林 琳1， 沈书生2， 董玉琦1
(1.上海师范大学 教育技术系， 上海 200234;
2.南京师范大学 教育科学学院， 江苏 南京 210097)
[关键词] 设计思维; 发展过程; 设计推理模式; 创新教学
//一、引 言
近些年，设计思维在教育领域的应用逐渐丰富，并从高等教育不断扩展至基础教育，从教育问题的解决不断聚焦到课堂教学的设计，从设计思维作用于教师不断扩展到设计思维作用于学生。那么，最初设计思维为什么会被提出，它是如何发展起来的，发展过程存在怎样的特征，设计思维为什么能够促进创新，它是如何促进创新的，设计思维具有哪些教育价值?本研究将围绕以上问题，解析设计思维的发展过程、作用机制和教育价值，以期丰富我国对设计思维的理论研究，为教育变革提供指导。
//二、设计思维的发展过程及其特征
(一)设计思维的发展脉络
1. 兴起的基本样态：设计领域之外的科学
2. 百家齐放的样态：不同领域的认知方式
在20世纪70至80年代中期，设计思维作为一门学科，在建筑设计、工程设计等领域得到广泛应用，不同领域开启了对设计“思维”的探索。人们认为存在一种设计师的思维与沟通方式，它和科学式的、学术式的思维与沟通方式不同，但是它们在探索问题时具有相同的作用[6]。因此，研究者开始寻找存在于本领域的认知方式。Lawson在《设计师怎么思考：解密设计》中，以建筑设计领域为背景概括了设计思维的概念，提出设计师倾向于以解决方案为中心[7]。Cross在《设计师的认知方式》一文中描述了设计师的内在品质和能力，并将其与普通教育建立联系[8]。
在《反思实践者：专业人士在行动中如何思考》中提出，需要发展反思性实践的认识论，认为设计过程是与设计中的材料、与自己的反思性对话[9]。
3. 蓬勃发展的样态：作为一种创新方法论
(二)设计思维的发展特征
设计思维首先在设计领域产生，从对设计理论的研究中发展出设计师的认知方式，再以此为基础开发了一种创新方法论，被广泛应用于解决不同领域中面临的挑战。它被认为适用于所有的人类活动，即设计“人工世界”。设计思维的发展具有以下特征：
1. 从设计师的认知方式衍生到创新方法论
在设计思维的发展过程中，研究者对其内涵的理解不断扩充。对于首次接触“设计思维”这一概念的人，很容易将其与计算思维、创新思维等认知方式建立关联。对设计思维的研究很大部分是在研究设计师的认知方式的基础之上推进的，而对设计师的认知方式的研究源起于对设计师参与的设计活动与设计过程的探索。如今对设计思维的理解，已经不再停留于设计“思维”这一认知方式上，而是对这种认知方式显性化后形成的创新方法论的研究，它能更有效地指导实践工作。
2. 从简单的产品制作转向创新方案的提出
3. 从设计领域扩展至各行各业
早期的设计思维研究服务于单一的设计领域，而后在不同领域逐步扩散。在工程领域，设计师生成、评估，并列举设备、系统、过程等概念的形式和功能，以满足客户的需求和制定的一组约束[13]，设计思维为工程设计提供了一个创新过程，能够促进产品或服务的创造;在医疗卫生领域，设计思维服务于疾病的预防或治疗、医疗流程等方案的创新;在商业经济领域，采用设计思维从用户需求出发考察商业情境、重新定义问题、发现达到目标的最优路径，形成一个可靠的商业战略;在组织管理领域，设计思维被用于解决不确定的组织问题以支持领导者的决策和规划，被视为产生创造力和创新的最佳方式，以及管理者必备的技能;等等。设计思维在以上不同领域的丰富应用都将映射于教育中，尤其是与之对应的高等教育中不同专业对创新型人才的培养。
//三、设计思维的作用机制
人类是否创造性地行动取决于他们所遵循的过程[14]。设计思维作为一种创新方法论，能够在除设计领域以外被用来培养创新型人才，源自它实现创新的潜力，而该创新来自设计推理模式，其内核正是设计思维过程。借助设计思维过程，可以让参与设计的学习者置身于专业设计师的设计情境之中，促进创新行动的发生，导向创新制品的生成。
(一)设计推理模式
借助于Dorst对开放式设计问题的推理模式的研究[15]，解析设计思维实现创新的作用机制。他将基本推理模式与设计推理模式进行比较，以说明设计思维过程作为支持解决挑战的框架，是设计推理模式实现创新的内核。
1. 从基本推理模式看形式逻辑
2. 从设计推理模式看设计思维
(二)设计思维过程框架
图1 设计思维过程框架
1. 一个探索谜题的过程
马丁将设计思维比喻为知识沙漏，认为它能够将复杂的、涉及多因素的谜题通过分析梳理得到最佳的答案[16]。该沙漏包括以下三层：探索谜题层，指从一系列复杂的问题出发;得到启示层，指简化问题的复杂性，并用言语将其进行逻辑化描述，将谜题聚焦到一个清晰的方向;形成程式层，指生成解决该问题的基本框架和原则。设计思维之所以能够为谜题寻找到最佳答案，是不同的推理模式尤其是溯因推理的存在[17]。演绎和归纳是两种经典的基本推理逻辑，前者是解释前提的推理，后者是扩展前提的推理[18];溯因则被认为是除二者之外的第三类推理，它始于事实的集合、终于最佳的解释，通过连续追问来寻找问题的根源或潜在的需求以设计最佳解决方案。设计思维中的移情和迭代为设计者进入真实情境展开观察与体验，并借助于溯因为探索真实需求、设计创新方案提供了机会。
2. 两个空间的建构过程
在设计推理模式中需要确定两个未知参数，Lindberg等将其描述为“寻找问题空间”和“寻找解决空间”[19]。在寻找问题空间中，逼近问题本质的过程可描述为“多个设计者×多样化案例=多方面的认识”，即不同的设计者参与收集多样化案例或体验多样化场景，以及每个设计者对案例解读的独特视角促进了对问题的准确定义。在寻找解决空间中，通过头脑风暴活动鼓励设计者们提出天马行空的想法，并在理想与现实的权衡中产生最佳解决方案，通过原型制作活动检验方案落地的可能性并促进方案的优化。这两个空间分别包含一个“发散—聚敛”的循环。它们像两个知识沙漏，沙漏中探索谜题是一个发散过程，它通过多角度促进创新的产生;从谜题到启示是一个聚敛过程，它要求设计师做出最优的选择。第一个沙漏定义了问题，第二个沙漏生成了问题解决方案。两个沙漏的迭代使用有利于促进方案的优化。迭代的发生源自于真实用户的反馈，设计者根据反馈重新定义或完善已经定义的问题和方案。
3. 三个阶段的循环过程
Brown将设计思维视为一个循环迭代的系统，而非一个单纯的开环过程[20]。他从商业视角描述设计思维过程包括以下阶段：启发阶段，是创新的出发点，旨在寻找现实问题，聚焦于通过情境中的移情为挖掘与定义潜在需求提供灵感或机会;构思阶段，旨在寻找解决方案，聚焦通过头脑风暴等合作化活动，增加解决方案的数量与创意，并通过生成、发展和测试对方案进行迭代设计，以确定最佳方案;实施阶段，旨在让项目中的方案走进生活，聚焦应用路径的开发。设计思维中想法的确定或新方向的发展是通过三个阶段的循环迭代而实现的，在各阶段内部也存在一个小的迭代循环(启发—构思—实施)，如图1所示，循环的发生依赖于评价中所获得的反馈。
4. 多个元素的连接过程
第一，设计思维过程的非线性或动态生成。一方面，贝尔提出的过程[图2(d)]是以一种线性的方式来表征的[25]，与其不同，由斯坦福大学提出的经典设计思维过程[图2(a)]包括五个相互独立的设计要素[26]。另一方面，HPI的过程[图2(b)]看似以线性的顺序排列不同的设计要素，事实上是通过连接线为不同的元素之间建立关联，体现设计思维的非线性。这与SAP公司的过程[图2(i)]类似，设计要素之间通过线条连接来体现关联性。但是，这些表征形式的不足在于设计思维过程的非线性特征体现得并不明显。
图2 多样化的设计思维过程
综上所述，设计思维过程看似是按照几个元素展开的、线性的静态过程，但实际上它是一个非线性的、不断迭代的动态过程。该过程既包括元素内部的动态循环，也包括元素间的动态生成。设计元素之间的相互跳跃、迭代循环，尤其发生在原型与测试之间，能够促进原型的优化;还发生在设想与原型之间，能够促进理想与现实的权衡。整个设计思维过程是动态循环的过程，在实践中，这种变化不是固定的而是难以预设的，需要设计思维导师(教师)根据实际情况对设计者(学生)展开因地制宜的引导。
//四、设计思维的教育价值
在教育变革中，灵活地应用以上设计思维过程框架，有利于帮助教师形成面向学习范式的教学设计力，促进教育教学的创新，帮助学生培养适应未来需要的终身学习力。
(一)设计思维与学生成长：适应未来需要的终身学习力
(二)设计思维与教学变革：实现创新教学的方法论体系
设计思维变革下的教学以项目为载体，将创新(即促进创新生成的设计思维过程)作为学习过程。然而，项目化学习对于现行教育体制下的教学是一个挑战，它需要耗费师生大量的精力。解决该挑战的一个有效路径是提供设计思维与学科教学融合的项目，而不仅仅是将设计思维应用于独立于课程标准体系之外的专门课程。从长远来看，未来教育将逐步从单学科走向跨学科，因此，设计思维与以STEM(Science，Technology，Engineering
and
Mathematics)为代表的跨学科教学的融合将成为未来的应用趋势。在实践中，设计思维已经被尝试用于支持创客教育和STEM教育的教学法创新[29]。例如，斯坦福大学开发的“点燃!综合设计思维与
STEM
课程”要求学生为发展中国家和学生自己所在的社区重新设计能源获取方案[30]。该课程具有以下特征：以设计挑战项目为载体，基于真实的主题展开，学习者就身处于学习环境之中;以学为中心，学习者主导设计过程与学习过程;通过师生、生生等多方合作来寻找设计能源获取方案的创意，并建构与“能源”相关的知识;以“能源”为主题重构跨学科知识，建立了知识之间的关联性;借助于互联网等技术支持移情、原型等学习活动的开展;尽管每个小组的学习过程都包含了设计思维的五个设计元素，但是每个小组所经历的设计思维过程不同，因为这些元素是在实践中动态连接构成的;等等。
(三)设计思维与教师发展：面向学习范式的教学设计力
研究者们已经开始探索帮助教师借助设计思维设计面向素养培养、面向21世纪的创新教学活动[32-33]。有研究在探索设计思维与学科教学结合的过程中发现，由于学科教师对设计思维的不熟悉，设计思维导师对学科知识的不熟悉，导致他们设计的学习项目中学科知识和设计思维二者相互分离，没有得到很好的融合[23]。只有当一个教师既熟悉设计思维，又熟悉学科知识时，才更易于设计出高质量的设计思维与学科融合的项目。因此，为帮助教师利用设计思维培养面向学习范式的教学设计力，需要开展面向学科教师的设计思维培训。在培训中，不仅需要向教师介绍设计思维的过程与方法，更需要围绕设计思维如何应用于学科教学展开具体案例的设计、研讨、实施等探究活动，帮助教师在培训中生成并完善设计思维促进具体学科教学的教学设计方案。
引用请注明参考文献：林琳，沈书生，董玉琦.设计思维的发展过程、作用机制与教育价值[J].电化教育研究，2021，42(12)：13-20.
校 对：袁梦霞
审 核：郭 炯
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Developing Process, Function Mechanism and Educational Value of Design
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LIN Lin1, SHEN Shusheng2, DONG Yuqi1
(1.Department of Educational Technology, Shanghai Normal University,
Shanghai 200234;2.College of Educational Sciences, Nanjing Normal University, Nanjing
Jiangsu 210097)
[Abstract] Design thinking(DT), as an innovative methodology, has been
increasingly applied in the field of education recently. In the early days, in
order to find the realization path of innovation, researchers have extracted the
concept of design thinking from the exploration of designing black box. With the
development of the research, the understanding of DT shifts from the designer’s
cognitive style to the innovative methodology, the value orientation of DT
changes from simple product making to the proposal of innovative solutions, and
the application of DT expands from the design field to all walks of life.
Therefore, design thinking is widely used in the field of education to cultivate
innovative talents needed by all walks of life. The mechanism of design thinking
to realize innovation is derived from design reasoning mode and its core is to
design the thinking process, which focuses on abductive reasoning,
divergence-convergence, iterative design, and dynamic generation. Innovative
teaching practice based on design thinking is beneficial to improve teachers’
teaching design ability and develop learners’ lifelong learning ability.
[Keywords] Design Thinking; Development Process; Design Reasoning Mode;
Innovative Pedagogy
基金项目：全国教育科学“十三五”规划2019年度国家一般课题“适应性学习空间支持下的学习范式研究”(课题编号：BCA190081);2021年上海市教育委员会委托课题“大规模在线教育标准体系研制和应用实践”之子课题“上海市教育信息化应用现状调查及对策研制”(课题编号：2021信息01非本级-2-6)
