基于IDEO设计思维五阶段的信息技术教学方式

王蕾

教学现场

近年来，信息技术教师对学科的设计思维存有质疑。如何能够对现有的认知体系和教学过程进行变革，弥补重计算思维轻设计思维的缺憾，是当前的研究方向之一。

问题分析

设计思维是一个动态的综合认知过程，需要对教学方式、设计习惯、课堂结构等因素进行综合的考量。基于IDEO设计思维五阶段的教学，可以有效提升信息技术学习深度，是一种行之有效的教学方式。

● IDEO设计思维的理论界定与实施途径

IDEO设计思维来源于同名设计公司，它是由美国斯坦福大学毕业生创立，创办者大卫-凯利曾为苹果公司设计了第一个鼠标。IDEO设计思维模式，要求学生像设计师一样思考，可以为学习开发产品、服务、流程和战略的方式。这种被IDEO称之为“设计思维”的方法，把从人出发的渴望、技术上的可行性和学习效益的可持续性三者整合到了一起。落实在教学过程中，即从设计的角度出发，进行有效的思维创新过程。

IDEO设计思维突出建构主义学习的五个关键认知过程，通过一定的步骤将学习内容进行富有意义建构的组合：首先是发现，即将已经呈现信息的相关部分予以聚焦并将它们添加到短时记忆中;其次是解释，将选择后的信息组织为一个有内在联系的整体;然后是构思，借助教师等的帮助，将短时记忆中的信息与长时记忆中提取出来的相关知识之间建立外部联系;接着是实验;最后是编码，使工作记忆中建立的心理表征进入长时记忆中永久保存。

● 信息技术教学现状与主要问题

1.信息技术教学内容特点及分析

《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》中明确指出：在中小学信息技术教学中，培养目标可以归纳为三类：①在基础模块教学中，强调追求表现个性与特点的发散思维和人文精神;②在编程等邏辑思维能力培养的教育中，比较强调培养如何认识世界与发现规律的演绎、逻辑思维能力和科学精神;③编程类新技术类的内容中，强调的是追求解决问题与完成任务的可实现、可操作的计算思维与创新精神。

落实在具体的信息技术课堂教学中，学科教学有一定的教学需要，注重学生创新能力及综合协调能力的培养。设计思维是凝聚学生创新思维的有效支架，需要教师合理设置设计思维的内核。

2.当前信息技术课堂教学的现状

信息技术作为一门思维主导性、技能作品化的学科，进入常规化班级授课的时间较短，各类教学设计和课堂教学的案例有限。根据已有情况来分析，大部分的机器人教学强调技能的训练，常规设计形式为“教师演示程序→学生模仿搭建→学生练习→教师总结”。在常规设计中，教师注重技能的演示，忽视对创新搭建设计过程的关注，导致课堂类似传统工匠的作坊，学生缺乏必要的思维过程，无法进行有效的知识迁移，作品达成形式单一。

● 基于IDEO设计思维五阶段的教学策略

第一阶段——发现（Discovery）

发现阶段为设计思维的第一阶段，其主要任务是发现一个与课程内容相关的挑战主题，让学生了解挑战的内容及游戏规则，落实在信息技术教学中，即为学生创设合理的、符合学情的氛围及环境，激发“发现”的动机。

（1）原设计

《Scratch百变造型》是初学Scratch的常见课例。在例行的案例中，一般借助小猫的外形变化来学习角色的造型更换。常见的思维路径如下：两只小猫出场（一只没有造型，一只戴墨镜）→对比两者的不同→引出造型变化的特点→演示如何更改造型→学生练习→教师辅导。

（2）思考焦点

在上述过程中，小猫造型的变化并未有学生自身的意愿，因此练习的过程在于模仿，并未产生必要的发现需要。缺乏发现的过程，学生的思维没有足够的设计动机，因此课堂气氛沉闷，作品形式单一。

（3）改进型设计

在基于IDEO设计思维的教学活动中，首先让学生发现造型变化的秘密，尝试了解如何才能达到改变造型的目的，在此基础上，拉开自我设计的序幕。《Scratch百变造型》一课，教学建议如下：

师：（播放四组小猫变化的视频，分别是“变色”“隐身”“变多”“变大”）你觉得哪一幅最有趣，如果你是小猫，你会选择哪一种特技？

学生讨论自我的选择，找出自己喜欢的内容。

师：今天我们就化身小猫，来实现你选择的特技，想一想，你是怎么变化的？

生1：我身体的颜色发生了变化。

生2：我能若隐若现，像孙悟空一样。

生3：我能突然变很多自己出来。

生4：我能变成巨人！

根据学生的不同选择，教师引导学生讨论达成效果的变化规律，帮助学生发现需要设计的思维过程，明确设计目标，发现自身所需要的学习任务。

教学评析：IDEO设计思维过程，强调学习的主观发现。教师提供的四个案例是简单易探究的，避免了游戏的难易程度对学生学习的限制，将游戏案例变为角色的变身。通过这样的设计，学生能够对即将实现的作品产生一定的预设，也能实际感受到，Scratch究竟为何物、能做何事。

第二阶段——解释（Interpretation）

解释阶段为设计思维的第二阶段，其主要任务是指师生解释自己观察到的事物，将自己观察当中有意义的部分转化为可行的设计机会。

（1）原设计

《认识碰触传感器》是机器人模块中的经典内容，一般通过制作智能模拟台灯的方式进行学习。学习流程如下：教师展示智能台灯→分析台灯组成→搭建模拟台灯→编写程序→调试程序→交流总结。

（2）思考焦点

在以上过程中，有关碰触传感器为何能控制台灯开关的问题，始终悬而未决，学生不能达到有效思考的目的，因此，该教学缺乏思维创新的过程，有待进一步优化。

（3）改进型设计

在基于IDEO设计思维的学习中，“用碰撞传感器控制台灯开关”的过程可通过分解问题的形式推进，将大问题化整为零，分步释疑，提供深层思维的空间。建议教学过程如下：

问题1：解析环境的类型（○无光 ○有弱光 ○有强光）。

问题2：传感器检测分类（○有碰撞 ○无碰撞 ○加载旋钮）。

问题3：程序解码的方式（○模块参数设置 ○源代码修改 ○依据环境重新定义）。

问题4：平台与智能台灯的连接（○直连式 ○编译式 ○二次编码式）。

综合问题：用碰撞传感器控制台灯开关，用旋钮控制明度等多种运动形式。

教学评析：以上案例包括三次解释过程，包括解决问题的边界条件、是否触及及是否加装旋钮。当条件不满足时，台灯无运动;当条件满足时，台灯点亮。在此过程中，学生的活动是细化的、泛化的、可掌控的。学生只需遵循相应的学习主线，就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。

第三阶段——构思（Ideation）

构思阶段为设计思维的第三阶段，其主要任务是帮助学生进行合理的思考，构思需要创造什么，产生大量针对目标的新想法。

（1）原设计

《Scratch用声音控制小猫》是编程单元的经典课例，该课知识点主要是通过外接的声音固件控制Scratch角色的动作。已有的教学设计中，教师原本设计了“看一看”“试一试”“用一用”三个教学场景。但在试教中发现，部分学生完成“看一看”的任务后，没有进行下一步的探索，而是停留在该场景中，继续机械地重复“看”的过程，影响了预设中“试一试”环节的推进。

（2）思考焦点

以上环节为常见的设计过程，教师原来的设计任务为“看一看”（对应导入部分）、“试一试”（对应新授声音模块部分）、“用一用”（对应巩固角色根据命令运动部分）。其中“看一看”部分设计的是小猫角色在夜晚的路灯下随着人的命令行走，根据声音大小调整速度。由于学生没有让“猫”跟随人声行走的经验，以上过程构思并不符合生活实际，因此效果不理想。

（3）改进型设计

在基于IDEO设计思维的学习中，突出构思的重要作用，将原本的三个环节进行优化，将选择权交还学生，教师给学生足够的构思空间。建议教学过程如下：

将“看一看”的角色更换为宠物狗，将任务描述变为：带着小狗去散步，先遇到了吱吱叫的小老鼠，小狗会（     ）;又遇到了狂吠的大狼狗，小狗会（     ）;最后遇到了小伙伴，比赛跑步，小狗会（     ）。三个情境的设置，使得主题贴近学生生活经验，将任务变为三个明显音量变换的主体，让小狗能够明确地进行后续的动作。

教学评析：在Scratch的学习中，不同任务内容的构思方式，会对学习动机产生较大的影响。本案例中，从“小猫逛街”变为“遛小狗”，引起学生注意，借助其自由的经验进行关联。学生能够从任务主题的描述中，清晰地了解活动规则和任务目的，继而推进学习的需求，为下一步的学习过程产生良好的心里预设。从实际教学来看，此种设置方式起到了较好的教学效果。

第四阶段——实验（Experimentation）

实验阶段为设计思维的第四阶段，其主要任务是指通过实验建立想法的原型，在建立过程中与他人相互分析和学习这些想法，从中获得直接的反馈，进一步提升和改进想法。

（1）原设计

在程序设计单元《VB中的赋值语句》一课中，教师设计了加法计算器，要求学生设计一个完整的程序。授课中，虽然大部分学生基本实现了任务，但是课堂中整体氛围沉闷，部分学生在被动的状态下，简单模仿了教师的搭建过程。在自我构建环节中，任务达成率较低，成为本课教学中的问题之一。

（2）问题核心

程序设计单元中缺乏必要的实验过程，教师演示，学生模仿。因为缺乏必要的试错和实践，学生在做完该程序设计后，迁移能力却没有同步形成，在更换任务要求时，出现茫然不知所措的情况。就其本质来说，前一步的内容设置是封闭性的、机械的、没有计算思维的构建过程，因此，学生的学习动机是低下的，缺乏必要的主动建构过程。

（3）改进型设计

在基于IDEO设计思维的学习中，实验部分的比重加大。本节课中，赋值过程借助加法计算器进行多项实验，鼓励学生试误与调试。建议教学过程如下：

师：课前我用VB设计了一个简单的加法计算器，请大家自学教材，也试着编一编。

学生自学教材或者学习单，感受程序。

师：现在我们看一个用VB编写的一个好玩一点的游戏——拼图游戏。（把程序发给学生，明确玩两分钟）

学生用两分钟的时间体验拼图游戏。

师：大家有没有成功地把图拼出来？是有一点难度，但是拼图游戏的设计和实现并不困难。除了拼图游戏，还有我们大家熟悉的“打地鼠”“贪吃蛇”游戏，都可以用VB编写出来。（展示“打地鼠”“贪吃蛇”游戏）

师：请找到你喜欢的游戏项目，用VB语言来尝试编写一个程序吧！

教学评析：在实验为主线的设计中，学生的选择变得丰富起来，既有书本相关的“加法计算器”，也有通过VB程序编写的不同类型的小游戏。在这些小游戏中，内容进行了有坡度的、多次实验的过程，適合每个人的需要，鼓励学生自我认同，学习动机也得以持续。

第五阶段——演化（Evolution）

演化阶段为设计思维的第五阶段，其主要任务是师生对已尝试过的问题解决方案进行逐步的改进，不断推进项目及学习内容的深入，形成阶段成果。

（1）原设计

《WPS封面制作》是常见的信息技术课例，常见流程如下：教师演示→封面的制作方法→学生草拟设计→自行设计→制作书籍或者杂志的封面→小结与展示。展示中，作品千篇一律，缺乏亮点，与教师初衷大相径庭。

（2）问题核心

出现此种情况的关键在于，教师的教学重点停留于技能的教授，缺乏对相关知识的链接。单调的技能导致学生很快处于疲劳状态，难以维系学习动机。

（3）改进型设计

在基于IDEO设计思维的学习中，突出演化的过程：将封面制作和相关学科及信息技术学科的原有知识进行串联，引起学生知识本身的链接。建议教学过程如下：

教师提供多种封面的范例：古典风格的《红楼梦》、流行小说风格的《流浪地球》、科幻风格的《三体》、经典绘本风格的《哪吒闹海》、宣传画册风格的《新赤壁之战》。学生选取喜欢的风格，建立自身的设计目标，确定构图，进行自我订制的封面创作。

教学评析：在改进版的设计中，封面的外延进行了拓展，这样的设计方式，有效地激发了学生深度学习的渴望，又避免了因流程的复杂而影响学生的主观诉求。

● 整合性主题教学模式的教学反思

基于IDEO设计思维的学习，旨在帮助学生构建良好的设计情境，实现对元认知内容的深度挖掘、接受多重相关内容的正迁移。在上课过程中，教师根据一定的学科理论和认知基础，选择适宜的教学策略。同时兼顾自身的教学风格，因地制宜，因人而异。在具体教学中，应关注以下内容：

首先，设计评价的变革。在基于IDEO设计思维的教学中，关注点应侧重于过程性评价，将学生的情况及时反馈给教师，以便教师调整教学策略。除此之外，还应提供开放的评价标准，提升反思效能。

其次，教学环节的变革。在基于IDEO设计思维的教学中，总结是集大成的环节，是学生深度学习的工具。例如，采用认知图示，帮助学生构建知识框架;利用学习脚手架，辅助学生提炼知识和思维的关键点等。

最后，学习深度的适度。强调学习深度依据学生的实际情况，为其提供适宜的深度。例如，对于AR等前沿科技，因其背景技术和相关知识较为复杂，在教学过程中，可以蜻蜓点水的方式让学生体验其工作方式和基本原理，但不能过于深究其背景技术等远超学生认知能力的内容。