面向小学生设计思维培养的折纸课程设计与实践*

谭咏晔，胡 畔，谢 敏

（1.佛山科学技术学院人文与教育学院，广东佛山 528000；2.广东省佛山市禅城区佛科实验小学，广东佛山 518000）

随着科学技术的不断进步，科技创新成为了各个国家提高社会生产力和综合实力的关键因素，创新人才作为科技创新的重要保障，是各个国家未来核心竞争力的重要组成部分。设计思维是指运用知识与技能创造性解决问题的思维能力，它是创新人才必需具备的重要能力之一。同时，设计思维与STEAM教育强调培养学生问题解决能力的目标高度契合。因此，培养学生的设计思维是促进我国创新人才培养与STEAM教育发展的重要内涵。

目前，我国中小学STEAM课程主要围绕机器人、3D打印、激光切割等展开，对小学生而言，这类课程的设备操作存在一定危险，并且技术原理较为复杂。在实际课堂教学中，小学生往往只能简单地模仿教师操作步骤，难以有效参与项目设计与制作全过程，无法真实体验知识获得的过程[1]，限制了学生问题解决能力和创新设计能力的发展。折纸教育跨学科、多样性和趣味性的特点，能够有效弥补上述课程的不足，对学生动手操作能力提升和设计思维发展具有重要影响，而设计思维以问题为导向、跨学科、模式化等特点又能够进一步促进学生创新思维发展[2]。因此，以折纸课程为载体培养小学生设计思维，进而促进学生问题解决能力和创新能力的发展，是实施STEAM教育与创新人才培养的有益尝试与重要途径。

一、相关概念

（一）设计思维

设计思维最早由Peter Rowe在1987年出版的《Design Thinking》一书中正式提出，但目前并未形成统一的概念。国内外诸多学者对设计思维的内涵做出了界定，目前存在方法论、过程论、思维方式论三种。方法论的学者认为，设计思维是以人为本的创新式解决问题的方法论体系[3-4]。过程论的学者认为设计思维是一个分析、创造的过程，这个过程包括了探索问题、提出解决方案、制作和评价环节[5]。思维方式论的学者认为设计思维就是学习设计师构思的方法，观察问题的角度，强调的是解决问题的心理过程[6]。综合上述观点，本文认为设计思维是以解决问题为目标，通过独立思考、动手实践，对解决问题的方案不断地优化，高效地完成任务的过程。

自设计思维一词被正式提出后，研究人员从设计思维过程的角度探讨设计方法论，并提出了多种设计思维模式。目前使用最多、影响最大的设计思维模型是斯坦福设计学院提出的EDIPT模型，该模型将设计思维划分为“同理心、定义、构思、原型和测试”五个环节（如图1）。

图1 斯坦福大学d.school设计思维模型

（二）折纸概述

折纸最早起源于我国隋朝时期，后来逐步传播到日本及欧洲，最初主要作为玩具及装饰艺术品在民间广泛传播。日本江沪时期，出版了第一本折纸书《Senbazuru orikata》[7]。12世纪后，随着纸张被引入欧洲，折纸艺术在欧洲逐步发展起来，并开始应用于教育领域。1840年，德国幼儿教育家福禄培尔在幼儿园中首次将编织、折叠和剪裁的折纸作为儿童发展的教具[8]，自此，折纸作为一种教育形式正式在教学中使用。

随着社会的发展和观念的转变，折纸开始注重作品的全方位展现，打破了传统折纸的局部观赏的观念[9]。折纸技术被广泛应用到数学、医学、建筑、航空等多个领域，例如折纸机器人、微型行星探测器等。近年来国外学者开始研究折纸对培养学生设计思维的作用，学者Boakes[10]通过实践发现折纸对培养学生的设计思维能力和跨学科素养具有重要价值，同时学者Miller[11]也多次指出折纸是设计思维发展的有效载体。

总体而言，折纸从儿童玩物到装饰品再到供观赏的艺术品，经过数百年的积淀，已经在各个领域都有所发展，而折纸的趣味性、跨学科和创造性等特点，让折纸与设计思维的联系更为紧密。

二、面向小学生设计思维培养的折纸课程设计

（一）小学折纸课程设计的目标与要求

小学折纸课程应符合学生的认知水平和思维特征，在课程设计上应遵循以下要求：①迭代性。折纸作品创作是一个不断迭代优化的过程。②创造性。折纸课程注重作品的创新性，强调学生创造思维的培养。③协作性。折纸课程项目应引导学生协作共同完成项目任务。④跨学科性。折纸课程蕴含了STEAM教育的特点，应充分体现跨学科知识的综合应用。

（二）小学折纸课程内容整体框架设计

目前国内外折纸教育相关内容较为庞杂，缺乏系统的课程体系，现有的主要折纸类型包括3D折纸、名片折纸、湿折纸和模块化折纸等。根据小学生的生活经验和精细操作能力发展水平，本研究选择了3D折纸、名片折纸、模块化折纸三种形式的折纸构建小学折纸课程内容框架，课程内容共包含五个主题项目，各个项目分别侧重培养小学生不同的学科素养和能力，具体内容如表1所示。

表1 折纸课程整体内容框架设计

（三）小学折纸课程教学流程设计

本文将折纸课程教学过程划分为主题探究、设计实践和展示评价三个部分，基于EDIPT模型构建如图2所示面向设计思维培养的折纸课程教学框架。

图2 面向小学生设计思维培养的折纸课程教学框架图

在主题探究环节，教师通过创设情境激发学生对现实问题的同理心，引导学生针对问题作出相应的假设并明确任务需求。在设计实践环节，学生根据问题假设进行头脑风暴，制定实施计划并完成相应的折纸作品。展示评价环节，通过作品展示引发学生对问题进行再思考，并对作品不断完善，具体教学实施过程如图3所示。

图3 面向小学生设计思维培养的折纸课程教学流程图

三、小学折纸课程案例分析

基于对小学折纸课程的教学设计，以“神奇的纸飞机——距离机”课程项目为例进行具体分析。

（一）教学目标分析

结合学生的认知水平，“神奇的纸飞机——距离机”课程项目教学目标如下：①了解纸飞机的基本原理，以及不同结构、不同纸张纸飞机在飞行距离上的差异；②掌握纸飞机折叠的基本技巧，养成良好的折纸操作习惯；③学会与他人交往的技巧，形成团队意识,养成主动探究并积极解决问题的态度习惯。

（二）教学活动设计

依据图3所示教学活动流程，将“神奇的纸飞机——距离机”课程项目分为如表2所示四个教学活动环节。

表2 “神奇的纸飞机——距离机”教学活动设计

教师首先提出问题，利用同理心地图帮助学生厘清思路，加深对问题的认知；然后，讲解纸飞机相关知识，引导学生思考如何折叠纸飞机使其飞得更远；其次，教师利用思维导图帮助学生梳理不同类型纸飞机的差异，探究不同纸张与纸飞机飞行距离之间的关系；最后，通过世界咖啡等讨论活动，引导学生发现自己小组作品存在的不足，并进行优化改进。

（三）教学评价设计

课程从过程性评价和总结性评价两个维度出发，结合学生的作品和教学过程中的表现对学生进行综合评价。一方面，利用自我评价量表，从课程参与度、作品完成度、团队协作情况和对待问题的态度四个方面让学生进行自我评价；另一方面，教师通过学生作品的外观和实验评价记录表对学生学习情况进行评价。

四、效果分析

为检验折纸课程教学设计的有效性，本研究以佛山市某小学三年级45名学生为教学对象，选择“神奇的纸飞机”项目作为课程内容，开展为期3个月的教学实践。通过对教学过程中相关数据的采集分析，并结合对学生课堂表现的观察总结可以发现，学生的动手实践能力、团队合作能力及问题解决意识都有较大提升。

（一）学生动手实践能力得到快速发展

在纸飞机项目中，学生动手实践与精细操作能力越强，其纸飞机作品结构的完整性和精确性会更高，在测试飞行过程中也能飞得更远。在“神奇的纸飞机——距离机”子项目第一周教学中，学生纸飞机分组飞行测试的最远距离为7.13米，平均距离为4.21米。在第四周最后举行的纸飞机比赛中，学生纸飞机飞行距离有了非常明显的提高，最远飞行距离达到16.78米，平均飞行距离达到10.03米。此外，通过对学生作品和折叠纸飞机的过程观察发现，大部分学生能够逐步提升纸飞机折痕的平整性和准确性，作品结构更加对称，整体精细程度更高。由此可得出，通过纸飞机项目的学习，小学生的精细操作能力、动手能力和观察能力等都有较为显著的提高。

（二）学生的团队合作能力得到显著提升

在项目实施初始阶段，学生合作意识较为薄弱，小组合作任务完成效果不佳。在第一周教学实践中，小组探究环节设置为15分钟，但大部分小组的合作探究时间仅仅维持在5分钟以内。此外，通过分析学生的小组探究记录表完成情况发现，15个小组中只有5组学生完成了所有的探究任务并得出了探究结果，完成率仅为33.33%。结合对学生访谈可以发现，小组探究过程中，大多数学生都不愿意担任记录员，小组分工不明确，团体意识较差。为提高学生的团队意识和合作能力，教师进一步明确了小组合作探究规则，要求小组学生轮流扮演记录者，并且采取了组间竞争的方式，对完成较好的小组进行奖励，以促进学生的团队意识。在第五周的教学实践中，有9个小组能够按时并且顺利地完成探究任务，完成率达到60%，没有完成任务的小组主要原因是讨论时间过长，导致实践环节时间不够。因此，教师将探究活动的时间调整为20分钟，并要求小组讨论时间固定为5分钟。在第七周教学实践中，有13个小组完成了小组探究活动，完成率为86.7%，并且部分小组能够与教师主动交流探究过程中发现的问题和心得体会。

（三）学生的问题解决意识初步萌芽

折纸课程的主要目标是培养小学生的问题解决能力，因此教师主动引导学生发现问题尤为重要。在飞行测试过程中，纸飞机的飞行距离与状态容易受到风、场地等外部因素的干扰。因此，如何减少干扰因素，提高纸飞机飞行距离是学生探究的主要问题之一。学生通过不断地探究试验，提出了各种解决方案。例如，在飞行开始前先进行风向与风速的测定，并顺风投掷纸飞机。此外，学生还发现飞行距离与纸飞机的重心和结构有关，并通过各种方式调整纸飞机的重心与结构，以增加飞行距离。由此可见，纸飞机项目能够促进学生不断地发现问题、解决问题，从而促进他们的问题意识与问题解决能力发展。

五、结论

通过教学实践发现，折纸课程在教学实践安排和教学资源设计上仍有不足，后续将从以下几个方面进行改进：①根据学生实际水平制定不同难度的教学内容，并关注学生知识学习和能力的综合发展；②强调教师学科融合意识、全面的知识背景及教学设计创新能力；③充分准备相关教学资源并建立项目实施的规则与制度，为折纸课程项目的开展提供保障。

实践证明，折纸课程不仅能够有效培养小学生设计思维能力，而且对促进学生综合实践能力发展和提高学生问题解决意识具有重要作用。开发并实施折纸课程，既能够丰富小学综合实践课程体系，也能为后续进一步开发小学设计思维培养课程提供可借鉴的参考案例与实践依据。