青少年设计创造力及其培养策略

陈伟强

(浙江师范大学 教师教育学院，浙江 金华 321004)*

2016年的全国两会上，李克强总理在《政府工作报告》中提出“培育精益求精的工匠精神”，这表明培育工匠精神已上升为新时期的国家战略。工匠精神内含“尚巧”和“求精”等，[1]“尚巧”的核心内涵其实就是设计创造力。“中国制造2025”中也明确指出“提升产品设计能力”是八项战略对策之一，可见，设计创造力是实现此战略的根本突破点，是我国应对“创造力危机”和促进“中国制造”向“中国智造”转型的关键支撑点。青少年是国家发展的希望，他们的设计创造力水平将会影响这些国家战略的实现程度。而研究表明，青少年设计创造力，是先天能力和后天培养的综合结果，能够通过教育加以提高和改善。因此，开展青少年设计创造力培养研究具有重要现实价值与深远意义。

一、青少年设计创造力及其培养研究

(一)设计创造力及其内涵

创造力研究是全世界共同关注的核心问题。创造力的概念，源于1950年吉尔福特在美国心理学年会上作的题为“创造力”的著名演讲。此后，创造力研究的影响日渐扩大，研究方法愈加多样化，研究内容也愈加广泛。吉尔福特认为，创造力是指“能代表具有创造性的人物特征的能力”；美国州立罗格斯大学Gruber教授将创造性定义为“价值和新颖的统一体”；[2]美国明尼苏达大学Torrance教授将创造力表达为“流畅，灵活，独创性和精巧”。[3]北京师范大学的林崇德教授，把创造力定义为“为达到某一目的，运用一切已知的信息，产生出某种新颖、独特、有社会和个人价值的产品的智力品质”。[4]由此可见，国内外学者尽管对创造力尚没有统一定义，但对创造力的特征已有共识，即“新颖性”和“实用性”。“新颖性”指的是原创的、独特的；而“实用性”指的是合适的、重要的、有价值的。

从现有资料看，国内外对设计创造力的研究相对较少，但近年来已日益引起人们的关注。设计创造力，指的是技术领域设计创新的能力，是创造力的一个分支。设计是负责建构或改变环境的高水平认知功能，是实现社会进步的重要认知活动，其认知本质就是设计创造力。设计包含理解问题的领域或框架、产生最初的解决方法、精炼想法和细化等多个加工阶段，每个阶段都对应不同的信息处理方式、不同层次的解决方法、不同的迁移数量和方式、不同的心理表征及不同的计算机制，这就决定了提高设计创造力的关键是理解设计者在各个加工阶段是如何使用各种符号系统的。设计过程是从抽象模糊系统(如概念草图)到精确具体系统(如文本)的一个持续加工过程。抽象模糊系统依赖于联想机制，联想机制能够促进横向转换，从而拓展问题空间的宽度。精确具体系统则依赖于推理机制，推理机制可以促进纵向转换，从而推进问题空间的挖掘深度。因此，设计问题的解决需要抽象模糊系统和精确具体系统的结合才能顺利完成。

总而言之，设计是解决结构不良问题、解释和评估解决方案的一种特殊认知活动。而设计创造力，是设计者在进行产品设计时所具备的心理素质，即设计创新能力。这种能力，能够在一定条件作用下，激发设计人才产生解决问题的新思路和新方法。在中小学技术教育中，设计创造力是指学生在设计过程中所迸发出来的创造力，具体表现在学生的设计成果及解决问题的设计方案中。

(二)青少年期是设计创造力培养的关键期

习近平总书记在十九大报告中提出要“培养造就一大批具有国际水平的战略科技人才、科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队”，凸显了国家对高水平多层次创新人才的迫切需求。但是，目前我国人才结构不平衡，尤其是领军型创新人才较为缺乏。面对各行各业转型的时代背景，创新人才的匮乏已成为阻碍社会转型和创新发展的重要因素。因此，我们必须正视社会发展对创新人才需求与短缺的矛盾，迫切要求国家和社会高度重视青少年创造力的培养。

创造力发展存在不同的年龄阶段，创造性思维的发展变化与年龄有关。大量科学证据表明，青少年期是设计创造力培养的关键时期。著名心理学家Sternberg认为每个人都有创造力，但是青少年的创造力最强。[5]哈佛大学著名心理学家Gardner研究发现，科学创造力发展的最佳时期是14～17岁，到17岁时就已基本定型。[6]荷兰莱德大学的心理学家Crone和美国加利福尼亚大学人类发展协会的Dahl研究也得出，青少年是创造力发展的关键时期，发散思维能力在15～16岁时最强，而后慢慢下降，尤其在视觉空间发散思维方面，青少年比成人和儿童具有明显的优势。青少年期的视觉空间顿悟能力呈现台阶式的跳跃发展模式，这表明青少年期的这种创造力发生了质的变化。[7]正如美国心理学家Rothenberg所指出，青少年，而非儿童，是发展和培养创造力的最佳时期，童年早期尽管会出现创造力发展的先兆，但创造力动机和能力最先出现在青春期。[8]年幼的儿童在装扮游戏上的表现也能说明人类创造力的发展，尤其青春期是获取技能的加速期。但是，这种现象并非持续，与之同时，创造性思维也伴随着下降。换而言之，儿童创造力虽是天生的，但当他们成长到青少年时，创造力却开始逐渐丧失。

学校教育中的青少年创造力会有所下降和变化。在正式教育的早期，创造力通常会下降，但已有证据说明青少年的创造力可以得到改善。荷兰莱德大学心理学家Stevenson等人对青少年设计创造力训练成效的实证研究证实了这一结论。他们组织71名青少年(13～16岁)和61名成人(23～30岁)，应用“用途转换任务(AUT)”实施创造性思维训练。研究者对参与者的创造性思维能力、一般思维能力、规则切换能力三方面进行了两星期共160分钟的训练。结果发现，经过两周的训练，成人和青少年都提高了思维的原创性和流畅性。但在原创性方面，青少年比成人进步更大。这表明青少年比成人有更大的训练敏感性。[9]其实，有专家早就在动物实验中得出了类似的结论：在考察识别能力和反转能力的觅食任务中，青少年小鼠比成年小鼠更快学会识别和反转，更少出现固执和分心的错误，它们会进行更快速的选择和更集中的搜索。这表明青少年小鼠比成年小鼠表现出更佳的学习灵活性。[10]究其原因，是因为随着个体进入青春期，青少年会面临学习和适应的多种可能性，他们通过指导提高了复杂问题的处理能力，同时将获得更多的探索机会。这些研究都显示，青少年期是设计创造力培养的关键年龄阶段。

(三)技术教育是设计创造力培养的重要途径

设计创造力不是一门学科，而是一种实现结果的手段。因此，为了提高学生设计创造力，学校应在教学中有针对性地对学生进行培养。目前大多数国家采用的是通过开设通用技术课程(美国称为“技术教育”，英国称为“设计与技术”)来实现培养目标。该课程最早于19世纪80年代作为手工训练课进入美国课程，当时引入了传统的手工业技术，主要集中于常用工具的使用、技术设计和材料加工等。通过课程实施，让学生了解世界上真实物体的形成过程，从而激发他们的想象力，强化他们的抽象思维，这是其它学科不具备且做不到的。

教育实施过程中融入设计思维让每个学生都可以成为一名“设计师”，这能为学生的发展打开一片新天地，尤其是对于基础教育阶段的青少年来说更是如此。例如，上海市同济黄浦设计创意中学的特色PBL(Project Based Learning)课程，将知识输出的基础型课程与体验式学习的创新型课程相结合，以设计思维为导向，让每个学生、包括没有绘画基础的学生，能够将自己心中的想法通过设计表达出来。因为他们正处于思维塑造的最佳时期，而且每个学生都拥有丰富的想象力，把握好关键时机可以让他们构建起享用一生的思维模式，并促进其品格、意志和多种能力的全面发展。

今天，正如美国国际技术教育协会颁布的“技术素养标准”和英国的中学国家必修课程“设计与技术”所反映的，技术教育已被概念化地包揽了我们的技术世界，以设计为核心的技术教育，已涉及现实世界中的多个领域，如能源、建筑、制造、生物技术和通信技术等。以培养学生技术素养为目标的技术教育，尽管课堂教学还是以传统的方式实施，但该领域的前进方向始终与社会科技进步相一致。在技术教育课程变革中，最基本的学科目标还是紧紧围绕着帮助学生发现其它课程发现不了的天赋，以此激发其潜在的设计创造力。在英国，这门课程强调不仅要注重创造艺术，还要兼顾工业、农业、商业、技术等领域的技术开发；它主张“民主”，反对精英式的创造力培养，强调激发所有学生的创造兴趣和创造潜力。例如其中的《烹饪与营养》课程，要求中学生在理解饮食基本原则的基础上，学会烹饪技术和食物种植方式，并最终实现利用美味佳肴养活自己和他人的目标，设计包括食谱设计、器具革新、烹调工艺等。[11]不难看出，设计创造力被列为“产生新颖和有价值的产品的想象过程”，这一观点让技术(设计)教育变为现实，想象和制作成了该课程的核心内容。

(四)设计创造力培养应遵循的教育原则

对于创造性转型和运用而言，坚实的设计基础是非常必要的。如果学习者不主动学习，不积极运用，那么设计基础将无法建构，设计创新也将成为空中楼阁。这决定了技术教育是青少年设计创造力培养的最适切的路径，同时也启发技术教育实践者要遵循一定的教育原则。

第一，探索和创新。当学生要为自己的观点和方法负责的时候，我们要有正确的态度，支持学生的思维标新立异。例如，Osborn的头脑风暴就表明了对自己和他人的新观点表现出积极态度的重要性。优秀的头脑风暴者必须知道即使是最牵强的问题解决方法也不能批评；相反，应该鼓励他们产生更多独具一格的探索与创新的设想。杭州清泰实验学校就开设过一节“梦想课堂”课，教师将学生分为四个组代表四个竞拍公司，让学生通过头脑风暴设计不同的水槽，最后根据设计的水槽竞拍获取奖金，以此来锻炼学生的想象力和创造力。可见，教师不能简单地将知识作为产品进行传播，而应积极地为学生提供学习经验。这一原则突出了知识能够创造性地解决实际问题，能够解释困惑情况,这是克服“惰性知识”的一种有效方法。当学生通过发散思维创造性地解决问题时，要把这些成果迁移到学习和日常生活中去，特别是小制作、小发明和小论文创作中去。2016年，临沂沂州实验学校八年级学生王骁骁基于生活观察，发明了多功能肥皂盒，更是凭借这项发明获得了第67届纽伦堡国际发明展(IENA)金牌，这就是成果迁移的一个很好的例证。

第二，技术创造实践。通过假设技术情境进行创造实践，以刺激技术问题的思考和推理，这个过程不仅能帮助学生发展设计思维技巧，更能让学生认识到知识是在实践中产生的，他们是知识产生和变化的积极参与者，而不是他人所创造知识的简单消费者。因此，技术创造实践在设计创造力培养中起着不可替代的作用。2017年初，江苏省苏苑高级中学在高一年级试点引入“TEACH创新学园”的3D教育活动课程，以3D技术为载体，帮助学生将虚拟的设计想象以实物模型进行呈现，形态各异的作品激发了学生的设计创造力和动手实践能力。这种同时拥有视觉和触觉的学习方式，在实践中让枯燥的理论变得生动，对学生具有很强的吸引力，尤其是为学生的发散性思维训练提供了一个抓手。可以说，技术教育过程中，通过技术创造实践来训练学生的发散思维，已引起了广大教育者的重视。但发散思维只是创造性思维的一种形式，而且仅仅主要在创造早期起作用，对观念和信息的选择以及信息重组，更有赖于评价思维和批判性思维。这表明在技术教育的创造实践中，教师应端正一种教学态度，即在没有仔细检查他人的基础和假设之前，不应该轻易接受一种立场或观点；相反，一个人应该基于证据和逻辑坚持某种看法，而不是凭借印象和感觉。也就是说，设计创造力培养，不仅仅要借助于技术创造实践，同时要给实践者提供一种宽松且可拓展思维的环境。

第三，鼓励合理冒险。设计创造过程中不可避免地会遇到失败与挫折，关键是教师应引导学生将失败作为重新学习的起点，因而保护学生尝试新方法和坚持少数立场的自信和意愿相当重要。美国心理学家斯腾伯格总结的创造性人格的七个特征中其中一个就是适度的冒险精神；[12]美国心理学家威廉姆斯对创造性人格也提出了“创造性个性倾向”,包括冒险性、好奇性、想象力与挑战性等4个要素。[13]由此可见，合理的冒险是学生设计创造力的重要素养之一。因为学生的个性是创造力的来源，每个学生在课堂学习中都带有个人特质和唯一性。正如斯坦福大学的校训“让自由之风劲吹”所倡导的，设计创造应充分尊重学生的个性发展，为学生的设计和创造提供轻松自在的氛围。对此，Miller明确提出，教育改革应该紧密联系孩子的心理，定制个性化课程，以发现真正的人才。[14]因此，从实质而言，教师应做的就是把学生所具有的特质财富使用起来，鼓励孩子合理冒险，在冒险中让每个学生发现自己的优点，促进其个性化发展。

综上所述，对青少年设计创造力的培养，从消极方面来说，技术教育应该因势利导审慎而行，不能扼杀学生的设计创造潜力；从积极方面来说，技术教育应该创造一个学习氛围，鼓励学生合理冒险，让学生勇敢探索和创新。技术教育的意义不仅仅在于传播世界上已有的技术知识与技能，更重要的是帮助学生预见新技术发展的可能，让学生怀揣热情和坚持去不断追求无限的创新梦想，这既是为了我们所生活的社会，也是为了学生自身的发展。

二、青少年设计创造力的培养策略

(一)设计思维训练

为了发展青少年的设计创造力，学校正在寻找新的方法来增强学生的学习能力，一个特别有希望的方法就是利用设计思维。加拿大多伦多大学管理学院教授Martin认为，学生必须像设计师那样思考，因为设计思维能够增强学生的创造力，并帮助他们了解创新的过程。[15]

与一般的思维概念相比，设计思维在着力帮助学生建构知能体系的同时，更加强调如何引导学生发现知能与现实问题之间的关系，并由此形成创建新的知能以及解决更加复杂问题的能力。设计思维能力无疑对学生未来工作中的设计创新的贡献至关重要，正如瑞典哥德堡大学设计实验室创始人Johansson-Sköldberg等学者认为，设计思维在设计创新过程中将起着不可或缺的作用。第一，设计是一种创造，设计思维能够帮助人们创造出更多的人工产品；第二，反思是设计的核心，设计思维能够促进人们在实践中进行反思；第三，设计思维能够帮助人们解决结构不良问题；第四，设计思维是一种以实践为基础的活动，能够帮助人们更深入地理解事物；第五，设计思维能够产生创造的意义，这种意义存在于设计过程中，同时也通过人工产品进行沟通和传递。[16]

正因如此，目前越来越多的学校将设计思维训练纳入课程。国内外已经有相当多的设计思维训练方式，例如：专门开设一门设计课程，将设计思维融入现有课程中，等等。美国斯坦福大学的Goldman等人就对设计思维整合于K12课堂进行了实践研究，结果显示，设计思维可以为学生提供一套切实可用的思维方法，能有效培养学生的想象力及创造力自信。[17]北京师范大学智慧学习研究院陈鹏博士提出，初中信息技术课堂中可以尝试结合设计思维来进行App Inventor项目的开发，比如活动主题可以是“利用App Inventor制作整合力学知识的游戏”等。[18]其实，不论以哪种方式培养学生的设计思维，其目的都在于促进学生设计创造力的发展，以提高问题解决能力，建立自己的认知和社会技能。基于此，在训练学生设计思维的过程中，我们不应局限于某种方法或形式，而应紧紧把握培养的核心要点：第一，依赖学习者的认知能力，帮助学习者学会理解概念，并通过对概念之间关系的自我建构，形成逻辑自洽的学习制品；第二，促进学习者的深度思考，以已有知识和能力为基础，深入思考和挖掘新的解决方法；第三，紧密联系现实问题，以书本中的问题解决为积累，最终提高面对现实问题的设计创造力；第四，致力于学生的终身发展，让学生能够将在学校和课本中获得的知识和能力迁移到现实问题的解决中，获得面对未来世界的学习力。比如最早起源于美国麻省理工学院的“创客运动”，推动了全球创客教育的发展，其核心理念就是通过动手实践培养人的创新意识、创新思维和创新能力。

(二)产品创造策略传授

全球范围内，通用技术在解决问题、设计和施工技术等方面都趋于一致。[19]一直以来，该学科的标志都是作品的概念和实现。由于技术教育的成果通常以产品的形式呈现，这就决定了在技术教育过程中，指导青少年的创造性产品生成极为关键，而其中设计创造力又是产品创新的核心。

用不同类型的设计问题，来训练学生运用创造性策略解决问题，是提升设计创造力的有效途径。第一，问题导向的创造性设计。这种类型的设计目的是提高现有产品或系统的性能，以解决影响产品或系统主要功能的问题。采取的策略可以是解决最小的问题，即解决产品冲突，每次只需要对产品进行一部分改进。例如，使用发明问题解决理论的冲突矩阵和创新原理来解决产品中的冲突，从而提高现有产品或系统的性能。第二，功能导向的创造性设计。这一类型的设计目的是设计新的产品或系统，设计者要从现有产品中“跳”出来，结合设计的最终目标，找到达到设计要求的新产品。采取的策略可以是解决最大的问题，如改变产品的工作原理。例如利用“概念扇”，从科学基础中寻找新的原理，结合生活实际从一个具体的“点子”出发，采取逐步概念化的过程将解决方案分解成多个层次，再逐层细化。第三，形式导向的创造性设计。当确定产品的主要功能和相应实施原则时，可以通过改变产品的形状、格局或外观等方式设计新产品。设计中可以使用一些非逻辑性的思维方法，通过想法组合和任意启发等创造出新颖的设计理念。例如，学生要制作一个创意打火机，那么首先要明确打火机的功能定位，然后设计新颖有吸引力的外观，等等。

对于技术教师而言，能否对学生的产品进行正确评价，也是影响学生设计创造力发展的要素。美国明尼苏达大学工业教育学院的Moss和Duenk教授，建立了技术教育中评估创造性产品的最为适切的标准。他们向57名工业艺术教育家、2名测量专家和6名教育心理学家提交了该评价模型。专家们一致认为，该模型与现有的创造性理论和实践相适应。由此得出，独特性(原创性)和实用性是学生制作创造性产品的定义特征，当产品同时具有一定程度的独特性和实用性时，它便具有了创造性。[20-21]迄今为止，尽管评估技术教育学生的创造性产品的标准还在不断完善，但独特性和实用性仍是创意产品的两大基本特征。总之，教师必须设法客观地衡量这些属性，然后以提高学生设计创造力的方式教授学生。毫无疑问，教师具备一定的评价能力是这一策略有效实施的关键。

(三)组织学生创新竞赛

技术教育课程和实验室教育都能够刺激创造潜力，并允许学生在犯错中不断学习。除了产品设计和制作项目自身所固有的挑战之外，学生竞赛已成为设计创造力培养的重要兴奋剂。

学生竞赛中最受欢迎的一个就是超级赛事。例如，哪个团队设计和建造的车辆是最节油的。参赛学生在预先规定的竞争条件下制作、测试车辆，以展示设计的力量。学生竞赛的另一个竞技场是机器人设计，参赛学生在约束条件下设计和构建机器人。[22]为了完成这一设计，学生们要保留技术说明，描述设计和制作机器人的整个过程。内容包括草图和任何所需的数学计算等。对学生的评价包括机器人的设计和操作、数学和科学技能的应用、设计过程以及他们如何与对手竞争。在这个设计过程中，比赛的学生会产生数百种创造性设计。目前此类竞赛发展迅速，比如由美国三一学院Jake Mendelssohn教授创办的“世界教育机器人大赛WER(World Educational Robot Contest)”，每年全球有超过50多个国家的50万名4～18岁青少年选手参加各级WER选拔赛，获胜者不仅为自己、学校和国家带来荣誉，其获奖证明甚至还可以成为被大学(直接)录取的重要依据。此外，“国际青少年创新设计大赛IC(International Youth Innovation Design Competition)，秉承“创新驱动发展、设计改变生活、人才引领未来”的大赛宗旨，吸引着无数中小学生开展创业、创客、创新实践活动；由中国发明协会主办的“全国中小学信息技术创新与实践活动NOC(Network Originality Competition)，已成为展示中小学生优秀科技成果的重要平台。

除此之外，还有一些具有强大工程风格的设计挑战。例如，全球性纳米技术公司Nanobiosym的Goel研究员提出了一个要求学生“设计、创造并最终呈现一个微型的流体装置”的项目，[23]提供学生的器材有橡胶、纸板、胶水、胶带和圆柱形面壳等。这样的装置制作成功后，学生还需要作这一装置的相关汇报，包括进一步改进的可行性评估等。由于工程设计在技术教育课堂上的渗透，初始概念设计可能需要在设计分析前期预先进行铺垫。

事实上许多学生都喜欢技术创新竞赛，因为它将带给他们充分的自由想象和发明的空间。许多学生对发展机器人、制造捕鼠器、动力车辆或开发网站都非常感兴趣，他们往往不会觉得该课程的学习是一种挑战。

(四)多课程整合优化

青少年设计创造力的培养，仅凭单一的技术和设计教育，很难实现培养成效的最大化。进行多课程整合优化，以发挥各学科的内在优势，是青少年设计创造力培养的有效策略。

技术课程是一门高度综合的课程。正如《普通高中技术课程标准(实验)》中所指出：“技术课程具有高度的综合性，是对学科体系的超越。它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用。学习中，学生不仅要综合运用已有的语文、数学、物理、化学、生物、历史、社会、艺术等学科的知识，还要融合经济、法律、伦理、心理、环保、审美等方面的意识。学生的技术学习活动不仅是已有知识与技能的综合运用，也是新的知识与能力的综合学习。”[24]因此，在青少年设计创造力培养过程中，开展丰富多彩的技术教育势在必然，其有效策略是推动技术课程与其它课程的整合优化。

多课程整合优化要充分利用现有资源。第一，学科整合。学校应该根据课程的连续性、相关性和启发性整合相关学科，以此丰富学生的设计知识，拓宽学生的创新视野。如果能够整合更多的学术课程，那么学生学习技术的热情将能与纯粹的学术课程相联系，带来的不仅是给那些学术成绩优秀的学生增强技术探究的乐趣，而且给许多被认为在学术上表现欠佳的学生获得更高的成就感。如华中农业大学的杨欣等人提出的以“智能手机为中心的中学STEM教育课程”，就是期望通过多学科整合来发展学生自主创新的能力。[25]第二，资源整合。技术教育具有很强的实践性，学校要为学生的动手实践活动建设必备资源，包括通用技术专用教室、工具设备、制作材料等。除此之外，还要充分利用物理、化学、生物、信息技术等实验器具，结合技术教育中的不同内容和项目，充分调动多学科现有资源，以此形成资源共享格局，最大限度地拓展设计创造力的培养资源。第三，师资整合。教师作为课程的开发者和实施者，在学科整合过程中起着重要作用。因而，不论是校内各学科教师，还是校外各种教育机构从业者，都应积极开展协同合作，全方位提供学生对技术语言、技术文化、技术原理、技术设计等学习的资源支持。