錢一千

【摘 要】本文以解決校園活動中真實問題“共享雨傘傘筐設計”為例，探討從產(chǎn)品設計與智造的角度組織項目式教學，引導學生開展基于設計與智造的沉浸式深度學習的教學實踐。本文有理有據(jù)地提出了深度學習來源于真實情境、植根于跨學科知識、著眼于高階思維、落實于評價反思等教學策略。

【關鍵詞】產(chǎn)品設計；深度學習；設計與智造

【中圖分類號】G434? ?【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2023）05-050-02

設計與智造的核心理念就是從產(chǎn)品設計與智造的角度組織項目式教學，融合高中信息技術、通用技術乃至其他學科課程，基于學科大概念設計項目活動，引導學生開展基于設計與智造的沉浸式深度學習，從而發(fā)展高階思維，提升技術素養(yǎng)，培養(yǎng)未來的設計師和工程師[1]。深度學習是指在教師引領下，學生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學習過程。本文以“共享雨傘傘筐設計”項目為例闡述以設計與智造為主線，在推進深度學習方面的教學實踐與反思。

深度學習來源于真實情境

共享雨傘傘筐設計來源于校園生活的真實問題。學校校園面積168畝，教學樓與宿舍、食堂、運動場館等區(qū)域間并無連廊相通，為了滿足師生在校園內(nèi)使用雨傘的需求，我們設計投放了一批共享雨傘，用于各建筑物間雨天出行的需求。但共享雨傘的使用帶來一個新的問題：學校各建筑物的出入口處需要一批能放置共享雨傘的傘筐，市場上的雨傘傘筐多為少量雨傘設計，并不能完全符合學校的實際需求。所以我們提出了這樣一個需求：設計能符合學校共享雨傘的傘筐。

真實情境的問題能夠激發(fā)學生的責任意識、創(chuàng)新意識和合作意識。共享雨傘傘筐設計體現(xiàn)了“以人為本”的理念，實質就是“我為人人，人人為我”的責任意識。問題的解決能夠方便學校管理和學生生活，學生自然充滿了極大的熱情，積極性很高。該項目激發(fā)了學生主動探究、實踐創(chuàng)新的內(nèi)在學習動機。而且由于傘筐設計問題具有一定的復雜性和挑戰(zhàn)性，需要學生組建團隊，齊心協(xié)力完成任務，有助于培養(yǎng)學生的合作意識和能力。

深度學習植根于跨學科知識

本項目融合了高中技術課程中的通用技術和信息技術學科內(nèi)容，還有三維建模、開源硬件、軟件編程等選修科目內(nèi)容，甚至還涉及物理材料、外觀設計等其他學科知識，可以幫助學生形成跨學科知識體系。

傘筐設計立足于通用技術學科，是一個產(chǎn)品設計的問題，遵循通用技術學科中設計的一般流程。傘筐應該是一個穩(wěn)固的結構，故而涉及通用技術學科中結構設計的相關內(nèi)容。因此，我們按照產(chǎn)品設計的一般過程，制作了項目設計手冊。手冊上提供每個環(huán)節(jié)必要的知識點，同時真實記錄學生在設計制作過程中的各類學習數(shù)據(jù)、圖樣圖表，包括發(fā)現(xiàn)問題階段設計分析的概念圖、明確問題需要設計條件匯總、方案構思階段使用SCAMPER法和頭腦風暴法獲得的各類奇思妙想、方案權衡階段建立的KANO模型、方案呈現(xiàn)階段設計的草圖及三視圖等、模型制作階段必要的工具、材料使用要求的資源準備、模型呈現(xiàn)的實物照片，還有作品完成后進行評價的自評、互評及師評的雷達圖等。

傘筐設計離不開信息技術學科，信息技術作為必要的工具與手段一直貫穿傘筐設計的始終。在發(fā)現(xiàn)和明確問題階段，學生使用網(wǎng)絡搜索引擎進行資料的收集整理，產(chǎn)品的調研和分析；在方案構思階段，部分學生使用計算機軟件繪制設計圖樣；在作品評價階段使用在線投票評價系統(tǒng)進行自評和師生互評。

傘筐設計還涉及其他科目內(nèi)容。在模型制作階段，學生通過3Done軟件建模和打印部分零件；學生設想智能傘筐App，通過傳感網(wǎng)及時反映全校各供應點的雨傘數(shù)量，方便管理和維護。這就涉及開源硬件、軟件編程等相關知識了。

深度學習著眼于高階思維

傘筐設計以設計與智造為主線，開展沉浸式深度學習，就是將設計思維、工程思維、計算思維作為培養(yǎng)學生技術素養(yǎng)的關鍵。這三種思維方式的綜合運用有利于打造良好的技術創(chuàng)新思維，有利于提升學生技術創(chuàng)新素養(yǎng)。項目教學的深度體現(xiàn)在思維的可視化。被可視化的“思維”更有利于理解和記憶，可以有效提高信息加工及知識傳遞的效能[2]。

設計思維是一種以人為本的產(chǎn)品設計態(tài)度與方法，具有普遍適用性和跨學科跨領域的特點，是一種可以發(fā)現(xiàn)問題解決方案并以多種方式激發(fā)創(chuàng)新思維的途徑。國際上普遍認同的設計思維包括同理心、需求定義、方案構思、快速原型和測試迭代五個階段。在傘筐設計的過程中，教師提供了設計思維的多種學習腳手架和可視化工具，如同理心地圖、頭腦風暴、九宮格、SCAMPER法、KANO模型等，有效地幫助學生構思了多種傘筐模型，完成了項目挑戰(zhàn)，讓人耳目一新。

工程思維是以系統(tǒng)分析和比較權衡為核心的一種籌劃性思維，在產(chǎn)品的方案構思及權衡時都要用到。傘筐是一個穩(wěn)固的結構，也是一個簡單的系統(tǒng)，因此學生要形成人機關系、形態(tài)轉換、決策權衡、工程建模等技術思想和方法，實現(xiàn)整體與部分、抽象與具體、有形與無形之間的思維轉換，提升和發(fā)展工程思維。

計算思維是個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動。在面對復雜的問題情境，對其進行抽象、分解和建模的過程中，我們都在運用計算思維。傘筐設計的過程中，學生要使用計算機進行數(shù)據(jù)整理、結構分析、任務分解、模型建構等各種思維過程，鍛煉了計算思維。

深度學習落實于評價反思

深度學習的推進離不開伴隨式的評價與反思。學習手冊的使用正是契合技術意識、高階思維、圖樣表達、物化能力和創(chuàng)新設計等核心素養(yǎng)來設計的，能夠最大程度地客觀呈現(xiàn)和評價學生在技術課程中的整個學習過程。

傘筐設計項目以學習手冊為中心，從設計草圖的呈現(xiàn)到模型制作的實踐再到最終作品評價的全過程，伴隨式評價貫穿始終，個人的自評、小組同伴的互評和不同階段的師評，幫助學生及時發(fā)現(xiàn)問題、調整方法、改善學習，從而使學生不斷反思，不斷改進，不斷發(fā)展，學生才對整個學習產(chǎn)生了積極的情感。學生興趣一旦被激發(fā)，就更容易發(fā)現(xiàn)學習的意義和價值，體驗創(chuàng)造的快樂。

綜上，通過“共享雨傘傘筐設計”項目，學生以設計與智造為主線體驗了沉浸式的深度學習方式。學生在校園生活的真實情境中發(fā)現(xiàn)并明確問題，全身心投入到傘筐設計活動中，主動探究、手腦并用，實踐創(chuàng)新，實現(xiàn)了知識與經(jīng)驗的結構化建構，鍛煉了設計思維、工程思維和計算思維等高階思維方式，在學習手冊支持的伴隨式評價中，形成較強的自我學習效能感，具備良好的自主學習品質。

在后疫情時代，我們將發(fā)掘更多的設計與智造項目，深入研究深度學習的教學策略，落實基于網(wǎng)絡的學習平臺，更好地支持學生的個性化混合學習，達到更深層次的深度學習。

注： 本文系2019年江蘇省基礎教育前瞻性教學改革實驗項目“設計與智造：統(tǒng)整理念下高中生學習方式的變革”的階段性成果

參考文獻

夏燕萍. 高中技術課程融合的校本實踐研究[J]. 中小學信息技術教育，2022（6）：47-50.

夏燕萍. 技術素養(yǎng)導向的“設計與智造”教學策略[J]. 中國信息技術教育，2021（23）：28-31.

作者單位：江蘇無錫市第一中學

編? ?輯：馮艷艷