智能时代教师设计思维培养： 逻辑向度与困境纾解.docx

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1、智能时代教师设计思维培养：逻辑向度与困境纾解张蓉菲田良臣马志强【摘要】在智能时代，技术赋能教育教学的方式与内容不断更新，智能教育创新发展在一定程度上呼唤教师设计思维的有效培育。基于教师设计思维的内涵诠释，提出智能时代教师设计思维培养的逻辑向度，发现智能时代教师设计思维培养面临一定困境：一是机器学习机械化挖掘认知经验，忽视教师设计思维的情境化培养；二是过度依赖智能运算技术，易生成僵硬的线性思维；三是智能教育资源同质化推送，削弱教师创造能动性与热情；四是智能空间感知受困于浅层情感捕捉，忽视教师的情感互动和体验。据此，提出智能时代背景下教师设计思维的培养建议：一是在反思性情境中培养教师的创新知能，构

2、建与直接经验关联的设计思维模式；二是增强教师对智能教育的理解与批判力，培育兼具“软”“硬”技能的设计者；三是树立理性批判与价值融合的资源观，构建“智能+资源设计”服务体系；四是加强情感互动与人文关怀，设计共享创意的智能教育空间。【关键词】人工智能;教师设计思维；逻辑向度；教师教育；智能教育；资源设计;教学空间设计；协作设计；共享空间【中图分类号】G451.2【文献标识码】A【文章编号】1009-458x(2022) 4-0055-10一、引言在技术驱动社会变革的时代背景下,创新人才培养成为众多国家的教育战略重点。我国国务院发布的中国教育现代化2035明确提出，提升一流人才培养与创新能力，利用现

3、代技术加快推动人才培养模式改革(教育部，2022)o随着信息技术的智能升级，以人工智能、5G、大数据等新技术为支撑的智能时代为教育创新发展带来了新的机遇，实现了机器智能与人类(教师)智慧的融合，并指向学习者的高级思维发展。设计思维作为一种新的认知方式、知识情境化创生的过程以及灵活的方法论，能帮助教师创造性、系统性地解决问题。在智能时代，利用教师设计思维驱动教育教学创新，不仅体现了智能时代人类的思维竞争力，也是对智能教育高质量发展的有效回应(Brown, Katz, 2022)。经过几十年的发展，设计思维已广泛应用于教育、商业等领域，在促进人才创新、技术创新等方面发挥着重要作用(Melies,

4、Howard, Thompson, Whiteside, 2022)o 已有诸多学者呼吁重视培养21世纪教师的设计思维，以满足技术驱动未来创新人才培养的需求(尼尔安德森，等，2022)o目前，越来越多的学校和教师开始运用设计思维重构教学工具、模式以及课程，以培养学生的设计创新能力(张红英，等，2022；林琳，等，2022；卢雅,等，2022)。然而，教师设计思维培养的理论性研究亟待进一步拓展。因此，本研究尝试挖掘智能时代教师设计思维的内涵与逻辑，探究智能时代教师设计思维的培育困境与纾解路径，以期为智能时代创新人才培养奠定师资基础。二、教师设计思维的内涵诠释设计思维最初源于赫伯特西蒙(Herbe

5、rtSimon)在人工科学(Scienceoftheartificial)一书中提出的决策设计模型。1987年，哈佛计学院彼得罗(PeterRowe)在设计思维(Designthinking)一书中正式引入设计思维的概念。近年来，工程、设计、商业和教育等领域逐渐认识到，设计思维是一种设计师在人工世界解决现实需求时所需的全面的、独特的、以人为本的特殊思维方式，能够有效地解决复杂且不明确的问题。2022年，大卫凯利(DavidKelley)在斯坦福大学成立的设计研究所(InstituteofDesignatStanford ,D. School)极大地推动了设计思维的发展。在教育领域，设计思维为教

6、师提供了 一个解决实践问题的框架，并赋予教师解决问题的认知技能和方法，旨在解决教育中各种复杂和新出现的问题(Henriksen,Gretter, Richardson, 2022)o目前相关研究较多侧重于从知识论、能力论视角对教师设计思维的内涵予以解析。其一，将教师设计思维视为知识情境化创生的过程。从认识论上看，创造知识的过程与个体的行为经验和反思紧密相关。一般而言，传统认识论是一种“旁观者知识论”(spectatortheoryofknowledge),强调认知者如同“旁观者”被动获取知识，忽视了知识的情境性、建构性(邹红军，等，2022)o杜威在批判传统认识论的基础上，提出了 “探究认识论

7、”(epistemologyofinquiry )和“实验性的亲历者认识论(epistemologyofexperiment) ”的哲学立场。他认为知识的获得是一个以问题解决为导向主动“探究”的过程，知识的创生是个体通过实际经验的情境性质刺激反省思维(reflectivethinking)对问题进行循环性、批判性验证与深思的过程。作为知识情境化创生的过程，设计思维为教师提供了解决问题的新方法、发展知识的新路径，其强调“行动中的反思”，与杜威主张的反思性思维不谋而合。因此，知识论视角下的教师设计思维是对问题反复进行推理、修正与重新定义,将个体经验和通过反思获得的洞察力应用到复杂、不确定和矛盾的问

8、题情境中，并主动探究现实中教学存在的情境化问题，进而发展与创生教师专业知识的过程(LauriHard, 2022, pp.5-6)。面对技术的不断变革，教学情境往往更具复杂性与多样性，教师设计思维的培养应是一个从“旁观者知识论”向“知识情境化创造”转变，进而主动建构复杂性、多样化、情境化知识推理与创生的过程(RazzoukShute,2022),更是智能时代促进知识更新与建构的关键之举。其二，将教师设计思维视为一种问题解决能力。从能力论角度来说，教师设计思维可被视为一种问题解决能力。持有此论断的学者一般倾向于将设计思维置于基于多学科实践的问题解决场域，致力于探究如何提供多种因果层次的解决方案。

9、在传统问题解决过程中，教师通常只花很少的时间来定义问题，而后快速寻找问题解决方案。然而,在教师运用设计思维进行知识创生的模式中大多数问题是“棘手问题”。这些问题不断演变，并没有确定性的阐述方式，往往需要教师基于真实的问题语境，投入大量的时间重新定义或重构问题，以产生对问题更深入的理解，构建出有意义且有效的解决方案。如美国著名经济学家、诺贝尔经济学奖得主詹姆斯布坎南(Buchanan, 1992)所述，设计思维聚焦于知识探索过程中理论与实践的整合，是解决“棘手问题”的关键手段。此外，设计思维往往以整合性视角思考问题，强调通过跨领域的协作和真实的实验获得反馈来不断调整和优化方案，直至问题最优解决。

10、例如，多伦多大学罗特曼管理学院院长罗杰马丁 (Martin, 2022, pp.1-3)指出,教师要像设计师一样思考，设计思维是一种跨学科合作的问题解决过程。综上所述，相关学者对“知识论”“能力论”两种视角的教师设计思雉论述较多，但两种视角在设计思维本体层面的探讨有其不同的侧重点。“知识论”视角强调基于情境的教师知识建构与创生，教师的职业知识是随教师个体认识和经验不断更新与延伸的。“能力论”视角聚焦基于需求的问题解决，回归技术时代本身，教师设计思维依然具有显著的问题解决取向，需关注技术在教育教学问题解决中的可行性、存续性、需求性等(Brown, 2022)o虽然“知识论” “能力论”两种视角有

11、所不同，但其在个体思维产生机理溯源层面的表征性均存在一定不足。无论是知识建构与创生还是问题解决，均只强调了教师设计思维产生于某个方面。教师设计思维的产生与发展不仅涉及知识与能力的发展，也包括态度、观念等方面的转变。据此，本研究倾向于整合知识论与能力论，将教师设计思维视为一种创新的认知方式。思维是人类大脑中枢神经系统受到外界刺激后通过感知外界信息加以分析判断而形成，是人类运用已有经验探索事物的一般特征、揭示事物本质和发展规律以探求客观真理的高层次认知活动。从设计思维形成机理的角度，可以将教师设计思维视为一种源于大脑认知的创新思维方式，此种思维方式不仅蕴含着知识创生，而且意味着实际问题的系统性解决

12、。设计思维作为教师个体创造性的高阶思维活动，具有以下几点独特的认知特征。其一，设计思维反映了个体对概念知识结构和认知策略的建模(Oxman, 1999)o 概念知识结构(conceptualknowledgestructure,CKS)是教师运用设计思维的基础，教师往往基于感性认识，通过建构与组织概念知识结构获得最佳原型来获得学生的反馈，继而通过抽象、形式化、可视化的理性分析增进认知。此外，在真实的教学情境中，教师面对的问题往往是难以定义和结构化的，构建模型，如概念框架、学科地图、可视化案例等，可以支持知识结构和认知策略的可视化，能够体现教师的批判性思维、逻辑思维与创新思维。其二,设计思维反映

13、理论与反思实践的辩证互动(Oxman, 1999)。舍恩(1983, p.49)认为，设计者在运用设计思维时，其灵感、经验和以研究为基础的理论作为一种隐性知识隐含于“行动中反思(reflection-in-action) ”的过程中,教师设计思维反映了教师在与特定情境的反思性对话中，不断调整对理论和实践辩证互动的理解,进而获取开创性认知的过程。其三，设计思维是促进隐性知识外显的过程。根据卡尔米洛夫史密斯(Karmiloff-Smith )的“表征重述模型”(representational-redescri pt ionmodel, RRM),人类知识具有多重水平的形式表征并且是动态发展的，其

14、获得的特有方式是通过重述表征来利用认知系统已存储的信息，即将个体的内隐知识转化为外显知识的过程。对教师而言，其个体的专业知识与经验往往具有内隐性，无法通过语言和符号系统表达，而隐性知识又是教师在真实情境中运用设计思维进行问题解决与个性化教学的重要组成部分(刘云艳，2022)o问题重述和框架迭代优化是运用设计思维解决问题过程中的核心环节，在这两个环节中教师可以用动作、表象、符号等多种形式对教学信息进行表征，将问题解决程序中的隐性知识外显，继而在真实情境下诱导出更多可以探索的、出乎意料的创新属性，生成多种潜在的解决方案。因此，教师运用设计思维对概念进行表征重述的过程，是促进隐性知识外显的过程，涉及

15、对创新性认知结构的有意识建构和探索。三、智能时代教师设计思维培养的逻辑向度一般而言，人工智能(artificialintelligence, AI)可以理解为一门以寻求对智力的深刻理解为导向的科学。自1950年“人工智能之父”图灵发表论文计算机与智能，提出“机器能够思维吗”这一开创性的议题后，Google公司智能程序机器人Alpha-Go以模拟人脑思维认知的方式战胜围棋大师李世石，其升级版Master再次战胜我国排名世界第一的棋手柯洁，说明人工智能在“思维”层面实现了质的飞跃。从这个角度看，在智能时代，首先教师要具备设计思维，从被动的技术接收者转向主动设计者，才能凸显教师职业身份的独特性与不可替代性。其次，教师的课堂活动本身就是一种创造和创新活动，作为设计者的教师需要具备设计思维以灵活、不断地对经验进行改组，促进其与知识创生相关联。再次，传统的教师认知范式强调标准化与程序化，在一定程度上会导致教育领域“人文色彩”的弱化与消解，不利于人本教育的有效推进。最后，教师设计思维不仅仅停留在产生创新想法和表征问题的阶段，教师应在不断试错的过