的、出乎意料的創(chuàng)新屬性，生成多種潛在的解決方案。因此，教師運用設計思維對概念進行表征重述的過程，是促進隱性知識外顯的過程，涉及對創(chuàng)新性認知結(jié)構(gòu)的有意識建構(gòu)和探索。

三、智能時代教師設計思維培養(yǎng)的邏輯向度

一般而言，人工智能（artificial intelligence，AI）可以理解為一門以尋求對智力的深刻理解為導向的科學。自1950年“人工智能之父”圖靈發(fā)表論文《計算機與智能》，提出“機器能夠思維嗎”這一開創(chuàng)性的議題后，Google公司智能程序機器人Alpha-Go以模擬人腦思維認知的方式戰(zhàn)勝圍棋大師李世石，其升級版Master再次戰(zhàn)勝我國排名世界第一的棋手柯潔，說明人工智能在“思維”層面實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。從這個角度看，在智能時代，首先教師要具備設計思維，從被動的技術接收者轉(zhuǎn)向主動設計者，才能凸顯教師職業(yè)身份的獨特性與不可替代性。其次，教師的課堂活動本身就是一種創(chuàng)造和創(chuàng)新活動，作為設計者的教師需要具備設計思維以靈活、不斷地對經(jīng)驗進行改組，促進其與知識創(chuàng)生相關聯(lián)。再次，傳統(tǒng)的教師認知范式強調(diào)標準化與程序化，在一定程度上會導致教育領域“人文色彩”的弱化與消解，不利于人本教育的有效推進。最后，教師設計思維不僅僅停留在產(chǎn)生創(chuàng)新想法和表征問題的階段，教師應在不斷試錯的過程中將靈感與頓悟轉(zhuǎn)化為能夠增強學生生命體驗的設計方案，為課堂、學校、社區(qū)設計出富有生命力的育人空間。歸納來看，智能時代教師設計思維的培養(yǎng)具有關聯(lián)性、動態(tài)性和空間延展性的特點，是一個具有關聯(lián)、身份、空間、人文四個向度，多因素相互補充、相互促進的邏輯系統(tǒng)，如圖1所示。

（一）關聯(lián)向度：關聯(lián)直接經(jīng)驗，促進教師智慧動態(tài)生成

從過程哲學的角度看，傳統(tǒng)實體思維認為事物的本質(zhì)和規(guī)律是絕對且確定的存在，事物之間是一種彼此孤立、靜止且封閉的關系，人的思維是線性且封閉的物質(zhì)載體。懷特海指出，這種“二元對立”的思維方式會造成對事物的機械的認識和判斷，應將世界視為一個有機整體，從整個宇宙、自然、社會到個人的思維都應是富有生命力、有內(nèi)在價值和外在價值的有機體，且有機體應一直處于活動狀態(tài)中，呈現(xiàn)出一種不斷轉(zhuǎn)化和包容創(chuàng)生的過程（陽黔花， 2012）。從這個角度講，設計思維作為一種創(chuàng)新的認知方式活躍在教師頭腦中，與其直接經(jīng)驗相互關聯(lián)，是促進教師智慧動態(tài)生成的過程，其價值向度主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

一方面，教師智慧的生成關聯(lián)著學習者的需求和生活。從懷特海過程哲學的視角看，知識的運用與個體的感覺、知覺、欲望和生活事件的構(gòu)成要素之間具有緊密的關聯(lián)性，教師在傳授知識的過程中要通過自己的人格魅力和獨特的個性激起學生心靈深處的熱情，并且創(chuàng)造有利于學生學習和開闊學生視野的知識環(huán)境，促進知識轉(zhuǎn)化成智慧（魏善春， 等， 2017）。以人為本是設計思維的核心要素，教師設計思維本就定位于為學生的需求而設計，為學生的未來生活而設計。為此，在智能時代，教師需要一種能夠關聯(lián)學生的學習需求和生活，使學生感知到生活經(jīng)驗的和諧統(tǒng)一，激發(fā)學生的知識建構(gòu)能力、創(chuàng)造力和想象力，并推進“學習需求”智慧化延展的設計思維能力。

另一方面，教師的實踐智慧源自直接經(jīng)驗的積累，具有高度的情境關聯(lián)性（謝幼如， 等， 2020）。教師智慧的生成關聯(lián)著設計思維實踐過程中的直接經(jīng)驗。懷特海（2012， p.2）指出，教育的核心問題是使知識充滿活力，應避免知識僵化和“呆滯的思想”（inert ideas），這種活化的知識緊密地關聯(lián)著我們的直接經(jīng)驗，促使思維藝術再現(xiàn)。面對多變的問題情境，教師需要不斷關聯(lián)個人的直接經(jīng)驗，采取智慧性的行動。在智能時代，知識創(chuàng)生的過程更具智慧性與動態(tài)性，需要教師直面未來教學問題的不確定性與復雜性。未來教師不僅需要具備在新技術背景下開展教育教學的前瞻性和敏捷性，更需要具備能夠在特定情境中激發(fā)想象力、促進創(chuàng)造性思考的設計思維，以促使教師思考如何為學習者設計有創(chuàng)造性、多樣化、個性化的學習環(huán)境，推動智慧教學模式創(chuàng)新，實現(xiàn)教學與學習的個性化。

（二）身份向度：從被動適應轉(zhuǎn)向主動設計，重塑教師職業(yè)身份

隨著自然語言處理、智能專家系統(tǒng)等智能技術的出現(xiàn)，智能時代為人的社會生活嵌入了“類人”特性，乃至“超人”特性。人工智能不僅可以輔助教師為學生答疑解惑、批改學生作業(yè)，而且可以根據(jù)學生的需求、知識水平和認知能力分析學生當前的狀態(tài)，輔助教師選擇教學策略和方法，幫助學生制訂個性化的學習方案。然而，人工智能的出現(xiàn)也導致教師職業(yè)者角色工具化、模糊化，教師的職業(yè)身份面臨被智能技術所遮蔽或超越而淪為技術適應者的危機（羅莎莎， 等， 2020）。在此背景下，教師不僅要考慮自身存在的意義，還要考慮作為什么樣的角色存在。教師作為課堂教學的主體之一，是知識傳授者，學習評價者，教育的引導者、研究者、領導者，設計者也是教師的重要角色之一（Goldman & Kabayadondo， 2016， pp. 21-37）。智能時代教師所面臨的問題復雜多樣，要求教師通過多種途徑探索解決問題的方案。與傳統(tǒng)教師角色不同的是，教師的設計者身份面臨著課堂教學范式智能化轉(zhuǎn)型帶來的諸多挑戰(zhàn)，智能時代的學習空間、資源與活動等方面設計若秉承被動適應智能技術的理念，則會導致智能教育創(chuàng)新發(fā)展受到思維阻礙。

為此，教師需對自身職業(yè)角色進行重新定位，應從被動的技術適應者轉(zhuǎn)變?yōu)檎莆占夹g的應用者、主動創(chuàng)造的設計者。一方面，教師設計思維是動態(tài)和變革性的，設計是活動情境中教師主體的創(chuàng)造性活動過程和結(jié)果，是教師不斷根據(jù)情境變化而調(diào)控知識與經(jīng)驗的過程。教師不應是被動的技術適應者，而應是具備設計思維的主動創(chuàng)造者，可通過感知并整合現(xiàn)有資源，評估教室環(huán)境和限制性條件，在反思過程中不斷改進教學策略，更加高效地達到所追求的教學目標。另一方面，教育教學不僅僅意味著知識和技能的傳授，也涉及特定場域下的師生情感對話。教師作為育人空間設計師，應積極培育體現(xiàn)跨學科協(xié)作的開放性、共情性的課堂文化，這種文化為師生營造了一個跨學科交流的育人空間，進而激發(fā)學生在現(xiàn)實世界中的開放和創(chuàng)新意識。

（三）人文向度：增強教師生命體驗，回歸教師豐滿人性本源

在智能技術催生教學方式變革與轉(zhuǎn)型的背景下，教育機器人、智能專家輔助系統(tǒng)逐漸進入課堂。相對于人類教師，其能夠更為高效、精準地提供教學服務，甚至能夠勝任教師的部分工作，這為教師帶來了前所未有的教育教學壓力與挑戰(zhàn)。一方面驅(qū)使教師不斷追問自身的身份與存在的意義，另一方面也使教師對“技術迷思”進行人文反思。如美國哲學家赫舍爾（1994， p.5）所言：“雖然我們知道人制造的是什么，但我們不知道人是什么，……做人的實質(zhì)在于價值，而一個人的最高價值取決于他對別人有用，取決于他的社會工作效果?！痹谥悄軙r代，如果缺乏對人文精神的感悟、對學生真實認識的體驗、對教育本源的追問，教師就容易像機器一樣思考，淪為技術的客體存在。教師是人類靈魂的工程師，承載著為人的生存而育人的重要使命，要避免自身被技術工具奴役，要將被技術支配的創(chuàng)造轉(zhuǎn)變?yōu)橛扇说幕顒觼韯?chuàng)造。

設計是教師為達到知識創(chuàng)新而創(chuàng)造“新事物”的有意識行為，具有以人為本、高同理心、樂觀主義、整合性、面向未來等特征，是支撐教師以哲學、審美、創(chuàng)新視角思考問題的思維工具。教師通過設計實踐能夠整合智能技術、科學、藝術和人文知識，可實現(xiàn)對于教育創(chuàng)新發(fā)展的生命溯源。一方面，智能時代的教育設計者不僅需要了解科學技術、人與社會等問題，更要具備審美能力、共情能力、跨學科知識整合能力和數(shù)字勝任能力。推動設計思維與設計實踐相結(jié)合，能夠引導教師在未來充滿變化的環(huán)境中實現(xiàn)創(chuàng)造性思維、學習能力和課程統(tǒng)整能力的整體聯(lián)動與提升。另一方面，具有設計思維的教師能夠秉承技術理性，從人與自然、人與社會、人與人等多維視角考慮智能教育發(fā)展的人文需求，為學生設計體驗豐富、個性化、多樣化的課程，從而建立教育與人的生活和生命經(jīng)驗之間的邏輯關聯(lián)。

（四）空間向度：促進育人空間智能延展，落實教育本質(zhì)觀照

教育的本質(zhì)是教師與學生之間的對話，教育的意義體現(xiàn)于教師在一定的空間場域下，以一定的基礎知識、基本技能技巧為內(nèi)容，采取一定的調(diào)控手段，有目的、有計劃地引導學生進行學習（楊瑩瑩， 2021）。教師設計思維是對教學活動與學習活動的協(xié)調(diào)與規(guī)劃，也需審視將學生的生命成長置于何種育人空間。人工智能、5G、大數(shù)據(jù)等技術的融合使得教育教學從傳統(tǒng)實體物理空間走向開放、靈活的虛實結(jié)合型育人空間。在智能時代，學生的教育需求急速擴增，單一的實體育人空間已經(jīng)很難滿足學生在學習體驗、學習工具、學習資源等方面的多元需求，學生更希望在自由、個性化、多樣化的學習空間中豐富學習體驗。為此，教師應重視基于智能技術的主動學習環(huán)境和彈性學習空間的規(guī)劃和設計，以匹配新時代學生的學習風格、學習興趣和學習需求，引導學生通過虛擬學習、混合式學習等方式擴增智能化學習機會，這也是對教育本質(zhì)的回歸與觀照。

從構(gòu)建育人空間來看，教師設計思維能夠促進育人空間智能延展落實教育本質(zhì)觀照，具有時代契合性。不少國家的教育工作者已經(jīng)開始運用設計思維創(chuàng)新教學與學習環(huán)境，并用于提升學生綜合技能。例如，澳大利亞的新南威爾士州教育部推出了一種彈性學習空間（flexible learning space），教師通過調(diào)整教學方式重新設計育人空間，在相對開放的育人空間中激發(fā)學生的學習興趣;在芬蘭，教師通過重新設計教學方案將彈性學習和非正式的開放式育人空間結(jié)合，以培養(yǎng)學生積極的情感體驗和協(xié)作學習能力、互動溝通能力和創(chuàng)造力（Nambiar， Nor， Ismail， & Adam， 2017）。傳統(tǒng)育人空間較為側(cè)重“教師中心”，相較之下，基于設計思維的育人空間關注設計活動的靈活性、技術的自律性和設計方法的創(chuàng)造性，在設計理念上嘗試整合物理空間、虛擬空間、精神空間與文化空間，能夠創(chuàng)設教師與自然、與精神文化、與學生生命體驗對話的活動場域，以充分釋放“學生中心”這一理念的生命活力。

四、智能時代教師設計思維培養(yǎng)的實然困境

從思維構(gòu)建的角度而言，人工智能是模擬人腦的智能以及認知主體的行為來解決問題，進而建立一種“機器思維”的技術模型。相對于人腦的思維過程，人工智能技術中的機器識別、信號過濾、語音識別及機器視覺表現(xiàn)出較強的適應能力和思維能力，在某些場合甚至超過人類思維水平。在一定程度上，教育人工智能的程序優(yōu)化高性能計算系統(tǒng)能夠進行自主決策、判定和識別感知，促進教師教學的創(chuàng)新，但也將教師的教學活動和自身專業(yè)發(fā)展限制在刻板的結(jié)構(gòu)之中。遵循前文所述之邏輯向度，本研究認為智能時代教師設計思維培養(yǎng)面臨如下困境。

（一）機器學習機械化挖掘認知經(jīng)驗，忽視教師設計思維的情境化培養(yǎng)

在智能時代，自然語言處理、語音識別、圖像挖掘等智能技術致力于自適應學習與設計，若過于依賴機器對認知經(jīng)驗的機械化挖掘，僅在開發(fā)特定教學產(chǎn)品或項目時要求教師應用設計思維，易忽視教師設計思維的情境化培養(yǎng)。首先，過度依賴機器的數(shù)據(jù)表征易忽視教師跨領域的系統(tǒng)觀察與分析。盡管機器能夠幫助教師有效理解單項的概念性任務，但智能時代的教育教學情境本就具有突發(fā)性與變動性，對于跨領域的系統(tǒng)性問題，基于機器學習的技術邏輯無法適應復雜教學情境中教師設計思維的培養(yǎng)，不利于從系統(tǒng)性角度為教師設計思維發(fā)展提供訓練方案支持。其次，教師若順應機器的機械化認知過程，會阻礙其直接經(jīng)驗與設計思維的情境化關聯(lián)。盡管機器學習能夠通過感知智能和認知智能技術模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和思維，但其認知過程具有機械化特征，仍是在預先設定好的算法執(zhí)行場域進行信息處理并挖掘教師認知經(jīng)驗。此種基于智能技術的教學認知情境受困于數(shù)據(jù)質(zhì)量與算法模塊，也存在一些難以量化教學文化與制度的局限性（祝智庭， 等， 2021）。如美國哲學家休伯特·德雷福斯（Hubert Dreyfus）所述，人工智能相對于人類智能的局限性在于人工智能無法在模糊性情境中對問題進行另類的概括與設計（夏永紅， 2020）。最后，機器雖可對一些常規(guī)教學問題實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測與捕捉，但難以關聯(lián)教師的直接經(jīng)驗對緘默化教學問題進行精準量化與深度反思，不利于培養(yǎng)教師的設計意識以及響應問題的高度敏感性。

（二）過度依賴智能運算技術，易導致教師生成僵硬的線性思維

教師的設計思維往往不依賴于線性的、形式邏輯的理論推理，是一種不斷創(chuàng)造的、活躍的思維活動。相反，人工智能雖能在技術層面幫助教師批量、成規(guī)模、快捷地進行問題解決，但仍是一種由算法模型架構(gòu)的線性問題解決邏輯。如德雷福斯（Dreyfus， 1992， p.212）所述，若讓計算機代替人腦工作，就必須將所有已知的與未知的認識領域中的事物形式化為可以表征的符號，其解決問題的基本過程為“將問題形式化—處理已形式化的問題—利用算法解決復雜問題”。顯然，這樣的線性問題解決流程假設與教師設計思維的培養(yǎng)需求相悖。首先，若教師僅僅依賴智能算法運算的單一結(jié)果尋求問題解決對策，會導致其通過簡單復制經(jīng)驗而推斷未來，忽略教學問題本身的多維度性，進而造成思維方式的僵化。其次，杜威（2015， pp. 243-244）也曾指出：“只求學習的速度和過度追求固定的結(jié)果，就會造成教學的機械化，限制理智的能力。機械的熟練，可以很快獲得效果，然而這種效果，卻對反省思維造成莫大的危害?！眴渭兊姆磸途毩晻⒘晳T變成機械性的自動。再次，人工智能的存在也給基于設計思維的教學帶來了挑戰(zhàn)。智能運算與思維較為聚焦數(shù)據(jù)論、決定論和預見論等設計觀的形成，教師若過于關注技術的有效性會引發(fā)對技術的過度依賴，教學內(nèi)容將被劃分為不同類別的知識框架，學生將按照機器指定的線性問題解決框架與順序采取步驟解決問題，造成教師設計思維發(fā)展受困于機械化技術邏輯的現(xiàn)象。最后，教師若過度依賴基于智能技術的自動化程序解決復雜的設計問題，會使自身的教學設計缺乏主體性、靈活性、變通性和專業(yè)敏感性，限制能夠激發(fā)自身設計思維的想象力和發(fā)散性思維。

（三）智能教育資源同質(zhì)化推送，削弱教師創(chuàng)造的能動性與熱情

雖然人工智能有助于實現(xiàn)學生學習行為、認知、偏好等海量數(shù)據(jù)信息的有效監(jiān)測與分析，能夠自動匹配與推送相關資源，為教師提供資源支持（顧小清， 2021），然而教師易對這種自動化推動資源的自適應技術形成依賴，造成思維的同質(zhì)化，不利于教師的審美判斷力、創(chuàng)新思維與人文關懷能力等人文價值的彰顯。首先，教師設計思維的培養(yǎng)若依賴于教學資源智能推送，不指向教育活動和教育主體本身，則教師可能會淪為技術的客體而被“設計”（孫田琳子， 等， 2019），將教學過程視為一種單一的、機械的生產(chǎn)過程，其設計思維的培養(yǎng)會陷入形式化、同質(zhì)化的困境。其次，若教師不具備一定的資源鑒別能力，可能會不愿意運用設計思維嘗試未經(jīng)檢驗的智能化教育資源，進而其思維的發(fā)散性將受到機器智能思維模式的壓制而逐漸單一化，不利于教師突破單向的思維定勢以多維度的視角挖掘隱藏的問題。最后，智能化教學資源推送雖然對教學資源種類與數(shù)量做了一定補充，但其僅能覆蓋教師的部分資源需求。一方面，教師設計思維培養(yǎng)具有極強的情境變化性，大數(shù)據(jù)監(jiān)測難以實時追蹤處于動態(tài)變化中的教師資源需求，往往無法為教師設計思維發(fā)展提供全面的個性化資源;另一方面，智能教育資源推送也削弱了教師運用設計思維開展工作的熱情與積極性，阻礙智能技術與教師設計思維的融合，使教師設計思維的發(fā)展條件與機遇受到壓縮。

（四）智能空間感知受困于淺層情感捕捉，忽視教師的情感互動及體驗

教師設計思維對于構(gòu)建和設計有溫度的育人空間、提升學生的學習體驗至關重要，是教師必備的教學技能（Scheer， Noweski， & Meinel， 2012）。隨著情感智能技術在教育領域的應用，越來越多的教育研究者開始關注智能教育場域下的情感交互設計。然而，基于文本、視覺（面部表情、姿態(tài)）、聲音和生理（心跳、皮膚電導反應、腦電圖和肌電圖）識別的智能監(jiān)測算法易造成教師僅關注教學過程中伴隨性的數(shù)據(jù)采集與外在情感表象，教師對于智能空間的感知受困于淺層情感捕捉，忽視與學生的情感互動和學生的體驗。一方面，教師設計思維的培養(yǎng)需要置于促進師生情感互動的育人空間（懷特海， 2012， p.9），，然而，在智能教育空間教師設計思維培養(yǎng)易依賴基于情感智能技術的情感計算與監(jiān)測功能。況且，目前的情感智能計算技術尚難以完全實現(xiàn)對于教師情感的完美模擬，較為復雜的師生情感互動（如同理心、鼓勵、激勵）等方式易被忽視。另一方面，人工智能雖已經(jīng)初具理解、表達、識別能力并能夠干預學習者的情感交互體驗，但并不具備道德的考量與倫理尺度（Poria， Cambria， Bajpai， & Hussain， 2017），過于主觀、任意、相對主義的智能情感計算易造成教師主體與其生命體驗的隔離，不利于培養(yǎng)教師的共情能力。

五、智能時代教師設計思維培養(yǎng)的困境紓解

立足智能時代教師設計思維培養(yǎng)的邏輯向度、實然困境，本研究認為智能時代教師設計思維培養(yǎng)的困境紓解應關注以下若干方面。

（一）在反思性情境中培養(yǎng)教師創(chuàng)新知能，構(gòu)建與直接經(jīng)驗關聯(lián)的設計思維模式

智能時代教育情境具有復雜性與多元性，人工智能在模擬人腦認知與思維方面雖有技術優(yōu)勢，但其所依賴的智能算法仍是基于固定框架與模版下運行的計算機代碼，不具有人類特有的感情、信念、創(chuàng)新思維、隱性知識等各種不可模擬和重復的人類智慧。如前文所述，智能時代教師設計思維培養(yǎng)面臨關聯(lián)向度的困境，即機器學習機械化挖掘認知經(jīng)驗、忽視教師設計思維的情境化培養(yǎng)。因此，在智能時代，應在反思性情境中培養(yǎng)教師創(chuàng)新知能，構(gòu)建與直接經(jīng)驗關聯(lián)的設計思維模式，具體可關注以下兩個方面。

其一，摒棄機械模擬取向的智能教育觀，建立理性與感性認識的對話。教師設計思維的運作既是一種嚴謹、理性的過程，也是一種充滿驚喜、創(chuàng)造性、直覺性的感性過程。因此，教師需樹立正確的智能教育觀，將人工智能視為幫助教師更好理解設計思維與認知能力的輔助工具。一方面，應摒棄將知識視為預先存在的結(jié)果導向以及追求數(shù)據(jù)至上、效率至上、利益至上機械化的教育觀（劉磊， 等， 2020），突破對于現(xiàn)存數(shù)據(jù)的機械化依賴與智能處理;另一方面，應引導教師通過理性的觀察提升感知與認知能力，把握智能技術教學應用的尺度，再通過感性認識和理性推理的對話驅(qū)動設計思維在教育教學的設計創(chuàng)作。

其二，在反思情境中培養(yǎng)創(chuàng)新知能，構(gòu)建與直接經(jīng)驗關聯(lián)的設計思維模式。設計思維研究領軍人物之一奈杰爾·克羅（Cross， 2011， p.20）指出，設計思維更有效地表現(xiàn)在善于處理不確定性問題和從失敗中不斷反思與學習的設計師身上。教師可以通過不斷反思、測試新的設計原則，通過邏輯架構(gòu)的演繹和結(jié)果導向推理的迭代思維，構(gòu)建能夠關聯(lián)教師直接經(jīng)驗、推動課程創(chuàng)新、加深各專業(yè)學位教育深度的設計思維模式（李江， 等， 2021）。智能時代背景下不少學校已經(jīng)對培養(yǎng)教師設計思維模式做出了新的探索。如斯坦福大學的D.School、紐約視覺藝術學院、芝加哥藝術學院等高校通過“軟硬件技術+設計項目實踐”模式培養(yǎng)教師的設計思維。在智能時代，教師設計思維培養(yǎng)的關注點應從提升教師的創(chuàng)新感知能力開始逐步向創(chuàng)新認知轉(zhuǎn)變，應借助“智能+”設計項目實踐，引導教師通過不斷的反思與創(chuàng)造，在思維轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)驗的過程中由“數(shù)智”轉(zhuǎn)向“理智”，促進教師隱性知識外顯，不斷生成提升自身的專業(yè)知識與技能。此外，還應構(gòu)建能夠激發(fā)教師在面臨不確定性、獨特性且充滿價值沖突的真實情境時所表現(xiàn)出的藝術素養(yǎng)、想象力以及同理心等創(chuàng)新知能的設計思維模式，充分釋放其作為設計者的人類智慧。

（二）增強教師對智能教育的理解力與批判力，培育兼具“軟”“硬”技能的設計者

如前文所述，教師過度依賴智能運算技術易生成僵化的線性思維。人類與人工智能的區(qū)別在于人類能夠認識“技術失誤”而機器并不具備這樣的理解能力。而且，教師面臨的教育情境往往是復雜和模糊的，而智能平臺或系統(tǒng)較為側(cè)重程序化或線性化思維，在遇到螺旋式問題場域等復雜情境時，若一味依賴原先的技術程式則很難回應教育教學情境中的變化性難題。為此，需增強教師對智能教育的理解力與批判力，培育兼具“軟”“硬”技能的設計者，具體可關注以下兩個方面。

其一，增強教師對智能教育的理解力與批判力。一方面，設計思維是有關“做”“行動”“意志”的目標導向活動，應引導教師增強對智能教育規(guī)范性與倫理性的理解，充分認識智能技術的應用規(guī)則，并運用設計思維檢驗教學策略、智能教學工具的規(guī)范性與有效性，不斷反思如何在不偏離教學本質(zhì)的前提下利用智能工具獲得問題的最優(yōu)解。另一方面，教師應具備對于智能教育的批判力。應摒棄“智能技術崇拜論”，運用設計思維重新思考人工智能賦能教育教學的技術邏輯與教育邏輯，進行智能教育資源與教學任務定位及架構(gòu)設計，做智能教育設計的引路人與創(chuàng)新者。

其二，助力教師成為兼具“軟”“硬”技能的設計者。在智能教育場域下，教育教學問題與需求具有復雜性和多樣性，教師不僅需具備基本的智能教育理解力與批判力，還需具備基本的設計技能。如前文困境部分所述，智能時代培養(yǎng)教師的設計思維對于教師個體設計技能的要求較高，不僅要求教師具備人文素養(yǎng)、創(chuàng)新知能、審美品位、與他人溝通的素養(yǎng)等“軟技能”，而且要求教師具備利用大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術的“硬技能”。一般而言，教師設計技能的培養(yǎng)與設計內(nèi)容的項目式分解密切相關，在項目實踐情境下培養(yǎng)教師設計技能頗為有效。應引導教師在項目式培育框架中突破線性流程化的設計角色，利用項目學習工具為教師創(chuàng)造和設計全新的學習體驗和方式（周海濤， 等， 2019）。在智能時代，可鼓勵教師主動將項目任務與知識和設計技能在TPACK（整合技術的學科教學知識）框架中有效結(jié)合，助推教師從技術接受者轉(zhuǎn)向?qū)W生生活的理解者、情感關系的引導者與知識創(chuàng)造的設計者等核心角色。

（三）樹立理性批判與價值融合的資源觀，構(gòu)建“智能+資源設計”服務體系

如前文所述，智能教育資源同質(zhì)化推送會在一定程度上削弱教師創(chuàng)造的能動性與熱情。依托自適應學習、機器學習、自然語言處理等技術，人工智能可助力教學資源的智能歸類與推送，但此類智能推送也隱藏著相應的倫理危機。教師在資源認知方面應明晰其資源認知并非完全取決于學生信息挖掘以及特定模式的資源推送，也取決于對學生過去經(jīng)驗的觀察和對知識基礎的把握。若教師迷失于智能資源推送，則教師對資源設計的想象力、創(chuàng)造力與行動力將大打折扣。為此，極有必要樹立智能推送與理性批判相結(jié)合的資源觀，構(gòu)建“智能+資源設計”服務體系，具體可從以下兩個方面著手。

其一，應構(gòu)建理性批判與價值融合的資源支持機制。一方面，教育行政部門、學校等應加強對智能終端、教師能力測評系統(tǒng)、學生情感監(jiān)測系統(tǒng)等智能化資源的支持力度，構(gòu)建能夠耦合設計、技術、教育各項資源要素，以智能技術輔助教師創(chuàng)新的激勵與考核機制。另一方面，為教師提供智能、優(yōu)質(zhì)和個性化的設計思維訓練服務，利用人工智能技術幫助教師完成煩瑣的日常教學工作，給予教師充分的時間去思考、想象、設計和創(chuàng)作，使規(guī)?；處熢O計思維的培養(yǎng)與實施成為現(xiàn)實。

其二，創(chuàng)設面向設計實踐的“智能+資源設計”服務體系。一方面，可依托高等院校教師教育機構(gòu)針對職前教師設置資源支持計劃，為教師提供具有創(chuàng)造性的資源設計框架。目前，不少高校已將設計思維培養(yǎng)納入職前教師培養(yǎng)計劃。例如，斯坦福大學的教師預備計劃、肯塔基大學的教育設計思維實驗室等均將資源設計作為職前教師培養(yǎng)的新關注點，要求職前教師將自身視為“課程資源設計者（Nambiar， Nor， Ismail， & Adam， 2017）。另一方面，可通過產(chǎn)學研合作項目助力在職教師設計思維訓練與發(fā)展?？赏ㄟ^人工智能技術、企業(yè)實踐與教學課程相結(jié)合的方式，鼓勵在職教師通過開發(fā)在線學習產(chǎn)品、設計虛實結(jié)合的資源與環(huán)境來發(fā)展設計思維，引導教師成為“學習設計師、學習技術專家和媒體專家”（Briggs， 2013）。通過開發(fā)在線學習產(chǎn)品培養(yǎng)教師的設計思維，通過智能技術為培養(yǎng)教師設計思維提供精準服務，指導、組織、協(xié)助教師發(fā)展設計思維。

（四）加強情感互動與人文關懷，設計共享創(chuàng)意的智能教育空間

如前文所述，在智能教育場域下，智能空間感知受困于淺層情感捕捉，忽視教師的情感互動及體驗。人工智能的發(fā)展目前尚未成熟，主要側(cè)重于計算智能與認知智能的發(fā)展，而對于情感智能雖有所涉及，但尚難以在情感智能方面實現(xiàn)對人類情感的精準模擬與超越，缺乏情感互動的智能教育空間很難為學生的生命成長提供溫暖的關懷。懷特海（2002， pp.95-96）指出，教師有著以自己的人格和個性使學生產(chǎn)生共鳴而激發(fā)出熱情，同時創(chuàng)造出具有廣泛知識和堅定目標的環(huán)境雙重任務?？梢?，培養(yǎng)教師的設計思維需要構(gòu)建促進師生之間情感直覺、情緒感知和同理心等情感交互方式共同發(fā)生的育人空間（Nambiar， et al.， 2017）。因此，可從以下兩個方面為教師提供一個共享性、協(xié)作性和多元化的設計教育空間，促進教師設計思維的生成與應用。

其一，創(chuàng)設共享創(chuàng)意具身情境，強化生活體驗。教師的設計思維具有情境化特征，發(fā)展教師的設計思維應將教學環(huán)境、教師身體及其認知方式看成一個相互作用的整體，創(chuàng)設激發(fā)教師設計思維的教學情境。教師應重視自己與學生的身心體驗，運用設計思維催化自我構(gòu)建。創(chuàng)設共享創(chuàng)意具身情境需要依托師生之間的情感互動，在一定程度上呼喚教師投以人文關懷。教師應綜合審視智能教學空間的設計是否考慮到學生經(jīng)驗的特殊性與學生體驗的多元性。應整合教師物理空間、網(wǎng)絡虛擬空間、學生精神空間與學校文化空間的情境需求，推動師生在有溫度、有情感、有尊重的多元教學空間中實現(xiàn)雙向互動。應增強學生創(chuàng)造性解決問題的自信心與自我效能，運用設計思維為學生設計富有互動性、生活體驗性、真實性和挑戰(zhàn)性的學習環(huán)境。

其二，構(gòu)建設計共享共創(chuàng)空間，鼓勵教師參與協(xié)同設計實踐。一方面，可通過建立在線教師設計社區(qū)，推動跨區(qū)域、跨學科和跨領域的教師共同參與設計實踐，鼓勵教師積極參與到跨學科綜合的設計實踐課程或項目中，為教師提供作為設計者的場景化體驗環(huán)境和工作氛圍。另一方面，還應為教師提供在優(yōu)質(zhì)教學資源與案例設計、創(chuàng)意設計知識普及與共享方面提供支撐的協(xié)同設計平臺，通過團隊協(xié)作和頭腦風暴過程激發(fā)教師個體的設計思維。例如，美國商業(yè)創(chuàng)新工廠開發(fā)的教師教育設計在線協(xié)作平臺打破了教師之間的專業(yè)界限，在教育社區(qū)之間實現(xiàn)了教師設計思維的共享（Business Innovation Factory， 2014）。

六、結(jié)語

設計思維依賴于一套復雜的技能、過程和心態(tài)，促進生成創(chuàng)新性的問題解決方案，其核心理念是人人都可以運用設計思維重新塑造我們的生活。在智能時代，教師要更好地理解設計的意義，做智能文化創(chuàng)新的引路人與知識的創(chuàng)新者，而不是學習技術與知識的中介者。人工智能在教育教學中的價值不在于其本身，而在于教師和學生如何利用它。因此，在未來的教育教學中，教師需要運用設計思維推動教育創(chuàng)新，解決教育教學中的棘手問題。教師更需要思考如何利用智能技術的優(yōu)勢，助力設計思維的運用。教師應思考面對復雜、多元和真實的教學情境時，如何利用智能技術設計問題并促進問題解決中所包含的對知識的表征與重構(gòu)。教師教育者應為發(fā)展教師的設計思維提供理論學習與實踐訓練等方面的課程資源與項目活動，幫助教師利用智能工具和手段有效解決棘手的設計問題，增強教師主動設計的意識，打造智能化教師設計思維培育體系，不斷豐富教師的設計體驗，引導教師通過發(fā)展設計思維提升教學創(chuàng)新力。

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收稿日期：2021-06-04

定稿日期：2021-09-30

作者簡介：張蓉菲，博士研究生，江南大學教育學院（214122）。

田良臣，博士，教授，博士生導師，江南大學教育學院院長（214122）。

馬志強，博士，教授，碩士生導師，江蘇“互聯(lián)網(wǎng)+教育”研究基地副主任（214122）。

責任編輯 單 玲