设计思维在信息技术教学设计中的运用研究（上）

王蕾

教学现场

笔者所在的地市在近期的教研活动中，均注重计算思维的培养，取得了一定的成果，同时也带来了思考：除了计算思维，还有其他的思维方式吗？

问题分析

信息技术教学设计通过设计思维对学习过程进行重置，以终点为起点，以结果促学习，围绕学生的求知习惯进行设计，让学习呈现出个性化的特征。

● 设计思维概述及学科核心素养的关联

设计思维是指设计者在作品设计中，通过观察、分析、思考、体验，对素材进行加工、提炼、选择，进而形成一定的作品。华东师范大学祝智庭教授认为，设计思维是指在创建技术制品时从结构、功能、价值方面全方位思考的能力。从理论层面解析设计思维有以下两层意思：一是积极改变世界的信念体系;二是一套如何进行创新探索的方法论系统，包含了触发创意的方法、手段、技巧及工具的合理使用。运用艺术设计思维，通过设计者思维活动与创造活动，结合自身思想观念，进而使设计别具一格。

信息技术是以技术性为主导的学科，学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。表现为学生在接受信息技术教育过程中逐步形成的信息技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的综合表现。在信息技术教学中，从实际出发着力学科核心素养培养，将有利于实现全面提升全体学生信息素养的课程目标。

其中，信息意识、数字化学习与创新需要通过具体的作品加以呈现，用以承载学科核心素养的实践过程。因此，落实在信息技术教学中，设计思维成为协助学科素养落地的重要手段，为学生提供必要的思维方式和思维路径，形成完整的设计思路。具体体现为以学生思维品质的持续提高为目标，依据数字化作品的呈现方式与学习工具开展创意设计与实践。对此，本文着重分析设计思维的实践化过程，提出设计思维在信息技术教学设计中的运用策略。

完整的信息技术学科思维包括计算思维、设计思维、合作思维和管理思维，其中设计思维指向具体的教学板块，为课程的设计内容提供工具性的支架。在常见的信息技术教学模块中，有大量的设计思维的元素，如文本加工单元中的版面设计、3D创意设计中的建模设计、图形图像处理软件中的构图设计、网站动画制作中的作品设计、音视频制作中的成品规划设计、机器人搭建中的模型设计、物联网创新设计中的程序设计等，都具有鲜明的设计思维痕迹，需要教师们进行针对性的教学过程设计。

● 信息技术教学设计的现状分析

在信息技术学科的教学领域中，教学设计的内容较为丰富，其中包括教学技能目标、认知目标，学科核心素养的体现方式，教学重难点，主要教学组织形式、采用的学习工具及手段、拟达到的学习效果，课时分配，课型定位等。相对基础学科，信息技术学科的教学设计呈现出元素丰富、内容广泛的特点。因此需要有具有学科特质的教学设计形式，满足学生的认知需要，确保教学效能。

在具体的信息技术教学设计中，往往出现教学目标内容较多、前端性的解读和分析繁杂、教学方法过多、主要教学过程反而较为简单等情况。头重脚轻的教学设计，使得教师备课过程流于文字和书面形式，难以在教学过程中实施。即使在实际授课中，也容易导致教学过程单调，软件说明书的特征较为明显，缺少必要的设计元素，因此教学过程单一，未能体现出信息技术的学科特征，缺少必要的设计性元素。

● 信息技术课程中的设计思维特征

在信息技术课程中，技术性的元素较为明显，基于所见即所得技术是课程的核心要素，也是教学设计的重点内容。通过具体的教学设计，实施有效教学，在此过程中，创建具有创新意蕴的技术制品，以承载认知内容，并体现出对技术的合理应用，将不同的设计因子有效统整，形成良性的师生互动认知过程，为教学过程服务。

一般来说，信息技术课程中技术有三层内涵：为何做的技术，即了解技术为何而学习、因何而生，通过了解技术性目标，确定教学设计的起点及应用方式，让学生能够建立初步的认知框架;如何做的技术，即技术的过程性实施，通过呈现完整的或部分的技术达成过程，让学生领会技术自身的要求，并尝试推进自我认知的层次，感受技术的范例性流程，体会技术的创新过程，建立第二层面的设计思路;动手做的技术，即具体实践技术的过程，学生在此期间，按照前两个层面的设计，进行作品的表达，制作适宜的作品，共同构成一个系统性的存在，类似同一主题下的不同序列，共同支撑设计思维的培养，实现作品的自由表达。

设计思维是以学生的个体差异为基础，在充分尊重学习者个体差异的基础上进行的，提倡学习者的创新元素发展。设计思维可以被看作是有目的的任务分析或有计划的任务指导，即先期确定评价标准和评价方式，再设计其后的学习过程。在信息技术学科中，设计思维可以落实为以终点为起点、以需要找技能的形式，将技术明线隐蔽化，促进学习作品明晰化。

通过设计来推动学习活动的进行，要注重学生差异性的体验，提升具有学科特征的学习效能。基于设计思维的学习特征可总结为以下几点：①凸顯学科文化内涵，增加设计的项目主题性，突出任务主线，告知学生学习的具体目标;②增强教学设计的灵活性，通过评估过程的合理设置，进行多维性任务供给，依据评价目标，合理规划学习过程;③融入多学科各相关内容的设计元素，培养学生信息技术学科核心素养，在相关的认知过程中，提升信息技术学习力水平;④构建STEM项目思维框架，基于教学反思的多项性特征，突出内容的差异性，根据学生的具体情况，找寻适宜的学习内容，并让学生根据自身的学情选择适合自己的反思方式和角度。

● 设计思维在教学设计中的运用策略 

1.凸显学科文化内涵

常见的信息技术学科思维包括计算思维、设计思维、管理思维及合作思维四种方式，它们彼此相互依存，共同组织起良好的学科思维过程，促进学科的有效发展。其中设计思维指向文化维度，承载着信息技术课程的文化属性和内涵深化的任务。通过设计思维，信息技术课程的教学设计具有更为突出的创新内涵，可以将教学过程进行必要文化提升。

（1）原设计

《认识机器人》一课是小学和初中阶段信息技术的必修内容之一，有多节相关主题的教学公开课、示范课。笔者通过归纳，发现本课的设计思路有既定的常规过程，概括如下：通过生活中的实例引入机器人（如ATM机、导游机器人等）→教师导入机器人主题→介绍机器人的理论概念→分析机器人的基本组成部分→教师指导学生了解各部分的具体作用→找一找生活中有哪些机器人的应用案例→描述自己体验的机器人（或通过具体的机器人来感受其工作方式）→总结机器人的特征。

（2）思考焦点

在常规的教学过程中，机器人的功能性元素突出，教师通过实物强化“机器”和“人”之间的关系，让学生反复了解机器人就是代替人的部分功能的机器。但是仔细研究可以发现，在以上过程中，教师给学生提供的仅仅是机器人的理论概念，并没有将机器人的文化内涵及创新潜质进行讲解，导致本节课普及为主，教学意蕴不足。距离一篇较为丰满的信息技术教学设计，尚有一定的改进余地。

（3）改进型设计

基于设计思维的教学过程，更加注重机器人的应用型功能及设计原理，通过厘清具有结构性的概念，为学生创设良好的设计框架，以促进学生的综合学科素养的提升。在教学过程中，注重学生设计理念的更新、创新元素的供给、思维方式的优化，以达到完成数字化作品的效能。建议教学设计如下：

师：同学们，你们看过《变形金刚》吗？

（播放《变形金刚》片段，学生观看）

师：其中你印象最深刻的是哪位金刚啊？其实这些能变形的金刚就是以生活中的机器人为原型的，别以为它们离我们很遥远，其实就在我们中间哦！今天让我们一起走进机器人的世界。

（板书课题：认识机器人）（首先了解机器人的概念）

教师介绍机器人的特点：自动控制，结构形态，完成动作。

学生观察机器人的图片，听教师介绍。

师：大家看书本的相应内容，归纳机器人的历史、特征和起源。

机器人的发展经历了复杂的过程。

第一代机器人：示教再现型机器人（学生观察图片）。

第二代机器人：感觉机器人—有一定的知觉能力（学生观看相应图片）。

第三代机器人：智能机器人—最聪明的机器人（学生看图，并举例）。

师：大家讨论下，你的身边有哪些机器人在工作呢？

学生展开思考和讨论。

师：刚才同学们介绍了那么多的机器人，可是我有点糊涂了，他们都是一家人吗？没有任何的区别吗？

学生分小组讨论。

教师播放相应的资料，引导学生探索。

师：按照功能的不同，我们可以给机器人来分类，大家来汇报一下自己的研究成果。

学生汇报。

师：今天我们一起研究机器人的很多内容，这些看似简单的机器人，凝聚了很多高科技，在后面的学习中，我们还将深入研究。

请同学们打开教材的“实践园”，来为机器人做一份知识普及的小报吧！

教学评析：在以上教学过程中，设置了“机器人创新”“机器人应用”“机器人拓展”等多个环节，让学生通过自我设置、自我设计、自我设想等过程，来创设多种相关的内容。在本设计中，降低了技术难度，增加了设计思维的元素，因此教学过程更为清晰，思路明确。

2.增强教学设计的灵活性

在一节信息技术课中，教学设计是为教学服务的载体，通过其有效的设置，给予学生更为豐富的体验。传统的教学忽视设计的过程，以至于教学流程过于僵化，缺少学生参与的过程性材料。为了促进学生的设计灵感，增强作品的二次开发能力，需要介入设计思维，让作品呈现出更为丰富的面貌。

（1）原设计

《机灵的小老鼠》是五年级Scratch单元中的经典课例，教学目标是学会利用光线传感器测量外界的光值，根据光值情况，控制角色的动作。在常见的课例中，一般由教师演示或者指导学生自学教材的方式获取新知。例如，教师演示声音传感器的搭建过程，再演示如何在平台上编写程序，学生模仿练习，交流评价，课程小结。

（2）思考焦点

常规设计可以完成声音传感器对角色的控制过程，但是对于层次不同的学生而言，缺乏个性化的照顾。现实往往是，学优生感觉讲解过多，影响其更多的创作;基础稍差的学生则没有听懂，讲解缺少个性。另外，此教学设计关注了技术层面的认知，忽视了学生的设计思维，缺少对数字化作品的更新，因此有一定的缺陷。

（3）改进型设计

设计思维能够体现个性化差异，照顾到不同学情的认知需要，知识的获取可以是学习流程的逆向，也可以是学习对象的重置，由学生自主选择适合的知识获取途径。建议教学过程如下：

问题一：我的出场。

①师（who？）：我是教什么的老师？

学生猜一猜。

②教师手绘scratch的猫，并写出scratch（留下悬念，who are you？）

③师：猫咪会告诉你答案，让我们听听这只小猫说什么（cai演示小猫说话）。

④顺着cai介绍软件（角色区、舞台区、控制区）。

问题二：我的剧本——为什么小猫能说话呢？

预设1：有同学会使用。请该同学尝试介绍编程的原理，教师进行辅助介绍。

预设2：没有同学会使用。教师根据课件，引导学生学习，并现场演示软件。

教师规范介绍脚本区和控件区。脚本区：和导演的脚本相联系;控件区：和游戏手柄装置相联系。

问题三：我的演出。

师：大家都认识我了，我也想认识你们，谁来第一个让我认识？（请同学）

学生读教材P98～99，教师操作，并介绍全屏。

师：还有谁要让我认识你？（全班练习）

教师对学生进行典型问题指导。

问题四：我的精彩。

①如何让对方更加深刻地记住你？

（介绍更多、形象突出）

②根据第一意见演示1：增加“说话”控件（区别说和说2秒），保存。

③根据第二意见演示2：增加“将颜色特效增加”控件，保存。

④讨论：如何让自己更容易被记住。

⑤学生集体操作，并和小组成员相互演示。

问题五：我能更好。

师：请大家根据典型问题进行纠错。

勘误一：没有接上控件。标准：接紧。

勘误二：使用了说。标准：用准。

勘误三：不文明用语。标准：文明。

学生小结自己的作品，思考还能如何改进。

教师帮助归纳后，指导学生完成作品。

拓展问题：①它还能干什么？编程、想象、分享、动画、游戏。②今天我们的形象代言人可忙啦，它帮我认识了很多好朋友，它的功能可不仅仅能说话，还可以做很多事情。（展示一组应用实例）

教学评析：在设计媒介丰富的情况下，生动的课堂应提供性价比适宜的多种设计途径。学生根据自身的情况选择适合的设计对象。教师作为组织者和建议者，在学习过程中查漏补缺，帮助学生完善学习过程。

本文系设计思维在信息技术教学设计中运用研究的第一部分，通过具体案例的分析，研究设计思维在信息技术教学中的应用形式。运用策略共分为六个层次，在下一期的专栏文章中，将对另外四种形式进行相关阐述，敬请期待。