面向小學生設計思維培養的折紙課程設計與實踐*

譚詠曄，胡 畔，謝 敏

（1.佛山科學技術學院人文與教育學院，廣東佛山 528000；2.廣東省佛山市禪城區佛科實驗小學，廣東佛山 518000）

隨著科學技術的不斷進步，科技創新成為了各個國家提高社會生產力和綜合實力的關鍵因素，創新人才作為科技創新的重要保障，是各個國家未來核心競爭力的重要組成部分。設計思維是指運用知識與技能創造性解決問題的思維能力，它是創新人才必需具備的重要能力之一。同時，設計思維與STEAM教育強調培養學生問題解決能力的目標高度契合。因此，培養學生的設計思維是促進我國創新人才培養與STEAM教育發展的重要內涵。

目前，我國中小學STEAM課程主要圍繞機器人、3D打印、激光切割等展開，對小學生而言，這類課程的設備操作存在一定危險，并且技術原理較為復雜。在實際課堂教學中，小學生往往只能簡單地模仿教師操作步驟，難以有效參與項目設計與制作全過程，無法真實體驗知識獲得的過程[1]，限制了學生問題解決能力和創新設計能力的發展。折紙教育跨學科、多樣性和趣味性的特點，能夠有效彌補上述課程的不足，對學生動手操作能力提升和設計思維發展具有重要影響，而設計思維以問題為導向、跨學科、模式化等特點又能夠進一步促進學生創新思維發展[2]。因此，以折紙課程為載體培養小學生設計思維，進而促進學生問題解決能力和創新能力的發展，是實施STEAM教育與創新人才培養的有益嘗試與重要途徑。

一、相關概念

（一）設計思維

設計思維最早由Peter Rowe在1987年出版的《Design Thinking》一書中正式提出，但目前并未形成統一的概念。國內外諸多學者對設計思維的內涵做出了界定，目前存在方法論、過程論、思維方式論三種。方法論的學者認為，設計思維是以人為本的創新式解決問題的方法論體系[3-4]。過程論的學者認為設計思維是一個分析、創造的過程，這個過程包括了探索問題、提出解決方案、制作和評價環節[5]。思維方式論的學者認為設計思維就是學習設計師構思的方法，觀察問題的角度，強調的是解決問題的心理過程[6]。綜合上述觀點，本文認為設計思維是以解決問題為目標，通過獨立思考、動手實踐，對解決問題的方案不斷地優化，高效地完成任務的過程。

自設計思維一詞被正式提出后，研究人員從設計思維過程的角度探討設計方法論，并提出了多種設計思維模式。目前使用最多、影響最大的設計思維模型是斯坦福設計學院提出的EDIPT模型，該模型將設計思維劃分為“同理心、定義、構思、原型和測試”五個環節（如圖1）。

圖1 斯坦福大學d.school設計思維模型

（二）折紙概述

折紙最早起源于我國隋朝時期，后來逐步傳播到日本及歐洲，最初主要作為玩具及裝飾藝術品在民間廣泛傳播。日本江滬時期，出版了第一本折紙書《Senbazuru orikata》[7]。12世紀后，隨著紙張被引入歐洲，折紙藝術在歐洲逐步發展起來，并開始應用于教育領域。1840年，德國幼兒教育家福祿培爾在幼兒園中首次將編織、折疊和剪裁的折紙作為兒童發展的教具[8]，自此，折紙作為一種教育形式正式在教學中使用。

隨著社會的發展和觀念的轉變，折紙開始注重作品的全方位展現，打破了傳統折紙的局部觀賞的觀念[9]。折紙技術被廣泛應用到數學、醫學、建筑、航空等多個領域，例如折紙機器人、微型行星探測器等。近年來國外學者開始研究折紙對培養學生設計思維的作用，學者Boakes[10]通過實踐發現折紙對培養學生的設計思維能力和跨學科素養具有重要價值，同時學者Miller[11]也多次指出折紙是設計思維發展的有效載體。

總體而言，折紙從兒童玩物到裝飾品再到供觀賞的藝術品，經過數百年的積淀，已經在各個領域都有所發展，而折紙的趣味性、跨學科和創造性等特點，讓折紙與設計思維的聯系更為緊密。

二、面向小學生設計思維培養的折紙課程設計

（一）小學折紙課程設計的目標與要求

小學折紙課程應符合學生的認知水平和思維特征，在課程設計上應遵循以下要求：①迭代性。折紙作品創作是一個不斷迭代優化的過程。②創造性。折紙課程注重作品的創新性，強調學生創造思維的培養。③協作性。折紙課程項目應引導學生協作共同完成項目任務。④跨學科性。折紙課程蘊含了STEAM教育的特點，應充分體現跨學科知識的綜合應用。

（二）小學折紙課程內容整體框架設計

目前國內外折紙教育相關內容較為龐雜，缺乏系統的課程體系，現有的主要折紙類型包括3D折紙、名片折紙、濕折紙和模塊化折紙等。根據小學生的生活經驗和精細操作能力發展水平，本研究選擇了3D折紙、名片折紙、模塊化折紙三種形式的折紙構建小學折紙課程內容框架，課程內容共包含五個主題項目，各個項目分別側重培養小學生不同的學科素養和能力，具體內容如表1所示。

表1 折紙課程整體內容框架設計

（三）小學折紙課程教學流程設計

本文將折紙課程教學過程劃分為主題探究、設計實踐和展示評價三個部分，基于EDIPT模型構建如圖2所示面向設計思維培養的折紙課程教學框架。

圖2 面向小學生設計思維培養的折紙課程教學框架圖

在主題探究環節，教師通過創設情境激發學生對現實問題的同理心，引導學生針對問題作出相應的假設并明確任務需求。在設計實踐環節，學生根據問題假設進行頭腦風暴，制定實施計劃并完成相應的折紙作品。展示評價環節，通過作品展示引發學生對問題進行再思考，并對作品不斷完善，具體教學實施過程如圖3所示。

圖3 面向小學生設計思維培養的折紙課程教學流程圖

三、小學折紙課程案例分析

基于對小學折紙課程的教學設計，以“神奇的紙飛機——距離機”課程項目為例進行具體分析。

（一）教學目標分析

結合學生的認知水平，“神奇的紙飛機——距離機”課程項目教學目標如下：①了解紙飛機的基本原理，以及不同結構、不同紙張紙飛機在飛行距離上的差異；②掌握紙飛機折疊的基本技巧，養成良好的折紙操作習慣；③學會與他人交往的技巧，形成團隊意識,養成主動探究并積極解決問題的態度習慣。

（二）教學活動設計

依據圖3所示教學活動流程，將“神奇的紙飛機——距離機”課程項目分為如表2所示四個教學活動環節。

表2 “神奇的紙飛機——距離機”教學活動設計

教師首先提出問題，利用同理心地圖幫助學生厘清思路，加深對問題的認知；然后，講解紙飛機相關知識，引導學生思考如何折疊紙飛機使其飛得更遠；其次，教師利用思維導圖幫助學生梳理不同類型紙飛機的差異，探究不同紙張與紙飛機飛行距離之間的關系；最后，通過世界咖啡等討論活動，引導學生發現自己小組作品存在的不足，并進行優化改進。

（三）教學評價設計

課程從過程性評價和總結性評價兩個維度出發，結合學生的作品和教學過程中的表現對學生進行綜合評價。一方面，利用自我評價量表，從課程參與度、作品完成度、團隊協作情況和對待問題的態度四個方面讓學生進行自我評價；另一方面，教師通過學生作品的外觀和實驗評價記錄表對學生學習情況進行評價。

四、效果分析

為檢驗折紙課程教學設計的有效性，本研究以佛山市某小學三年級45名學生為教學對象，選擇“神奇的紙飛機”項目作為課程內容，開展為期3個月的教學實踐。通過對教學過程中相關數據的采集分析，并結合對學生課堂表現的觀察總結可以發現，學生的動手實踐能力、團隊合作能力及問題解決意識都有較大提升。

（一）學生動手實踐能力得到快速發展

在紙飛機項目中，學生動手實踐與精細操作能力越強，其紙飛機作品結構的完整性和精確性會更高，在測試飛行過程中也能飛得更遠。在“神奇的紙飛機——距離機”子項目第一周教學中，學生紙飛機分組飛行測試的最遠距離為7.13米，平均距離為4.21米。在第四周最后舉行的紙飛機比賽中，學生紙飛機飛行距離有了非常明顯的提高，最遠飛行距離達到16.78米，平均飛行距離達到10.03米。此外，通過對學生作品和折疊紙飛機的過程觀察發現，大部分學生能夠逐步提升紙飛機折痕的平整性和準確性，作品結構更加對稱，整體精細程度更高。由此可得出，通過紙飛機項目的學習，小學生的精細操作能力、動手能力和觀察能力等都有較為顯著的提高。

（二）學生的團隊合作能力得到顯著提升

在項目實施初始階段，學生合作意識較為薄弱，小組合作任務完成效果不佳。在第一周教學實踐中，小組探究環節設置為15分鐘，但大部分小組的合作探究時間僅僅維持在5分鐘以內。此外，通過分析學生的小組探究記錄表完成情況發現，15個小組中只有5組學生完成了所有的探究任務并得出了探究結果，完成率僅為33.33%。結合對學生訪談可以發現，小組探究過程中，大多數學生都不愿意擔任記錄員，小組分工不明確，團體意識較差。為提高學生的團隊意識和合作能力，教師進一步明確了小組合作探究規則，要求小組學生輪流扮演記錄者，并且采取了組間競爭的方式，對完成較好的小組進行獎勵，以促進學生的團隊意識。在第五周的教學實踐中，有9個小組能夠按時并且順利地完成探究任務，完成率達到60%，沒有完成任務的小組主要原因是討論時間過長，導致實踐環節時間不夠。因此，教師將探究活動的時間調整為20分鐘，并要求小組討論時間固定為5分鐘。在第七周教學實踐中，有13個小組完成了小組探究活動，完成率為86.7%，并且部分小組能夠與教師主動交流探究過程中發現的問題和心得體會。

（三）學生的問題解決意識初步萌芽

折紙課程的主要目標是培養小學生的問題解決能力，因此教師主動引導學生發現問題尤為重要。在飛行測試過程中，紙飛機的飛行距離與狀態容易受到風、場地等外部因素的干擾。因此，如何減少干擾因素，提高紙飛機飛行距離是學生探究的主要問題之一。學生通過不斷地探究試驗，提出了各種解決方案。例如，在飛行開始前先進行風向與風速的測定，并順風投擲紙飛機。此外，學生還發現飛行距離與紙飛機的重心和結構有關，并通過各種方式調整紙飛機的重心與結構，以增加飛行距離。由此可見，紙飛機項目能夠促進學生不斷地發現問題、解決問題，從而促進他們的問題意識與問題解決能力發展。

五、結論

通過教學實踐發現，折紙課程在教學實踐安排和教學資源設計上仍有不足，后續將從以下幾個方面進行改進：①根據學生實際水平制定不同難度的教學內容，并關注學生知識學習和能力的綜合發展；②強調教師學科融合意識、全面的知識背景及教學設計創新能力；③充分準備相關教學資源并建立項目實施的規則與制度，為折紙課程項目的開展提供保障。

實踐證明，折紙課程不僅能夠有效培養小學生設計思維能力，而且對促進學生綜合實踐能力發展和提高學生問題解決意識具有重要作用。開發并實施折紙課程，既能夠豐富小學綜合實踐課程體系，也能為后續進一步開發小學設計思維培養課程提供可借鑒的參考案例與實踐依據。