设计思维在高中通用技术教学中的应用

■天津市武清区教师发展中心 王国强

高中通用技术课程，作为培养高中生动手能力、设计能力、应用能力的学科，在我国育人体系中发挥着非常重要的作用。高中通用技术教学贴合生活实际，具有一定的实践性，给学生提供了动手设计实践的机会，促进了高中课程改革的不断深入与发展。传统的教学模式下，学生以模仿制作为主，缺乏设计性和创新性，高中通用技术教学方式单一，实践层次不高，难以达到深度学习的要求。本文通过分析设计思维在高中通用技术教学中的作用和意义，提出进一步加强通用技术设计思维的有效教学策略，促进高中通用基础教学的创新发展。

一、设计思维的概念

“设计思维”是指在创新实践中，为解决现实问题，利用新思想，新方法，展开想象，进行自主创新设计。“设计思维”这一理念最早是由美国IEDO公司提出的，用于发散性思维，以灵活根据各行各业的设计需求，解决各行各业面临的实际问题。其要求设计师改变自己的固化思维模式，充分了解用户的需求，了解用户的思维模式，开展产品的设计，提高用户对产品的接受程度。设计思维主要包括五大基本步骤，分别是：同理心—头脑风暴—定义—原型制作—测试，设计者通过这样的思维模式，产生创意设计，解决实际问题。

二、设计思维在高中通用技术教学中的重要意义

（一）有利于提高学生核心素养

通用技术课程育人的总目标是，全面培养学生的综合能力，让学生学会动手实践，提高学生的核心素养。高中通用技术教学需要培养学生“技术、工程、设计、图样、物化”五个方面的能力，让学生的核心素养得到进一步的提升。“设计思维”在高中通用技术教学中的应用，就是将通用技术的被动模仿学习，转变为主动探究学习，让学生主动地思考设计过程，技术工艺和手法，提高学生的物化能力。“设计思维”理念的指导能为学生的设计模型打下基础，提供有效的设计路径，让学生从设计模型的角度出发，利用同理心，深入挖掘客户的需求，了解设计模型产品的特征，从而进一步优化设计模型，优化升级产品。学生在设计和创作的过程中，有效地锻炼了发散性思维，运用了自己的想象力和创造力，激发设计的灵感，将所学习的知识灵活运用。简言之，高中通用技术设计实践教学的不断深入，将进一步促进学生核心素养的提高。

（二）有利于将学习引入深度

“设计思维”本质上是一种深度思维的体现。其在高中通用技术的实践与应用，有利于促进高中生通用技术的深入学习，丰富高中学生通用技术的教学方法。具体来说，高中通用技术教师如果能具备这样的设计思维，利用新方法，学习新理念，提高高中通用技术学科的重视程度，注重启发学生的设计思维，将实现多元化教学，进一步提高高中通用技术的教学效率和质量。如果学生能有效地利用“设计思维”来进行设计实践的学习，能进一步地掌握通用技术的基础知识，并将理论知识融入实际中，加强灵活与运用能力。在“设计思维”的影响下，学生还能学会从用户的角度出发，站在用户的角度思考问题，站在用户的角度对产品设计进行理性的分析，充分考虑到产品的使用性能，优化产品的内部结构，促进产品的改革与创新。不仅如此，学生在设计的过程中还能提高实践经验，增加对理论知识的理解程度，利用发散性思维，灵活地应用通用技术知识，解决用户的实际问题。如此一来，通过制定方案、设计图纸、建立模型等多个环节的实践，能有效促成学生的深度学习，将理论知识与实践有机地结合，提高学生通用技术的整体水平。

三、高中通用技术课程教学存在的问题

通用技术学科实践学习的优势十分明显，它以“设计学习”“操作学习”为主要特征，突出学生的主体地位，但在课堂实施中发现，在实践项目设计实施之初和项目实施过程中，多数学生会无从下手，在项目设计及项目制作过程中毫无头绪。究其原因主要有：学生的知识层次和接受能力制约了项目的实施；教师的项目设置过于单一且难度相对较大；项目所包含的部分教学内容不能唤醒学生的已有经验。很多高中在开展通用技术课程的过程中，部分教师采用老套的教学内容，不能与时俱进地创新教学活动，很多学生是被动地接受教学，简单地模仿模型进行制作，这将难以培养学生的通用技术能力。如在木工教学的过程中，反复地让学生制作鲁班锁、小板凳等，长此以往，学生失去了学习的兴趣，失去了主动探索、主动设计的能力，学生通用技术课程体验不佳，影响了通用技术课程的教学效果。这对学生通用技术的学习和成长是非常不利的，由于学生缺少设计的思想，没有创新意识，限制了学生的想象力和创造力，思维受到了局限，不利于学生的创新性发展。

如果在项目实施之初先让学生完成多个具有共同技术特征的技术体验活动如制作座签、微型小电扇、小物品收纳盒等，能让学生在技术体验活动中，掌握学科基本原理、提升动手能力。还要注重学生体验过程中高阶思维的引领，让学生学会运用技术思维方法解决简单问题，从而建立起解决问题的架构。

四、“设计思维”在通用技术教学中的应用原则

（一）加强跨学科的应用力度

在高中通用技术的教学中，为了解决教学课程设计的问题，高中通用技术教师要加强学生的创新引导，让学生利用“设计思维”实现多种学科的灵活应用。通用技术课程本身就是一门实践性较强的学科，包含着数学知识、物理知识、化学知识等多种学科知识。通用技术的教学目的就是促进学生理论知识与实践的结合，利用已学的知识，将多种学科知识进行重组构建，应用于日常的生活。学生在运用多种学科知识，解决实际问题的过程中，能加强对学科知识的理解，提高综合应用水平。

（二）教学课题生活化

通用技术课程的本质是解决生活中的实际问题，问题都是源于生活。“设计思维”也一样要以生活为主题，考虑到实用性、便捷性、美观性，确保设计模型可以应用于生活实际。高中通用技术教师在进行教学设计的过程中，必须本着“教学课题生活化”的设计理念，巧妙地融入多种学科元素，让学生参与实践。引导学生利用设计思维，确立教学课题的设计方案，制定明确的设计内容，渗透设计理念，让学生在创新设计的过程中，提高对通用技术实践活动的参与热情，促进学生全面发展。

（三）注重合作学习，培养合作意识

在“设计思维”的引导下，开展高中通用技术教学，有效地利用合作学习的形式，加强小组之间的探讨与交流。设计就是要集思广益，取长补短，小组合作式学习中，学生要征求同伴的意见，从而学会全面考虑，从整体的角度出发思考问题。在合作学习过程中，教师通过设置相关问题，让学生在“设计思维”引导下，主动地进行小组商议，明确小组成员的各个职责，研究讨论设计方案，设计调查问卷，制作模型。这样充分地发挥集体的力量，加强学生团队合作，交流互学的意识，满足核心素质的教育理念。

五、“设计思维”在通用技术教学中的应用流程

高中通用技术教师要将设计思维渗透于教学全过程，让学生发现和解决问题，在设计思维的引导下制作出更令人满意的作品。下以“校园共享雨伞伞框设计”为例，展示了设计思维在通用技术教学中应用的全过程。

（一）利用同理心，提出通用技术问题

“设计思维”一共包括5个步骤，提出问题是第1个步骤。在通用技术教学的过程中，需有效地利用同理心，从客户的角度思考问题，考虑到客户的心理感受，从客户出发提出问题，做出假设，这样有助于使产品模型设计得更加人性化、具体化，加强设计产品模型的实用性。同理心的建立，要站在别人的角度感受别人的情绪，要在别人的视角去理解问题。教师可以设立相关的教学情境，激发学生的“同理心”。

在教学实践中，教师让学生以小组合作的形式研讨生活中常见的一些不合理现象，并要求学生在观察的过程中，把自己当作“用户”，从自己的亲身感受出发，说一说自己的直观体验。有的学生提出学校的共享雨伞和晾雨伞的框设计得不合理。因为学校的师生较多，共享雨伞的数量不足，不能满足学校师生的需求，如果遇到突发性的下雨天，学校很多学生都没有办法取到共享雨伞。学校晾雨伞的框也存在不合理的现象，所有晾雨伞的框都是统一标准，设计得比较小，只适合最小的折叠雨伞，如果手里拿了把大雨伞，根本放不进去，不能满足使用者的需求。针对学生发现的这一情况，教师引导学生继续深入探究问题。

（二）利用“设计思维”定义，明确提出问题

学生利用同理心发现问题，已经明确了研究的方向，要制作一个校园共享的雨伞伞框。但是还要进一步明确使用者的需求，了解使用者的心理感受，站在使用者的角度去设计。在“设计思维”的引导下，学生明确了调查方法，深入环境内部，对用户群体的心理活动行为习惯进行深入的调查，从而改进产品模型的质量，提高产品模型的使用效率。在搜集的过程中，主要以下几个方式进行，一是“看”，看用户的行为习惯。二是“听”，听用户的处理意见。三是“想”，想象产品的改进方法，揣测用户的心理想法。四是“感受”，感受产品的使用体验。

在确立了“制作学校共享雨伞伞框”设计方向以后，要开展“听”“看”“想”“感受”4个方面的研究，提出明确的问题让学生思考：“如果加大共享雨伞伞框的建设投入力度，增加共享雨伞伞框的数量，那么共享雨伞伞框适合放在校园的哪些地点？这些环境地点都有什么优势？为什么要选择在这些地方建立？晾雨伞的伞框，大小规格该如何设立？”让学生以小组讨论的形式解决这些问题，将讨论的过程，讨论的结果，做好研究项目的设计记录，以便于以后的参考。

（三）利用头脑风暴，分析问题

头脑风暴就是指学生集思广益，利用发散性思维强化项目设计。在分析项目的过程中，可以充分地利用想象，研究探讨，将所有新鲜奇特的想法写下来，分析可行性。在头脑风暴分析研究阶段，在不偏离主题的情况下，可以展开自由的畅想，灵活地运用各种学科知识，提出优化设计方案，大胆地假设。

在“校园共享雨伞伞框”的制作项目中，明确了项目问题以后，展开小组的探讨，让学生利用头脑风暴分析问题的解决办法。各小组成员集思广益，将所有的想法记录下来，分析想法的可行性，取长补短，确定出最终的设计方案：在学校的前门后门的两边各放置两个共享雨伞架，每个雨伞架上放置20把雨伞以供不时之需。在班级教室的门口，设置晾雨伞框，分别设置大雨伞放置框，小雨伞放置框，以及雨衣雨鞋放置框等三种置物框供学生使用，解决学生的实际问题。

（四）开展原型制作，解决问题

在前期充分做好设计准备工作以后，要开展原型产品模型的制作。在产品模型制作的过程中，要设计出与产品的设计理念相适应的模型，确保产品模型与产品设计的功能性保持一致。要想顺利地开展产品模型制作的过程，前期的准备工作是非常重要的，要充分了解前期的设计过程，了解产品设计的性质，将产品的设计还原到模型制作中。

“校园共享雨伞伞框”项目在进行了前期的设计过程，明确了设计方案以后，还要制作出产品的原型，作出一个与设计方案相符的预算模型。在制作的过程中，要思考运用什么形式，运用哪些材料及方法进行制作。学生通过努力，在学校的前门设置了共享雨伞框，加大了雨伞放置的数量。在1楼各班级中，规范了雨伞放置框，建立好了项目模型。

（五）进行项目测试，优化设计

在项目产品投入使用以前，要做好项目的测试工作，进一步优化设计方案，才能取得最终的成功。项目的测试是对项目产品设计的考验，是确保项目产品稳定运行的基础。在进行检验的过程中，检验结果要满足设计的要求，以及设计理念。在测试环节可以采用分组式测试，让测试者填写体验报告，写出自己的直观体验，给项目提出合理的优化意见，进一步优化设计方案。

在伞框设计项目模型完成以后，教师可以组织学生分组进行项目测验。让学生写下自己的感受，提出合理的建议。有的学生说：“这个共享雨伞框，虽然为我们提供了便捷，但是在这个位置有一点点不妥，影响学生的出行，如果靠在那边的墙就好了。”通过体验者的意见，进一步优化实验项目。

六、结语

“设计思维”在高中通用技术教学中的应用，有利于提高学生的实践教学，让学生学会运用科学合理的方法和步骤解决问题。让学生将“设计思维”运用到解决实际问题中，利用同理心发现问题；利用“设计思维”定义，明确问题；利用头脑风暴，分析问题；开展原型制作，解决问题，从而提高高中通用技术教学效率，促进高中通用技术教学的创新发展。