設(shè)計(jì)思維在信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究（上）

王蕾

教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)

筆者所在的地市在近期的教研活動(dòng)中，均注重計(jì)算思維的培養(yǎng)，取得了一定的成果，同時(shí)也帶來(lái)了思考：除了計(jì)算思維，還有其他的思維方式嗎？

問(wèn)題分析

信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)計(jì)思維對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行重置，以終點(diǎn)為起點(diǎn)，以結(jié)果促學(xué)習(xí)，圍繞學(xué)生的求知習(xí)慣進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出個(gè)性化的特征。

● 設(shè)計(jì)思維概述及學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)

設(shè)計(jì)思維是指設(shè)計(jì)者在作品設(shè)計(jì)中，通過(guò)觀察、分析、思考、體驗(yàn)，對(duì)素材進(jìn)行加工、提煉、選擇，進(jìn)而形成一定的作品。華東師范大學(xué)祝智庭教授認(rèn)為，設(shè)計(jì)思維是指在創(chuàng)建技術(shù)制品時(shí)從結(jié)構(gòu)、功能、價(jià)值方面全方位思考的能力。從理論層面解析設(shè)計(jì)思維有以下兩層意思：一是積極改變世界的信念體系;二是一套如何進(jìn)行創(chuàng)新探索的方法論系統(tǒng)，包含了觸發(fā)創(chuàng)意的方法、手段、技巧及工具的合理使用。運(yùn)用藝術(shù)設(shè)計(jì)思維，通過(guò)設(shè)計(jì)者思維活動(dòng)與創(chuàng)造活動(dòng)，結(jié)合自身思想觀念，進(jìn)而使設(shè)計(jì)別具一格。

信息技術(shù)是以技術(shù)性為主導(dǎo)的學(xué)科，學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)核心要素組成。表現(xiàn)為學(xué)生在接受信息技術(shù)教育過(guò)程中逐步形成的信息技術(shù)知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面的綜合表現(xiàn)。在信息技術(shù)教學(xué)中，從實(shí)際出發(fā)著力學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，將有利于實(shí)現(xiàn)全面提升全體學(xué)生信息素養(yǎng)的課程目標(biāo)。

其中，信息意識(shí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新需要通過(guò)具體的作品加以呈現(xiàn)，用以承載學(xué)科核心素養(yǎng)的實(shí)踐過(guò)程。因此，落實(shí)在信息技術(shù)教學(xué)中，設(shè)計(jì)思維成為協(xié)助學(xué)科素養(yǎng)落地的重要手段，為學(xué)生提供必要的思維方式和思維路徑，形成完整的設(shè)計(jì)思路。具體體現(xiàn)為以學(xué)生思維品質(zhì)的持續(xù)提高為目標(biāo)，依據(jù)數(shù)字化作品的呈現(xiàn)方式與學(xué)習(xí)工具開(kāi)展創(chuàng)意設(shè)計(jì)與實(shí)踐。對(duì)此，本文著重分析設(shè)計(jì)思維的實(shí)踐化過(guò)程，提出設(shè)計(jì)思維在信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用策略。

完整的信息技術(shù)學(xué)科思維包括計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維、合作思維和管理思維，其中設(shè)計(jì)思維指向具體的教學(xué)板塊，為課程的設(shè)計(jì)內(nèi)容提供工具性的支架。在常見(jiàn)的信息技術(shù)教學(xué)模塊中，有大量的設(shè)計(jì)思維的元素，如文本加工單元中的版面設(shè)計(jì)、3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)中的建模設(shè)計(jì)、圖形圖像處理軟件中的構(gòu)圖設(shè)計(jì)、網(wǎng)站動(dòng)畫制作中的作品設(shè)計(jì)、音視頻制作中的成品規(guī)劃設(shè)計(jì)、機(jī)器人搭建中的模型設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的程序設(shè)計(jì)等，都具有鮮明的設(shè)計(jì)思維痕跡，需要教師們進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。

● 信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析

在信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)領(lǐng)域中，教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容較為豐富，其中包括教學(xué)技能目標(biāo)、認(rèn)知目標(biāo)，學(xué)科核心素養(yǎng)的體現(xiàn)方式，教學(xué)重難點(diǎn)，主要教學(xué)組織形式、采用的學(xué)習(xí)工具及手段、擬達(dá)到的學(xué)習(xí)效果，課時(shí)分配，課型定位等。相對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科，信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出元素豐富、內(nèi)容廣泛的特點(diǎn)。因此需要有具有學(xué)科特質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)形式，滿足學(xué)生的認(rèn)知需要，確保教學(xué)效能。

在具體的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)中，往往出現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)內(nèi)容較多、前端性的解讀和分析繁雜、教學(xué)方法過(guò)多、主要教學(xué)過(guò)程反而較為簡(jiǎn)單等情況。頭重腳輕的教學(xué)設(shè)計(jì)，使得教師備課過(guò)程流于文字和書面形式，難以在教學(xué)過(guò)程中實(shí)施。即使在實(shí)際授課中，也容易導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程單調(diào)，軟件說(shuō)明書的特征較為明顯，缺少必要的設(shè)計(jì)元素，因此教學(xué)過(guò)程單一，未能體現(xiàn)出信息技術(shù)的學(xué)科特征，缺少必要的設(shè)計(jì)性元素。

● 信息技術(shù)課程中的設(shè)計(jì)思維特征

在信息技術(shù)課程中，技術(shù)性的元素較為明顯，基于所見(jiàn)即所得技術(shù)是課程的核心要素，也是教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。通過(guò)具體的教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)施有效教學(xué)，在此過(guò)程中，創(chuàng)建具有創(chuàng)新意蘊(yùn)的技術(shù)制品，以承載認(rèn)知內(nèi)容，并體現(xiàn)出對(duì)技術(shù)的合理應(yīng)用，將不同的設(shè)計(jì)因子有效統(tǒng)整，形成良性的師生互動(dòng)認(rèn)知過(guò)程，為教學(xué)過(guò)程服務(wù)。

一般來(lái)說(shuō)，信息技術(shù)課程中技術(shù)有三層內(nèi)涵：為何做的技術(shù)，即了解技術(shù)為何而學(xué)習(xí)、因何而生，通過(guò)了解技術(shù)性目標(biāo)，確定教學(xué)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)及應(yīng)用方式，讓學(xué)生能夠建立初步的認(rèn)知框架;如何做的技術(shù)，即技術(shù)的過(guò)程性實(shí)施，通過(guò)呈現(xiàn)完整的或部分的技術(shù)達(dá)成過(guò)程，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)技術(shù)自身的要求，并嘗試推進(jìn)自我認(rèn)知的層次，感受技術(shù)的范例性流程，體會(huì)技術(shù)的創(chuàng)新過(guò)程，建立第二層面的設(shè)計(jì)思路;動(dòng)手做的技術(shù)，即具體實(shí)踐技術(shù)的過(guò)程，學(xué)生在此期間，按照前兩個(gè)層面的設(shè)計(jì)，進(jìn)行作品的表達(dá)，制作適宜的作品，共同構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)性的存在，類似同一主題下的不同序列，共同支撐設(shè)計(jì)思維的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)作品的自由表達(dá)。

設(shè)計(jì)思維是以學(xué)生的個(gè)體差異為基礎(chǔ)，在充分尊重學(xué)習(xí)者個(gè)體差異的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，提倡學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新元素發(fā)展。設(shè)計(jì)思維可以被看作是有目的的任務(wù)分析或有計(jì)劃的任務(wù)指導(dǎo)，即先期確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方式，再設(shè)計(jì)其后的學(xué)習(xí)過(guò)程。在信息技術(shù)學(xué)科中，設(shè)計(jì)思維可以落實(shí)為以終點(diǎn)為起點(diǎn)、以需要找技能的形式，將技術(shù)明線隱蔽化，促進(jìn)學(xué)習(xí)作品明晰化。

通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)推動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)行，要注重學(xué)生差異性的體驗(yàn)，提升具有學(xué)科特征的學(xué)習(xí)效能?；谠O(shè)計(jì)思維的學(xué)習(xí)特征可總結(jié)為以下幾點(diǎn)：①凸顯學(xué)科文化內(nèi)涵，增加設(shè)計(jì)的項(xiàng)目主題性，突出任務(wù)主線，告知學(xué)生學(xué)習(xí)的具體目標(biāo);②增強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)的靈活性，通過(guò)評(píng)估過(guò)程的合理設(shè)置，進(jìn)行多維性任務(wù)供給，依據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)，合理規(guī)劃學(xué)習(xí)過(guò)程;③融入多學(xué)科各相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)元素，培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，在相關(guān)的認(rèn)知過(guò)程中，提升信息技術(shù)學(xué)習(xí)力水平;④構(gòu)建STEM項(xiàng)目思維框架，基于教學(xué)反思的多項(xiàng)性特征，突出內(nèi)容的差異性，根據(jù)學(xué)生的具體情況，找尋適宜的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并讓學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)情選擇適合自己的反思方式和角度。

● 設(shè)計(jì)思維在教學(xué)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用策略?

1.凸顯學(xué)科文化內(nèi)涵

常見(jiàn)的信息技術(shù)學(xué)科思維包括計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維、管理思維及合作思維四種方式，它們彼此相互依存，共同組織起良好的學(xué)科思維過(guò)程，促進(jìn)學(xué)科的有效發(fā)展。其中設(shè)計(jì)思維指向文化維度，承載著信息技術(shù)課程的文化屬性和內(nèi)涵深化的任務(wù)。通過(guò)設(shè)計(jì)思維，信息技術(shù)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)具有更為突出的創(chuàng)新內(nèi)涵，可以將教學(xué)過(guò)程進(jìn)行必要文化提升。

（1）原設(shè)計(jì)

《認(rèn)識(shí)機(jī)器人》一課是小學(xué)和初中階段信息技術(shù)的必修內(nèi)容之一，有多節(jié)相關(guān)主題的教學(xué)公開(kāi)課、示范課。筆者通過(guò)歸納，發(fā)現(xiàn)本課的設(shè)計(jì)思路有既定的常規(guī)過(guò)程，概括如下：通過(guò)生活中的實(shí)例引入機(jī)器人（如ATM機(jī)、導(dǎo)游機(jī)器人等）→教師導(dǎo)入機(jī)器人主題→介紹機(jī)器人的理論概念→分析機(jī)器人的基本組成部分→教師指導(dǎo)學(xué)生了解各部分的具體作用→找一找生活中有哪些機(jī)器人的應(yīng)用案例→描述自己體驗(yàn)的機(jī)器人（或通過(guò)具體的機(jī)器人來(lái)感受其工作方式）→總結(jié)機(jī)器人的特征。

（2）思考焦點(diǎn)

在常規(guī)的教學(xué)過(guò)程中，機(jī)器人的功能性元素突出，教師通過(guò)實(shí)物強(qiáng)化“機(jī)器”和“人”之間的關(guān)系，讓學(xué)生反復(fù)了解機(jī)器人就是代替人的部分功能的機(jī)器。但是仔細(xì)研究可以發(fā)現(xiàn)，在以上過(guò)程中，教師給學(xué)生提供的僅僅是機(jī)器人的理論概念，并沒(méi)有將機(jī)器人的文化內(nèi)涵及創(chuàng)新潛質(zhì)進(jìn)行講解，導(dǎo)致本節(jié)課普及為主，教學(xué)意蘊(yùn)不足。距離一篇較為豐滿的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)，尚有一定的改進(jìn)余地。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

基于設(shè)計(jì)思維的教學(xué)過(guò)程，更加注重機(jī)器人的應(yīng)用型功能及設(shè)計(jì)原理，通過(guò)厘清具有結(jié)構(gòu)性的概念，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的設(shè)計(jì)框架，以促進(jìn)學(xué)生的綜合學(xué)科素養(yǎng)的提升。在教學(xué)過(guò)程中，注重學(xué)生設(shè)計(jì)理念的更新、創(chuàng)新元素的供給、思維方式的優(yōu)化，以達(dá)到完成數(shù)字化作品的效能。建議教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

師：同學(xué)們，你們看過(guò)《變形金剛》嗎？

（播放《變形金剛》片段，學(xué)生觀看）

師：其中你印象最深刻的是哪位金剛??？其實(shí)這些能變形的金剛就是以生活中的機(jī)器人為原型的，別以為它們離我們很遙遠(yuǎn)，其實(shí)就在我們中間哦！今天讓我們一起走進(jìn)機(jī)器人的世界。

（板書課題：認(rèn)識(shí)機(jī)器人）（首先了解機(jī)器人的概念）

教師介紹機(jī)器人的特點(diǎn)：自動(dòng)控制，結(jié)構(gòu)形態(tài)，完成動(dòng)作。

學(xué)生觀察機(jī)器人的圖片，聽(tīng)教師介紹。

師：大家看書本的相應(yīng)內(nèi)容，歸納機(jī)器人的歷史、特征和起源。

機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了復(fù)雜的過(guò)程。

第一代機(jī)器人：示教再現(xiàn)型機(jī)器人（學(xué)生觀察圖片）。

第二代機(jī)器人：感覺(jué)機(jī)器人—有一定的知覺(jué)能力（學(xué)生觀看相應(yīng)圖片）。

第三代機(jī)器人：智能機(jī)器人—最聰明的機(jī)器人（學(xué)生看圖，并舉例）。

師：大家討論下，你的身邊有哪些機(jī)器人在工作呢？

學(xué)生展開(kāi)思考和討論。

師：剛才同學(xué)們介紹了那么多的機(jī)器人，可是我有點(diǎn)糊涂了，他們都是一家人嗎？沒(méi)有任何的區(qū)別嗎？

學(xué)生分小組討論。

教師播放相應(yīng)的資料，引導(dǎo)學(xué)生探索。

師：按照功能的不同，我們可以給機(jī)器人來(lái)分類，大家來(lái)匯報(bào)一下自己的研究成果。

學(xué)生匯報(bào)。

師：今天我們一起研究機(jī)器人的很多內(nèi)容，這些看似簡(jiǎn)單的機(jī)器人，凝聚了很多高科技，在后面的學(xué)習(xí)中，我們還將深入研究。

請(qǐng)同學(xué)們打開(kāi)教材的“實(shí)踐園”，來(lái)為機(jī)器人做一份知識(shí)普及的小報(bào)吧！

教學(xué)評(píng)析：在以上教學(xué)過(guò)程中，設(shè)置了“機(jī)器人創(chuàng)新”“機(jī)器人應(yīng)用”“機(jī)器人拓展”等多個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過(guò)自我設(shè)置、自我設(shè)計(jì)、自我設(shè)想等過(guò)程，來(lái)創(chuàng)設(shè)多種相關(guān)的內(nèi)容。在本設(shè)計(jì)中，降低了技術(shù)難度，增加了設(shè)計(jì)思維的元素，因此教學(xué)過(guò)程更為清晰，思路明確。

2.增強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)的靈活性

在一節(jié)信息技術(shù)課中，教學(xué)設(shè)計(jì)是為教學(xué)服務(wù)的載體，通過(guò)其有效的設(shè)置，給予學(xué)生更為豐富的體驗(yàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)忽視設(shè)計(jì)的過(guò)程，以至于教學(xué)流程過(guò)于僵化，缺少學(xué)生參與的過(guò)程性材料。為了促進(jìn)學(xué)生的設(shè)計(jì)靈感，增強(qiáng)作品的二次開(kāi)發(fā)能力，需要介入設(shè)計(jì)思維，讓作品呈現(xiàn)出更為豐富的面貌。

（1）原設(shè)計(jì)

《機(jī)靈的小老鼠》是五年級(jí)Scratch單元中的經(jīng)典課例，教學(xué)目標(biāo)是學(xué)會(huì)利用光線傳感器測(cè)量外界的光值，根據(jù)光值情況，控制角色的動(dòng)作。在常見(jiàn)的課例中，一般由教師演示或者指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材的方式獲取新知。例如，教師演示聲音傳感器的搭建過(guò)程，再演示如何在平臺(tái)上編寫程序，學(xué)生模仿練習(xí)，交流評(píng)價(jià)，課程小結(jié)。

（2）思考焦點(diǎn)

常規(guī)設(shè)計(jì)可以完成聲音傳感器對(duì)角色的控制過(guò)程，但是對(duì)于層次不同的學(xué)生而言，缺乏個(gè)性化的照顧。現(xiàn)實(shí)往往是，學(xué)優(yōu)生感覺(jué)講解過(guò)多，影響其更多的創(chuàng)作;基礎(chǔ)稍差的學(xué)生則沒(méi)有聽(tīng)懂，講解缺少個(gè)性。另外，此教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)注了技術(shù)層面的認(rèn)知，忽視了學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，缺少對(duì)數(shù)字化作品的更新，因此有一定的缺陷。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)思維能夠體現(xiàn)個(gè)性化差異，照顧到不同學(xué)情的認(rèn)知需要，知識(shí)的獲取可以是學(xué)習(xí)流程的逆向，也可以是學(xué)習(xí)對(duì)象的重置，由學(xué)生自主選擇適合的知識(shí)獲取途徑。建議教學(xué)過(guò)程如下：

問(wèn)題一：我的出場(chǎng)。

①師（who？）：我是教什么的老師？

學(xué)生猜一猜。

②教師手繪scratch的貓，并寫出scratch（留下懸念，who are you？）

③師：貓咪會(huì)告訴你答案，讓我們聽(tīng)聽(tīng)這只小貓說(shuō)什么（cai演示小貓說(shuō)話）。

④順著cai介紹軟件（角色區(qū)、舞臺(tái)區(qū)、控制區(qū)）。

問(wèn)題二：我的劇本——為什么小貓能說(shuō)話呢？

預(yù)設(shè)1：有同學(xué)會(huì)使用。請(qǐng)?jiān)撏瑢W(xué)嘗試介紹編程的原理，教師進(jìn)行輔助介紹。

預(yù)設(shè)2：沒(méi)有同學(xué)會(huì)使用。教師根據(jù)課件，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，并現(xiàn)場(chǎng)演示軟件。

教師規(guī)范介紹腳本區(qū)和控件區(qū)。腳本區(qū)：和導(dǎo)演的腳本相聯(lián)系;控件區(qū)：和游戲手柄裝置相聯(lián)系。

問(wèn)題三：我的演出。

師：大家都認(rèn)識(shí)我了，我也想認(rèn)識(shí)你們，誰(shuí)來(lái)第一個(gè)讓我認(rèn)識(shí)？（請(qǐng)同學(xué)）

學(xué)生讀教材P98～99，教師操作，并介紹全屏。

師：還有誰(shuí)要讓我認(rèn)識(shí)你？（全班練習(xí)）

教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行典型問(wèn)題指導(dǎo)。

問(wèn)題四：我的精彩。

①如何讓對(duì)方更加深刻地記住你？

（介紹更多、形象突出）

②根據(jù)第一意見(jiàn)演示1：增加“說(shuō)話”控件（區(qū)別說(shuō)和說(shuō)2秒），保存。

③根據(jù)第二意見(jiàn)演示2：增加“將顏色特效增加”控件，保存。

④討論：如何讓自己更容易被記住。

⑤學(xué)生集體操作，并和小組成員相互演示。

問(wèn)題五：我能更好。

師：請(qǐng)大家根據(jù)典型問(wèn)題進(jìn)行糾錯(cuò)。

勘誤一：沒(méi)有接上控件。標(biāo)準(zhǔn)：接緊。

勘誤二：使用了說(shuō)。標(biāo)準(zhǔn)：用準(zhǔn)。

勘誤三：不文明用語(yǔ)。標(biāo)準(zhǔn)：文明。

學(xué)生小結(jié)自己的作品，思考還能如何改進(jìn)。

教師幫助歸納后，指導(dǎo)學(xué)生完成作品。

拓展問(wèn)題：①它還能干什么？編程、想象、分享、動(dòng)畫、游戲。②今天我們的形象代言人可忙啦，它幫我認(rèn)識(shí)了很多好朋友，它的功能可不僅僅能說(shuō)話，還可以做很多事情。（展示一組應(yīng)用實(shí)例）

教學(xué)評(píng)析：在設(shè)計(jì)媒介豐富的情況下，生動(dòng)的課堂應(yīng)提供性價(jià)比適宜的多種設(shè)計(jì)途徑。學(xué)生根據(jù)自身的情況選擇適合的設(shè)計(jì)對(duì)象。教師作為組織者和建議者，在學(xué)習(xí)過(guò)程中查漏補(bǔ)缺，幫助學(xué)生完善學(xué)習(xí)過(guò)程。

本文系設(shè)計(jì)思維在信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)中運(yùn)用研究的第一部分，通過(guò)具體案例的分析，研究設(shè)計(jì)思維在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用形式。運(yùn)用策略共分為六個(gè)層次，在下一期的專欄文章中，將對(duì)另外四種形式進(jìn)行相關(guān)闡述，敬請(qǐng)期待。