智能时代教师设计思维培养： 逻辑向度与困境纾解

张蓉菲 田良臣 马志强

【摘 要】

在智能时代，技术赋能教育教学的方式与内容不断更新，智能教育创新发展在一定程度上呼唤教师设计思维的有效培育。基于教师设计思维的内涵诠释，提出智能时代教师设计思维培养的逻辑向度，发现智能时代教师设计思维培养面临一定困境：一是机器学习机械化挖掘认知经验，忽视教师设计思维的情境化培养;二是过度依赖智能运算技术，易生成僵硬的线性思维;三是智能教育资源同质化推送，削弱教师创造能动性与热情;四是智能空间感知受困于浅层情感捕捉，忽视教师的情感互动和体验。据此，提出智能时代背景下教师设计思维的培养建议：一是在反思性情境中培养教师的创新知能，构建与直接经验关联的设计思维模式;二是增强教师对智能教育的理解与批判力，培育兼具“软”“硬”技能的设计者;三是树立理性批判与价值融合的资源观，构建“智能+资源设计”服务体系;四是加强情感互动与人文关怀，设计共享创意的智能教育空间。

【关键词】  人工智能;教师设计思维;逻辑向度;教师教育;智能教育;资源设计;教学空间设计;协作设计;共享空间

【中图分类号】   G451.2         【文献标识码】  A       【文章编号】  1009-458x（2022）4-0055-10

一、引言

在技术驱动社会变革的时代背景下，创新人才培养成为众多国家的教育战略重点。我国国务院发布的《中国教育现代化2035》明确提出，提升一流人才培养与创新能力，利用现代技术加快推动人才培养模式改革（教育部， 2019）。随着信息技术的智能升级，以人工智能、5G、大数据等新技术为支撑的智能时代为教育创新发展带来了新的机遇，实现了机器智能与人类（教师）智慧的融合，并指向学习者的高级思维发展。设计思维作为一种新的认知方式、知识情境化创生的过程以及灵活的方法论，能帮助教师创造性、系统性地解决问题。在智能时代，利用教师设计思维驱动教育教学创新，不仅体现了智能时代人类的思维竞争力，也是对智能教育高质量发展的有效回应（Brown ， Katz， 2019）。经过几十年的发展，设计思维已广泛应用于教育、商业等领域，在促进人才创新、技术创新等方面发挥着重要作用（Melles， Howard， Thompson， & Whiteside， 2012）。已有诸多学者呼吁重视培养21世纪教师的设计思维，以满足技术驱动未来创新人才培养的需求（尼尔·安德森， 等， 2014）。目前，越来越多的学校和教师开始运用设计思维重构教学工具、模式以及课程，以培养学生的设计创新能力（张红英， 等， 2019; 林琳， 等， 2019; 卢雅， 等， 2021）。然而，教师设计思维培养的理论性研究亟待进一步拓展。因此，本研究尝试挖掘智能时代教师设计思维的内涵与逻辑，探究智能时代教师设计思维的培育困境与纾解路径，以期为智能时代创新人才培养奠定师资基础。

二、教师设计思维的内涵诠释

设计思维最初源于赫伯特·西蒙（Herbert Simon）在《人工科学》（Science of the artificial）一书中提出的决策设计模型。1987年，哈佛設计学院彼得·罗（Peter Rowe）在《设计思维》（Design thinking）一书中正式引入设计思维的概念。近年来，工程、设计、商业和教育等领域逐渐认识到，设计思维是一种设计师在人工世界解决现实需求时所需的全面的、独特的、以人为本的特殊思维方式，能够有效地解决复杂且不明确的问题。2006 年，大卫·凯利（David Kelley）在斯坦福大学成立的设计研究所（Institute of Design at Stanford， D.School）极大地推动了设计思维的发展。在教育领域，设计思维为教师提供了一个解决实践问题的框架，并赋予教师解决问题的认知技能和方法，旨在解决教育中各种复杂和新出现的问题（Henriksen， Gretter， & Richardson， 2020）。目前相关研究较多侧重于从知识论、能力论视角对教师设计思维的内涵予以解析。

其一，将教师设计思维视为知识情境化创生的过程。从认识论上看，创造知识的过程与个体的行为经验和反思紧密相关。一般而言，传统认识论是一种“旁观者知识论”（spectator theory of knowledge），强调认知者如同 “旁观者”被动获取知识，忽视了知识的情境性、建构性（邹红军， 等， 2018）。杜威在批判传统认识论的基础上，提出了“探究认识论”（epistemology of inquiry）和“实验性的亲历者认识论（epistemology of experiment）”的哲学立场。他认为知识的获得是一个以问题解决为导向主动“探究”的过程，知识的创生是个体通过实际经验的情境性质刺激反省思维（reflective thinking）对问题进行循环性、批判性验证与深思的过程。作为知识情境化创生的过程，设计思维为教师提供了解决问题的新方法、发展知识的新路径，其强调“行动中的反思”，与杜威主张的反思性思维不谋而合。因此，知识论视角下的教师设计思维是对问题反复进行推理、修正与重新定义，将个体经验和通过反思获得的洞察力应用到复杂、不确定和矛盾的问题情境中，并主动探究现实中教学存在的情境化问题，进而发展与创生教师专业知识的过程（Laurillard， 2013， pp.5-6）。面对技术的不断变革，教学情境往往更具复杂性与多样性，教师设计思维的培养应是一个从“旁观者知识论”向“知识情境化创造”转变，进而主动建构复杂性、多样化、情境化知识推理与创生的过程（Razzouk & Shute， 2012），更是智能时代促进知识更新与建构的关键之举。

其二，将教师设计思维视为一种问题解决能力。从能力论角度来说，教师设计思维可被视为一种问题解决能力。持有此论断的学者一般倾向于将设计思维置于基于多学科实践的问题解决场域，致力于探究如何提供多种因果层次的解决方案。在传统问题解决过程中，教师通常只花很少的时间来定义问题，而后快速寻找问题解决方案。然而，在教师运用设计思维进行知识创生的模式中大多数问题是“棘手问题”。这些问题不断演变，并没有确定性的阐述方式，往往需要教师基于真实的问题语境，投入大量的时间重新定义或重构问题，以产生对问题更深入的理解，构建出有意义且有效的解决方案。如美国著名经济学家、诺贝尔经济学奖得主詹姆斯·布坎南（Buchanan， 1992）所述，设计思维聚焦于知识探索过程中理论与实践的整合，是解决“棘手问题”的关键手段。此外，设计思维往往以整合性视角思考问题，强调通过跨领域的协作和真实的实验获得反馈来不断调整和优化方案，直至问题最优解决。例如，多伦多大学罗特曼管理学院院长罗杰·马丁（Martin， 2009， pp.1-3）指出，教师要像设计师一样思考，设计思维是一种跨学科合作的问题解决过程。

综上所述，相关学者对“知识论”“能力论”两种视角的教师设计思維论述较多，但两种视角在设计思维本体层面的探讨有其不同的侧重点。“知识论”视角强调基于情境的教师知识建构与创生，教师的职业知识是随教师个体认识和经验不断更新与延伸的。“能力论”视角聚焦基于需求的问题解决，回归技术时代本身，教师设计思维依然具有显著的问题解决取向，需关注技术在教育教学问题解决中的可行性、存续性、需求性等（Brown， 2008）。虽然“知识论”“能力论”两种视角有所不同，但其在个体思维产生机理溯源层面的表征性均存在一定不足。无论是知识建构与创生还是问题解决，均只强调了教师设计思维产生于某个方面。教师设计思维的产生与发展不仅涉及知识与能力的发展，也包括态度、观念等方面的转变。据此，本研究倾向于整合知识论与能力论，将教师设计思维视为一种创新的认知方式。思维是人类大脑中枢神经系统受到外界刺激后通过感知外界信息加以分析判断而形成，是人类运用已有经验探索事物的一般特征、揭示事物本质和发展规律以探求客观真理的高层次认知活动。从设计思维形成机理的角度，可以将教师设计思维视为一种源于大脑认知的创新思维方式，此种思维方式不仅蕴含着知识创生，而且意味着实际问题的系统性解决。设计思维作为教师个体创造性的高阶思维活动，具有以下几点独特的认知特征。

其一，设计思维反映了个体对概念知识结构和认知策略的建模（Oxman， 1999）。概念知识结构（conceptual knowledge structure， CKS）是教师运用设计思维的基础，教师往往基于感性认识，通过建构与组织概念知识结构获得最佳原型来获得学生的反馈，继而通过抽象、形式化、可视化的理性分析增进认知。此外，在真实的教学情境中，教师面对的问题往往是难以定义和结构化的，构建模型，如概念框架、学科地图、可视化案例等，可以支持知识结构和认知策略的可视化，能够体现教师的批判性思维、逻辑思维与创新思维。

其二，设计思维反映理论与反思实践的辩证互动（Oxman， 1999）。舍恩（1983， p.49）认为，设计者在运用设计思维时，其灵感、经验和以研究为基础的理论作为一种隐性知识隐含于“行动中反思（reflection-in-action）”的过程中，教师设计思维反映了教师在与特定情境的反思性对话中，不断调整对理论和实践辩证互动的理解，进而获取开创性认知的过程。

其三，设计思维是促进隐性知识外显的过程。根据卡尔米洛夫·史密斯（Karmiloff-Smith）的“表征重述模型”（representational-redescription model，RRM），人类知识具有多重水平的形式表征并且是动态发展的，其获得的特有方式是通过重述表征来利用认知系统已存储的信息，即将个体的内隐知识转化为外显知识的过程。对教师而言，其个体的专业知识与经验往往具有内隐性，无法通过语言和符号系统表达，而隐性知识又是教师在真实情境中运用设计思维进行问题解决与个性化教学的重要组成部分（刘云艳， 2007）。问题重述和框架迭代优化是运用设计思维解决问题过程中的核心环节，在这两个环节中教师可以用动作、表象、符号等多种形式对教学信息进行表征，将问题解决程序中的隐性知识外显，继而在真实情境下诱导出更多可以探索的、出乎意料的创新属性，生成多种潜在的解决方案。因此，教师运用设计思维对概念进行表征重述的过程，是促进隐性知识外显的过程，涉及对创新性认知结构的有意识建构和探索。

三、智能时代教师设计思维培养的逻辑向度

一般而言，人工智能（artificial intelligence，AI）可以理解为一门以寻求对智力的深刻理解为导向的科学。自1950年“人工智能之父”图灵发表论文《计算机与智能》，提出“机器能够思维吗”这一开创性的议题后，Google公司智能程序机器人Alpha-Go以模拟人脑思维认知的方式战胜围棋大师李世石，其升级版Master再次战胜我国排名世界第一的棋手柯洁，说明人工智能在“思维”层面实现了质的飞跃。从这个角度看，在智能时代，首先教师要具备设计思维，从被动的技术接收者转向主动设计者，才能凸显教师职业身份的独特性与不可替代性。其次，教师的课堂活动本身就是一种创造和创新活动，作为设计者的教师需要具备设计思维以灵活、不断地对经验进行改组，促进其与知识创生相关联。再次，传统的教师认知范式强调标准化与程序化，在一定程度上会导致教育领域“人文色彩”的弱化与消解，不利于人本教育的有效推进。最后，教师设计思维不仅仅停留在产生创新想法和表征问题的阶段，教师应在不断试错的过程中将灵感与顿悟转化为能够增强学生生命体验的设计方案，为课堂、学校、社区设计出富有生命力的育人空间。归纳来看，智能时代教师设计思维的培养具有关联性、动态性和空间延展性的特点，是一个具有关联、身份、空间、人文四个向度，多因素相互补充、相互促进的逻辑系统，如图1所示。

（一）关联向度：关联直接经验，促进教师智慧动态生成

从过程哲学的角度看，传统实体思维认为事物的本质和规律是绝对且确定的存在，事物之间是一种彼此孤立、静止且封闭的关系，人的思维是线性且封闭的物质载体。怀特海指出，这种“二元对立”的思维方式会造成对事物的机械的认识和判断，应将世界视为一个有机整体，从整个宇宙、自然、社会到个人的思维都应是富有生命力、有内在价值和外在价值的有机体，且有机体应一直处于活动状态中，呈现出一种不断转化和包容创生的过程（阳黔花， 2012）。从这个角度讲，设计思维作为一种创新的认知方式活跃在教师头脑中，与其直接经验相互关联，是促进教师智慧动态生成的过程，其价值向度主要体现在以下两个方面。

一方面，教师智慧的生成关联着学习者的需求和生活。从怀特海过程哲学的视角看，知识的运用与个体的感觉、知觉、欲望和生活事件的构成要素之间具有紧密的关联性，教师在传授知识的过程中要通过自己的人格魅力和独特的个性激起学生心灵深处的热情，并且创造有利于学生学习和开阔学生视野的知识环境，促进知识转化成智慧（魏善春， 等， 2017）。以人为本是设计思维的核心要素，教师设计思维本就定位于为学生的需求而设计，为学生的未来生活而设计。为此，在智能時代，教师需要一种能够关联学生的学习需求和生活，使学生感知到生活经验的和谐统一，激发学生的知识建构能力、创造力和想象力，并推进“学习需求”智慧化延展的设计思维能力。

另一方面，教师的实践智慧源自直接经验的积累，具有高度的情境关联性（谢幼如， 等， 2020）。教师智慧的生成关联着设计思维实践过程中的直接经验。怀特海（2012， p.2）指出，教育的核心问题是使知识充满活力，应避免知识僵化和“呆滞的思想”（inert ideas），这种活化的知识紧密地关联着我们的直接经验，促使思维艺术再现。面对多变的问题情境，教师需要不断关联个人的直接经验，采取智慧性的行动。在智能时代，知识创生的过程更具智慧性与动态性，需要教师直面未来教学问题的不确定性与复杂性。未来教师不仅需要具备在新技术背景下开展教育教学的前瞻性和敏捷性，更需要具备能够在特定情境中激发想象力、促进创造性思考的设计思维，以促使教师思考如何为学习者设计有创造性、多样化、个性化的学习环境，推动智慧教学模式创新，实现教学与学习的个性化。

（二）身份向度：从被动适应转向主动设计，重塑教师职业身份

随着自然语言处理、智能专家系统等智能技术的出现，智能时代为人的社会生活嵌入了“类人”特性，乃至“超人”特性。人工智能不仅可以辅助教师为学生答疑解惑、批改学生作业，而且可以根据学生的需求、知识水平和认知能力分析学生当前的状态，辅助教师选择教学策略和方法，帮助学生制订个性化的学习方案。然而，人工智能的出现也导致教师职业者角色工具化、模糊化，教师的职业身份面临被智能技术所遮蔽或超越而沦为技术适应者的危机（罗莎莎， 等， 2020）。在此背景下，教师不仅要考虑自身存在的意义，还要考虑作为什么样的角色存在。教师作为课堂教学的主体之一，是知识传授者，学习评价者，教育的引导者、研究者、领导者，设计者也是教师的重要角色之一（Goldman & Kabayadondo， 2016， pp. 21-37）。智能时代教师所面临的问题复杂多样，要求教师通过多种途径探索解决问题的方案。与传统教师角色不同的是，教师的设计者身份面临着课堂教学范式智能化转型带来的诸多挑战，智能时代的学习空间、资源与活动等方面设计若秉承被动适应智能技术的理念，则会导致智能教育创新发展受到思维阻碍。

为此，教师需对自身职业角色进行重新定位，应从被动的技术适应者转变为掌握技术的应用者、主动创造的设计者。一方面，教师设计思维是动态和变革性的，设计是活动情境中教师主体的创造性活动过程和结果，是教师不断根据情境变化而调控知识与经验的过程。教师不应是被动的技术适应者，而应是具备设计思维的主动创造者，可通过感知并整合现有资源，评估教室环境和限制性条件，在反思过程中不断改进教学策略，更加高效地达到所追求的教学目标。另一方面，教育教学不仅仅意味着知识和技能的传授，也涉及特定场域下的师生情感对话。教师作为育人空间设计师，应积极培育体现跨学科协作的开放性、共情性的课堂文化，这种文化为师生营造了一个跨学科交流的育人空间，进而激发学生在现实世界中的开放和创新意识。

（三）人文向度：增强教师生命体验，回归教师丰满人性本源

在智能技术催生教学方式变革与转型的背景下，教育机器人、智能专家辅助系统逐渐进入课堂。相对于人类教师，其能够更为高效、精准地提供教学服务，甚至能够胜任教师的部分工作，这为教师带来了前所未有的教育教学压力与挑战。一方面驱使教师不断追问自身的身份与存在的意义，另一方面也使教师对“技术迷思”进行人文反思。如美国哲学家赫舍尔（1994， p.5）所言：“虽然我们知道人制造的是什么，但我们不知道人是什么，……做人的实质在于价值，而一个人的最高价值取决于他对别人有用，取决于他的社会工作效果。”在智能时代，如果缺乏对人文精神的感悟、对学生真实认识的体验、对教育本源的追问，教师就容易像机器一样思考，沦为技术的客体存在。教师是人类灵魂的工程师，承载着为人的生存而育人的重要使命，要避免自身被技术工具奴役，要将被技术支配的创造转变为由人的活动来创造。

设计是教师为达到知识创新而创造“新事物”的有意识行为，具有以人为本、高同理心、乐观主义、整合性、面向未来等特征，是支撑教师以哲学、审美、创新视角思考问题的思维工具。教师通过设计实践能够整合智能技术、科学、艺术和人文知识，可实现对于教育创新发展的生命溯源。一方面，智能时代的教育设计者不仅需要了解科学技术、人与社会等问题，更要具备审美能力、共情能力、跨学科知识整合能力和数字胜任能力。推动设计思维与设计实践相结合，能够引导教师在未来充满变化的环境中实现创造性思维、学习能力和课程统整能力的整体联动与提升。另一方面，具有设计思维的教师能够秉承技术理性，从人与自然、人与社会、人与人等多维视角考虑智能教育发展的人文需求，为学生设计体验丰富、个性化、多样化的课程，从而建立教育与人的生活和生命经验之间的逻辑关联。

（四）空间向度：促进育人空间智能延展，落实教育本质观照

教育的本质是教师与学生之间的对话，教育的意义体现于教师在一定的空间场域下，以一定的基础知识、基本技能技巧为内容，采取一定的调控手段，有目的、有计划地引导学生进行学习（杨莹莹， 2021）。教师设计思维是对教学活动与学习活动的协调与规划，也需审视将学生的生命成长置于何种育人空间。人工智能、5G、大数据等技术的融合使得教育教学从传统实体物理空间走向开放、灵活的虚实结合型育人空间。在智能时代，学生的教育需求急速扩增，单一的实体育人空间已经很难满足学生在学习体验、学习工具、学习资源等方面的多元需求，学生更希望在自由、个性化、多样化的学习空间中丰富学习体验。为此，教师应重视基于智能技术的主动学习环境和弹性学习空间的规划和设计，以匹配新时代学生的学习风格、学习兴趣和学习需求，引导学生通过虚拟学习、混合式学习等方式扩增智能化学习机会，这也是对教育本质的回归与观照。

从构建育人空间来看，教师设计思维能够促进育人空间智能延展落实教育本质观照，具有时代契合性。不少国家的教育工作者已经开始运用设计思维创新教学与学习环境，并用于提升学生综合技能。例如，澳大利亚的新南威尔士州教育部推出了一种弹性学习空间（flexible learning space），教师通过调整教学方式重新设计育人空间，在相对开放的育人空间中激发学生的学习兴趣;在芬兰，教师通过重新设计教学方案将弹性学习和非正式的开放式育人空间结合，以培养学生积极的情感体验和协作学习能力、互动沟通能力和创造力（Nambiar， Nor， Ismail， & Adam， 2017）。传统育人空间较为侧重“教师中心”，相较之下，基于设计思维的育人空间关注设计活动的灵活性、技术的自律性和设计方法的创造性，在设计理念上尝试整合物理空间、虚拟空间、精神空间与文化空间，能够创设教师与自然、与精神文化、与学生生命体验对话的活动场域，以充分释放“学生中心”这一理念的生命活力。

四、智能时代教师设计思维培养的实然困境

从思维构建的角度而言，人工智能是模拟人脑的智能以及认知主体的行为来解决问題，进而建立一种“机器思维”的技术模型。相对于人脑的思维过程，人工智能技术中的机器识别、信号过滤、语音识别及机器视觉表现出较强的适应能力和思维能力，在某些场合甚至超过人类思维水平。在一定程度上，教育人工智能的程序优化高性能计算系统能够进行自主决策、判定和识别感知，促进教师教学的创新，但也将教师的教学活动和自身专业发展限制在刻板的结构之中。遵循前文所述之逻辑向度，本研究认为智能时代教师设计思维培养面临如下困境。

（一）机器学习机械化挖掘认知经验，忽视教师设计思维的情境化培养

在智能时代，自然语言处理、语音识别、图像挖掘等智能技术致力于自适应学习与设计，若过于依赖机器对认知经验的机械化挖掘，仅在开发特定教学产品或项目时要求教师应用设计思维，易忽视教师设计思维的情境化培养。首先，过度依赖机器的数据表征易忽视教师跨领域的系统观察与分析。尽管机器能够帮助教师有效理解单项的概念性任务，但智能时代的教育教学情境本就具有突发性与变动性，对于跨领域的系统性问题，基于机器学习的技术逻辑无法适应复杂教学情境中教师设计思维的培养，不利于从系统性角度为教师设计思维发展提供训练方案支持。其次，教师若顺应机器的机械化认知过程，会阻碍其直接经验与设计思维的情境化关联。尽管机器学习能够通过感知智能和认知智能技术模拟人脑神经系统网络的结构和思维，但其认知过程具有机械化特征，仍是在预先设定好的算法执行场域进行信息处理并挖掘教师认知经验。此种基于智能技术的教学认知情境受困于数据质量与算法模块，也存在一些难以量化教学文化与制度的局限性（祝智庭， 等， 2021）。如美国哲学家休伯特·德雷福斯（Hubert Dreyfus）所述，人工智能相对于人类智能的局限性在于人工智能无法在模糊性情境中对问题进行另类的概括与设计（夏永红， 2020）。最后，机器虽可对一些常规教学问题实现动态监测与捕捉，但难以关联教师的直接经验对缄默化教学问题进行精准量化与深度反思，不利于培养教师的设计意识以及响应问题的高度敏感性。

（二）过度依赖智能运算技术，易导致教师生成僵硬的线性思维

教师的设计思维往往不依赖于线性的、形式逻辑的理论推理，是一种不断创造的、活跃的思维活动。相反，人工智能虽能在技术层面帮助教师批量、成规模、快捷地进行问题解决，但仍是一种由算法模型架构的线性问题解决逻辑。如德雷福斯（Dreyfus， 1992， p.212）所述，若让计算机代替人脑工作，就必须将所有已知的与未知的认识领域中的事物形式化为可以表征的符号，其解决问题的基本过程为“将问题形式化—处理已形式化的问题—利用算法解决复杂问题”。显然，这样的线性问题解决流程假设与教师设计思维的培养需求相悖。首先，若教师仅仅依赖智能算法运算的单一结果寻求问题解决对策，会导致其通过简单复制经验而推断未来，忽略教学问题本身的多维度性，进而造成思维方式的僵化。其次，杜威（2015， pp. 243-244）也曾指出：“只求学习的速度和过度追求固定的结果，就会造成教学的机械化，限制理智的能力。机械的熟练，可以很快获得效果，然而这种效果，却对反省思维造成莫大的危害。”单纯的反复练习会将习惯变成机械性的自动。再次，人工智能的存在也给基于设计思维的教学带来了挑战。智能运算与思维较为聚焦数据论、决定论和预见论等设计观的形成，教师若过于关注技术的有效性会引发对技术的过度依赖，教学内容将被划分为不同类别的知识框架，学生将按照机器指定的线性问题解决框架与顺序采取步骤解决问题，造成教师设计思维发展受困于机械化技术逻辑的现象。最后，教师若过度依赖基于智能技术的自动化程序解决复杂的设计问题，会使自身的教学设计缺乏主体性、灵活性、变通性和专业敏感性，限制能够激发自身设计思维的想象力和发散性思维。

（三）智能教育资源同质化推送，削弱教师创造的能动性与热情

虽然人工智能有助于实现学生学习行为、认知、偏好等海量数据信息的有效监测与分析，能够自动匹配与推送相关资源，为教师提供资源支持（顾小清， 2021），然而教师易对这种自动化推动资源的自适应技术形成依赖，造成思维的同质化，不利于教师的审美判断力、创新思维与人文关怀能力等人文价值的彰显。首先，教师设计思维的培养若依赖于教学资源智能推送，不指向教育活动和教育主体本身，则教师可能会沦为技术的客体而被“设计”（孙田琳子， 等， 2019），将教学过程视为一种单一的、机械的生产过程，其设计思维的培养会陷入形式化、同质化的困境。其次，若教师不具备一定的资源鉴别能力，可能会不愿意运用设计思维尝试未经检验的智能化教育资源，进而其思维的发散性将受到机器智能思维模式的压制而逐渐单一化，不利于教师突破单向的思维定势以多维度的视角挖掘隐藏的问题。最后，智能化教学资源推送虽然对教学资源种类与数量做了一定补充，但其仅能覆盖教师的部分资源需求。一方面，教师设计思维培养具有极强的情境变化性，大数据监测难以实时追踪处于动态变化中的教师资源需求，往往无法为教师设计思维发展提供全面的个性化资源;另一方面，智能教育资源推送也削弱了教师运用设计思维开展工作的热情与积极性，阻碍智能技术与教师设计思维的融合，使教师设计思维的发展条件与机遇受到压缩。

（四）智能空间感知受困于浅层情感捕捉，忽视教师的情感互动及体验

教师设计思维对于构建和设计有温度的育人空间、提升学生的学习体验至关重要，是教师必备的教学技能（Scheer， Noweski， & Meinel， 2012）。随着情感智能技术在教育领域的应用，越来越多的教育研究者开始关注智能教育场域下的情感交互设计。然而，基于文本、视觉（面部表情、姿态）、声音和生理（心跳、皮肤电导反应、脑电图和肌电图）识别的智能监测算法易造成教师仅关注教学过程中伴随性的数据采集与外在情感表象，教师对于智能空间的感知受困于浅层情感捕捉，忽视与学生的情感互动和学生的体验。一方面，教师设计思维的培养需要置于促进师生情感互动的育人空间（怀特海， 2012， p.9），，然而，在智能教育空间教师设计思维培养易依赖基于情感智能技术的情感計算与监测功能。况且，目前的情感智能计算技术尚难以完全实现对于教师情感的完美模拟，较为复杂的师生情感互动（如同理心、鼓励、激励）等方式易被忽视。另一方面，人工智能虽已经初具理解、表达、识别能力并能够干预学习者的情感交互体验，但并不具备道德的考量与伦理尺度（Poria， Cambria， Bajpai， & Hussain， 2017），过于主观、任意、相对主义的智能情感计算易造成教师主体与其生命体验的隔离，不利于培养教师的共情能力。

五、智能时代教师设计思维培养的困境纾解

立足智能时代教师设计思维培养的逻辑向度、实然困境，本研究认为智能时代教师设计思维培养的困境纾解应关注以下若干方面。

（一）在反思性情境中培养教师创新知能，构建与直接经验关联的设计思维模式

智能时代教育情境具有复杂性与多元性，人工智能在模拟人脑认知与思维方面虽有技术优势，但其所依赖的智能算法仍是基于固定框架与模版下运行的计算机代码，不具有人类特有的感情、信念、创新思维、隐性知识等各种不可模拟和重复的人类智慧。如前文所述，智能时代教师设计思维培养面临关联向度的困境，即机器学习机械化挖掘认知经验、忽视教师设计思维的情境化培养。因此，在智能时代，应在反思性情境中培养教师创新知能，构建与直接经验关联的设计思维模式，具体可关注以下两个方面。

其一，摒弃机械模拟取向的智能教育观，建立理性与感性认识的对话。教师设计思维的运作既是一种严谨、理性的过程，也是一种充满惊喜、创造性、直觉性的感性过程。因此，教师需树立正确的智能教育观，将人工智能视为帮助教师更好理解设计思维与认知能力的辅助工具。一方面，应摒弃将知识视为预先存在的结果导向以及追求数据至上、效率至上、利益至上机械化的教育观（刘磊， 等， 2020），突破对于现存数据的机械化依赖与智能处理;另一方面，应引导教师通过理性的观察提升感知与认知能力，把握智能技术教学应用的尺度，再通过感性认识和理性推理的对话驱动设计思维在教育教学的设计创作。

其二，在反思情境中培养创新知能，构建与直接经验关联的设计思维模式。设计思维研究领军人物之一奈杰尔·克罗（Cross， 2011， p.20）指出，设计思维更有效地表现在善于处理不确定性问题和从失败中不断反思与学习的设计师身上。教师可以通过不断反思、测试新的设计原则，通过逻辑架构的演绎和结果导向推理的迭代思维，构建能够关联教师直接经验、推动课程创新、加深各专业学位教育深度的设计思维模式（李江， 等， 2021）。智能时代背景下不少学校已经对培养教师设计思维模式做出了新的探索。如斯坦福大学的D.School、纽约视觉艺术学院、芝加哥艺术学院等高校通过“软硬件技术+设计项目实践”模式培养教师的设计思维。在智能时代，教师设计思维培养的关注点应从提升教师的创新感知能力开始逐步向创新认知转变，应借助“智能+”设计项目实践，引导教师通过不断的反思与创造，在思维转变为经验的过程中由“数智”转向“理智”，促进教师隐性知识外显，不断生成提升自身的专业知识与技能。此外，还应构建能够激发教师在面临不确定性、独特性且充满价值冲突的真实情境时所表现出的艺术素养、想象力以及同理心等创新知能的设计思维模式，充分释放其作为设计者的人类智慧。

（二）增强教师对智能教育的理解力与批判力，培育兼具“软”“硬”技能的设计者

如前文所述，教师过度依赖智能运算技术易生成僵化的线性思维。人类与人工智能的区别在于人类能够认识“技术失误”而机器并不具备这样的理解能力。而且，教师面临的教育情境往往是复杂和模糊的，而智能平台或系统较为侧重程序化或线性化思维，在遇到螺旋式问题场域等复杂情境时，若一味依赖原先的技术程式则很难回应教育教学情境中的变化性难题。为此，需增强教师对智能教育的理解力与批判力，培育兼具“软”“硬”技能的设计者，具体可关注以下两个方面。

其一，增强教师对智能教育的理解力与批判力。一方面，設计思维是有关“做”“行动”“意志”的目标导向活动，应引导教师增强对智能教育规范性与伦理性的理解，充分认识智能技术的应用规则，并运用设计思维检验教学策略、智能教学工具的规范性与有效性，不断反思如何在不偏离教学本质的前提下利用智能工具获得问题的最优解。另一方面，教师应具备对于智能教育的批判力。应摒弃“智能技术崇拜论”，运用设计思维重新思考人工智能赋能教育教学的技术逻辑与教育逻辑，进行智能教育资源与教学任务定位及架构设计，做智能教育设计的引路人与创新者。

其二，助力教师成为兼具“软”“硬”技能的设计者。在智能教育场域下，教育教学问题与需求具有复杂性和多样性，教师不仅需具备基本的智能教育理解力与批判力，还需具备基本的设计技能。如前文困境部分所述，智能时代培养教师的设计思维对于教师个体设计技能的要求较高，不仅要求教师具备人文素养、创新知能、审美品位、与他人沟通的素养等“软技能”，而且要求教师具备利用大数据、人工智能等新技术的“硬技能”。一般而言，教师设计技能的培养与设计内容的项目式分解密切相关，在项目实践情境下培养教师设计技能颇为有效。应引导教师在项目式培育框架中突破线性流程化的设计角色，利用项目学习工具为教师创造和设计全新的学习体验和方式（周海涛， 等， 2019）。在智能时代，可鼓励教师主动将项目任务与知识和设计技能在TPACK（整合技术的学科教学知识）框架中有效结合，助推教师从技术接受者转向学生生活的理解者、情感关系的引导者与知识创造的设计者等核心角色。

（三）树立理性批判与价值融合的资源观，构建“智能+资源设计”服务体系

如前文所述，智能教育资源同质化推送会在一定程度上削弱教师创造的能动性与热情。依托自适应学习、机器学习、自然语言处理等技术，人工智能可助力教学资源的智能归类与推送，但此类智能推送也隐藏着相应的伦理危机。教师在资源认知方面应明晰其资源认知并非完全取决于学生信息挖掘以及特定模式的资源推送，也取决于对学生过去经验的观察和对知识基础的把握。若教师迷失于智能资源推送，则教师对资源设计的想象力、创造力与行动力将大打折扣。为此，极有必要树立智能推送与理性批判相结合的资源观，构建“智能+资源设计”服务体系，具体可从以下两个方面着手。

其一，应构建理性批判与价值融合的资源支持机制。一方面，教育行政部门、学校等应加强对智能终端、教师能力测评系统、学生情感监测系统等智能化资源的支持力度，构建能够耦合设计、技术、教育各项资源要素，以智能技术辅助教师创新的激励与考核机制。另一方面，为教师提供智能、优质和个性化的设计思维训练服务，利用人工智能技术帮助教师完成烦琐的日常教学工作，给予教师充分的时间去思考、想象、设计和创作，使规模化教师设计思维的培养与实施成为现实。

其二，创设面向设计实践的“智能+资源设计”服务体系。一方面，可依托高等院校教师教育机构针对职前教师设置资源支持计划，为教师提供具有创造性的资源设计框架。目前，不少高校已将设计思维培养纳入职前教师培养计划。例如，斯坦福大学的教师预备计划、肯塔基大学的教育设计思维实验室等均将资源设计作为职前教师培养的新关注点，要求职前教师将自身视为“课程资源设计者（Nambiar， Nor， Ismail， & Adam， 2017）。另一方面，可通过产学研合作项目助力在职教师设计思维训练与发展。可通过人工智能技术、企业实践与教学课程相结合的方式，鼓励在职教师通过开发在线学习产品、设计虚实结合的资源与环境来发展设计思维，引导教师成为“学习设计师、学习技术专家和媒体专家”（Briggs， 2013）。通过开发在线学习产品培养教师的设计思维，通过智能技术为培养教师设计思维提供精准服务，指导、组织、协助教师发展设计思维。

（四）加强情感互动与人文关怀，设计共享创意的智能教育空间

如前文所述，在智能教育场域下，智能空间感知受困于浅层情感捕捉，忽视教师的情感互动及体验。人工智能的发展目前尚未成熟，主要侧重于计算智能与认知智能的发展，而对于情感智能虽有所涉及，但尚难以在情感智能方面实现对人类情感的精准模拟与超越，缺乏情感互动的智能教育空间很难为学生的生命成长提供温暖的关怀。怀特海（2002， pp.95-96）指出，教师有着以自己的人格和个性使学生产生共鸣而激发出热情，同时创造出具有广泛知识和坚定目标的环境双重任务。可见，培养教师的设计思维需要构建促进师生之间情感直觉、情绪感知和同理心等情感交互方式共同发生的育人空间（Nambiar， et al.， 2017）。因此，可从以下两个方面为教师提供一个共享性、协作性和多元化的设计教育空间，促进教师设计思维的生成与应用。

其一，创设共享创意具身情境，强化生活体验。教师的设计思维具有情境化特征，发展教师的设计思维应将教学环境、教师身体及其认知方式看成一个相互作用的整体，创设激发教师设计思维的教学情境。教师应重视自己与学生的身心体验，运用设计思维催化自我构建。创设共享创意具身情境需要依托师生之间的情感互动，在一定程度上呼唤教师投以人文关怀。教师应综合审视智能教学空间的设计是否考虑到学生经验的特殊性与学生体验的多元性。应整合教师物理空间、网络虚拟空间、学生精神空间与学校文化空间的情境需求，推动师生在有温度、有情感、有尊重的多元教学空间中实现双向互动。应增强学生创造性解决问题的自信心与自我效能，运用设计思维为学生设计富有互动性、生活体验性、真实性和挑战性的学习环境。

其二，构建设计共享共创空间，鼓励教师参与协同设计实践。一方面，可通过建立在线教师设计社区，推动跨区域、跨学科和跨领域的教师共同参与设计实践，鼓励教师积极参与到跨学科综合的设计实践课程或项目中，为教师提供作为设计者的场景化体验环境和工作氛围。另一方面，还应为教师提供在优质教学资源与案例设计、创意设计知识普及与共享方面提供支撑的协同设计平台，通过团队协作和头脑风暴过程激发教师个体的设计思维。例如，美国商业创新工厂开发的教师教育设计在线协作平台打破了教师之间的专业界限，在教育社区之间实现了教师设计思维的共享（Business Innovation Factory， 2014）。

六、结语

设计思维依赖于一套復杂的技能、过程和心态，促进生成创新性的问题解决方案，其核心理念是人人都可以运用设计思维重新塑造我们的生活。在智能时代，教师要更好地理解设计的意义，做智能文化创新的引路人与知识的创新者，而不是学习技术与知识的中介者。人工智能在教育教学中的价值不在于其本身，而在于教师和学生如何利用它。因此，在未来的教育教学中，教师需要运用设计思维推动教育创新，解决教育教学中的棘手问题。教师更需要思考如何利用智能技术的优势，助力设计思维的运用。教师应思考面对复杂、多元和真实的教学情境时，如何利用智能技术设计问题并促进问题解决中所包含的对知识的表征与重构。教师教育者应为发展教师的设计思维提供理论学习与实践训练等方面的课程资源与项目活动，帮助教师利用智能工具和手段有效解决棘手的设计问题，增强教师主动设计的意识，打造智能化教师设计思维培育体系，不断丰富教师的设计体验，引导教师通过发展设计思维提升教学创新力。

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收稿日期：2021-06-04

定稿日期：2021-09-30

作者簡介：张蓉菲，博士研究生，江南大学教育学院（214122）。

田良臣，博士，教授，博士生导师，江南大学教育学院院长（214122）。

马志强，博士，教授，硕士生导师，江苏“互联网+教育”研究基地副主任（214122）。

责任编辑 单 玲