基于IDEO設計思維五階段的信息技術教學方式

王蕾

教學現(xiàn)場

近年來，信息技術教師對學科的設計思維存有質疑。如何能夠對現(xiàn)有的認知體系和教學過程進行變革，彌補重計算思維輕設計思維的缺憾，是當前的研究方向之一。

問題分析

設計思維是一個動態(tài)的綜合認知過程，需要對教學方式、設計習慣、課堂結構等因素進行綜合的考量。基于IDEO設計思維五階段的教學，可以有效提升信息技術學習深度，是一種行之有效的教學方式。

● IDEO設計思維的理論界定與實施途徑

IDEO設計思維來源于同名設計公司，它是由美國斯坦福大學畢業(yè)生創(chuàng)立，創(chuàng)辦者大衛(wèi)-凱利曾為蘋果公司設計了第一個鼠標。IDEO設計思維模式，要求學生像設計師一樣思考，可以為學習開發(fā)產(chǎn)品、服務、流程和戰(zhàn)略的方式。這種被IDEO稱之為“設計思維”的方法，把從人出發(fā)的渴望、技術上的可行性和學習效益的可持續(xù)性三者整合到了一起。落實在教學過程中，即從設計的角度出發(fā)，進行有效的思維創(chuàng)新過程。

IDEO設計思維突出建構主義學習的五個關鍵認知過程，通過一定的步驟將學習內(nèi)容進行富有意義建構的組合：首先是發(fā)現(xiàn)，即將已經(jīng)呈現(xiàn)信息的相關部分予以聚焦并將它們添加到短時記憶中;其次是解釋，將選擇后的信息組織為一個有內(nèi)在聯(lián)系的整體;然后是構思，借助教師等的幫助，將短時記憶中的信息與長時記憶中提取出來的相關知識之間建立外部聯(lián)系;接著是實驗;最后是編碼，使工作記憶中建立的心理表征進入長時記憶中永久保存。

● 信息技術教學現(xiàn)狀與主要問題

1.信息技術教學內(nèi)容特點及分析

《中小學信息技術課程指導綱要（試行）》中明確指出：在中小學信息技術教學中，培養(yǎng)目標可以歸納為三類：①在基礎模塊教學中，強調(diào)追求表現(xiàn)個性與特點的發(fā)散思維和人文精神;②在編程等邏輯思維能力培養(yǎng)的教育中，比較強調(diào)培養(yǎng)如何認識世界與發(fā)現(xiàn)規(guī)律的演繹、邏輯思維能力和科學精神;③編程類新技術類的內(nèi)容中，強調(diào)的是追求解決問題與完成任務的可實現(xiàn)、可操作的計算思維與創(chuàng)新精神。

落實在具體的信息技術課堂教學中，學科教學有一定的教學需要，注重學生創(chuàng)新能力及綜合協(xié)調(diào)能力的培養(yǎng)。設計思維是凝聚學生創(chuàng)新思維的有效支架，需要教師合理設置設計思維的內(nèi)核。

2.當前信息技術課堂教學的現(xiàn)狀

信息技術作為一門思維主導性、技能作品化的學科，進入常規(guī)化班級授課的時間較短，各類教學設計和課堂教學的案例有限。根據(jù)已有情況來分析，大部分的機器人教學強調(diào)技能的訓練，常規(guī)設計形式為“教師演示程序→學生模仿搭建→學生練習→教師總結”。在常規(guī)設計中，教師注重技能的演示，忽視對創(chuàng)新搭建設計過程的關注，導致課堂類似傳統(tǒng)工匠的作坊，學生缺乏必要的思維過程，無法進行有效的知識遷移，作品達成形式單一。

● 基于IDEO設計思維五階段的教學策略

第一階段——發(fā)現(xiàn)（Discovery）

發(fā)現(xiàn)階段為設計思維的第一階段，其主要任務是發(fā)現(xiàn)一個與課程內(nèi)容相關的挑戰(zhàn)主題，讓學生了解挑戰(zhàn)的內(nèi)容及游戲規(guī)則，落實在信息技術教學中，即為學生創(chuàng)設合理的、符合學情的氛圍及環(huán)境，激發(fā)“發(fā)現(xiàn)”的動機。

（1）原設計

《Scratch百變造型》是初學Scratch的常見課例。在例行的案例中，一般借助小貓的外形變化來學習角色的造型更換。常見的思維路徑如下：兩只小貓出場（一只沒有造型，一只戴墨鏡）→對比兩者的不同→引出造型變化的特點→演示如何更改造型→學生練習→教師輔導。

（2）思考焦點

在上述過程中，小貓造型的變化并未有學生自身的意愿，因此練習的過程在于模仿，并未產(chǎn)生必要的發(fā)現(xiàn)需要。缺乏發(fā)現(xiàn)的過程，學生的思維沒有足夠的設計動機，因此課堂氣氛沉悶，作品形式單一。

（3）改進型設計

在基于IDEO設計思維的教學活動中，首先讓學生發(fā)現(xiàn)造型變化的秘密，嘗試了解如何才能達到改變造型的目的，在此基礎上，拉開自我設計的序幕?！禨cratch百變造型》一課，教學建議如下：

師：（播放四組小貓變化的視頻，分別是“變色”“隱身”“變多”“變大”）你覺得哪一幅最有趣，如果你是小貓，你會選擇哪一種特技？

學生討論自我的選擇，找出自己喜歡的內(nèi)容。

師：今天我們就化身小貓，來實現(xiàn)你選擇的特技，想一想，你是怎么變化的？

生1：我身體的顏色發(fā)生了變化。

生2：我能若隱若現(xiàn)，像孫悟空一樣。

生3：我能突然變很多自己出來。

生4：我能變成巨人！

根據(jù)學生的不同選擇，教師引導學生討論達成效果的變化規(guī)律，幫助學生發(fā)現(xiàn)需要設計的思維過程，明確設計目標，發(fā)現(xiàn)自身所需要的學習任務。

教學評析：IDEO設計思維過程，強調(diào)學習的主觀發(fā)現(xiàn)。教師提供的四個案例是簡單易探究的，避免了游戲的難易程度對學生學習的限制，將游戲案例變?yōu)榻巧淖兩?。通過這樣的設計，學生能夠對即將實現(xiàn)的作品產(chǎn)生一定的預設，也能實際感受到，Scratch究竟為何物、能做何事。

第二階段——解釋（Interpretation）

解釋階段為設計思維的第二階段，其主要任務是指師生解釋自己觀察到的事物，將自己觀察當中有意義的部分轉化為可行的設計機會。

（1）原設計

《認識碰觸傳感器》是機器人模塊中的經(jīng)典內(nèi)容，一般通過制作智能模擬臺燈的方式進行學習。學習流程如下：教師展示智能臺燈→分析臺燈組成→搭建模擬臺燈→編寫程序→調(diào)試程序→交流總結。

（2）思考焦點

在以上過程中，有關碰觸傳感器為何能控制臺燈開關的問題，始終懸而未決，學生不能達到有效思考的目的，因此，該教學缺乏思維創(chuàng)新的過程，有待進一步優(yōu)化。

（3）改進型設計

在基于IDEO設計思維的學習中，“用碰撞傳感器控制臺燈開關”的過程可通過分解問題的形式推進，將大問題化整為零，分步釋疑，提供深層思維的空間。建議教學過程如下：

問題1：解析環(huán)境的類型（○無光 ○有弱光 ○有強光）。

問題2：傳感器檢測分類（○有碰撞 ○無碰撞 ○加載旋鈕）。

問題3：程序解碼的方式（○模塊參數(shù)設置 ○源代碼修改 ○依據(jù)環(huán)境重新定義）。

問題4：平臺與智能臺燈的連接（○直連式 ○編譯式 ○二次編碼式）。

綜合問題：用碰撞傳感器控制臺燈開關，用旋鈕控制明度等多種運動形式。

教學評析：以上案例包括三次解釋過程，包括解決問題的邊界條件、是否觸及及是否加裝旋鈕。當條件不滿足時，臺燈無運動;當條件滿足時，臺燈點亮。在此過程中，學生的活動是細化的、泛化的、可掌控的。學生只需遵循相應的學習主線，就可描述出解題過程所需要的多次重復計算，大大地減少了程序的代碼量。

第三階段——構思（Ideation）

構思階段為設計思維的第三階段，其主要任務是幫助學生進行合理的思考，構思需要創(chuàng)造什么，產(chǎn)生大量針對目標的新想法。

（1）原設計

《Scratch用聲音控制小貓》是編程單元的經(jīng)典課例，該課知識點主要是通過外接的聲音固件控制Scratch角色的動作。已有的教學設計中，教師原本設計了“看一看”“試一試”“用一用”三個教學場景。但在試教中發(fā)現(xiàn)，部分學生完成“看一看”的任務后，沒有進行下一步的探索，而是停留在該場景中，繼續(xù)機械地重復“看”的過程，影響了預設中“試一試”環(huán)節(jié)的推進。

（2）思考焦點

以上環(huán)節(jié)為常見的設計過程，教師原來的設計任務為“看一看”（對應導入部分）、“試一試”（對應新授聲音模塊部分）、“用一用”（對應鞏固角色根據(jù)命令運動部分）。其中“看一看”部分設計的是小貓角色在夜晚的路燈下隨著人的命令行走，根據(jù)聲音大小調(diào)整速度。由于學生沒有讓“貓”跟隨人聲行走的經(jīng)驗，以上過程構思并不符合生活實際，因此效果不理想。

（3）改進型設計

在基于IDEO設計思維的學習中，突出構思的重要作用，將原本的三個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，將選擇權交還學生，教師給學生足夠的構思空間。建議教學過程如下：

將“看一看”的角色更換為寵物狗，將任務描述變?yōu)椋簬е」啡ド⒉?，先遇到了吱吱叫的小老鼠，小狗會? ? ?）;又遇到了狂吠的大狼狗，小狗會（? ? ?）;最后遇到了小伙伴，比賽跑步，小狗會（? ? ?）。三個情境的設置，使得主題貼近學生生活經(jīng)驗，將任務變?yōu)槿齻€明顯音量變換的主體，讓小狗能夠明確地進行后續(xù)的動作。

教學評析：在Scratch的學習中，不同任務內(nèi)容的構思方式，會對學習動機產(chǎn)生較大的影響。本案例中，從“小貓逛街”變?yōu)椤板扌」贰?，引起學生注意，借助其自由的經(jīng)驗進行關聯(lián)。學生能夠從任務主題的描述中，清晰地了解活動規(guī)則和任務目的，繼而推進學習的需求，為下一步的學習過程產(chǎn)生良好的心里預設。從實際教學來看，此種設置方式起到了較好的教學效果。

第四階段——實驗（Experimentation）

實驗階段為設計思維的第四階段，其主要任務是指通過實驗建立想法的原型，在建立過程中與他人相互分析和學習這些想法，從中獲得直接的反饋，進一步提升和改進想法。

（1）原設計

在程序設計單元《VB中的賦值語句》一課中，教師設計了加法計算器，要求學生設計一個完整的程序。授課中，雖然大部分學生基本實現(xiàn)了任務，但是課堂中整體氛圍沉悶，部分學生在被動的狀態(tài)下，簡單模仿了教師的搭建過程。在自我構建環(huán)節(jié)中，任務達成率較低，成為本課教學中的問題之一。

（2）問題核心

程序設計單元中缺乏必要的實驗過程，教師演示，學生模仿。因為缺乏必要的試錯和實踐，學生在做完該程序設計后，遷移能力卻沒有同步形成，在更換任務要求時，出現(xiàn)茫然不知所措的情況。就其本質來說，前一步的內(nèi)容設置是封閉性的、機械的、沒有計算思維的構建過程，因此，學生的學習動機是低下的，缺乏必要的主動建構過程。

（3）改進型設計

在基于IDEO設計思維的學習中，實驗部分的比重加大。本節(jié)課中，賦值過程借助加法計算器進行多項實驗，鼓勵學生試誤與調(diào)試。建議教學過程如下：

師：課前我用VB設計了一個簡單的加法計算器，請大家自學教材，也試著編一編。

學生自學教材或者學習單，感受程序。

師：現(xiàn)在我們看一個用VB編寫的一個好玩一點的游戲——拼圖游戲。（把程序發(fā)給學生，明確玩兩分鐘）

學生用兩分鐘的時間體驗拼圖游戲。

師：大家有沒有成功地把圖拼出來？是有一點難度，但是拼圖游戲的設計和實現(xiàn)并不困難。除了拼圖游戲，還有我們大家熟悉的“打地鼠”“貪吃蛇”游戲，都可以用VB編寫出來。（展示“打地鼠”“貪吃蛇”游戲）

師：請找到你喜歡的游戲項目，用VB語言來嘗試編寫一個程序吧！

教學評析：在實驗為主線的設計中，學生的選擇變得豐富起來，既有書本相關的“加法計算器”，也有通過VB程序編寫的不同類型的小游戲。在這些小游戲中，內(nèi)容進行了有坡度的、多次實驗的過程，適合每個人的需要，鼓勵學生自我認同，學習動機也得以持續(xù)。

第五階段——演化（Evolution）

演化階段為設計思維的第五階段，其主要任務是師生對已嘗試過的問題解決方案進行逐步的改進，不斷推進項目及學習內(nèi)容的深入，形成階段成果。

（1）原設計

《WPS封面制作》是常見的信息技術課例，常見流程如下：教師演示→封面的制作方法→學生草擬設計→自行設計→制作書籍或者雜志的封面→小結與展示。展示中，作品千篇一律，缺乏亮點，與教師初衷大相徑庭。

（2）問題核心

出現(xiàn)此種情況的關鍵在于，教師的教學重點停留于技能的教授，缺乏對相關知識的鏈接。單調(diào)的技能導致學生很快處于疲勞狀態(tài)，難以維系學習動機。

（3）改進型設計

在基于IDEO設計思維的學習中，突出演化的過程：將封面制作和相關學科及信息技術學科的原有知識進行串聯(lián)，引起學生知識本身的鏈接。建議教學過程如下：

教師提供多種封面的范例：古典風格的《紅樓夢》、流行小說風格的《流浪地球》、科幻風格的《三體》、經(jīng)典繪本風格的《哪吒鬧?！?、宣傳畫冊風格的《新赤壁之戰(zhàn)》。學生選取喜歡的風格，建立自身的設計目標，確定構圖，進行自我訂制的封面創(chuàng)作。

教學評析：在改進版的設計中，封面的外延進行了拓展，這樣的設計方式，有效地激發(fā)了學生深度學習的渴望，又避免了因流程的復雜而影響學生的主觀訴求。

● 整合性主題教學模式的教學反思

基于IDEO設計思維的學習，旨在幫助學生構建良好的設計情境，實現(xiàn)對元認知內(nèi)容的深度挖掘、接受多重相關內(nèi)容的正遷移。在上課過程中，教師根據(jù)一定的學科理論和認知基礎，選擇適宜的教學策略。同時兼顧自身的教學風格，因地制宜，因人而異。在具體教學中，應關注以下內(nèi)容：

首先，設計評價的變革。在基于IDEO設計思維的教學中，關注點應側重于過程性評價，將學生的情況及時反饋給教師，以便教師調(diào)整教學策略。除此之外，還應提供開放的評價標準，提升反思效能。

其次，教學環(huán)節(jié)的變革。在基于IDEO設計思維的教學中，總結是集大成的環(huán)節(jié)，是學生深度學習的工具。例如，采用認知圖示，幫助學生構建知識框架;利用學習腳手架，輔助學生提煉知識和思維的關鍵點等。

最后，學習深度的適度。強調(diào)學習深度依據(jù)學生的實際情況，為其提供適宜的深度。例如，對于AR等前沿科技，因其背景技術和相關知識較為復雜，在教學過程中，可以蜻蜓點水的方式讓學生體驗其工作方式和基本原理，但不能過于深究其背景技術等遠超學生認知能力的內(nèi)容。