基于设计思维的3D打印校本课程案例设计
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作者:席菲菲
摘 要：从3D打印校本课程存在的问题出发，笔者以设计创意雨伞为例，基于设计思维对3D打印校本课程进行了设计和教学实践，主要从设计思维的五个阶段：同理心、定义问题、构想、原型和测试，引导学生进行创新设计并使用3D打印技术完成创意模型的实现。
关键词：设计思维;3D打印;创新设计
在贵州，在3D打印设计赛事的驱动下，大多中小学开设了3D打印课程，但是课程设计存在严重问题。教师注重3D建模软件技术性知识的传递，忽略了创意设计引导。设计思维可以有效解决这个难题，笔者基于设计思维对3D打印校本课程进行了相关设计。
一、设计思维概述
设计思维，翻译于英文单词“DesignThinking”，也称为设计思考。设计，是对不存在事物的规划和想象。设计师通过系统地看待问题，将看似不相关的信息有效地连接起来，从而找出富有创意的想法[1]。设计思维已被广泛地应用于设计、工程、管理等领域，近几年越来越受到教育领域的认可。经过教育实践证明，发现设计思维能够有效引导学生进行创新设计，参考斯坦福设计研究院的EDIPT模型[2]，设计思维包含五个阶段：同理心、定义问题、构想、原型和测试。
二、基于设计思维的3D打印校本课程案例
根据设计思维的特点，我将学生小组进行了角色分配，角色职位设计如下表所示。每个角色在相应活动中都将体现自己的作用和能力。在很大程度上促进了学生的参与度。
笔者基于设计思维设计的课程活动，以设计创意雨伞为例。在组织学生设计创意雨伞的活动中，笔者先给每个小组发放了统一颜色和形状的雨伞，便于引导学生从真实的问题情境上去体验设计思维的五个阶段。
（一）同理心
同理心即我感受你的感受，设计者站在用户的角度上思考问题，通过观察、访谈体会用户的需求。
笔者理解同理心的基础设计了“我要吐槽”的活动，每个组员都是“雨伞”的目标使用者，观察员用便利贴记录下使用者对“雨伞”的槽点（缺点）及其改进建议并贴在吐槽展板上。
学生在教师的引导下通过讨论发现了很多雨伞的缺点，如雨伞颜色难看、形状单一、伞面不容易干、风大伞面容易吹翻、伞骨易生锈、冬天打伞冷，夏天打伞热、两个人遮不住雨、手里拎重物时打伞不方便、晚上打伞视线不好等。
（二）定义问题
该阶段主要是在收集大量信息的基础上，明确用户到底需求什么，并且使需求具有可操作性，为用户寻找可行的解决方案。笔者通过设置具体活动，活动要求根据对“雨伞”的吐槽来确定用户对它们的需求，需求分析员用便利贴记录下使用者对“雨伞”的具体需求并贴在需求展板上。具体需求公式=[使用者]+[具体需求]+[原因]，示例：[宝妈]需要[可解放双手的雨伞]因为[她很多时候要双手抱着宝宝]。
学生在吐槽雨伞的缺点上通过小组讨论明确了用户的具体需求，如[清洁工]需要[可解放双手的雨伞]因为[她打扫卫生时不方便]，[情侣]需要[面积大的雨伞]因为[他们喜欢走在一起]，[儿童]需要[造型有趣且輕便的雨伞]因为[她很喜欢新奇可爱的东西而且力气不大]，[沿海地区的人们]需要[抗风型雨伞]因为[很多时候会有台风]等。
（三）构想
在明确了用户的具体需求后就需要找出解决用户具体需求的办法，一般常用的方法是头脑风暴或思维导图，提出越多的解决问题的办法越好。
学生在经过讨论后，从材料、形状、结构、功能等方面提出了具体的方案构思，如：纳米材料的雨伞解决伞面不容易干的问题，在雨伞上安装led灯为夜行者提供安全警示，在伞骨上方安装小型风扇解决夏天打伞热的问题，把伞做成帽子型戴在头上可以解决双手不方便打伞的问题等。
在学生讨论完成后，需要及时将解决方案物化为设计草图，为模型和原型的制作提供参考。
（四）原型
选择合适的材料和工具制作出模型或者原型。3D打印由于其快速成型的优点，选择该技术实现模型和原型是一个非常不错的想法。根据设计草图，学生使用3D建模软件完成模型的制作，最终通过3D打印机将模型打印出来。
（五）测试
设计者给用户展示设计的模型或原型，让用户在使用的过程中提出反馈意见，并不断修改。
基于测试阶段，笔者设计的课程活动是“分享交流”，项目经理是该活动的主要责任人。活动要求每个小组3分钟时间展示自己组设计的创意雨伞作品，并从设计创新点（适用对象、适用场景、外观、结构、功能等方面阐述创新设计）进行介绍，学生和教师对其作品评价，提出修改意见。
从课堂效果和学生的作品等方面发现，使用设计思维的确能够有效引导学生进行创新设计，学生在体验设计思维的五个阶段中收获很多灵感和创意，并最终选择一种方案实现创意。
参考文献：
[1]闫寒冰，郑东芳，李笑樱.设计思维：创客教育不可或缺的使能方法论[J].电化教育研究，2017⑹.
[2]孙航.浅谈设计思维在教学设计中应用的可行性[J].新教育时代电子杂志（教师版），2018（37）.
作者简介：席菲菲（1991-），女，汉族，研究方向：信息技术教学。
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