設計思維視域下“現代教育技術”公共課教學模式構建與應用研究

王 健, 劉惠子, 閆昭存

(遼寧師范大學 計算機與人工智能學院,遼寧 大連 116081)

當前,在全球數字化的時代背景下,科技創新能力逐漸成為世界市場經濟和國際核心競爭力的必要組成部分,創造性科技人才也日漸成為各國彰顯強大綜合國力的關鍵.2019年10月,教育部發布的《關于一流本科課程建設的實施意見》中明確指出:一流課程建設是以培養學生深度分析、勇于創新、解決復雜問題等高階思維能力為基本目標和原則[1].如何培養多元復合型創新人才以支撐時代發展變革成為我國教育改革的重要方向[2].

作為培養師范生信息技術應用能力的公共基礎課,“現代教育技術”課堂教學中存在偏離教育技術發展趨勢,教學模式單一陳舊等問題[3-4].基礎教育信息化的發展不僅體現在基礎設施建設上,更重要的是提升學生、教師的核心素養[5].而設計思維是從理解人的實際需求出發,借助一定的工具或方法,綜合運用多學科知識,采用創新手段,形成具有創造性的解決方案[6].因其更強調發散性、靈活性、聯想性的思維活動,設計思維的理念、過程、工具與方法等逐漸被融入課程設計與實踐中以指導教學,為課程知識內容的深度融合和綜合運用提供了全新視角和路徑.本文嘗試在設計思維理論的指導下,以“現代教育技術”實驗課程為依托,結合課程內容和特點,積極探討如何基于設計思維開展教學新模式,更好地引導學生通過敏銳的洞察力和多維視角進行設計與實踐,解決真實情境中的問題,從而實現對知識的深度理解和價值塑造.

1 設計思維與EDIPT模型

1.1 設計思維的內涵與發展

設計思維又稱為“設計性思考”,是指規劃設計某些不存在的事物,在此過程中整合聯結看似毫不相關的信息內容,并逐漸形成具有創造性的想法[7].由于設計思維關注來自真實情境的問題解決,通常被作為一種融合多學科知識以創新解決真實問題的新方法進行應用,這與當前社會對多元復合型創新人才的培養需求相契合.基于此,研究者將設計思維引入教育系統,廣泛應用于基礎教育、高等教育等領域[8].例如:Maureen Carroll等學者將設計思維融入中學地理課程中,對教學系統進行重構.實踐表明設計思維在強化學習趣味性,提升創新創造能力,促進協作交互方面具有積極作用[9].美國斯坦福大學以設計思維為指導,開發了d.loft STEM Learning系列課程,以培養學生創新創造力.目前,我國對于設計思維課程的探索開始聚焦于實踐型、復合型的課堂教學,如將設計思維用于指導數學課堂教學,將其與3D打印技術融合,以優化學習過程,促進知識內化[10].陳鵬以“設計思維”為核心設計理念,將技術與數學、科學等學科知識整合,開展跨學科項目實踐[11].上述研究表明,設計思維為學習者提供了思維模式的新視角,知識拓展的新路徑.

1.2 EDIPT設計思維模型

契合創新人才培養需求,需要結合具體學科內容,以設計思維理論為指導,對具體課程或項目進行有效的教學設計,并基于不同的需求或教學目標構建有針對性的教學模型.早期,面向設計思維的課程主要是依據Simon提出的“研析-融合-評定”三階段單向模式[12].創新設計公司IDEO在前人研究的基礎上,針對設計思維的教學模式進行了改進與完善,課堂教學圍繞探索發現、解釋說明、構思設想、開展實驗和評估改進5個環節展開[13].為進一步促進設計思維與教學實踐的融合,斯坦福大學提出了目前在教育領域創新課程中使用最為廣泛的EDIPT模型,即教師按照同理心(Empathize)、需求(Define)、創想(Ideate)、原型(Prototype)、測試(Test)5個步驟組織學生進行作品設計等.

在實際課程教學中,若依據EDIPT模型來組織和開展教學活動,首先需要教師從宏觀上對系統知識體系進行重構設計,圍繞真實問題開展創造性的活動或項目.在此基礎上,依據EDIPT5個步驟規劃設計課程內容:①同理心環節,通俗來講,就是換位思考,借助觀察、傾聽、調查等多種方式以此來獲得對某種客體的共通感.②需求環節,即在收集大量信息的基礎上,明確定義用戶需求,精準凝練問題內容,為下一階段尋找可行解決方案提供方向.③創想環節,打破慣性思維,展開頭腦風暴,盡可能多地提出創造性解決問題的方法.④原型環節,依據頭腦中的創意想法制作出粗糙、簡單的原始模型.⑤測試環節,對制作出的原始模型進行測試和迭代完善,直至滿足用戶需求.

通過對EDIPT模型的構成要素及實施流程的分析,發現其強調學習者發散思維,積極參與教學實踐活動,提升自身的動手實踐能力以促進有效學習的發生;而教育者在授課過程中要努力創設良好的學習情境,幫助學習者依據設計的學習活動鏈建立起所學知識與現實生活的聯結.

2 設計思維視域下“現代教育技術”課程教學模式構建與案例設計

2.1 “現代教育技術”課程教學模式構建

在教育信息化背景下,“現代教育技術”課程肩負著培養高校師范生信息素養的重要使命,但研究表明,我國師范生的信息技術應用能力整體情況確不盡人意,存在信息化教學創新能力不足、對信息技術與教育教學的深度融合理解不到位等問題[14].在教育創新的時代背景下,課程建設強調構建清晰且有利于學生素質結構優化的課程體系,探索多樣化的教學形態[15].基于此,面向各學科師范專業未來教師職前培養的“現代教育技術”課程亟須在課程培養方面進行優化與改革,但目前來看,此課程在教學過程中還存在如下主要問題:①課程教學內容相對陳舊滯后,難以調動學生學習興趣、參與度不高,缺少引導學生開展深度思考、交互合作的活動內容[16];②課程內容繁多,導致學生對技術工具的了解和使用仍處于簡單理解和淺層應用,缺乏對高階思維能力的訓練;③教學方法和教學手段相對單一,實踐教學多停留在“講-練”模式,促進綜合技能的深度實踐基本缺失,致使學生的自主創造能力以及小組協作學習能力得不到培養.這些問題在一定程度上制約了課程教學質量的建設,因而有必要對課程設計與實踐進行創新探索.

本研究采用設計思維為“現代教育技術”課程的教學實踐提供指導,對課程原有知識體系與教學模式進行整合重構設計.以提升學生設計思維能力為目標,以項目任務為載體,以實踐體驗為促進,參考EDIPT模型,構建了融入設計思維的現代教育技術課程教學模式,如圖1所示.具體來說,是在融合課程教學內容的基礎上,借助EDIPT模型引導學生開展基于真實情境的項目實踐活動,歷經“共情-定義-構思-原型-測試”的思維過程,助力學生對基礎知識的深度理解與技能工具的靈活應用,促進其問題解決能力、創新能力的提升.

此教學模式具體實施包含5個核心階段:①共情驅動;②定義問題;③構思設計;④原型制作;⑤測試展示.每個實施階段圍繞學習者和教育者2個主體對象劃分了學生活動和教師活動兩部分,同時在對應的實施環節為學習者提供相應的工具方法等作為支撐.依據設計思維循環迭代發展的特性,教學活動的每個環節并非線性關系,而是根據學習者的實際需求,循環往復地開展相關活動以完成作品的設計與制作.

共情驅動階段:教師要在考慮學生學情的基礎上,以現實生活中的真實問題為依托,創設出良好適切的教學情境,為任務內容做好鋪墊.學生則通過觀察感受圖片、視頻等數字媒體呈現出的項目情境,將自身融入其中逐步建立起同理心,驅動學習者對項目任務進行深入思考,并借助同理心地圖對目標對象的需求進行分析從而發現問題.

定義問題階段:為了使學生更有效地完成問題定義,教師應啟發學生進行思考,引導其梳理發現的問題,進而形成具體的內容表征.學習者在明確目標對象需求的基礎上,開展組間頭腦風暴活動,從問題中激發靈感,討論并聚斂創意想法,最終確定需要解決的問題.

構思設計階段:此階段主要聚焦于組內成員們創意想法的具象化.教師要充分發揮學習引導者的角色作用,組織交流協作并提供相應的教學支架,例如:項目報告單、思維工具等.學生則結合相關資源,集思廣益,通過分享交流、小組協商等方式反復對比,以實現創意的篩選或合并,最終形成凝聚集體智慧的設計方案并繪制草圖或流程圖.

原型制作階段:教師需為學生提供學習支持服務,并對原型制作過程中遇到的問題進行針對性指導.學生則借助思維導圖等工具將設計方案可視化,合作分工完成原型作品.面對不易解決的難題,學生需進一步細化設計,修訂原型.

測試展示階段:教師組織學生進行作品展示,采取組間互評、教師評價、學生自評等方式對作品質量與活動表現進行綜合評價.學生結合對原型作品的測試反饋,對設計方案進行再思考再設計,以進一步優化完善作品.在作品展示環節,學習者針對所學知識內容、作品設計思路、小組合作情況等內容進行分享交流,反饋評價,形成最終的原型或作品.

2.2 “現代教育技術”課程案例設計

結合課程中的實驗內容,本研究以“留守兒童繪本動畫”為主題項目進行開展,旨在讓學生綜合利用技術工具設計繪本動畫作品的同時,體驗設計思維在創意實現和解決問題中的積極作用.課程以模塊化的方式組織,具體如表1所示.通過基于課程內容和設計思維過程來設計并制作繪本動畫,進一步促進學生對知識的深度理解和應用遷移,提高其解決問題的能力.

表1 課程內容模塊設計Table 1 Curriculum content module design

課程圍繞“留守兒童繪本動畫設計”主題劃分了3個模塊,各模塊在教學內容與能力目標上逐漸深入、螺旋上升.模塊3作為設計體驗活動,需要學習者結合模塊1學習的設計思維方法,綜合運用模塊2中學習的操作技能進行探索實踐.繪本動畫設計將學科知識和實踐應用進行有效聯結,幫助學習者獲得對知識的全面理解和靈活運用,課程活動的詳細內容如表2所示.

表2 “留守兒童繪本動畫設計”課程活動設計Table 2 The course activity design of “Animation design of Books for Reftbehind Children”

(1)共情驅動階段:提出任務,情境共情

本環節中教師首先向學生拋出有關留守兒童的問題,學生對此展開討論交流.然后,教師播放關于“留守兒童健康安全關愛行動”的視頻短片,讓學生發散思維,結合自身的真實體驗或感受進行思考:“如果你是一名設計師,你想創作什么樣的內容以幫助留守兒童更加健康快樂地度過青春期?”教師提示,本次活動主要使用基礎階段學習的技術工具來嘗試解決大家所提出的想法,并要求完成實物作品的原型.在教師的組織引導下產生不同主題的項目小組,通過對項目主題的梳理整合,將其歸為三類:①健康安全類,如交通安全知識宣傳、飲食健康、兒童預防性侵科普等;②文化故事類,如寓言故事、二十四節氣等;③自然科學類,如環保衛士、海底世界、智能機器人等.為了使各小組更加明確項目任務,教師鼓勵小組成員以多視角來探討思考問題,并完成同理心地圖的繪制.

(2)定義問題階段:需求分析,定義問題

本環節中學習者需整合同理心地圖中的信息,進一步探查目標對象的需求,從而能夠對項目主題的痛點進行分析歸納.在此基礎上小組成員根據課程的知識內容進行頭腦風暴,清晰描述需解決的問題,并以表格的形式呈現原型作品制作過程中“需要知道的”和“需要做的”進行陳述分享.表3呈現的是“交通安全知識宣傳”小組定義問題的過程.在教師指導下,各小組成員針對項目主題進行討論探究,主要圍繞繪本動畫內容的設計,制作過程中所需的技術工具和相應的操作功能,了解不同技術工具的優勢和不足,熟悉完成項目的基本流程等內容展開.最后,師生共同建立作品評價的標準,主要從內容性、技術性、創新性、科學性、價值性、藝術性等方面進行評價.

表3 “交通安全知識宣傳”小組的問題定義表Table 3 Problem definition sheet for the “traffic safety knowledge promotion” group

(3)構思設計階段:創意構思,方案設計

本環節中小組成員結合已掌握的知識和技能,針對各組的主題任務展開頭腦風暴式的創意構思,并共同分析對比篩選出其中優秀的想法,或將小組成員的創意想法合并,使思維逐漸由發散轉向聚斂,最終確定出各組的項目設計方案.在此過程中,教師鼓勵小組成員充分利用思維導圖等思維可視化工具,將設計思路具象化,使項目作品的創作構思變得更加清晰.在整個環節中教師需向學生提供學習支架,如借助學習通平臺向學生介紹萬彩動畫、focusky等趣味應用,提供講解視頻的網頁鏈接、優秀案例作品等,以開闊學生的設計思路.

(4)原型制作階段:制作原型,迭代修訂

本環節是小組成員將設計方案物化的過程,學生綜合利用課程所學的技術工具和教師提供的拓展資源完成初步原型作品的制作,并在方案記錄表中將具體實踐的流程進行記錄.最后,各小組依據作品的評價標準進行組內測試,分析作品中存在的問題或不足,并進行適當的調整修訂.例如:“交通安全知識宣傳”小組發現由于初代作品中沒有旁白和人物的配音,不利于目標觀眾對動畫短片的深入理解,經過小組成員的角色扮演,實現作品的迭代優化.在本階段的教學實踐中,授課教師應關注各小組出現的問題和完成進度,及時給予針對性指導.

(5)測試展示階段:展示原型,評估反思

本環節教師組織學生進行作品展示,各小組利用多媒體設備分享學習成果,闡述作品的設計思路或設計要點.學生相互觀看作品的同時,依據教師提供的作品評價表開展互評反思.在獲得來自同伴和教師的反饋意見后,各小組還可以思考作品如何進一步完善優化.

“留守兒童繪本動畫”主題任務將設計思維與現實世界中的真實問題緊密結合,歷經設計思維的系列實踐活動,學生共情觀察能力與動手實踐能力得到了培養,設計思維能力也在實踐操作的過程中得到進一步的強化和發展.學生之間的思維碰撞,使其逐漸從被動接受知識向主動學習探究轉變.教學案例采用“邊探究、邊學習、邊實踐”的模式展開,由于課時的限制,只組織學生完整進行了一次作品的迭代優化,對于還能夠進行改進完善的作品,由小組成員在后續課外時間自行安排.

3 設計思維視域下“現代教育技術”課程教學效果分析

本研究選取某師范大學英語專業(師范)的65名本科二年級學生作為實驗對象,以現代教育技術課程的實踐內容為依托,開展為期8周的教學實驗以檢驗教學效果.通過問卷調查、訪談等方式多角度分析學生在設計思維方面的表現與提升效果.

3.1 調查問卷對比分析

為檢驗現代教育技術課程中基于設計思維的教學模式是否有助于學生的思維能力發展,本研究依據Royalty等[19]提出的《基于能力的創意代理量表》對學習者在學習過程中的設計思維技能進行評測和分析.調查問卷分別在開展主題項目教學的活動前和活動后通過網絡形式發放,收集兩次問卷的調查數據,并對前后測數據進行配對樣本t檢驗,如表4所示.

表4 設計思維技能發展情況的配對樣本t檢驗結果Table 4 Paired sample t-test results of design thinking skills development

由上表可知,實驗班設計思維技能的平均值后測明顯高于前測.從顯著性可知,學習者在設計思維技能維度上的p值遠小于0.05,達到了統計學上的顯著性差異.由此表明,實驗班經過此模式的教學后,學生的設計思維水平確實有了明顯的提升.教學實踐之后的調查也進一步證實了此結論:結果顯示,98.46%的學生認為自己的實踐操作能力有較大的提升,90.77%的學生認為此教學方式對自己發現與解決問題能力的提升有很大的幫助.在課程滿意度方面,調查發現,63%的學生對課程安排和教學方式表示“非常滿意”,27.6%的學生表示“比較滿意”.總體來看,學習者較為認可和滿意課程的形式和內容.

3.2 深度訪談分析

為從多角度了解融入設計思維的現代教育技術課程教學模式對學生發展的促進作用,及學生對課程教學模式的看法和評價,從學生的情感體驗、認知過程、評價建議3個角度設計訪談提綱,對部分學生進行深度訪談,并對其中的關鍵詞進行統計,形成相應的詞云圖,如圖2所示.

圖2 詞云圖Fig.2 Word cloud map

學生普遍認為這種融入設計思維的“現代教育技術”課程教學模式比較新穎,可以調動其學習熱情,在小組合作過程中大家集思廣益,積極探索項目任務的解決方案.大部分學生表明課程中關愛留守兒童繪本動畫的項目任務十分有意義,一方面能夠結合自身實際的感受或視角,選取特定的主題,并運用相關技術工具完成作品原型的制作;另一方面,通過對繪本動畫的構思、制作等環節,歷經了完整的設計流程,在體驗的過程中不斷提升自身的動手操作能力,培養創新思維的發展.但是,上圖也反映出實際教學中存在的問題:部分學生認為“作業有點難”,應該“增加講解時長”.針對上述問題,授課教師在課程內容和環節設置等方面,應結合學生的個體差異進行適當調整和改善,例如,可將部分知識內容以微課的方式在課前推送給學生;課上更注重引導和幫助學生解決在設計與制作過程中遇到的問題.

4 結 語

在汲取EDIPT設計模型的核心與優勢的基礎上,構建了設計思維融入現代教育技術課程的教學模型,旨在通過非線性、循環式的動態思考方式拓寬學生的智力視野、激發探究精神、推動其綜合應用知識解決問題的能力.實踐結果表明,依據該模式開展的教學活動使得學生的設計思維得到了訓練,動手實踐和交流協作能力得到了發展,進而有助于師范生對信息技術與學科教學融合的深度理解,提升自身的教育信息化能力與職業素養.但是本研究中仍存在不足,例如:實驗對象的樣本總量相對比較少,在一定程度上會對研究結果產生影響.由于思維本身所具有的復雜性、抽象性,因而“立竿見影”的想法不切實際,教學活動框架的應用效果還需長期驗證.