【摘要】设计思维是一种顺应时代发展要求的思考方式，而STEAM教育有助于培养学生的创新思维能力。将设计思维和STEAM教学相结合，从设计的六个阶段、设计思维的五大阶段等角度来体现设计思维和STEAM之间的联系，构建和创新教育相结合的STEAM教学模式，能够使学生像设计者一样思考，以富有创意的想法去解决问题，从而达到培养学生创造力、深入思考意识、问题处理意识、互动交流意识和创新意识的目的。文章以STEAM课例“有趣的动画”为范例，通过融合设计思想和STEAM教学，探索在设计思想引领下的STEAM跨学科項目研究，逐步形成基于设计思维的STEAM教学评一体化实施策略，以培养学生的核心素养与创新技能，为STEAM课程设计和教学应用提供参考。
【关键词】设计思维；
STEAM教学；
教学评一体化；
核心素养
作者简介：王晓娟（1987—），女，江苏省常州市新北区奔牛实验小学。
设计思维（Design Thinking）是一种高级的思维形式，它通过提供有意义的设计与思维方法来处理特定群体的现实问题。这种思维形式十分有利于创新型人才的培育。而STEAM教育具有实践性、丰富性和开放性等特点，可以促进设计思维的培养。将设计思维引入STEAM教育，让它贯穿于STEAM教育的全过程，不仅可以提升STEAM教育的质量，还可以培养学生的高阶思维。
一、设计思维的内涵
设计思维，就是一套以人为本的解决问题的方法论。它大致包括四方面的内容：第一，设计思维是人类认识与能力构成的主要部分，它主张人类通过与实际问题的联系来提高认识和技能结构的完善。第二，因为设计思维是由设计过程和思维组成的双螺旋结构，所以它特别强调了设计和思维二者相互依存的关系。第三，设计思维富有生成性，人们能够在解决问题的过程中，不断巩固这种思维。第四，设计思维具有创造性，它可以从设计师的设计理念、设计的成品等多维度进行衡量。设计思维属于高层次思维，需要人们在面临复杂多变的实际问题时，综合地利用自身现有的专业知识和技能，并借助问题设计和思维双螺旋结构的相互依赖和促进，不断探索出处理新问题的思维理论和方法，再经过探究和实践，形成处理新问题的思维方式和对策，这对培养人的创新实践能力有很大帮助［1］。
二、STEAM教育的内涵及其现存问题
STEAM教育是一个以任务型教学和研究为导向的教学实践模式，它整合了科学、技术、工程、数学、艺术五个领域，着重训练学习者的创新实践意识。
目前，国内的STEAM教学主要采取“产品制作”的模式，以学生感兴趣的、有一定实际意义的产品为研究对象，并对其实际情况进行仿真，使学生在项目研究中获得一定的知识与技巧。但是，该模式是以研制出一个具体的产品来推进的，所以它降低了教育过程学生的其他可塑性，如创造性，高阶思维的培养等，让STEAM教育所拥有的创新效果大大减弱。要想使学生的思维更加深入地发展，就必须把教育教学的各个环节细化，使学生具有多样化的学习取向，并以兴趣为内在动力，不断地摸索和构建自己的认知体系。
三、STEAM项目教学引入设计思维的意义
把设计思维引进STEAM教学，是由于设计思维与STEAM课程在不同层次上的高度连贯性：第一，这两个活动都是以实际情况为基础，以项目为载体进行的；
第二，在这两个活动中，学生都经常需要团队协作，与他人进行思想碰撞，从而更好地了解和实现意义的构建；
第三， 二者的教育过程相似，都是利用设计、优化和创意表现等过程来开发学习者的高阶智慧。
在STEAM教学的局限下，越来越多的教育者开始把设计思维引入STEAM培训项目中，意在使学生能够真正像设计者那样完成项目设计，认识并深入思索各类问题，从而适应将来可能遇到的各类复杂情境，摆脱主流的“产品制作”教学模式所带来的局限性。
四、设计思维导向下的STEAM课堂教学模式
设计思维始于发掘学生的创作兴趣，允许学生去创作、检测、再创作，直至最终的成果对社会有价值。根据斯坦福设计学院（D.School）的研究，设计思维的养成通常需要经过五大阶段：同理心、需求定义、创思构想、原型实现和实际测试。而STEAM项目研究一般也要经过提出问题、头脑风暴、设计制作、测试改进和展示评价五个步骤，和设计思维的培养过程有相通之处。下面笔者结合“有趣的动画”一课的教学设计，谈谈如何开展设计思维导向下的STEAM课堂教学。
（一）基于真实问题，发掘生活需求
实际生活中充满了各种各样错综复杂的问题，需要考虑和权衡多方面的因素，而且问题的解决方案不止一个。而书籍中的知识往往是抽象的，如果能够将其和现实世界连接起来，那么对于学生认知能力的提高会有一定的促进作用。因此，教师应基于真实问题，发掘学生的生活需求，设计STEAM学习项目。
“有趣的动画”是笔者基于学生对动画的喜爱而创生的一个STEAM学习项目。在开发此项目时，笔者对动画的发展历程进行了研究，了解到不管是最早的传统手绘动画还是现代的电脑绘制动画，都运用了“视觉暂留”的科学原理，而且视觉暂留效果在生活中也广泛存在。此外，动画的创作方式也在不断地创新，这是一个持续发展的研究项目。基于此，笔者创设了这样的教学情境。
师：老师给大家变个魔术，这是一只鸟，这是一个笼子，我转动木棍，你们看到了什么？
生：转动木棍时，鸟看起来就在笼子里了。
师：为什么转动木棍，鸟看起来就在笼子了呢？
生：木棍转动的时候，鸟和笼子重合了，看起来就感觉鸟在笼子里。
师：你们知道科学上是怎么解释这种现象的吗？
教师通过PPT，为学生播放视觉暂留的相关视频，再为学生阐释该概念，总结：转动木棍时，感觉鸟在笼子是人眼视觉暂留的效果。
师：视觉暂留现象在生活中普遍存在，你们还知道哪些现象是视觉暂留的效果吗？
生：手翻书、走马灯、动画、电影。
师：是的，有趣的动画也是利用了视觉暂留的原理。你们是不是都很喜欢看动画？那我们在班级里举办一个动画展览，评选出有创意、制作精美的动画作品好不好？
设计思维导向下的情境符合学生真实的生活需求，为教师发现提炼设计需求服务。以上教学中，有趣的魔术激发了学生探究科学原理的兴趣，为动画制作奠定了理论基础。动画是一种视觉艺术产品，其创作既要求创作者掌握相应的专业知识和技巧，又要求创作者遵守相应的创作流程。这个创作过程可以为学生创意思路的训练提供很好的切入点。基于此，笔者创设了“举办动画展览”的生活情境，以“评选有创意、制作精美的动画作品”的任务驱动学生探究动画制作的过程。
（二）研习动画案例，拓宽知识视野
在设计方面，要想进行创新性的创造，必须具备丰富的知识和广阔的视野。要想设计出有创意、制作精美的动画作品，学生就需要先研习别人的动画案例，在学习过程中拓宽知识视野。对于动画的制作，创作者首先要绘制一组连续的图片素材。由于学生的绘画能力参差不齐，因此创作动画素材就成了动画制作的难点。创作动画素材的方式有多种，可以用笔绘，用相机拍摄，也可以用电脑软件绘制。为了尊重学生的差异和兴趣特点，笔者先让学生研习一些动画案例，在学习过程中寻找适合自己的创作方式，为动画素材的制作降低难度。
师：上节课，老师让你们回去了解动画的制作过程，现在你们知道动画是怎么做出来的了吗？
生：做动画需要一组连续的图片，还要想办法让图片动起来。
师：那在做动画的过程中，我们要注意些什么呢？请各小组来汇报一下你们的研究成果。
生1：我们看的这个动画讲的是某种植物的一生。作者用笔绘的方式，画出了该植物生根、发芽、成长和枯萎的全过程，用手动翻页的方式使其产生了动画的效果。在画这类图片的过程中，我们要注意植物的位置和主体不能改变，其高度和大小要发生变化。
生2：我们看的这个动画是“小台灯跳舞”。作者用相机拍摄了一组小台灯的照片，这组图片中的主体没变，小台灯灯头的方向和底座的位置在变化。我们用手机软件将这些图片拼接在一起，调快了播放速度，看起来好像小台灯在跳舞一样。
师：那你们准备用什么方式进行创作呢？
生1：我们用画画。
生2：我们准备用相机拍摄。
生3：我们用电脑绘图，再用FLASH软件制作动画。
以上教学中，学生课前带着问题对动画的制作进行调研，这种任务式的学习可以有效地提高学生自主学习的效率。学生在班内分享交流自己的调查结果，一方面可以从设计师的角度去阐述动画设计的方式及过程，另一方面也可以从别人的分享中取长补短，在思维碰撞中找到适合自己的创作方式。
（三）开展头脑风暴，形成解决方案
在教学设计中，学生仅依靠自身的认知体验，很难对问题形成完整的认识。因此，教师需要集合学生的团队智慧，启发他们的灵感，让他们产生有创造力的解决办法。“头脑风暴法”是一種能调动学生的学习热情，使他们能够在愉悦且轻松的氛围中自由交流，通过灵感碰撞的方式，来激发不同想法的创意方法。在“有趣的动画”课程方案的形成环节，创意的提炼是一个难点。因此，教师可引导学生通过团队协作，开展头脑风暴来生成集体智慧，形成创意动画的设计方案。
头脑风暴的基本流程：1.每个组员进行构思；
2.组内成员交流讨论，每个人都要说出自己的想法，交流讨论的过程中先不做出评判；
3.由小组长梳理各个组员的想法，再结合思维导图进行推理与分析，形成一个合理、可行的设计方案。
在“有趣的动画”教学中应用头脑风暴法，可以突破传统的灌输式教学方式，更好地激发学生的兴趣，使他们积极参与设计的全过程，在思维碰撞中进一步提高学生的团体协作意识。教师要让思维导图成为学生终身学习的思维模式和认知方式，使学生借助思维导图始终围绕设计主题进行思维活动，有效地推进研究进程，避免偏离主题。另外，学生在进行头脑风暴的过程中，会有许多金点子产生，教师要对学生的思维活动及时进行记录，整理、分析、遴选出有价值的创意来进行深入研究。
（四）动手实践操作，制作产品原型
制作是活动的关键环节，创造者需要寻找适合的材料，将设计创意变成产品。小学生的动手操作能力不强，需要教师细致的指导。在制作指导的时候，教师要有选择地挑选那些关键的，影响产品质量的操作，并在引导的过程中不断追问，让学生自己总结操作的要点。以传统手绘动画为例，教师可以用这样的方法引导。
师：你们创作的动画内容是什么？
生：蚕的一生。
师：你们需要准备什么材料？
生：便签纸和笔。
师：怎么创作？
生：用笔在便签纸上创作一组蚕从蚕卵、蚁蚕、蚕宝宝、蚕蛹到飞蛾的图片。中间还要画一些蚕宝宝吃桑叶的画面。
师：你们大概要绘制多少张图？
生：20张。
师：怎么让图片产生动画效果？
生：手动翻页。
学生在制作的过程中，教师还应关注学生的小组分工合作情况，让每一个学生都有事做。经过教师的有效指导，学生的制作过程变得更加顺利。完成产品的研制是对学生的肯定和鼓励，能够提高他们学习的主动性。
（五）实施多元评价，促进深度理解
设计思维导向下的课堂评价主要包括设计想法、小组合作和产品性能评价。在学生完成设计成果的制作后，教师要采用学生自评、他评等多样化的测评方法，从创作角度、设计理念等多方面来衡量学生的创意作品，从而促使学生深入了解创作。在本节课上，笔者按照设定的动画创作计划，让学生对自己以及其他小组的作品进行评价，评价内容可以围绕动画创意、画面流畅、图纸设计（美观）、故事完整性、小组合作等方面展开，不仅要关注设计的结果，也要关注设计的过程［2］。通过综合评价，学生对设计的全过程有了更加丰富和深刻的理解。
结语
将设计思维融入STEAM教育课堂，有利于培养学生的核心素养。学生通过真实情境的研究，不仅习得了科学知识，还形成了解决真实和复杂问题需要的能力、思维以及价值观念，这些都是当代学生终身发展和适应社会发展需要的必备品格和关键能力。
【参考文献】
［1］刘世军，薛文.论新型设计人才培养中“设计思维”教育的重要性［J］.湖南包装，2017，32（04）：124-126.
［2］刘苏梅，曹恒来，丁婧.“设计思维”理念下的信息技术教学：以“网站Logo的设计”为例［J］.江苏教育，2018（91）：52-55.
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