設(shè)計(jì)思維支持的STEAM教育教學(xué)實(shí)踐研究

代潔娜 凌詩(shī)嘉 孔晶

摘要：本文闡述了STEAM教育和設(shè)計(jì)思維的來(lái)源、概念等，以及國(guó)內(nèi)開展STEAM教育所采用的教學(xué)模式的現(xiàn)狀和其中出現(xiàn)的各種問題，通過設(shè)計(jì)的六大步驟、設(shè)計(jì)思維的五個(gè)階段等體現(xiàn)設(shè)計(jì)思維與STEAM教育之間的關(guān)系，并通過運(yùn)用設(shè)計(jì)思維于STEAM教育中的作用，體現(xiàn)出設(shè)計(jì)思維運(yùn)用于STEAM教育中的可行性和必要性。最后從系統(tǒng)化融合多學(xué)科等方面闡述了設(shè)計(jì)思維在中小學(xué)STEAM教育中的應(yīng)用實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：STEAM教育；設(shè)計(jì)思維；創(chuàng)新能力；實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2019）02-0080-03

● STEAM教育

1.內(nèi)涵與由來(lái)

STEAM教育是一種以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)有機(jī)地融為一體，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。STEAM是從STEM教育計(jì)劃演變而來(lái)的，STEAM與STEM相比，多加了一項(xiàng)藝術(shù)，注重的元素更加多元化，要求的學(xué)科能力更豐富多樣。STEM以計(jì)劃結(jié)果的實(shí)用性來(lái)考慮，也就是“我如何將這個(gè)發(fā)現(xiàn)具體應(yīng)用、生產(chǎn)、量化來(lái)改善人類生活”，而Art則以創(chuàng)造力為準(zhǔn)則，思考“我如何將創(chuàng)意具體以藝術(shù)的形態(tài)呈現(xiàn)”。STEAM把STEM和Art結(jié)合在一起，結(jié)合了“實(shí)用性”與“創(chuàng)造力”，通過“解決問題”的技能來(lái)賦予某種社會(huì)價(jià)值與改變生活的意義。

2.現(xiàn)階段STEAM教育開展存在的問題

目前，在國(guó)內(nèi)所進(jìn)行的中小學(xué)STEAM教育，大都采用主流的“產(chǎn)品制作”模式來(lái)推進(jìn)STEAM教育的開展，以學(xué)習(xí)者感興趣且有實(shí)用價(jià)值的典型產(chǎn)品作為引導(dǎo)，通過模仿產(chǎn)品開發(fā)的真實(shí)情境，讓學(xué)習(xí)者在項(xiàng)目探索的過程中掌握知識(shí)和技能，從而使自身得到充分發(fā)展。[1]但是，由于該模式是以某一個(gè)具體的產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)來(lái)開展的，所以它降低了教育過程中的豐富性，限制了學(xué)習(xí)者的創(chuàng)造性，STEAM教育所注重的創(chuàng)新效果被大幅度縮減。

● 設(shè)計(jì)思維

1.起源與內(nèi)涵

“設(shè)計(jì)思維”這個(gè)詞在20世紀(jì)的80年代，隨著人性化設(shè)計(jì)的興起而首次引起世人的矚目。設(shè)計(jì)思維是一種以人為中心的強(qiáng)調(diào)運(yùn)用創(chuàng)新思維、結(jié)合創(chuàng)新手段，進(jìn)行實(shí)踐操作來(lái)解決實(shí)際問題的思考過程。[2]根據(jù)d.school的研究，設(shè)計(jì)思維分為五個(gè)階段：共情、確定（問題）、形成概念、制作原型和測(cè)試。設(shè)計(jì)思維作為一種思維的方式，它以解決問題為目的進(jìn)行一系列的構(gòu)思、規(guī)劃、研究等思維活動(dòng)，被普遍認(rèn)為具有綜合處理能力的性質(zhì)，能夠理解問題產(chǎn)生的背景，能夠催生洞察力及解決方法，并能夠理性地分析和找出最合適的解決方案。

2.特點(diǎn)

①普適性。能夠與其他方法體系形成良好的銜接，為各個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新工作提供方法論指導(dǎo)。[3]②依存性。需要與一個(gè)具體項(xiàng)目或者具體問題情境相互依存，在完成項(xiàng)目或解決問題的過程才能真正地體現(xiàn)出設(shè)計(jì)思維。③真實(shí)性。利用設(shè)計(jì)思維去解決的問題或者項(xiàng)目要來(lái)自真實(shí)世界，貼近生活實(shí)際。④協(xié)作性。在實(shí)踐中利用小組協(xié)作的方式更能集思廣益，使得更多的解決方法出現(xiàn)，從而為最終的最優(yōu)方案提供更多的思路。⑤創(chuàng)造性。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中通過不斷迭代使最終方案或作品具有創(chuàng)造性。[4]

3.在設(shè)計(jì)領(lǐng)域與教育領(lǐng)域的契合

法德·贊德、沃納、尼古曼徹與泛·狄特德把專業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)化為如下圖所示的六大步驟。[5]

對(duì)于設(shè)計(jì)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)過程，專家們認(rèn)為，該步驟也適用于教師針對(duì)學(xué)生進(jìn)行的與設(shè)計(jì)有關(guān)的創(chuàng)作。結(jié)合工程設(shè)計(jì)的概念并實(shí)踐于教育中，是統(tǒng)整教育的積極呈現(xiàn)。在STEAM教育理念中加入設(shè)計(jì)思維，可以提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，STEAM教育是跨學(xué)科知識(shí)的融合，利用設(shè)計(jì)思維這一整合性思維和對(duì)抗性思維的混合與交叉進(jìn)行設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，可以把多學(xué)科的知識(shí)完美融合，并能激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造和實(shí)踐，將學(xué)生的創(chuàng)新思維最大程度地激發(fā)出來(lái)，形成可持續(xù)發(fā)展的學(xué)習(xí)和研究形態(tài)。

● 設(shè)計(jì)思維在中小學(xué)STEAM教育中的應(yīng)用實(shí)踐

1.遵循系統(tǒng)化原則，真正實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教育

設(shè)計(jì)思維強(qiáng)調(diào)用系統(tǒng)的觀念看待問題，綜合不同的程序步驟、組織概念等創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)的解決方案。[6]當(dāng)前，我國(guó)STEAM教育的開展還不成熟，部分中小學(xué)雖然開展了STEAM教育，但只是將不同的學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合，或者僅僅是引入Scratch等課程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，這些顯然不是STEAM教育的核心——跨學(xué)科地真正實(shí)現(xiàn)。所以在STEAM教育的開展中，應(yīng)該有大局觀、整體觀，利用設(shè)計(jì)思維的系統(tǒng)化原則，將科學(xué)、數(shù)學(xué)科目與技術(shù)、藝術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)及整合，并與實(shí)際生活進(jìn)行聯(lián)系，進(jìn)而創(chuàng)造性地開展并實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教育。[7]在實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，也要系統(tǒng)地去看待項(xiàng)目中各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)之間的相互聯(lián)系，活動(dòng)圍繞項(xiàng)目涉及的問題開展，而最后的問題的解決方案也是綜合各個(gè)環(huán)節(jié)得出的。例如“未來(lái)之城”全球性教育項(xiàng)目，面向不同的城市發(fā)布不同的挑戰(zhàn)主題，要求學(xué)生在城市設(shè)計(jì)的過程中重點(diǎn)考慮針對(duì)主體的解決方案，旨在幫助青少年通過項(xiàng)目制的學(xué)習(xí)方式對(duì)科學(xué)、人文、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，這個(gè)項(xiàng)目體現(xiàn)出了設(shè)計(jì)思維可以更好地將多學(xué)科進(jìn)行融合。

2.以解決現(xiàn)實(shí)生活問題的項(xiàng)目為支撐

設(shè)計(jì)思維最核心的一點(diǎn)是設(shè)計(jì)思維以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中存在的問題或仿真實(shí)的問題為起始，而以解決問題為結(jié)束，在這一過程中，現(xiàn)實(shí)生活問題貫徹始終。設(shè)計(jì)思維強(qiáng)調(diào)在幫助學(xué)生建構(gòu)知能體系的同時(shí)，要引導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)問題之間的關(guān)系，并由此形成創(chuàng)建新的知識(shí)解決更加復(fù)雜問題的能力。[8]所以，在開展STEAM教育時(shí)利用設(shè)計(jì)思維進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，需要以現(xiàn)實(shí)問題為導(dǎo)向開展項(xiàng)目。例如，某小學(xué)“生活小創(chuàng)客”課程中的《不一樣的雨傘》[9]一課，學(xué)生針對(duì)生活中的各類人，如盲人、老人等，在下雨天出現(xiàn)的困境提出問題，然后對(duì)雨傘進(jìn)行設(shè)計(jì)改造以解決這些問題。這個(gè)過程就是利用了設(shè)計(jì)思維需要以現(xiàn)實(shí)生活問題為支撐，將學(xué)生更好地代入問題情境，以此來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，激發(fā)其創(chuàng)新力。

3.以合作學(xué)習(xí)為主要教學(xué)方式

由于設(shè)計(jì)思維下開展的STEAM教育面對(duì)的是真實(shí)復(fù)雜的問題，一般都涉及多學(xué)科的知識(shí)和多方面的考慮因素，故而在這種情況下學(xué)生都需要組成團(tuán)隊(duì)，互幫互助、分工合作來(lái)解決問題，這種小組合作方式可以鍛煉學(xué)生的溝通交流能力，使其學(xué)會(huì)多角度看問題，同時(shí)，這種方式會(huì)讓不同的觀點(diǎn)碰撞出更多的火花，得到設(shè)計(jì)思維所需要的多種解決途徑，為最優(yōu)的解決方案做鋪墊。例如，上海市世界外國(guó)語(yǔ)小學(xué)的D&T;教室，D&T;課程的根本目的是通過開展一系列與生活相關(guān)的獨(dú)立項(xiàng)目來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維和制作技巧[10]，在課程中學(xué)生采取分組合作的學(xué)習(xí)方式，進(jìn)行一系列的分析討論得出解決方案。

4.多元化評(píng)價(jià)方式

英國(guó)教育理論家懷特海認(rèn)為，教育的目的是激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的自我發(fā)展之路。[11]將設(shè)計(jì)思維引入STEAM教育中，重要的不是最終解決方案或者學(xué)生的知識(shí)技能掌握情況，而是學(xué)生通過這個(gè)過程得到的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)。在項(xiàng)目的各個(gè)階段，讓學(xué)生自行評(píng)價(jià)方案現(xiàn)階段的情況，可以培養(yǎng)學(xué)生的批判思維，也可以讓學(xué)生在評(píng)價(jià)中反思，以對(duì)方案進(jìn)行改善，而在最后階段的匯報(bào)中，要求學(xué)生思路清晰且有組織地表達(dá)出自己小組的思路以及成果，憑此也可以反映出學(xué)生的綜合素養(yǎng)。例如，在某小學(xué)“生活小創(chuàng)客”課程中的《不一樣的雨傘》一課中[12]，教師會(huì)給每個(gè)小組發(fā)放學(xué)習(xí)單，小組成員在學(xué)習(xí)單上按階段填寫小組作品的不足之處，對(duì)自己進(jìn)行評(píng)價(jià)。所以，設(shè)計(jì)思維下的STEAM教育的評(píng)價(jià)方式不能采用單一的評(píng)價(jià)方式，而應(yīng)使用多元化的評(píng)價(jià)方式，目光也不應(yīng)僅僅放在最后的成果上，而應(yīng)更注重學(xué)生在過程中得到的成長(zhǎng)。

● 研究結(jié)論

通過本研究可知，將設(shè)計(jì)思維運(yùn)用于STEAM教育課堂中，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、思維能力以及創(chuàng)造能力，當(dāng)然，設(shè)計(jì)思維如何更好地運(yùn)用于STEAM教育仍需不斷摸索和實(shí)踐，才能得到更多具用中國(guó)特色的運(yùn)用方法。

參考文獻(xiàn)：

[1][3]楊緒輝，沈書生.設(shè)計(jì)思維方法支持下的創(chuàng)客教育實(shí)踐探究[J].電化教育研究，2018，39（2）：74-79.

[2]劉云，王健.設(shè)計(jì)思維下基于課程設(shè)計(jì)研究項(xiàng)目的中小學(xué)創(chuàng)客教育[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2018，17（2）：52-54.

[4]林琳，沈書生.設(shè)計(jì)思維與學(xué)科融合的作用路徑研究——基礎(chǔ)教育中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方法[J].電化教育研究，2018，39（5）：12-18.

[5]陳怡倩.統(tǒng)整的力量：直擊STEAM核心的課程設(shè)計(jì)[M].湖南：湖南美術(shù)出版社，2017：255.

[6]袁杰.基于設(shè)計(jì)思維的師范生《現(xiàn)代教育技術(shù)》公共課教學(xué)模式研究[D].煙臺(tái)：魯東大學(xué)，2018.

[7]胡畔，蔣家傅，陳子超.我國(guó)中小學(xué)STEAM教育發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題與路徑選擇[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2016，26（8）：22-27.

[8]林琳，沈書生.設(shè)計(jì)思維的概念內(nèi)涵與培養(yǎng)策略[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2016（6）：18-25.

[9][12]袁紹瓊.設(shè)計(jì)思維在小學(xué)校本課程中的培養(yǎng)研究[D].上海：上海師范大學(xué)，2017.

[10]張悅穎，沈祖蕓.小學(xué)STEM教育實(shí)踐路徑與方法——上海市世界外國(guó)語(yǔ)小學(xué)的探索[M].上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2017：63-67.

[11]懷特海.教育的目的[M].莊蓮平，等，譯.上海：文匯出版社，2012.

作者簡(jiǎn)介：代潔娜（1998.6—），本科，主要研究創(chuàng)客與STEAM教育。