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移动APP支持的设计思维教学模式及实证研究

国晓芬 朱龙 罗涓涓
摘 要 本文在系统梳理设计思维相关以及移动APP教学应用研究的基础上，通过课堂观察、个案分析、文献述评建构了移动APP支持的设计思维教学模式，并开展了教学实证检验。数据分析发现：移动APP支持的设计思维教学应用模式有助于提升学生学习成绩、有助于促进学生问题解决能力发展，学生对开展这种形式的学习持有积极的态度。
关键词 移动APP 设计思维 教学模式 实证
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0前言
“互联网+”时代，利用新型技术终端和工具变革教育教学方式已经成为一种必然。《教育信息化2.0行动计划》指出：“发挥技术优势，变革传统模式，推进新技术与教育教学的深度融合，真正实现从融合应用阶段迈入创新发展阶段”。随着移动互联网和智能终端的飞速发展，基于移动APP的教与学得到广泛应用。设计思维作为一种创造性解决问题的过程，在国内外教育领域获得了极大关注，因其在发展学生高级思维能力方面的突出作用，众多研究者将其引入课堂教学，并开展了富有成效的教学实践。但系统的文献梳理发现，鲜有研究者对基于移动APP支持的设计思维教学应用展开理论探讨，并开展实证研究。基于上述背景，研究者尝试将二者进行有效融合：基于移动终端的APP作为学习环境与工具，设计思维作为指引学习流程的方法，探索出一种移动APP支持的设计思维教学应用模式并开展实证研究，以期为新技术环境下的教学创新提供参考与借鉴。
1文献述评
1.1设计思维内涵及模型
设计思维起源于设计领域，体现了设计者探究设计挑战以及创造性解决设计难题而进行的一系列连续思考以及行动的过程。从过程视角来看，设计思维包含三大核心环节：观察设计挑戰（符合人类发展需求）、将想法和解决方案建立联系以及反思并进一步改进设计。
设计思维具有问题驱动、过程迭代、实物制品导向、技术融合应用的特征。基于上述特点，设计思维在教育领域得到广泛的关注。《教育者的设计思维》（Design Thinking for Educators）一书从过程的视角对设计思维实践流程进行了介绍。设计思维开始于发现（Discovery），面临一个挑战，学习者需要去理解挑战，明确挑战是什么，并为解决挑战制定计划，为探索做准备，然后依据计划去收集信息和想法。第二阶段是解释，通过收集信息和想法，学生获取了对设计挑战的基本信息，这时通过故事分享将所理解的信息表达出来，形成对设计挑战的初步理解，然后通过意义寻找形成对设计挑战的深入理解，通过框架设计将该阶段的认识与理解可视化。第三阶段是设想。设想在于尽可能多的收集解决设计挑战的方法，以形成可行的解决方案。第四阶段是实验。实验在于将解决方案应用于实践中进行检验，这一阶段主要包括制作原型、获取反馈。第五阶段是改进。依据反馈的信息对学习进行反思，不断改进原型或作品。
1.2移动APP教学应用述评
移动APP是指安装在智能手机终端上的应用程序。智能手机具有移动性、灵活性和高效性，能支持学习者实现随时随地的获取学习资源、开展学习互动与交流，为泛在环境下的移动学习、混合学习提供了有力的支持。当前研究者非常关注移动APP教学应用，大多从对移动APP教学功能模块、教学模式以及课堂实证三个层面进行了探索，其中具有代表性的研究如表1。
综合国内外述评给了本研究一些有用的启示：（1）APP系统模块通常包含资源模块、互动模块以及测试评价模块，分别用以呈现课程资源、发布教学消息与互动、教学测试与评价。已有研究为本研究搭建基于智能手机的APP学习环境提供了参考。（2）设计思维为实践性强的课程教学提供了一种可借鉴的操作框架，有助于转变传统课堂教学模式。但在研究中仍存在以下不足：（1）如何将设计思维课堂教学活动有效结合，相关研究相对较少。在教学中将设计思维模型的操作流程细化，并与教学活动紧密结合，是教师深入应用设计思维的重要切入点，上述方面仍需要进一步深入分析。（2）尚未有研究对基于APP学习环境的设计思维应用效果进行研究，本研究将从学生成绩、问题解决能力以及学生态度三个层面检验应用效果。
2教学模式建构
以设计思维模型操作流程为基础，基于移动APP学习环境，研究者在课堂观察、个案分析、文献述评的基础上，从教师和学生活动视角出发，构建了基于移动APP的设计思维教学应用模式，如图2。
基于移动APP的设计思维教学应用模式融合了设计思维基本流程，主要包括“发现、解释、设想、实验、改进”，从教师和学生活动视角分为五个活动环节，整体来看师生各项活动并非严格按照线性前后顺序开展，而是构成了一个个的学习循环圈。
具体来看，在进行前端分析的基础上，教师通过创设相关的情境，陈述学习挑战，提供设计个案，学生在明确设计挑战的基础上，通过对个案分析形成对最终设计作品的整体认识。随后围绕设计挑战，各个小组确定主题，进行小组探究分析，教师引导学生协作探究，分享探究过程中获取的信息和观点。在此基础上，通过对已有信息的整合、梳理，构建设计的初步方案，教师在这一过程中进行适时指导和评价点评。在明确设计方案后，学生开展原型制作，运用信息化工具将设计方案可视化，制作可视化的实物模型或作品。教师提供技术支持，并有针对性的进行课程讲解。最后，教师进行学习评价，总结学习，学生进行反思改进，完善学习成果。上述学习环节可以实现自由的跳转和重复，直至最终完成学习挑战。
在学习过程中，基于APP学习环境用以呈现个案资源，帮助学生理解学习挑战、为探究、原型制作提供资源支持；通过互动模块，进行课上、课下互动，针对观点进行点评；通过工具模块，对个人、小组观点进行整合和梳理；借助测试评价模块，对学习过程情况及整体情况进行评价。
3研究实施及效果分析
3.1研究设计与实施
研究者随机选取16级动漫制作技术3班、16级动漫制作1班班为实验班和对照班，实验班采用上述教学应用模式开展教学，对照班采用常规教学模式进行教学，研究者开展了为期2个月的教学实验。在实验班中，课程以“设计思维”为理念，以培养动漫工匠专才为课程目标，融合动画制作技能和创新创意思维两方面能力，以真实企业项目任务为基础，遵照动漫设计的基本流程，将课程设计为“项目设计”、“导演阐述”、“剧本设计”、“美工设计”、“作品集成”六个模块，每一个模块采用基于移动APP的设计思维教学应用模式，如下图3-6所示。
3.2效果分析
3.2.1学生成绩情况
课程结束后，研究者对两个班学生进行了成绩测试，从两个班中随机抽取了28位学生成绩进行分析，发现实验班学生平均成绩为82.64分高于控制班70.79分，独立样本t检验发现，p=0，小于0.05说明两个班级平均成绩存在显著差异，并且实验班学生得分高于对照班，采用基于APP支持的设计思维教学应用模式能显著提升学生学习成绩（见表2、表3）。
3.2.2问题解决能力
为了了解学生问题解决能力发展情况，研究者在借鉴等人观点的基础上制定了问题解决能力调查问卷，经过专家咨询和试测，其克隆巴赫 系数达到了0.90，说明具有较好的信度。在课程结束后向实验组学生发放调查问卷30份，回收问卷30份，回收率100%，回收有效问卷30份，有效率100%。具体分析如下
（1）问题识别与分析方面。
见表4。
在识别与分析问题三个指标方面，Fi值分别为0.81、0.85、0.85且均大于0.5，说明通过设计型学习之后学生能对创意动画设计与制作中的问题进行界定，识别出制作过程中的问题，并能对重要程度进行判断和做出创造性的分析。
（2）制定解决方案。
见表5。
在制定解决方案方面，Fi分别为0.81、0.83且均大于0.5，说明通过设计型学习学生能在制定动画设计方案的基础上，思考方案与所要解决的问题关系，并对动画方案存在的不足加以思考，说明设计型学习在学生制定解决方案方面具有一定的帮助。
（3）方案分析与选择。
见表6。
在方案分析与选择方面，Fi为0.82、0.88且均0.5，说明学生学会选择最有的方案进行创意动画设计与制作，在设计与制作的过程中能对工具和方案做进一步的分析，识别优势与不足。
（4）问题解决与反思。
见表7。
在问题解决与反思方面，Fi值分别为0.79、0.83、0.85，且均大于0.5，说明在创意动画设计与制作过程中，学生学会对不同观点的思考，能综合多种觀点找到新的问题解决方法，并能对创意动画设计与制作中的替代方案与合理性进行描述与评价。最后一点尤为印象深刻，在动画制作中有学生提到，考虑到三维渲染起来比较费力，然后他提出一个备用方案，将二维与三维动画相结合，能发挥各自特色，有利于提高效率。
综合上述分析，通过从设计型学习促进问题识别与分析、开发解决方案、方案分析与选择、问题解决与反思四个层面的讨论，发现基于APP支持的设计思维教学应用模式有助于提升学生问题解决能力。
3.2.3学生学习态度
课后研究者对学生开展了随机的网络访谈发现：第一，学生对APP支持的设计思维教学应用模式持有积极的态度，有学生提出：“通过这种学习方式，使得我的制作技术有了很大的进步”“在完成真实的项目任务过程中，我学会了解决问题的方法”“通过学习，我学会了怎样去反思和改进自己的作品”“我渴望在以后的学习中继续采用这种学习形式”。第二，基于智能手机APP的应用极大提升了学生的学习积极性和热情。一方面教师借助APP开展师生互动、小组协作，极大调动了学生参与课堂的热情，相比较而言，实验班学生发言数量和质量明显高于对照班；另一方面， APP为教师开展课堂教学提供了极大的便利，特别在课堂管理、学习评价、资源呈现方面发挥了极大的优势，也在一定程度上促进了学生参与课堂，提升课堂教学效率。第三，APP支持的设计思维教学应用模式对创意思维、团队协作具有积极的促进作用。有学生在访谈中提出“通过课堂学习我的创意思维提升了很多”，还有学生对创意思维进行了反思“创意思维应当在一定的限制的范围内开展，而不应该是毫无章法的胡乱的想点子”。
4小结
基于移动APP的设计思维教学应用模式充分发挥了移动APP在呈现个案资源、支持互动点评、支撑观点整合、学习评价总结方面的功能与优势，实证表明有助于提升学生学习成绩、促进问题解决能力发展、提升学生学习态度。未来将进一步深入探索，构建基于该模式下的教学策略，并进一步推进其深度应用。
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