設(shè)計(jì)思維的發(fā)展過程、作用機(jī)制與教育價(jià)值

林琳 沈書生 董玉琦

[摘? ?要] 設(shè)計(jì)思維作為一種創(chuàng)新方法論，近年來在教育領(lǐng)域的應(yīng)用不斷豐富。早期，研究者為了尋找創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)路徑，從對(duì)設(shè)計(jì)黑箱的探索中提煉出設(shè)計(jì)思維的概念，并隨著研究的深入，對(duì)其內(nèi)涵理解從設(shè)計(jì)師的認(rèn)知方式衍生到創(chuàng)新方法論，價(jià)值定位從簡(jiǎn)單產(chǎn)品制作轉(zhuǎn)向創(chuàng)新方案的提出，應(yīng)用領(lǐng)域從設(shè)計(jì)領(lǐng)域擴(kuò)展至各行各業(yè)。由此，教育領(lǐng)域開始廣泛使用設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)各行各業(yè)所需要的創(chuàng)新型人才。設(shè)計(jì)思維實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的作用機(jī)制源自設(shè)計(jì)推理模式，其內(nèi)核是設(shè)計(jì)思維過程，該過程關(guān)注溯因推理、發(fā)散—聚斂、迭代設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)生成。基于設(shè)計(jì)思維過程開展創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐，有利于提升教師的教學(xué)設(shè)計(jì)力、發(fā)展學(xué)習(xí)者的終身學(xué)習(xí)力。

[關(guān)鍵詞] 設(shè)計(jì)思維; 發(fā)展過程; 設(shè)計(jì)推理模式; 創(chuàng)新教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 林琳（1991—），女，福建霞浦人。博士，主要從事教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)技術(shù)（CTCL）和設(shè)計(jì)思維的研究。E-mail：linlinedu@outlook.com。

一、引? ?言

教育中存在的問題通常涉及與人相關(guān)的諸多混亂的信息，以及不同利益相關(guān)者之間的價(jià)值沖突，這些問題為教育工作者重新設(shè)計(jì)課程、空間、管理系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)工具等帶來了挑戰(zhàn)。為解決這些挑戰(zhàn)，教育工作者提出了一種新的研究范式，即設(shè)計(jì)研究（又稱基于設(shè)計(jì)的研究）。設(shè)計(jì)研究致力于將研究與開發(fā)結(jié)合，通過迭代化設(shè)計(jì)，最終以制品化的形式來解決教育情境中的復(fù)雜問題。設(shè)計(jì)思維（Design Thinking）作為一種創(chuàng)新方法論，包括標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)節(jié)、開源的過程與方法，為教育工作者采用設(shè)計(jì)研究的方法解決教育問題、實(shí)現(xiàn)教育創(chuàng)新提供了可行的路徑。創(chuàng)新設(shè)計(jì)顧問公司IDEO開發(fā)的指導(dǎo)手冊(cè)《教育工作者的設(shè)計(jì)思維》，旨在幫助K12教育工作者應(yīng)對(duì)學(xué)校工作中面臨的教育挑戰(zhàn)[1]。

近些年，設(shè)計(jì)思維在教育領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸豐富，并從高等教育不斷擴(kuò)展至基礎(chǔ)教育，從教育問題的解決不斷聚焦到課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)思維作用于教師不斷擴(kuò)展到設(shè)計(jì)思維作用于學(xué)生。那么，最初設(shè)計(jì)思維為什么會(huì)被提出，它是如何發(fā)展起來的，發(fā)展過程存在怎樣的特征，設(shè)計(jì)思維為什么能夠促進(jìn)創(chuàng)新，它是如何促進(jìn)創(chuàng)新的，設(shè)計(jì)思維具有哪些教育價(jià)值？本研究將圍繞以上問題，解析設(shè)計(jì)思維的發(fā)展過程、作用機(jī)制和教育價(jià)值，以期豐富我國(guó)對(duì)設(shè)計(jì)思維的理論研究，為教育變革提供指導(dǎo)。

二、設(shè)計(jì)思維的發(fā)展過程及其特征

人類所生活的世界是自然“設(shè)計(jì)”與人工設(shè)計(jì)的復(fù)雜綜合體，即自然物與人工物的綜合體。早在20世紀(jì)之前，設(shè)計(jì)領(lǐng)域就開始研究設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)過程與活動(dòng)，以探尋實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的路徑。然而，這種對(duì)設(shè)計(jì)師的顯性化行動(dòng)的研究，并不足以引導(dǎo)人們像設(shè)計(jì)師一樣制作出創(chuàng)新的人工物。對(duì)于除設(shè)計(jì)師以外的人而言，設(shè)計(jì)仍是一個(gè)黑箱，創(chuàng)新從該黑箱中產(chǎn)生。探索設(shè)計(jì)黑箱成為人們研究設(shè)計(jì)思維的一個(gè)初衷。西蒙把設(shè)計(jì)提升到了科學(xué)的高度，關(guān)注采用科學(xué)的方法和過程探索設(shè)計(jì)黑箱[2]。在進(jìn)一步的研究中，人們發(fā)現(xiàn)隱藏于設(shè)計(jì)師頭腦中的認(rèn)知方式是設(shè)計(jì)黑箱中的關(guān)鍵成分，該認(rèn)知方式被稱作“設(shè)計(jì)思維”。通過對(duì)該認(rèn)知方式的顯性化，研究者開發(fā)了一種創(chuàng)新方法論，以幫助沒有設(shè)計(jì)背景的人實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，這種方法論也被稱作“設(shè)計(jì)思維”。因此，在已有研究中，設(shè)計(jì)思維即可指一種能力，又可指一種系統(tǒng)的方法論[3]。當(dāng)個(gè)體掌握了設(shè)計(jì)思維的過程與方法時(shí)，就可認(rèn)為他具備了設(shè)計(jì)思維能力。下文將結(jié)合各時(shí)期代表性人物的研究成果，梳理設(shè)計(jì)思維的發(fā)展脈絡(luò)，并在此基礎(chǔ)之上總結(jié)設(shè)計(jì)思維的發(fā)展特征。

（一）設(shè)計(jì)思維的發(fā)展脈絡(luò)

1. 興起的基本樣態(tài)：設(shè)計(jì)領(lǐng)域之外的科學(xué)

在20世紀(jì)60年代甚至更早之前，人們所探索的設(shè)計(jì)理論為設(shè)計(jì)思維的研究奠定了基礎(chǔ)，代表性的研究成果有以下三種：一是Arnold在《創(chuàng)意工程：通過不同的思維促進(jìn)創(chuàng)新》中，用設(shè)計(jì)活動(dòng)描述創(chuàng)造性技術(shù)的開發(fā)，提出工程設(shè)計(jì)師可以借助設(shè)計(jì)思維在設(shè)計(jì)活動(dòng)的不同方面尋找突破[4]。二是Archer在《設(shè)計(jì)師的系統(tǒng)方法》一書中將設(shè)計(jì)思維的價(jià)值擴(kuò)展至管理領(lǐng)域，認(rèn)為設(shè)計(jì)決策和管理決策的共同點(diǎn)在于“一個(gè)人會(huì)成為另外一個(gè)人的延伸”[5]。他提出設(shè)計(jì)思維需要融入人類工程學(xué)、控制論、市場(chǎng)營(yíng)銷、管理學(xué)等多學(xué)科的理念，這拓展了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的范圍。三是西蒙在《人工科學(xué)》一書中，關(guān)注到設(shè)計(jì)思維在人工科學(xué)中的重要地位，即人工物需要依托設(shè)計(jì)來生產(chǎn)，設(shè)計(jì)的最佳狀態(tài)是與創(chuàng)造建立聯(lián)系，設(shè)計(jì)思維是實(shí)現(xiàn)這種聯(lián)系的樞紐[2]。

2. 百家齊放的樣態(tài)：不同領(lǐng)域的認(rèn)知方式

在20世紀(jì)70至80年代中期，設(shè)計(jì)思維作為一門學(xué)科，在建筑設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，不同領(lǐng)域開啟了對(duì)設(shè)計(jì)“思維”的探索。人們認(rèn)為存在一種設(shè)計(jì)師的思維與溝通方式，它和科學(xué)式的、學(xué)術(shù)式的思維與溝通方式不同，但是它們?cè)谔剿鲉栴}時(shí)具有相同的作用[6]。因此，研究者開始尋找存在于本領(lǐng)域的認(rèn)知方式。Lawson在《設(shè)計(jì)師怎么思考：解密設(shè)計(jì)》中，以建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域?yàn)楸尘案爬嗽O(shè)計(jì)思維的概念，提出設(shè)計(jì)師傾向于以解決方案為中心[7]。Cross在《設(shè)計(jì)師的認(rèn)知方式》一文中描述了設(shè)計(jì)師的內(nèi)在品質(zhì)和能力，并將其與普通教育建立聯(lián)系[8]。Sch？觟n在《反思實(shí)踐者：專業(yè)人士在行動(dòng)中如何思考》中提出，需要發(fā)展反思性實(shí)踐的認(rèn)識(shí)論，認(rèn)為設(shè)計(jì)過程是與設(shè)計(jì)中的材料、與自己的反思性對(duì)話[9]。

3. 蓬勃發(fā)展的樣態(tài)：作為一種創(chuàng)新方法論

在20世紀(jì)80年代中期之后，設(shè)計(jì)思維研究持續(xù)發(fā)展，存在以下兩條線索：一是有關(guān)用設(shè)計(jì)思維解決復(fù)雜問題的研究。Buchanan提出將設(shè)計(jì)思維作為解決“刁鉆問題”（Wicked Problem）的創(chuàng)新方法論，引起人們對(duì)設(shè)計(jì)思維在復(fù)雜問題解決中應(yīng)用的廣泛關(guān)注[10]。二是設(shè)計(jì)思維作為一種創(chuàng)新方法論在不同領(lǐng)域被廣泛使用的研究。例如，《設(shè)計(jì)思維》中介紹了建筑師使用的設(shè)計(jì)方法，首次引入并描述了設(shè)計(jì)思維的概念、方法與過程，并被應(yīng)用到不同的學(xué)科;在《視覺思維的體驗(yàn)》中，設(shè)計(jì)思維被引入工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，F(xiàn)aste在該書的基礎(chǔ)之上，將設(shè)計(jì)思維定義為創(chuàng)造性行動(dòng)的方法，在斯坦福大學(xué)推廣，并創(chuàng)辦了斯坦福聯(lián)合設(shè)計(jì)項(xiàng)目，即斯坦福大學(xué)哈索·普拉特納設(shè)計(jì)研究院（d.school）的前世[11]。而后，d.school和德國(guó)波茨坦大學(xué)的哈索·普拉特納研究院（HPI）的建立推進(jìn)了設(shè)計(jì)思維研究的快速發(fā)展，它們?yōu)椴煌瑢I(yè)的大學(xué)生和研究生提供了參與設(shè)計(jì)思維學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，致力于培養(yǎng)不同領(lǐng)域的創(chuàng)新者。

（二）設(shè)計(jì)思維的發(fā)展特征

設(shè)計(jì)思維首先在設(shè)計(jì)領(lǐng)域產(chǎn)生，從對(duì)設(shè)計(jì)理論的研究中發(fā)展出設(shè)計(jì)師的認(rèn)知方式，再以此為基礎(chǔ)開發(fā)了一種創(chuàng)新方法論，被廣泛應(yīng)用于解決不同領(lǐng)域中面臨的挑戰(zhàn)。它被認(rèn)為適用于所有的人類活動(dòng)，即設(shè)計(jì)“人工世界”。設(shè)計(jì)思維的發(fā)展具有以下特征：

1. 從設(shè)計(jì)師的認(rèn)知方式衍生到創(chuàng)新方法論

在設(shè)計(jì)思維的發(fā)展過程中，研究者對(duì)其內(nèi)涵的理解不斷擴(kuò)充。對(duì)于首次接觸“設(shè)計(jì)思維”這一概念的人，很容易將其與計(jì)算思維、創(chuàng)新思維等認(rèn)知方式建立關(guān)聯(lián)。對(duì)設(shè)計(jì)思維的研究很大部分是在研究設(shè)計(jì)師的認(rèn)知方式的基礎(chǔ)之上推進(jìn)的，而對(duì)設(shè)計(jì)師的認(rèn)知方式的研究源起于對(duì)設(shè)計(jì)師參與的設(shè)計(jì)活動(dòng)與設(shè)計(jì)過程的探索。如今對(duì)設(shè)計(jì)思維的理解，已經(jīng)不再停留于設(shè)計(jì)“思維”這一認(rèn)知方式上，而是對(duì)這種認(rèn)知方式顯性化后形成的創(chuàng)新方法論的研究，它能更有效地指導(dǎo)實(shí)踐工作。

2. 從簡(jiǎn)單的產(chǎn)品制作轉(zhuǎn)向創(chuàng)新方案的提出

研究者對(duì)設(shè)計(jì)思維的價(jià)值認(rèn)識(shí)的逐步豐富，實(shí)際上，反映的是對(duì)“人工物”概念本身理解的豐富。Simon重新定位了“人工物”的內(nèi)涵，促進(jìn)了設(shè)計(jì)思維的普適性，它的價(jià)值從促進(jìn)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品創(chuàng)新擴(kuò)展到促進(jìn)刁鉆問題的解決、創(chuàng)新方案的提出[2]。在面臨重大變革的社會(huì)背景下，工程師、建筑師、工業(yè)設(shè)計(jì)師、認(rèn)知科學(xué)家等在問題解決上達(dá)成了以下共識(shí)：設(shè)計(jì)思維通過尋找更為廣泛的問題解決方案來關(guān)注創(chuàng)新的活動(dòng)和過程，它將人類、技術(shù)和本時(shí)代的戰(zhàn)略需求結(jié)合，是各領(lǐng)域研究的前沿[12]。

3. 從設(shè)計(jì)領(lǐng)域擴(kuò)展至各行各業(yè)

早期的設(shè)計(jì)思維研究服務(wù)于單一的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，而后在不同領(lǐng)域逐步擴(kuò)散。在工程領(lǐng)域，設(shè)計(jì)師生成、評(píng)估，并列舉設(shè)備、系統(tǒng)、過程等概念的形式和功能，以滿足客戶的需求和制定的一組約束[13]，設(shè)計(jì)思維為工程設(shè)計(jì)提供了一個(gè)創(chuàng)新過程，能夠促進(jìn)產(chǎn)品或服務(wù)的創(chuàng)造;在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，設(shè)計(jì)思維服務(wù)于疾病的預(yù)防或治療、醫(yī)療流程等方案的創(chuàng)新;在商業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，采用設(shè)計(jì)思維從用戶需求出發(fā)考察商業(yè)情境、重新定義問題、發(fā)現(xiàn)達(dá)到目標(biāo)的最優(yōu)路徑，形成一個(gè)可靠的商業(yè)戰(zhàn)略;在組織管理領(lǐng)域，設(shè)計(jì)思維被用于解決不確定的組織問題以支持領(lǐng)導(dǎo)者的決策和規(guī)劃，被視為產(chǎn)生創(chuàng)造力和創(chuàng)新的最佳方式，以及管理者必備的技能;等等。設(shè)計(jì)思維在以上不同領(lǐng)域的豐富應(yīng)用都將映射于教育中，尤其是與之對(duì)應(yīng)的高等教育中不同專業(yè)對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

三、設(shè)計(jì)思維的作用機(jī)制

人類是否創(chuàng)造性地行動(dòng)取決于他們所遵循的過程[14]。設(shè)計(jì)思維作為一種創(chuàng)新方法論，能夠在除設(shè)計(jì)領(lǐng)域以外被用來培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，源自它實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的潛力，而該創(chuàng)新來自設(shè)計(jì)推理模式，其內(nèi)核正是設(shè)計(jì)思維過程。借助設(shè)計(jì)思維過程，可以讓參與設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)者置身于專業(yè)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)情境之中，促進(jìn)創(chuàng)新行動(dòng)的發(fā)生，導(dǎo)向創(chuàng)新制品的生成。

（一）設(shè)計(jì)推理模式

借助于Dorst對(duì)開放式設(shè)計(jì)問題的推理模式的研究[15]，解析設(shè)計(jì)思維實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的作用機(jī)制。他將基本推理模式與設(shè)計(jì)推理模式進(jìn)行比較，以說明設(shè)計(jì)思維過程作為支持解決挑戰(zhàn)的框架，是設(shè)計(jì)推理模式實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的內(nèi)核。

1. 從基本推理模式看形式邏輯

Dorst用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式“對(duì)象+方法=結(jié)果”來表示歸納和演繹兩種基本推理模式，并以太陽(yáng)一天的運(yùn)動(dòng)軌跡為例解釋二者的差異?！皩?duì)象”指在特定情境中需要關(guān)注的事物，即太陽(yáng);“方法”指基本的工作原則，即太陽(yáng)一天運(yùn)動(dòng)的軌跡;“結(jié)果”指可以被觀察到的內(nèi)容，即太陽(yáng)在天上。在歸納邏輯中，對(duì)象（太陽(yáng)）和結(jié)果（太陽(yáng)某一刻的位置）是已知的，而方法（太陽(yáng)一天運(yùn)動(dòng)的軌跡）是未知的，如若能夠提出假設(shè)來解釋觀察到結(jié)果的方法，則是創(chuàng)造性行為。在演繹邏輯中，對(duì)象和方法是已知的，可以通過對(duì)象和方法來推測(cè)結(jié)果（不同時(shí)刻太陽(yáng)的位置）。因此，歸納得出的是一種假設(shè)、一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，且該發(fā)現(xiàn)亦真亦假;而演繹得出的“真”可以驗(yàn)證假設(shè)。基本推理模式的作用就在于對(duì)現(xiàn)象的預(yù)測(cè)和解釋。

2. 從設(shè)計(jì)推理模式看設(shè)計(jì)思維

設(shè)計(jì)并不是一種思維方式，而是不同的思維方式的混合，它包含相當(dāng)嚴(yán)格的分析推理過程，以及通過該過程來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)制品的效果。設(shè)計(jì)推理模式的公式是“對(duì)象+方法=價(jià)值”，它與基本推理模式存在以下不同：第一，基本推理模式關(guān)注可通過肉眼觀察到的結(jié)果，而設(shè)計(jì)推理模式關(guān)注人心之所向的價(jià)值。第二，在設(shè)計(jì)推理模式中，通常只有要追求的價(jià)值是已知的，而對(duì)象（如服務(wù)、系統(tǒng)、產(chǎn)品）和方法（實(shí)現(xiàn)價(jià)值的工作原則）都是未知的，因此，需要借助溯因推理在不斷迭代的過程中確定這兩個(gè)未知數(shù)。設(shè)計(jì)師常因提出問題解決方案而備受稱贊，但真正促使創(chuàng)新發(fā)生的是對(duì)潛在需求的定義。開放的推斷式為設(shè)計(jì)提供了創(chuàng)新的可能，其核心挑戰(zhàn)是需要同時(shí)創(chuàng)建兩個(gè)未知參數(shù)，解決挑戰(zhàn)的唯一已知條件是價(jià)值。第三，設(shè)計(jì)推理模式中，解決以上挑戰(zhàn)的關(guān)鍵是“框架”。根據(jù)不同的價(jià)值需求，不同領(lǐng)域的研究者歸納了不同的設(shè)計(jì)思維過程作為框架來幫助完成“等式”，即明確對(duì)象和方法，再通過演繹驗(yàn)證生成的對(duì)象與方法是否能達(dá)成目標(biāo)價(jià)值。

（二）設(shè)計(jì)思維過程框架

本研究建構(gòu)了設(shè)計(jì)思維過程框架，如圖1所示。從宏觀上看，設(shè)計(jì)思維是一個(gè)探索謎題的過程，關(guān)注溯因推理，在模糊的問題背景中通過整理逐漸聚焦清晰的因素，并得出問題的最優(yōu)解;從中觀上看，該過程是尋找問題空間和解決空間的建構(gòu)過程，包含兩個(gè)“發(fā)散—收斂”的循環(huán)，同時(shí)，該過程也可視為“啟發(fā)—構(gòu)思—實(shí)施”的循環(huán)，關(guān)注迭代中對(duì)方案的優(yōu)化;從微觀上看，該過程是對(duì)多元素的連接，關(guān)注在實(shí)踐中設(shè)計(jì)元素（移情、定義、設(shè)想、測(cè)試和原型）組合序列的動(dòng)態(tài)生成。該框架是基于對(duì)不同的設(shè)計(jì)思維過程分析而構(gòu)建的，下文將結(jié)合該分析過程，對(duì)設(shè)計(jì)思維過程框架展開更具體的描述。

1. 一個(gè)探索謎題的過程

馬丁將設(shè)計(jì)思維比喻為知識(shí)沙漏，認(rèn)為它能夠?qū)?fù)雜的、涉及多因素的謎題通過分析梳理得到最佳的答案[16]。該沙漏包括以下三層：探索謎題層，指從一系列復(fù)雜的問題出發(fā);得到啟示層，指簡(jiǎn)化問題的復(fù)雜性，并用言語將其進(jìn)行邏輯化描述，將謎題聚焦到一個(gè)清晰的方向;形成程式層，指生成解決該問題的基本框架和原則。設(shè)計(jì)思維之所以能夠?yàn)橹i題尋找到最佳答案，是不同的推理模式尤其是溯因推理的存在[17]。演繹和歸納是兩種經(jīng)典的基本推理邏輯，前者是解釋前提的推理，后者是擴(kuò)展前提的推理[18];溯因則被認(rèn)為是除二者之外的第三類推理，它始于事實(shí)的集合、終于最佳的解釋，通過連續(xù)追問來尋找問題的根源或潛在的需求以設(shè)計(jì)最佳解決方案。設(shè)計(jì)思維中的移情和迭代為設(shè)計(jì)者進(jìn)入真實(shí)情境展開觀察與體驗(yàn)，并借助于溯因?yàn)樘剿髡鎸?shí)需求、設(shè)計(jì)創(chuàng)新方案提供了機(jī)會(huì)。

2. 兩個(gè)空間的建構(gòu)過程

在設(shè)計(jì)推理模式中需要確定兩個(gè)未知參數(shù)，Lindberg等將其描述為“尋找問題空間”和“尋找解決空間”[19]。在尋找問題空間中，逼近問題本質(zhì)的過程可描述為“多個(gè)設(shè)計(jì)者×多樣化案例=多方面的認(rèn)識(shí)”，即不同的設(shè)計(jì)者參與收集多樣化案例或體驗(yàn)多樣化場(chǎng)景，以及每個(gè)設(shè)計(jì)者對(duì)案例解讀的獨(dú)特視角促進(jìn)了對(duì)問題的準(zhǔn)確定義。在尋找解決空間中，通過頭腦風(fēng)暴活動(dòng)鼓勵(lì)設(shè)計(jì)者們提出天馬行空的想法，并在理想與現(xiàn)實(shí)的權(quán)衡中產(chǎn)生最佳解決方案，通過原型制作活動(dòng)檢驗(yàn)方案落地的可能性并促進(jìn)方案的優(yōu)化。這兩個(gè)空間分別包含一個(gè)“發(fā)散—聚斂”的循環(huán)。它們像兩個(gè)知識(shí)沙漏，沙漏中探索謎題是一個(gè)發(fā)散過程，它通過多角度促進(jìn)創(chuàng)新的產(chǎn)生;從謎題到啟示是一個(gè)聚斂過程，它要求設(shè)計(jì)師做出最優(yōu)的選擇。第一個(gè)沙漏定義了問題，第二個(gè)沙漏生成了問題解決方案。兩個(gè)沙漏的迭代使用有利于促進(jìn)方案的優(yōu)化。迭代的發(fā)生源自于真實(shí)用戶的反饋，設(shè)計(jì)者根據(jù)反饋重新定義或完善已經(jīng)定義的問題和方案。

3. 三個(gè)階段的循環(huán)過程

Brown將設(shè)計(jì)思維視為一個(gè)循環(huán)迭代的系統(tǒng)，而非一個(gè)單純的開環(huán)過程[20]。他從商業(yè)視角描述設(shè)計(jì)思維過程包括以下階段：?jiǎn)l(fā)階段，是創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)，旨在尋找現(xiàn)實(shí)問題，聚焦于通過情境中的移情為挖掘與定義潛在需求提供靈感或機(jī)會(huì);構(gòu)思階段，旨在尋找解決方案，聚焦通過頭腦風(fēng)暴等合作化活動(dòng)，增加解決方案的數(shù)量與創(chuàng)意，并通過生成、發(fā)展和測(cè)試對(duì)方案進(jìn)行迭代設(shè)計(jì)，以確定最佳方案;實(shí)施階段，旨在讓項(xiàng)目中的方案走進(jìn)生活，聚焦應(yīng)用路徑的開發(fā)。設(shè)計(jì)思維中想法的確定或新方向的發(fā)展是通過三個(gè)階段的循環(huán)迭代而實(shí)現(xiàn)的，在各階段內(nèi)部也存在一個(gè)小的迭代循環(huán)（啟發(fā)—構(gòu)思—實(shí)施），如圖1所示，循環(huán)的發(fā)生依賴于評(píng)價(jià)中所獲得的反饋。

4. 多個(gè)元素的連接過程

已有研究中存在由更多元素構(gòu)成的設(shè)計(jì)思維過程，如圖2所示。不同的設(shè)計(jì)思維過程在元素組成上會(huì)因部分原因而體現(xiàn)出差異，例如，由于使用情境的特定性，設(shè)計(jì)思維的最后一個(gè)環(huán)節(jié)存在以下差異：瑞德福大學(xué)的過程[圖2（f）]用于解決教育問題，關(guān)注方案的實(shí)施與優(yōu)化[21];麻省理工學(xué)院的過程[圖2（h）]適用于學(xué)校中的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，關(guān)注反思與分享[22];SAP公司的過程[圖2（i）]用于商業(yè)領(lǐng)域，關(guān)注商品的價(jià)值[11]。此外，該差異也可能純粹體現(xiàn)在描述術(shù)語的不同，例如，HPI的過程[圖2（b）]與努埃瓦小學(xué)的過程[圖2（e）]中對(duì)第三個(gè)元素的描述不同，前者是觀點(diǎn)[23]，后者是綜合[24]，它們都強(qiáng)調(diào)通過綜合形成自己的觀點(diǎn)。事實(shí)上，這些設(shè)計(jì)思維過程的特征蘊(yùn)含了以上的一個(gè)謎題探索、兩個(gè)空間建構(gòu)、三個(gè)階段循環(huán)的思想，具體如下：

第一，設(shè)計(jì)思維過程的非線性或動(dòng)態(tài)生成。一方面，貝爾提出的過程[圖2（d）]是以一種線性的方式來表征的[25]，與其不同，由斯坦福大學(xué)提出的經(jīng)典設(shè)計(jì)思維過程[圖2（a）]包括五個(gè)相互獨(dú)立的設(shè)計(jì)要素[26]。另一方面，HPI的過程[圖2（b）]看似以線性的順序排列不同的設(shè)計(jì)要素，事實(shí)上是通過連接線為不同的元素之間建立關(guān)聯(lián)，體現(xiàn)設(shè)計(jì)思維的非線性。這與SAP公司的過程[圖2（i）]類似，設(shè)計(jì)要素之間通過線條連接來體現(xiàn)關(guān)聯(lián)性。但是，這些表征形式的不足在于設(shè)計(jì)思維過程的非線性特征體現(xiàn)得并不明顯。

第二，設(shè)計(jì)思維過程的“發(fā)散—聚斂”與迭代循環(huán)。努埃瓦小學(xué)的過程[圖2（e）]與HPI的過程[圖2（b）]的不同之處在于，前者除了通過圓環(huán)來強(qiáng)調(diào)每個(gè)元素在實(shí)踐過程中的內(nèi)部迭代，以及元素與元素之間的連接與迭代，還關(guān)注到過程中的“發(fā)散—聚斂”。此外，IDEO公司的過程[圖2（c）]也關(guān)注到了“發(fā)散—聚斂”的特性[1]，而瑞德福大學(xué)的過程[圖2（f）]則關(guān)注到了元素自身的循環(huán)特性。

第三，以“圓環(huán)”的形式表征非線性與迭代性。大多數(shù)設(shè)計(jì)思維過程是以線性的視覺呈現(xiàn)方式，通過線條等形式體現(xiàn)設(shè)計(jì)思維過程的非線性，與其不同，麻省理工學(xué)院的過程[圖2（h）]和埃德曼提出的過程[圖2（g）]采用與布朗提出的過程相同的表征方式，即圓環(huán)，更直觀地詮釋了非線性和迭代性的特征。此外，麻省理工學(xué)院的過程[圖2（h）]尤其關(guān)注原型與測(cè)試之間的迭代以促進(jìn)原型的完善，而埃德曼提出的過程[圖2（g）]不僅體現(xiàn)了元素自身的迭代，也體現(xiàn)了元素與元素之間的動(dòng)態(tài)連接。

綜上所述，設(shè)計(jì)思維過程看似是按照幾個(gè)元素展開的、線性的靜態(tài)過程，但實(shí)際上它是一個(gè)非線性的、不斷迭代的動(dòng)態(tài)過程。該過程既包括元素內(nèi)部的動(dòng)態(tài)循環(huán)，也包括元素間的動(dòng)態(tài)生成。設(shè)計(jì)元素之間的相互跳躍、迭代循環(huán)，尤其發(fā)生在原型與測(cè)試之間，能夠促進(jìn)原型的優(yōu)化;還發(fā)生在設(shè)想與原型之間，能夠促進(jìn)理想與現(xiàn)實(shí)的權(quán)衡。整個(gè)設(shè)計(jì)思維過程是動(dòng)態(tài)循環(huán)的過程，在實(shí)踐中，這種變化不是固定的而是難以預(yù)設(shè)的，需要設(shè)計(jì)思維導(dǎo)師（教師）根據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)者（學(xué)生）展開因地制宜的引導(dǎo)。

四、設(shè)計(jì)思維的教育價(jià)值

在教育變革中，靈活地應(yīng)用以上設(shè)計(jì)思維過程框架，有利于幫助教師形成面向?qū)W習(xí)范式的教學(xué)設(shè)計(jì)力，促進(jìn)教育教學(xué)的創(chuàng)新，幫助學(xué)生培養(yǎng)適應(yīng)未來需要的終身學(xué)習(xí)力。

（一）設(shè)計(jì)思維與學(xué)生成長(zhǎng)：適應(yīng)未來需要的終身學(xué)習(xí)力

對(duì)于學(xué)生而言，以設(shè)計(jì)師的認(rèn)知方式處理學(xué)習(xí)、工作與生活中的具體問題，能夠形成一種面向未來的終身學(xué)習(xí)力。它包含解決復(fù)雜問題的傾向、對(duì)現(xiàn)實(shí)問題的敏銳定義以及對(duì)問題解決過程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，以促進(jìn)創(chuàng)造性解決方案的生成。設(shè)計(jì)傾向蘊(yùn)含著學(xué)習(xí)者本人的基本價(jià)值觀，是對(duì)問題所存在的社會(huì)文化背景的理解，也是對(duì)美好生活的追求，這種傾向是學(xué)習(xí)者對(duì)解決問題的興趣與持久動(dòng)力的來源;從問題的定義到解決是學(xué)習(xí)者對(duì)設(shè)計(jì)思維的過程與策略的靈活運(yùn)用。學(xué)習(xí)者對(duì)設(shè)計(jì)思維的掌握，體現(xiàn)在面向設(shè)計(jì)思維的成長(zhǎng)型心智模式（Growth Mindset）的發(fā)展上，包括以人為本、合作化、可視化、迭代化和元認(rèn)知的心智模式[28]，其最終將導(dǎo)向創(chuàng)新自信力與創(chuàng)新能力的發(fā)展。然而，較少有研究者關(guān)注對(duì)這些心智模式發(fā)展的評(píng)價(jià)。如若我們能夠評(píng)價(jià)面向設(shè)計(jì)思維的心智模式，就能夠幫助學(xué)生更好地像設(shè)計(jì)師那樣思考問題，為其迎接未來學(xué)校、職業(yè)和生活中所要面臨的困難處境和復(fù)雜問題作好準(zhǔn)備。

（二）設(shè)計(jì)思維與教學(xué)變革：實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)的方法論體系

教育領(lǐng)域一直倡導(dǎo)通過創(chuàng)新教學(xué)法促進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。借助于設(shè)計(jì)思維變革教學(xué)，秉承以學(xué)為中心的理念，讓學(xué)習(xí)者到真實(shí)的生活場(chǎng)景中探索現(xiàn)實(shí)需求，通過團(tuán)隊(duì)合作提出滿足需求的創(chuàng)新方案，并通過原型制作來檢驗(yàn)方案的有效性。該過程有利于促進(jìn)建構(gòu)主義方法的深入應(yīng)用[24]，幫助學(xué)習(xí)者從知識(shí)建構(gòu)走向知識(shí)創(chuàng)新。d.school成立的“K12實(shí)驗(yàn)室”和“教育與設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)室”將設(shè)計(jì)思維作為基礎(chǔ)教育中的新型學(xué)習(xí)模式，旨在從中小學(xué)階段就開始關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

設(shè)計(jì)思維變革下的教學(xué)以項(xiàng)目為載體，將創(chuàng)新（即促進(jìn)創(chuàng)新生成的設(shè)計(jì)思維過程）作為學(xué)習(xí)過程。然而，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)對(duì)于現(xiàn)行教育體制下的教學(xué)是一個(gè)挑戰(zhàn)，它需要耗費(fèi)師生大量的精力。解決該挑戰(zhàn)的一個(gè)有效路徑是提供設(shè)計(jì)思維與學(xué)科教學(xué)融合的項(xiàng)目，而不僅僅是將設(shè)計(jì)思維應(yīng)用于獨(dú)立于課程標(biāo)準(zhǔn)體系之外的專門課程。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，未來教育將逐步從單學(xué)科走向跨學(xué)科，因此，設(shè)計(jì)思維與以STEM（Science，Technology，Engineering and Mathematics）為代表的跨學(xué)科教學(xué)的融合將成為未來的應(yīng)用趨勢(shì)。在實(shí)踐中，設(shè)計(jì)思維已經(jīng)被嘗試用于支持創(chuàng)客教育和STEM教育的教學(xué)法創(chuàng)新[29]。例如，斯坦福大學(xué)開發(fā)的“點(diǎn)燃！綜合設(shè)計(jì)思維與 STEM 課程”要求學(xué)生為發(fā)展中國(guó)家和學(xué)生自己所在的社區(qū)重新設(shè)計(jì)能源獲取方案[30]。該課程具有以下特征：以設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)項(xiàng)目為載體，基于真實(shí)的主題展開，學(xué)習(xí)者就身處于學(xué)習(xí)環(huán)境之中;以學(xué)為中心，學(xué)習(xí)者主導(dǎo)設(shè)計(jì)過程與學(xué)習(xí)過程;通過師生、生生等多方合作來尋找設(shè)計(jì)能源獲取方案的創(chuàng)意，并建構(gòu)與“能源”相關(guān)的知識(shí);以“能源”為主題重構(gòu)跨學(xué)科知識(shí)，建立了知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性;借助于互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)支持移情、原型等學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展;盡管每個(gè)小組的學(xué)習(xí)過程都包含了設(shè)計(jì)思維的五個(gè)設(shè)計(jì)元素，但是每個(gè)小組所經(jīng)歷的設(shè)計(jì)思維過程不同，因?yàn)檫@些元素是在實(shí)踐中動(dòng)態(tài)連接構(gòu)成的;等等。

（三）設(shè)計(jì)思維與教師發(fā)展：面向?qū)W習(xí)范式的教學(xué)設(shè)計(jì)力

教學(xué)設(shè)計(jì)力依賴于設(shè)計(jì)者對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)習(xí)者特征、現(xiàn)有的學(xué)習(xí)環(huán)境與資源的精確分析，關(guān)注如何通過組合各個(gè)教學(xué)要素來設(shè)計(jì)有效的教學(xué)活動(dòng)，從而解決教學(xué)問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者面向未來的終身學(xué)習(xí)力的發(fā)展。它是教師在履行崗位責(zé)任的過程中所表現(xiàn)出來的影響學(xué)習(xí)效果強(qiáng)度的重要參數(shù)。如今師生身處復(fù)雜的學(xué)習(xí)空間之中，教師需要為變革而設(shè)計(jì)：一方面，面對(duì)未來技術(shù)的驅(qū)動(dòng)、真實(shí)的互聯(lián)世界，出現(xiàn)了多樣態(tài)的學(xué)習(xí)形式，要提升學(xué)習(xí)的品質(zhì)，離不開教師精細(xì)化的設(shè)計(jì)[31];另一方面，新時(shí)代對(duì)學(xué)生的發(fā)展提出了新的要求，學(xué)生需要培養(yǎng)核心素養(yǎng)以應(yīng)對(duì)未來工作與生活的挑戰(zhàn)，從知能到素養(yǎng)的轉(zhuǎn)變需要借助于多樣化的學(xué)習(xí)活動(dòng)參與來實(shí)現(xiàn)，這也離不開教師精細(xì)化的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)思維能夠幫助教師建立技術(shù)知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)與內(nèi)容知識(shí)之間的聯(lián)系，平衡課程需求和學(xué)生需求的關(guān)系。教師對(duì)設(shè)計(jì)思維的掌握，有利于他們以設(shè)計(jì)師的認(rèn)知方式來創(chuàng)造性地處理教學(xué)問題，形成一種適應(yīng)學(xué)習(xí)范式的教學(xué)設(shè)計(jì)力，并最終通過設(shè)計(jì)與組織學(xué)習(xí)活動(dòng)的具體行為來表征。

研究者們已經(jīng)開始探索幫助教師借助設(shè)計(jì)思維設(shè)計(jì)面向素養(yǎng)培養(yǎng)、面向21世紀(jì)的創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)[32-33]。有研究在探索設(shè)計(jì)思維與學(xué)科教學(xué)結(jié)合的過程中發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)科教師對(duì)設(shè)計(jì)思維的不熟悉，設(shè)計(jì)思維導(dǎo)師對(duì)學(xué)科知識(shí)的不熟悉，導(dǎo)致他們?cè)O(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)項(xiàng)目中學(xué)科知識(shí)和設(shè)計(jì)思維二者相互分離，沒有得到很好的融合[23]。只有當(dāng)一個(gè)教師既熟悉設(shè)計(jì)思維，又熟悉學(xué)科知識(shí)時(shí)，才更易于設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的設(shè)計(jì)思維與學(xué)科融合的項(xiàng)目。因此，為幫助教師利用設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)面向?qū)W習(xí)范式的教學(xué)設(shè)計(jì)力，需要開展面向?qū)W科教師的設(shè)計(jì)思維培訓(xùn)。在培訓(xùn)中，不僅需要向教師介紹設(shè)計(jì)思維的過程與方法，更需要圍繞設(shè)計(jì)思維如何應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)展開具體案例的設(shè)計(jì)、研討、實(shí)施等探究活動(dòng)，幫助教師在培訓(xùn)中生成并完善設(shè)計(jì)思維促進(jìn)具體學(xué)科教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

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