基于设计思维的美术教学实践——以“3D 打印笔”主题教学为例

刘培盛

（上海师范大学美术学院，上海 200234）

一、设计思维及其在小学美术教学中的意义

1. 设计思维的起源和概念

设计思维的起源可以追溯到设计学科的创建人赫伯特·西蒙（Herbert A. Simon）及其著作《人工科学》。1969 年，他提出“设计是一种思维方法或一门学科”，把实施任务之前“将问题概念化、选择、综合、决定、解决问题”的人定义为设计师。①Herbert A. Simon，The Sciences of the Artificial，Cambridge：MIT Press，1969，p.111.这一观念为设计思维打下理论基础。

IDEO 公司现任总裁兼首席执行官蒂姆·布朗（Tim Brown）于2008 年发表文章《设计思维》，并于2009 年出版著作《IDEO，设计改变一切》，二者被认为是设计思维研究的经典文献。②梁燕：《“设计思维”核心属性研究》，《服装设计师》2021 年第10 期，第131 页。蒂姆·布朗对设计思维做了如下定义：设计思维是一种创新性解决问题的方法，是运用设计师式思维将人们的需求与技术可行性相匹配，将商业战略转化为客户价值和市场机会的一门学科。③Tim Brown，“Design Thinking”，Harvard Business Review，Vol. 86，no. 6（2008），p.86.

2. 设计思维在美术基础教育中的意义

赫伯特·西蒙认为，设计不仅是技术教育的专业部分，而且是每一个接受文科教育的人的中心学科。④赫伯特·西蒙：《关于人为事物的科学》，杨砾译，解放军出版社1987 年版，第130 页。设计的本质是发现并解决问题。在设计过程中，发散式思维和汇聚式思维规律交替，发散式思维增大可能性以创造新选择，而汇聚式思维则恰恰相反，是淘汰选项以做出选择。这个过程可以不断提升设计思考者的创新能力和问题解决能力。①蒂姆·布朗：《IDEO，设计改变一切》，侯婷，何瑞青译，浙江教育出版社2019 年版，第68 页。由此可见，设计教育除了培养专业人才之外，在素质教育中也有重要的作用和价值。

基础教育阶段的设计思维是为了培养学生的思维方式，解决生活、学习乃至工作中的实际问题。在基础教育阶段开展设计思维教育的意义在于，通过设计活动这个载体，给学生提供综合运用所学知识与技能解决问题的机会。在这个过程中，重在保护好学生的学习兴趣，保持其对世界的好奇心与探索精神，使其建立良好的学习习惯，提升自信心。同时培养学生的应用能力、实践能力与创新意识，使其学会用设计视角观察世界，用设计思维思考世界，用设计语言表达世界，用设计方法创造世界。②李从容，王馨月：《设计思维培养在基础教育中的育人价值》，《中国艺术》2021 年第4 期，第22 页。

二、设计思维与新课标理念、目标的契合性

1. 理念契合：以用带学

当前美术基础教育注重美术技能的训练，缺乏创新思维与实践能力的培养，难以将美术知识迁移至现实问题的解决当中。为此，新课标将“做中学”教育理念贯穿于美术课程的内容结构中，鼓励开展以项目化学习为主的教学活动，以学生为中心，在真实问题情境中完成学习任务，重点培养学生综合解决问题、协同合作发展及知识的动态构建能力，体现了“以用带学”而非“以学待用”的理念，实现从知识本位到素养本位的真正转变。③尹少淳，陈美峰：《〈义务教育艺术课程标准（2022 年版）〉中美术课程标准的主要变化》，《福建教育》2022 年第27 期，第23-24 页。

设计思维以团队合作的项目制形式进行，展现了一个创造性解决问题的过程，帮助思考者建立知识与技能之间的内在关联，用以解决现实生活中的问题，同时又提升了自身的知识和技能。④陈慧珍，柏毅：《设计思维的内涵和价值》，《上海教育》2017 年第20 期，第10 页。这与新课标的教育理念相契合。

2. 目标契合：核心素养相通

传统美术基础教育以美术知识和技能提升为培养目标，学生缺乏对美术的理解，容易产生因为机械记忆和技能模仿导致最终失去学习兴趣的问题。新课标明确围绕核心素养确立培养目标，体现了由“美术知识学习”向“以美术育人”的转变。美术核心素养包括审美感知、文化理解、艺术表现、创意实践四个方面。对比分析，核心素养与设计思维方法论体系具有相通之处。

核心素养四个方面尽管作用不同，但并不独立，相互融合转化。从分类来看，审美感知和文化理解偏向启发，艺术表现和创意实践偏向创作。在审美感知的基础上，在特定文化情境中理解艺术作品，则生成文化理解素养；艺术表现是基础实践能力，结合现实生活情境进行创新和实际应用则走向创意实践。⑤尹少淳，陈美峰：《〈义务教育艺术课程标准（2022 年版）〉中美术课程标准的主要变化》，《福建教育》2022 年第27 期，第22 页。设计思维的流程框架同样也可以归纳为“启发、创作”两大步骤。“启发”关注素材的收集和理解。“创作”关注方案的构思和实施。以前一阶段的素材为原始材料，讨论和思考各种可能的解决方案并运用到实际生活中（见图1）。⑥林琳，沈书生：《美国“设计思维融入课堂教学项目”研究》，《比较教育研究》2019 年第7 期，第68-69 页。

图1 新课标核心素养与设计思维的契合

由此可见，设计思维可以培养学生对事物的感知能力、对文化的理解能力、艺术的表现能力和解决问题的实践能力，这与新课标要培养的核心素养相契合。鉴于设计思维与新课标在教育理念，培养目标方面的契合性，将设计思维引入美术教育，是落实新课标的有效手段之一。

三、基于设计思维开展美术教学

将设计思维付诸实践需要构建设计思维模型，设计思维模型是产生和发展创意的结构化方法，帮助指导从确定课题到找出并构建解决方案的过程。斯坦福大学设计学院的EDIPT①EDIPT 是Empathize（同理心）、Define（定义）、Ideate（构想）、Prototype（原型）、Test（测试）首字母的缩写。设计思维模型和IDEO 设计思维模型为使用最为广泛的设计思维模型，两者均源于IDEO 设计实践的归纳总结。故本文选用IDEO 设计思维模型展开美术教学探究。

1.IDEO 设计思维模型

IDEO 公司提到，设计思维模型包括发现、理解、构思、实验、改进五个阶段（见图2）。第一阶段是发现，即通过收集信息深入了解所要面对的挑战。第二阶段是理解，即分析收集到的信息，构建成解决挑战的知识。第三阶段是构思，即根据对相关信息的解释，采用头脑风暴等方法收集创意，提出应对挑战的可能解决方案。第四阶段是实验，将解决方案用可见、可触、可感的原型呈现。第五阶段是改进，即呈现原型获取反馈，不断迭代改进方案。②IDEO：Design Thinking for Educators，载IDEO 官网：https：//f. hubspotusercontent30. net/hubfs/6474038/ID EO_DTEdu_v2_toolkit+workbook.pdf，最后登录日期：2023 年4 月24 日。

图2 IDEO 设计思维模型

图3 寻找和表现作品中的“线”

图4 用“线”表现对音乐的感受

图5“3D 打印笔”完成的椅子原型

2. 基于IDEO 设计思维模型的美术教学

（1）教学目标

教学目标是：通过观察客观事物、学习造型原理提升学生审美感知能力；通过感受和理解文化进而理解人类行为，提升学生逻辑分析能力；通过运用工具和材料、运用形象思维创作提升学生的艺术表现能力；通过制作原型培养学生的动手实践能力和问题解决能力；通过利用思维方法和工具策略，提升学生的创新能力。

（2）教学内容

笔者尝试根据设计思维各阶段的主要任务对新课标美术课程内容进行重新分类（见表1），使设计思维工具与课程内容形成有机整体，在此基础上教师可以根据教学需求挑选思维工具和课程内容展开教学活动，促进学生对知识进行整体联系和建构，提高学生运用综合应用知识解决问题的能力。

表1 IDEO 设计思维模型对应的思维工具和课程内容

表2 教学进度安排

（3）教学实践

教学实践以“‘3D 打印笔’的运用实践：椅子设计”为课题而展开。椅子是一种具有无限可能性的物品，在形态、结构、材料等方面都可以进行多种尝试。中国明式家具在世界家具体系中享有盛名，被世人誉为东方艺术的一颗明珠。在教学中穿插中外椅子简史的学习，增强学生的民族自豪感，引导学生传承中华文化遗产。“3D 打印笔”是指原材料经过高温熔化，以线的形式从笔尖挤出，可以直接制作成立体物品的笔形机器，具有简单易用、安全可靠等特点，适用于儿童教学活动。

①“3D 打印笔”应用于美术基础教育的可行性

首先，“3D 打印笔”有利于工具和材料的探索。新课标要求学生能使用不同工具、材料按自己想法表达所见所闻、所感所想。①中华人民共和国教育部：《义务教育艺术课程标准（2022 年版）》，北京师范大学出版社2022 年版，第8 页。“3D 打印笔”既是新工具，也是新材料，通过对“3D 打印笔”的探索，可以激发学生的好奇心、想象力和表现欲望，扩大学生的表现领域，帮助其形成创意思维。

其次，3D 打印笔有利于造型元素和形式原理的学习。新课标要求学生能运用造型元素和形式原理欣赏、评述创造美术作品。②中华人民共和国教育部：《义务教育艺术课程标准（2022 年版）》，北京师范大学出版社2022 年版，第9 页。“3D 打印笔”以“线”的形式输出，有利于学生对造型元素“线”的学习。“线”可以改变形态、方向、粗细，可以表达情感，可以表现抽象、具象的形象，具有很高的造型价值和意义。③袁筱蓉：《现代设计元素：点线面》，广西美术出版社2006 年版，第19 页。同时，“线”进行有计划性的组合可以获得某种视觉效果，进而理解形式原理。

最后，“3D 打印笔”是原型制作的最简单有效的工具之一。原型制作是设计思维中必不可少的试错环节，通过赋予想法以具体的外观，可以了解该想法的优势和弱势，并找到新方向改善设计。①蒂姆·布朗：《IDEO，设计改变一切》，侯婷，何瑞青译，浙江教育出版社2019 年版，第107 页。“3D 打印笔”不需要其他软件或设备，学生可以通过其轻松、简便地表达自己的想法，并根据需要及时修改补充。

②教学案例

课程设计在IDEO 设计思维模型建构的课程内容的基础上进行，共分五个步骤：发现、理解、构想、表达和分享。相较于传统美术课程设计，基于IDEO 设计思维模型的美术课程设计更能发挥学生的学习主观能动性和主动思考能力，提升团队合作意识，达到理想的学习效果。

为验证课程的实际效果，笔者于2022 年8 月以上海市某小学的12 名学生（二年级1 名、三年级3名、四年级4 名、五年级4 名）为对象实施了一组教学实验。实验教学进行了两周，共10 课时。

（4）课堂评价

为验证预期目标的达成效果，笔者对参加课程学习的学生进行了课堂评价问卷调查。课堂评价内容包括学生在学习过程中的行为表现、学习态度、课堂学习阶段目标的达成情况等方面。①中华人民共和国教育部：《义务教育艺术课程标准（2022 年版）》，北京师范大学出版社2022 年版，第115 页。课堂评价的目的是了解学生通过课程学习获得的启发，及其在知识、技能、行为、态度价值观等方面的变化。考虑到调研对象包括小学低年级学生，问卷采用了较为简单的问答形式进行，使用李克特五级评分法，从趣味度、理解度、参与度、问题解决能力四个维度进行调研。

调研结果（见表3）显示，课程激发了学生的学习兴趣，加深了对造型元素“线”及“3D 打印笔”的理解，提升了与课题相关的问题解决能力。“产出的作品是否符合你的想法”得分最低，为3.58 分。在教学过程中，部分学生在“表达阶段（步骤4）”遇到困难，所以得分最低也在意料之中。这是因为将脑海中立体的想法通过纸面表达出来，再用“3D 打印笔”重新立体化的要求对小学生来说有点困难。除此之外，其他各项得分高，是因为学生通过“3D 打印笔”更加积极主动地参与到设计活动当中，在反复试错的过程中逐渐建立起自信。

表3 课程评价问卷调研结果（n=12）

本次教学中，从低年级到高年级均有学生参加，教学过程中尚未充分考虑到各年级的特点，后续研究将继续完善教学方案。另外，在教学中还发现，部分学生没有积极提出自己想法的意识，可以看出他们对发现问题、认识问题和解决问题的过程并不熟悉，平时发挥想象力和创造力的机会较少。

四、研究反思

1. 美术教学实践中高效引进设计思维的建议

（1）以设计思维模型为基础，贯彻“做中学”教育理念

以设计思维模型为基础，采用模块化、项目化的形式编排课程内容，将课程知识、思维工具与问题解决有机结合，摒弃单纯以知识输入、技能训练为主的传统美术教学方式，贯彻“做中学”教育理念，实现从知识本位到素养本位的转变。

（2）以学生为中心进行教学，为学生创造充分的机会

基于设计思维的美术课堂中，教师是创意环境的营造者，学生是创意的创造者。教师需要以学生为中心进行教学，引导学生收集美术素材，分析归纳问题，凝聚团队力量生成创意，鼓励学生赋予创意具体外观，使学生发现并意识到自己的创造力，感受到自己的想法和能力受到重视。

（3）从真实的问题和情境入手，创建生活化的学习场景

设计思维强调在真实的问题情境中创造性地解决问题，熟悉的生活场景可以唤起学生的经验与情绪，调动其学习积极性。引导学生以观察、体验为工具，从熟悉的生活场景中发掘创新素材，并运用设计思维工具对知识和技能进行重组，建立知识与技能之间的内在关联，并以此解决现实生活中的问题。

（4）教师需充分理解设计思维，灵活运用思维方法和工具

设计思维的各个阶段都有对应的方法和工具，正确的方法和恰当的工具组合是设计思维创造性解决问题的关键，教师需充分理解设计思维的方式方法，根据课程内容和教学对象的特点，灵活运用设计思维工具。

2. 研究局限性及后续研究方向

本研究重点在于教学设计和课程实践上，针对教师层面的研究有所欠缺。教师要在课程和学习工具的设计上花费大量的时间和心思。如何降低教师应用的难度是后续研究中待完善的问题。初步考虑将问题、情境、思维工具、材料工具等制作成课程工具包，保证教师可以自信地指导学生完成多种模型的制作，将创意转化为现实，让教师在应用设计思维时能够获得最大的支持，确保教学质量。