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40个发明原理,给孩子大脑“升级”!

刚刚结束的高考中,很多获得自主招生考试资格的孩子,没能把握住这个机会,甚至因此和自己心仪的大学失之交臂。每一次阶段性的考试后,家长们都在反思,我们精心为孩子们设计的求学之路为何结果是有遗憾的?什么原因让这些有能力拿到自主招生“门票”的孩子,没能获得高校自主招生的入场券?他们在哪一个环节出现了偏差呢?

记者在与几位获得自主招生考试资格,但没能最终入围的考生交流中留意到,他们都是学校、班级的“尖子生”,他们当中的多数人都是刷题高手,他们用3年优异的成绩获得了初审资格,有不少同学甚至同时获得了多个大学的自主招生资格,但最后的一关却铩羽而归。高考641分的小雪就是其中之一。她说,自主招生考试的题型完全超出了他们平时刷题的范围,面对涉猎面很广、思维发散的面试题,我12年的学习是有遗憾的。

小雪所说的遗憾在面试那一关表现得极为充分。面试主要考察学生的表达能力和逻辑能力。从近两年高校自主招生面试试题来看,各大院校非常倾向于根据社会热点提问,以此来考察考生的思维能力,而这恰恰是他们的短板。

一位在美国硅谷工作的华人说,从小到大,身为一个理工男的我,接受的教育是,你只需要刷题、刷题、刷题,就能考出好成绩,找到好工作。可是等我到了硅谷后,发现接触到的环境完全不是这样。那些接受过高等教育的美国人对孩子强调的不是刷题,而是设计。我们的教育方式与美国教育的根本差别也在思维方式。要孩子拥有拥抱未来的能力,注重孩子思维的创新和开发,是重中之重。思维的创新与拓展能为孩子的未来带来多大的影响和改变呢?近日,哈尔滨理工大学设计教授张简一为我们进行了深入浅出的讲解。

张简一老师,哈理工机械动力工程学院工业设计系副教授,硕士生导师。主要从事新产品开发,产品设计,TRIZ理论及应用研究,设计心理及人因研究。2006年起师从俄罗斯国际四级TRIZ大师维克多学习TRIZ理论,获得国际TRIZ协会二级TRIZ大师认证。多年的教学过程中,张老师深切地感受到,引导孩子更早地接触设计思维,将创新思维真正引入到孩子的学习中,对孩子学习能力提升是多有价值的一件事。因此,她决定带着她的研究生团队,走进中小学生,把看似玄妙的科学发明解密,让更多的孩子有机会接触发明创造。

张老师说,设计思维是一套如何进行创新探索的方法论系统,是从人的需求出发,为各种议题寻求创新解决方案,并创造更多的可能性的思维方式。这一概念最初脱胎于全球顶尖设计公司IDEO的合伙人之一David Kelly于2004年在斯坦福大学创办的设计学院,并把这套源自企业的协作流程打造为一门核心课程。设计思维的基本流程模型包括五大部分:Empathy(同理心)、Define(需求定义)、Ideate(创意动脑)、Prototype(制作原型)和Test(实际测试),从人的心理需求入手去做设计。

对于孩子来说,参加设计思维课程,可以在思维模式上得到全面的锻炼。一方面,以问题为导向的学习激发了孩子们的求知欲,带动孩子们主动探究、全方位探索,努力去综合运用学科知识;另一方面,在解决问题的过程中,孩子们的各项能力都会得到培养,例如共情能力、统筹能力、可视化表达能力、合作能力、领导能力和动手能力等等。

大数据、人工智能、神经技术……诸多新型技术的崛起,使得我们这些教育者必须考虑,怎样让学生们去了解和适应未来的世界。可以预见的是,当孩子们在未来遇到问题的时候,帮助他们解决问题的将不再是知识,而是如何去思考、创造和变革,如何以项目为导向、既独立工作又合作无间。在充满变化的社会中,让孩子们从小建立通过细致的小组合作、计划、共情的多元思维方式掌握创新探索的方法,具备解决实际问题的能力,这样未来才可以广泛应用到他们的学习、生活、实习、工作和各项活动中,而这一能力也是孩子们应该十几年学习最终要培养并具备的能力。

多大的孩子适合设计思维训练?

张老师说,作为思维模式的锻炼方式,设计思维训练可以从小学阶段开始。通过设计思维课程,让学生们探索更多改变世界的方法:把大的问题分解,把复杂的问题个性化和个人化的时候,它就不会那么难解决。其实,设计思维最精彩的部分还在于,作为教育者的我们或者家长,引导孩子们开始使用这种思维方式后,他们将会跟随自己的思想火花,走出属于自己的人生路线。

如果家长想教孩子设计思维,该如何操作呢?

很多家长觉得发明创造,申请专利是相当神秘的事情,其实设计思维训练有其固有的步骤和模式,有很多规律可遵循。我们针对青少年的思维特点,在复杂的体系中抽取基础的四十个原理,和另外的课程有机结合在一起,帮助孩子实现自己的设想,把设想转化为创新的成果。Thinking的方法怎样训练孩子。第一步通过同理心的训练,情景的沉浸,让孩子通过洞察去体验用户的情感,使用方式,合理与否,它的方便性,舒适性等等一系列的问题。找到产生使用的痛点,不方便的地方,加以改进。第二步通过第一步所产生的痛点进行定义,定义出我们产品的边界在哪,我们的需求是什么。第三步我们最重要的头脑风暴,利用头脑风暴的方法,让孩子产生设计的畅想,新奇的想法能不能实现。通过思维的发散收敛,再发散再收敛,提出原形的概念,针对前面的痛点,制作一个产品的原形,对原形提出问题来考核它是否达到了最初的目标,疼点消失,或是定义的界限能否得到满足等等。在这之间会教给孩子小的创造性的方法。比如5WEH法,或是5W2H法,这个让孩子来反思观察到的现象,我们自身的设计是否满足需求。

我们会引导孩子用设问的方式,让他思考,谁在什么时候,什么地方,做了什么事情,为什么做,做这些时的机会成本、时间成本有哪些?我们提供给孩子的是快速想象的方法。用不足60秒的时间,让大家快速想象,并用图形或是简单词语来记录他的思维过程。我们会在四天的课程中,用一段时间进行这样的训练,这个训练是通过游戏的方式来完成,让孩子们在游戏中掌握创新的方法。我觉得学习是快乐的事情,如果觉得痛苦的时候,学习会打折扣的。

4天的课程中我们还会教孩子自由联想的方法,月圆能想到什么,八月十五我们想到月饼,正月十五我们想到灯笼,想到汤圆,家庭的团圆,嫦娥奔月的故事,还会想狼在月圆之夜孤独的嘶吼。4天的课程还会教给大家思考的工具,比如强制类比,大家可以看我们灯泡有什么特点,薄薄的,发光的,发热的,螺旋的,球形的,真空的,把这些类比到鞋上,是不是可以做薄的鞋,发光发热的鞋底,球形的鞋,或是存在真空的鞋。我们总结出事物的特点,通过强制类比转移到另外事物上,从而开拓思路达到创新的目的。

在Desigh Thinking的课堂上经常用的方法是头脑风暴,头脑风暴不是胡思乱想,它是很科学的自由畅想。在疯狂的头脑风暴中,孩子们被鼓励针对各自选定的内容,发散思维,多想多写多画,一一记录下来。并且,老师还会训练孩子快速呈现想法的技能:教孩子们一些画简图的技巧,帮助孩子们用简单线条,勾勒出脑海中的想法;把复杂的思考,通过可视化的图片,快速输出。此后,老师鼓励学生们回顾自己所有想法,权衡利弊,挑选出最符合用户需要的那个,为后面制作模型做准备。团队合作贯穿始终,可以让孩子们明白,一个人的能力有限,分享和合作,可以帮助他们达到更高的目标。而在统筹环节,即预估自己制作原型时需要什么原材料、每样材料大概需要多少时,孩子做事情的计划性、前瞻性也得到了考验与训练。值得一提的是,“设计思维”有个基本理念,建立模型的用材要尽可能的廉价简便。我们给孩子提供的用材有剪刀、卡纸、双面胶、吸管、雪糕棒、扭扭棒等,孩子们列出自己的需求清单交给老师,由老师帮忙统一采购。

我们的研究生团队会根据孩子的描述再提升和包装,把它变得更成熟,是孩子们要的这样原创的好方法。

最后,我们会带孩子们一起进入“元认知”环节,即反思整个流程,带领孩子做总结。除了引导孩子们思考过程中的问题,老师还会引导孩子们在一张Reflection纸上涂涂画画,完成一张直观的“反思图”。通过这样的总结,学生们可以复习、强化反思作品,提高元认知能力和统筹能力,并且也锻炼了互助、领导能力。

TRIZ加Desigh Thinking让孩子们都可能成为设计师,只要掌握了我们的方法,参与到程序当中你都是好的设计师。比如,我们的自行车已经做了好几年,通过九屏图的分析,未来的自行车是什么样的,在超系统中发现问题。自行车的超系统里发生了变化,这种变化是和它的使用人群有紧密的结合。情景的沉浸,移情,同情,头脑风暴等等,对我们车子进行边界的界定,它是什么样子的,做成了这样的自行车,自行车在未来发展的时候,什么人用什么车子,通过这样分析的结果,小孩自行车,大人自行车,雪地自行车,找到非常特殊的人群,我们找到了康复期的病人,是不是也需要自行车,他需要什么样的自行车……如果孩子掌握了一定的方法和工具,形成创新的习惯,他就会无时无刻不想着创新。从一个“想法”到真实的成果,由孩子自己决定整个课程的走向,让孩子具备自己提出问题、解决问题的意识,和社会接轨,引导孩子从不同角度看待事物,从有利他的需求角度去看待生活,这也是一种价值观、人生观的塑造。(周娜)

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