设计思维支持下的小学创客教育实践探究

刘立云 赵慧勤

摘要：设计思维是指积极改变世界的信念体系，以及一套如何进行创新探索的方法论系统，包含触发创意的方法，其作为一种新的理念和方法论系统，在社会各个领域中都展现了魅力。因此，本文解读了设计思维和创客教育，并对设计思维指导下的小学创客教育实践路径、存在问题和策略进行了分析。

关键词：设计思维；创客教育；核心素养

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2018）17-0072-05

引言

在全球经济高速发展、科学技术不断进步的时代背景下，创新能力已成为国家核心竞争力的重要组成要素。开展创新教育，培养创新意识、思维和能力，打造创新型人才是创新时代对教育的新诉求。而如何培养适应时代发展的创新型人才，支撑创新时代的变革是当前教育界面临的巨大挑战。

设计思维

在当前信息爆炸的时代，我们对知识的获取并不能仅仅停留在知识的广度上，而是应该对知识进行更深层次的研究。究竟什么是知识？笔者认为只有那些能改变人的行动的信息才是知识，创新意识、创新能力、创新人才的培养都需要依靠对知识的把控。科学发明从来都是一个从无到有的过程，而设计思维中的设计就是对不存在事物的规划和想象，我们通过设计的思想来系统地看待问题，将看似不相关的信息通过智慧有效地连接起来，从而找出富有创意的想法。

思想和技术本质的差别就是思想离不开人的设计，要将技术和理论进行融合，离不开人的思维，人们并不是总能从自己所接受的教育中找到最佳的结局策略，也没有足够的能力储存所有信息以帮助自己在需要时找到最佳的策略。

人的大脑是用来思考的，而不是用来记忆的。如果比记忆能力，人类不及计算机的十分之一，但是却可以创造出计算机使其为人们服务，而这一切都源自思维。就此來看设计思维有以下特征：设计思维是人类认知能力的重要组成部分，他倡导通过与现实问题的联结来促进人们完善认知能力；设计思维注重设计与思维相结合，更加强调通过对思维的不断激发来促进灵感的生成，进而支持设计的创新，培养一种创新、创造能力；设计思维需要在解决问题中不断得到强化，设计思维主要解决一些“刁难问题”，这些问题的解决可能是困难的，解决的方案通常是不固定的，需要慎重的思考，而设计思维为这些问题的解决提供了诸如研究、分析、头脑风暴等值得借鉴的方法； 设计思维更加强调设计者如何对问题进行系统分析，如何综合使用自己的已有知识和技能，以及如何在权衡与对比中达成对问题的最佳解决路径，进而丰富和完善自身的设计思维层次。

创客教育

创客教育所倡导的是真实世界和理论知识的结合，它注重学习过程中的自主探究、交流合作、设计创新、问题解决及知识共享等。在设计思维的指导下创客教育大大地调动了对学生的创新精神、问题解决等综合能力的培养，并主张以实践为依托，以小组合作的形式展开知识的实践，以学生为中心，开展基于真实问题的探究性学习。

在创客教育的道路上，创客教育所提倡的设计创新、实践创新是培养学生探索思维的一个过程，而设计是实用性和意义性的结合。

设计思维支持下的小学创客教育实践探究

1.理论基础

（1）情境认知学习理论

情境认知学习理论认为“学习是情境性活动，没有一种活动不是情境性的”，而创客教育可以为学习者提供情境学习中参与的机会。围绕真实的问题情境，在导师的指导和成员的帮助下，学习者由浅入深不断地解决各种问题，其所掌握的专业知识与技能也在不断丰富，同时，学习者可以沿着旁观者、参与者到成熟实践的示范者这一轨迹前进——即从合法的边缘性参与者逐步成长为实践共同体中的核心成员。

（2）建构主义理论

建构主义认为，学习者是一个主动的知识建构者，强调外在作品的建造和学习者分享创意。在创客教育过程中，学习者借助技术工具和导师、学习伙伴的帮助，通过动手制作实现自己的创意作品，并在线上社区、线下创客空间进行展示分享。这符合建构主义所主张的学习者主动参与外在作品创作，同时让他们有机会表达自己的看法并与他人分享学习的理念。

（3）计算思维理论

计算机思维是未来人才所具备的核心素养之一，它最能体现信息技术的学科价值，因而渐渐成为许多领域的指导思想。计算思维会落实到一些问题的求解，在解决这些问题的过程中学习者会应用到结构分解、抽象、封装、多态、自动化控制等思想，而这类思想与创客教育的核心理念不谋而合。

2.设计思维指导下的小学创客教育实践路径

（1）学科关联

创客课程要求学生综合运用各个学科的基础知识与基础技能，通过数字化设计制造实践，旨在培养学生“面向问题解决”的核心素养。因此，创客课程更多地呈现出“工程类综合实践活动课程”的属性，并有着不同于传统的“分科课程”的独特的课程理念。创客教育是一项跨多个学科的教育，这与STEAM教育模式及理念有很多相似之处。STEAM教育是将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Maths）五大学科融合起来的教育，STEAM教育注重学生创新思维与实践能力的培养，创客教育则是提倡开发自己的创意，通过软硬件将创意实现成具体物品。可以看出，STEAM教育更讲究的是跨学科的“知识融合”，而创客教育重点在于将想法进行“实践创造”。两者虽本质不同，但又大体相通，创客活动需要STEAM教育提供知识理论基础，而创客实践则是STEAM教育的最终目的，两者在根本上是相辅相成的。

以北京某学校创客教育为例，该校在创客教育中陆续开展了多项通识培训、专题培训，并以项目模块为主导，进行实践教室的新建改建。在课程及活动设计中也进行了一些尝试，逐步建立起围绕重点项目的系列课程的创新实践探索。其具体创客内容、开展形式以及课时分配等如下页表1所示。学校秉承“让学生像科学家一样思考”的原则，还渗透了多学科整合的思想。同时，通过科研图表与科学探究的结合构建出知识图谱并利用图表解决科学问题的功能，让学生直观迅速地开展实验，并得到实验结果的过程，培养了学生的数学思维和计算思维。

在课程实践中，面对创新的教学内容，学校采用师生共同参与培训的策略。学校三十多位学科教师报名参加了3D打印机的制作项目。理论培训结合实践项目，教师慢慢将STEAM作为一种教学方法渗透到日常教学中。例如，综合课——火山，教师引导学生运用3D设计打印火山模型，通过化学实验模拟火山喷发过程，利用数学知识计算火山喷发影响的面积，充分体现了跨学科的思想。

（2）在真实情境中，构建学习共同体

在教学中，教师要打破传统教育的壁垒，以解决现实世界或真实情境中的问题为导向，强调将设计工作置身于问题情境中，以现实问题帮助学生理解所学内容，并围绕特定问题进行拓充，增加更多的实践以及创设适当的情境对学生进行迁移练习，培养他们综合运用科学知识解决问题的能力，提高学生的内驱力、自我效能感和创新力。

在创设教学情境后，教师可以引导学生通过小组协作的方式进行场景模拟、角色扮演、互动采访等，以此来进行问题解决。解决问题的多元化与生活化，组内交流的各抒己见、性格相融、思维的碰撞更容易激发出学生的不同思维空间。

以东莞市某小学基于项目学习的创客教学为例，教师为了让学生能自己设计旅游产品，采用项目学习的组织模式：教师在信息技术课堂引导学生自己动手，以小组合作的模式设计出一款“旅游产品”，包括出行路线、日期、天气等（如表2）。

本项目中，学生以解决实际生活中的科学问题为出发点，自主设计对比实验、开展实验、收集数据、分析数据、做出决策并撰写项目研究报告。项目综合了地理、数学、英语等学科知识，通过构建学习共同体，确定主题，分配任务，小组合作动手实践、成果展示，帮助学生在具体的项目活动中掌握科学思维的基本步骤，学会系统运用多学科知识解决实际问题。教师在设计项目时，遵循的原则是不过多干涉学生的学习过程，让学生成为真实情境中解决问题的主人，在必要时，以学生的学习促进者的角色，帮助学生反思和提升。

3.设计思维指导下的小学创客教育实践中存在的问题及对策

随着各地探索的不断增多，创客教育在实践中也出现了诸多问题。具体分析如下：

问题一：创客教育是否只是流于形式，而非发自内在的改变？

回顾中国近代的发展，从最初的“洋务运动”学习技术到后来的学习思想，再到马克思主义思想和中国社会相结合，我们可以看出改变不应只停留在技术层面而是应改变思想，并且结合自身教学实际来进行符合教育实际的改革，避免教育改革中的盲从。同样，创客教育的实践也应该遵从客观实际，不应该照搬照抄，应通过自主实践开拓出一条符合自身实际的创客教育之路。

问题二：创客教育的实践是否会增加学生的课业压力？

创客教育实践的推广注定不可能一蹴而就，这需要教师的不断引导和学生的积极配合，盲目的实践只会增加学生课业的压力，同时也会影响教师教学的开展，因而创客教育的实践应实现从无到有的逐渐递增，不断增加难度，而非一开始就设置很高的要求。

问题三：教师是否愿意去改变固有的教学方式？

对于创客教育的实践来说，不能强行要求教师改变固有的教学方式，若强行改变只会适得其反，使教师产生抵触情绪，进而懈怠地完成教学。学校管理层应引导教师将教学方式从注重知识灌输向注重创新能力培养转变。

问题四：学生是否愿意接受这种新兴的教学方式？

创客教育在开始时是否会受到学生的抵触我们并不清楚。因此，作为引导者，教师应充分激发学生的好奇心，让学生依靠自己的力量去探索创客教育下的多种学习方式，这样才能减少学生对创客教育的抵触心理。

问题五：通过创客教育是否完成了概念与设计过程的结合？

学科知识体系建立的目的是帮助学习者借助前人的经验来更好地认知世界，对于一个完整的学习过程而言，当学习者习得的知识与技能相结合后，必定会引发其深层次的思考。这种思维的改变是很难通过考试来验证的。所以我们只能不断提高问题的难度来验证学生是否能够真正将学科知识和设计实践相结合。

结论

目前，从创客教育的角度来说，对设计思维的认识还不够全面，理论层面还有所欠缺，没能形成属于自己的知识体系。我们也应明确在探索未知教育方法时，应保持审慎、冷静的态度，避免一哄而起、盲目跟风，避免主观性和随意性，同时还要吸纳教育心理学家广泛参与，增强其科学性和实效性，这才是设计思维和创客教育的基本准则，既注重“纸上谈兵”也注重实践。

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作者简介：刘立云（1978.7—），女，山西平遥人，山西大同大学教育科学与技术学院讲师，硕士，主要研究方向为创客、混合式学习、翻转课堂、数字化学习资源的建设。

基金项目：本论文受教育部重点课题基金支持：面向智慧教育的中小學学习空间研究与实践（项目编号：CSDP2017FS1104）；本论文受山西大同大学2017年度校级课题基金支持：互联网+下大同市博物馆移动学习平台的设计与开放（项目编号：2017K16）；本论文受山西大同大学2017年度校级教改项目基金支持：基于大数据的数字媒体专业程序设计类课程的个性化教学改革实践。