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设计思维通常被定义为一个分析和创造性的过程，使一个人有机会实验，创建和原型模型，收集反馈和重新设计。 从文献中已经确定了好设计思想家应具有的几个特征（例如可视化，创意）。 本文的主要目的是总结和综合设计思维的研究，（a）以更好地了解其特征和过程，以及新手和专家设计思想家之间的差异，（b）应用文献研究结果将设计思想应用于我们的教育体系。作者的总体目标是确定设计思想的特点和特征，并讨论其在提升学生在二十一世纪解决问题能力方面的重要性。

在当今高技术和全球竞争的世界中取得成功，需要一个人来开发和使用不同于之前所需要的技能（Shute＆Becker，2010）。这些技能之一被称为设计思维。 设计已被广泛认为是工程的核心或区别活动（Simon，1996）。还有人说工程学程序应该研究工程师，他们可以设计有效的解决方案来满足社会（Evans，McNeill和Beakley，1990）。 像问题解决一样，设计是一种自然而无处不在的人类活动。对当前状态的不满，以及必须采取一些行动来解决问题的决心是设计过程的开始。在这种观点中，许多科学家已经 设计并在整个职业中担任设计师，尽管通常不会意识到或认识到他们在设计过程中表现（Braha＆Maimon，1997）。

据Braha和Maimon（1997）的说法，工程缺乏足够的科学依据。 历史上，工程课程基于对基础科学的模式，学生将科学

原理应用于技术问题。 然而，这种做法使工业和学术界认为工业毕业生无法在工业上行事。 他的关心使工程部门和学院的领导认识到知识分子复杂性和资源需要支持良好的设计教育（Todd＆Magleby，2004）。这种意识已经导致现有课程的改进，包括行业赞助的项目，公司提供真实的问题以及真实的专业知识（Bright，1994; Dutson，Todd，Magleby，＆Sorensen，1997）。

设计思维也开始在业务环境中受到越来越多的关注。 这是因为产品和服务的设计是商业竞争力的主要组成部分，许多知名公司已经承诺成为设计领导者（Dunne＆Martin，2006）。虽然设计思维已经成为设计，工程领域和企业的一个组成部分，但它也可以对21世纪的跨学科教育产生积极的影响，因为它涉及创造性思维来解决问题。也就是说，在学术环境中，学生需要在逻辑上阅读批判性，思考和理性，并解决复杂的问题（Rotherham＆Willingham，2009）。因此，为了帮助学生在我们所居住的互联数字世界中取得成功，教育家应该支持学生发展和珩磨21世纪的技能（如设计思维，系统思维和团队合作技能），提高他们的解决问题的能力并为大学和职业做好准备（Rotherham＆Willingham，2009;Shute & Torres, 2012).

这些技能与位置认知的理论传统相一致（Lave＆ ，1991），发展理论（Piaget，1972）和建构主义（Bruner，1990）。个人和集体成功的程度越来越多地被视为具有这样的技能。除了商业环境，设计思维在大学的工程，建筑和设计专

业中受到很多关注，因为它可以改变人们如何学习和解决问题（例如，Dym，Agogino，Eris，Frey，Leifer，2005; Fricke，1999; Nagai＆Nagouchi，2003）。设计专业的专题在设计研究方面也受到越来越多的关注。为了支持这些说法，请考虑大量的研究文章

发表在设计思维主题（例如，Do＆Gross，2001; Goldschmidt＆Weil，1998; Owen，2007; Stempfle＆Badke-Schaube，2002; Tang＆Gero，2001）。在这些研究论文中，有专家研究或经验丰富的设计师和新手和专家设计师的过程的比较（例如，Cross＆Cross，1998; Ericsson＆Smith，1991; Ho，2001）。在这种大量的设计思维研究中，缺乏实验和准实验研究。大多数，如果不是所有的研究都是定性的。

目标和重点

本文的双重目的是（a）总结设计思想文献的发现，以更好地了解新手和专家设计思想家的特点，过程和差异，（b）应用关于设计思维的文献的结果 对我们的教育制度。 我们的目标是确定设计思维的特点，并表明其重要性在于提升学生在21世纪取得成功所需的解决问题的能力。 本评论涉及的主要问题包括（a）设计思维的特点是什么，（b）新手和专家设计思想家之间的不同是什么？，（c）为什么设计思维很重要？

Table1.1未翻译

方法

设计思维文献中的许多文章被确定并收集。表1列出并描述了在此搜索工作中使用的在线数据库和网站。搜索的重点是使用各种搜索术语或关键字（如设计思维，设计认知，设计行为，设计研究，设计推理，设计过程，设计思维，视觉思维和原型）访问全文文档。搜索不限于特定的日期范围或实验研究。然而，对最近的研究略有偏爱。总共收集了大约150份文件。从这一集中，共有45多份文件符合纳入文献检讨的标准。纳入标准包括文献与本文中研究问题的主题相关性（例如，设计思维特征和过程，新手与专家设计思想家以及设计思考的重要性）。本文还包括实验和非实验研究。

文献评论

许多作者已经写出了设计思维过程的本质和不同过程（例如，Liu，1996; Owen，2007; Stempfle＆Badke-Schaube，2002）。 我们现在回顾一下这一领域的文献综述，首先介绍设计思维的性质，特征和过程。 接下来，我们提供有关专业知识，专家与新手设计思想家以及设计专业知识的文献。 然后，我们将介绍从Shute和Torres（2012）改编的设计思维模型。 最后，我们讨论文献的发现，展示设计思考的重要性，并为未来的研究提供建议。

设计思维的本质

在许多领域，通过行动（即做某事和评估结果）产生和积累知

识。 也就是说，知识被用于制作作品，并对作品进行评估以产生知识。 创意人们倾向于以两种不同的方式工作：作为发现者或制作者（Owen，2007）。 发现者通过发现演示他们的创造力。 他们被驱赶去了解并找出不了解的现象的解释。 制造者同样具有创造力，但是他们将在新的结构，安排，模式，作品和概念中综合他们所知道的内容。 鉴于基本过程之间的差异如何寻找者和制作者思考和工作，其他因素也可能同样显示专业领域的差异，从而有助于界定设计思维的本质。一个这样的因素是现场工作的内容。

可以绘制概念图以表示内容和过程因素（图1.1）。 两个轴定义地图。 将地图分成左半部分和右半部分是一个分析/合成轴，它通过过程（即它们的工作方式）对字段进行分类。 轴左侧的领域更关心发现或解决; 右边的领域涉及制作和发明。 符号/实轴将地图垂直分成两半。 地图上半部分的领域更关注抽象的，象征性的世界，以及机构，政策和语言工具，使人们能够操纵信息，沟通和共同生活。 下半部分的领域与现实世界和文物有关管理物理环境所需的系统（Owen，2007）。

这个部门产生了四个象限。第一个是分析/象征性的，其中包括科学领域，在使用过程中有重大分析的内容，而且内容比实际更象征性，因为该主题通常在其分析中被抽象出来。第二象限是合成/符号，包括广泛涉及符号内容和合成过程的领域。例如，法律属于这个象限，因为它涉及政策和社会关系的象征

性内容，而且其大多数学科关注法律的创立。第三象限是分析/真实的，在内容规模上涉及现实，而在流程规模上是强烈的分析。医学，例如，属于这个象限，因为它高度关注人类健康的真正问题，诊断过程是其主要重点。第四是合成/真实，涉及领域，例如设计，包括综合流程和实际内容（Owen，2007）。

在这个映射（由一个圆圈表示）中，设计落在第四个象限中

是高度合成和强烈关注现实世界的主题。然而，由于设计规则处理通信和象征，设计具有象征性的组成部分，而且由于设计需要分析来进行合成，所以还有一个分析组件（Owen，2007）。 重要的是要注意，可以将任何场的位置定位到地图的左侧或右侧。然而，映射字段是相对而不是绝对的，这是重要

的，因为该映射提供了一种用于比较不同字段之间的关系的方法，其中涉及内容和过程。这个数字中的四个象限都是教育中重要的，因为我们希望我们的学生发展高阶思维能力，能够分析，综合，创新，从而很容易地处理现实问题。

根据Hatchuel和Weil（2009）的说法，设计可以被建模为具有不同结构和逻辑的两个相互依赖的空间之间的关系：概念空间（C）和知识空间（K）。空间K包含可用于设计者的所有已知知识，而空间C包含关于物体的K中既不真实也不虚假的概念。设计以C组的逐步划分进行，直到分割的C集合变为K集合，即一系列对象，由K中的真实命题明确定义。因此，对于Hatchuel和Weil，设计是一个推理活动，从关于部分未知对象的概念开始，并尝试扩展它转化为其他概念和/或新知识。 其核心在于设计思维是指设计师如何看待和如何思考（Liu，1996）。这是一个迭代和交互的过程，设计师（a）看到在解决问题的概念/想法中有什么表现，（b）绘制想法之间的关系来解决问题，以及（c）查看已经绘制为通知的内容进一步的设计努力（Do＆Gross，2001; Lloyd＆Scott，1995）。设计通常从图形描绘开始，通过添加细节逐渐转变为更复杂的图形表示。这些设计图便于设计者的反思，对话和自我批评，从而达到目的代表和测试设计者的意图。换句话说，图表是思考和解决问题的主要手段（Do＆Gross，2001; Nagai＆Noguchi，2003）。

Braha和Reich（2003）将设计过程视为通用过程，设计人员将根据可用的新信息来修改暂定或当前设计或要求和规格。执行这种正在进行的修改过程，以便消除差异，并通过要求和规范表达的问题空间与所提出的设计解决方案之间建立适应性。

呃，2000年，Su瓦，格罗和Purcell认为，设计是一个定位的行为，这意味着设计人员以设计环境的方式发明设计问题或要求。作者发现意外发现与问题和要求的发明之间存在着强烈的双向相互关系。意外的发现是当设计者在先前绘制的解决方案概念元素中感受到新的东西时的那些实例。不仅意外发现成为发明问题或要求的动力，而且发明的发生往往会导致新的意外发现。这些结果强调了在设计过程中不同活动模式之间快速交替的重要性（例如绘画草图和构思设计问题或彼此动态相关的要求）。这也解释了设计活动的机会主义性质，因为设计师在不断变化的解决方案概念中追求问题和要求。

根据Dorner（1999）的观点，设计中可以观察到几种形式的思维。设计开始是关于设计/产品应该如何和应该如何工作的多云的想法。随着时间的推移，这个想法结晶并转化为产品的清晰和完整的形象。多云的想法来自设计师已经知道的产品。这种知识可以是类比的来源。第二种思维方式涉及将多云思想带入更具体形式的草图和模型。草图和模型阐明了产品的特点，有助于形成一个特定的思路，促进了开发过程，并形

成了设计思维过程的基础。设计思维的第三种形式是“图片词循环”，其中包括将想法转化为文字，帮助设计师澄清和阐述想法。然而，无论什么形式的思考，设计思想家都应该展现除了创造力之外的具体特征。

设计思想家的特点

表2总结了欧文（2007）的一些设计思想家特征，

描述。 虽然设计思维的本质以及使一个人成为设计思想家和另一个人不是难以捉摸的，但是已经确定了许多特征，并且可以有助于了解设计思想家如何思考和处理问题。 这些特征也有助于理解设计思维的本质。 除设计思想家应具备的这些特征外，设计思维过程还有几个过程。

设计思维过程

根据布拉哈和帝国（2003），设计过程的特点是迭代，探索，有时是混乱的过程。 它从一些抽象的规范开始，或者Hatchuel和Weil（2009，第182页）称之为“简要”，并在逐渐完善产品规格的同时终止产品的描述。 设计过程的中间状态可能包括冲突的规范和产品描述。 规格可能会改变对提案的反应或在此过程中发现的意外问题。 在这种情况下，设计遵循规范和解决方案之间相互调整的循环，直到达成最终解决方案（Hatchuel＆Weil，2009）。

2002年，Stempfle和Badke-Schaube审查了设计团队在设计时所做的一切理论。他们研究了人类决策的创造力和解决问题的理论和认知理论。作者认为作为认知操作来处理任何一种问题的设计思维的基本要素是生成，探索，比较和选择。前两个元素（生成和探索）扩大了一个问题空间，而最后两个元素（比较和选择）缩小了一个问题空间。当扩大问题时，产生解决方案，然后根据目标进行检查。然后，迭代过程中，可以修改解决方案，或者可以开发新的解决方案，直到找到最佳解决方案。缩小问题需要比较两个或多个想法，然后根据具体和相关的目标标准选择解决方案。这些元素代表了一个可以用于在团队工作时理解设计师思维的模型。在小组工作的设计师必须沟通他们在想什么，从而展示他们的基本思维过程。研究人员将这一模型应用于由四到六名学生组成的三个机械工程队伍。这些团队被设计为光学设备的机械概念来投射天体的图像。在一天的工作期间，团队与模拟客户在三个固定时间点进行了互动。记录团队沟通。协议分析结果显示，团队中只有10％的时间用于澄清目标，并花费了剩余的90％的时间来规划解决方案。

描述的Stempfle和Badke-Schaube（2002）的结果与那些不同

由McNeill，Gero和Warren（1998）在电子工程师中观察到。麦克尼尔和

同事们报道说，在整个设计阶段，设计师大部分时间都在分析问题;合成解决方案花费了第二大时间，剩下的时间用于解决方案的评估。作者总结说，设计师通过分析问题的功能方面开始概念设计会话。随着会议的进行，设计师侧重于功能，行为和结构的三个方面 - 然后进行分析，综合和评估的周期。在设计阶段结束时，设计人员的工作重点是综合结构和评估结构的行为。同样，在三个工业设计师团队中，Goldschmidt和Weil（1998）发现，设计思维的过程是非线性的，设计师遵循向前（分解）和后向（验证）推理策略。尽管研究对于设计思维过程中花费的时间并不一致，但研究结果表明，在设计思维过程中存在学习进程，最终将新手转变为专家设计者。

专业知识

专业知识是对特定感兴趣领域的专门应用的结果（Cross，2004）。根据爱立信，Krampe和Tesch-Romer（1993）的观点，为提高绩效而进行的故意实践是必要的，以达到高水平的业绩和获得专业知识。 Ericssonetal。补充说，专家的绩效水平与积累的实践水平密切相关。

专家和新手的主要区别在于，专家在特定领域积累了大量问题和解决方案的例子，出于兴趣。专家的一个关键能力是精神上从具体细节退出的能力的积累的例子，并形成与其专业领域相关的更抽象的概念化（Akin＆Akin，1996; Ho，2001）。相信可以存储和访问较大的认知块中的信息，而不是初学者可

以识别基础原则，而不是侧重于问题的表面特征（Dorner，1999; Nigel，2004; Purcell＆Gero，1996; Suwaetal。 2000）。因此，从新手到专家的转变，经验的积累至关重要。

在许多领域，如运动和音乐，专业实践的好处是众所周知的，并且已经建立了新手培训计划，帮助他们随着时间的推移获得经验和专业知识（Cross，2004）。 在其他领域也许是有好处的，也可以专注于转型阶段（即新手通过专家），如设计思维。 在设计教育方面，有一些建立良好的做法，有助于从新手到专家的发展，但对新手和专家在设计中的表现之间的差异依然很少。

新手与专家设计思想家

一般来说，一个好的设计师应该能够灵活地使用不同的解决问题的策略，并选择最符合情况要求的策略（Akin＆Akin，1996; Eisentraut，1999; Weth，1999）。无论给定的问题如何，成功的设计师都会澄清要求，积极搜索信息（即批判性地检查给定的要求并质疑自己的要求），将问题的信息总结为要求并将其部分优先排序，并且不要压制第一个解决方案（Badke Schaub，1999; Fricke，1999）。

根据Nigel（2004）的说法，新手行为通常与深度优先的解决问题的方法相关联，即深入和依次识别和探索子解决方案。专家的策略通常被认为主要是自上而下，广度优先的方法。专家设计师使用明确的问题分解策略，新手设计师不具备这些策略。

在2001年，他审查了专家和新手设计人员在解决工业设计中的问题时所使用的搜索策略。使用协议分析，研究人员发现，新手参与者只关注表层，而不分解问题，而专家则使用明确的问题分解策略。然而，专家和新手都使用了自下而上（工作 - 后退）解决问题的策略。

Christiaans和Dorst（1992）在工业设计课程中对初级和高级大学生进行了协议研究。他们发现，一些学生，主要是小学生，被困在收集信息，而不是进步到解决方案，但大多数的高级学生没有面临这个困难。也就是说，高级设计学生没有收集到太多的信息，但他们能够解决给定的问题。他们要求较少的信息，直接处理，并建立了问题的形象。他们还在此过程的早期优先考虑活动。

Gunther和Ehrlenspiel（1999）也有类似的发现，他们共进行了一系列实验，共有20位机械设备的新手和专家设计师。研究人员发现，专家们能够在较短的时间内澄清一项任务，而新手则不得不投入更多时间进行澄清。这些发现（即Christiaans＆Dorst，1992; Gunther＆Ehrlenspiel，1999）证实了Atman，Chimka，Bursic和Nachtman（1999）的研究结果，他们对工程学生进行了协议分析研究。他们发现新手（即没有设计经验的新生）花了大量时间来定义问题，并没有产生高品质的设计。因此，与Christiaans和Dorst（1992）研究的工业设计学生类似，Atman等人的一些新生工程学生研究被困在界定问题的层面

上，阻碍了他们在设计过程中的进步。然而，资深学生充分界定了这个问题，从而导致了良好的设计。

艾哈迈德，华莱士和祝福（2003）研究了新手和经验丰富的设计师在工程中的行为差异。作者发现新毕业生（即新手）对工程设计行业和有经验的设计师的行为之间存在明显的差异。新手采用了实验设计修改，评估，然后通过多次迭代生成另一个评估的试错技术。然而，经验丰富的工程师在实施之前对其初步设计决策进行了初步评估，并进行了最终评估。与新手相比，

经验丰富的设计师采用综合设计策略。

2001年，Seitamaa-Hakkarainen和Hakkarainen使用定性分析研究了视觉和技术设计之间的关系。也就是说，他们研究了两位新手和两位专家在编织设计领域的差异。协议分析结果表明，专家将视觉元素（例如颜色，尺寸，图案）和织造技术元素（例如材料）整合在一起，并且在设计过程中通常以并行方式考虑它们。视觉和技术空间之间的迭代是专家的重要方面，设计过程。专家不断从一个设计空间转移到另一个设计领域，以进行非常详细的搜索设计解决方案。相比之下，新手组织他们的过程围绕组合空间，很少移动到建筑空间，以探索如何在编织中实现视觉想法。

同样，使用协议研究的数据，Kavakli和Gero（2002）比较了新手和专家建筑师的认知表现/行为（即看，感知和功能性

行动以及目标）。研究人员使用协议分析，调查了设计者的并发认知行为，发现新手和专家设计师之间的输出差异显着。协议分为几段。认知部分包括似乎同时发生的认知行为。他们发现专家的设计方案包括2,916个动作（即块）和348个段，而新手的协议包括1,027个动作和122个段。每段由平均8个认知行为组成。考虑到两位参与者的时间相同，专家的设计方案是新手方面的2.8倍。在专家设计师的会议中也有新手的2.8倍。因此，专家对于不同的思维能力有更全面的流畅性。专家的认知行动在整个活动中不断上升，而新手的认知活动从高峰开始，然后下降。作者还发现，与新手相比，专家似乎对他的认知活动有更多的控制权。因为专家的认知行为组织良好，所以他能够比新手更有效率地管理他的表现。

这些发现与唐和格罗（2001）的研究结果一致，他们发现新手和专家建筑师之间存在巨大差异。作者使用回顾性协议分析，发现新手和专家设计师之间在四个设计层面上存在差异：（a）物理层面，指的是与外部世界直接相关的实例，包括绘制和查看动作; （b）知觉水平，涉及在自动感知机制中参与视觉 - 空间特征/关系的情况; （c）与视觉空间特征/关系之间映射的功能参考实例与抽象概念（包括含义和功能）相关的功能级别;和（d）概念层面，它代表了处理抽象概念的实例处理身体和感知行为的实例。专家似乎在物理和知觉层面上创造

出比新手更多的意义。建筑空间探索如何在编织中实现视觉想法。

Göker（1997）也研究了新手和执行设计相关问题的专家之间的差异。作者考察了有关机器计算机模拟建设任务的新手和专家。 Göker发现，熟练使用计算机模拟的专家并没有以抽象的方式将设计理念推向一边，而是依靠他们的经验和视觉信息。相比之下，新手依赖于抽象推理。 设计过程中的专家

专家设计师比新手更容易解决复杂问题（Cross，2004）。在概念设计过程中，经验丰富的设计师不仅仅是综合满足特定要求的解决方案，还发明了设计问题或需求，捕捉给定问题的重要方面解决手头的问题（Liu，1996）。从经验丰富的工程设计师的协议研究中，劳埃德和斯科特（1994）发现专家处理问题的方式与以往经验的程度和类型有关。与使用更多演绎推理（深度优先方法）的较少经验的设计师相比，更有经验的设计师倾向于使用生成推理（即归纳方法）。换句话说，与问题类型相关的具体经验的设计人员通过解决方案假设/猜想而不是问题分析来接近设计任务。这个假设表明，在特定问题类型中的经验使设计者能够根据先前遇到的相关解决方案来感知设计问题。

设计师也倾向于在设计时改变目标和约束。他们灵活地选择和尝试不同的解决方案。然而，当设计人员在解决方案概念

中遇到意想不到的困难和/或缺点时，他们倾向于通过设计过程尽可能长时间地坚持其主要的解决方案。例如，从专业建筑设计师的案例研究中，Rowe（1987）观察到，设计人员针对问题解决方向的选择受到其初始设计思想的影响。此外，设计师尽一切努力使这些想法在遇到问题时奏效，而不是采用新的想法。

虽然这种固定倾向可能听起来不正确，但是Ullman，Dietterich和Stauffer（1988）在有经验的机械工程设计师的协议研究中观察到了同样的现象。 Ullman及其同事发现，经验丰富的设计师通常只追求一个设计方案。即使发现了重大问题，设计师也倾向于修改初始提案，而不是拒绝并开发新的提案。同样，Ball，Evans和Dennis（1994）也从他们对进行现实项目的高级电子工程师的研究中得出了类似的结论。研究人员说，当时

设计人员产生了不太令人满意的解决方案，他们拒绝丢弃原始解决方案，或花费时间和精力提出另一种解决方案。相反，他们倾向于通过开发不同的版本来改进解决方案，直到实现可行的解决方案。再次，设计者们对初始概念提出了一种固定行为（Ball et al。，1994）。尽管如此，遵守初始概念似乎包含正常的专家设计行为。最后，在有经验的软件设计师的研究中，Guindon（1990）也发现设计人员在会议早期就提出了一个解决方案，并迅速拒绝了其他解决方案。

由于专家设计师不能完全理解问题，所以使用猜想作为

帮助他们探索和理解问题的方法。从经验丰富的工业设计师的协议研究中，Dorst和Cross（2001）认为，设计师首先探索问题，发现，发现或识别部分结构。之后，他们使用这种部分结构为设计概念的形式生成初步想法，然后扩展和开发部分结构。因此，他们的目标是为问题创造一个匹配的解决方案。有多个解决方案的概念应该能够对这个问题进行更全面的评估和理解（Cross，2004）。从文献的分析和综合，看来设计师应该获得和磨练的一些能力。设计师在这些能力中建立的经验越多，他或她沿着新手专家连续性越多。

设计思维能力模型

作为对文献综述的结果，我们创建了一个改编自Shute和Torres（2012）的设计思维能力模型（图1.2）。该模型显示从左到右查看从一般到更具体的分层排列的变量（或节点）集合。这种能力模型代表了设计思维结构的可操作性，也可能有助于推动适当的活动的创建，以允许收集相关证据来通知模型中的变量。例如，考虑图2中的变量“迭代图”。与此变量相关的技能包括通过图表修改，创建和测试想法。测试反过来需要对设计思想进行初步测试，获得反馈，修改设计，重新评估它，并做出接受或拒绝模型化想法的决定。为了评估学生对迭代图变量的能力水平，我们必须把它们置于可以使用这些组成技能的情况下，比如在游戏或模拟中。从逻辑上说，该模型可以提供评估

框架学位到哪些学生在不同时间展示特定的设计思维能力相对于模型的各种粒度（参见Shute＆Torres，2012）。

设计思维能力模型对于评估和诊断目的是有用的。 也就是说，一旦确定了关键的知识和技能，那么可以根据模型的变量来开发任务和活动。 另一个相关问题是关于这些技能是否可以学习。 在有意义的环境中有足够的实践，以及脚手架支持和形成性反馈，我们相信学生可以学习设计思维能力。 此外，涉及基于问题的学习，基于项目的学习和基于查询的学习的教学方法可以用于在唤起和相应的课堂活动的背景下提高学生的设计思维能力（Dym et al。，2005）。

这种以学习者为中心的方法可以帮助提高学生对良好设计过程的认识，并提高他们对解决复杂问题的兴趣。相关活动的设计方式可以要求学生创造想法/解决方案，获得对其紧急设计思维的支持技能，以及关于各种解决方案的可行性的持续反馈。教育工作者可以通过为他们提供多种不同的机会设计和创建原型，尝试不同的想法，与他人合作，反思学习，并在每次修改和改进过程中重复循环，来支持学生发展这些技能。 总而言之，前提是通过提高学生的设计思维能力，让他们应用设计师用来思考的过程和方法，帮助他们体验设计师如何解决问题，尝试解决问题，让学生更加准备面对问题，思考在箱子外面，并提出创新的解决方案。我们认为，设计思维不仅仅是在有限的背景下获得和使用的技能。相反，我们认为它是

一种思考和存在的方式，可能会增强学校教育的认识论和本体论本质。

本文介绍了相关研究，为理解（a）设计思维的性质，（b）专家的设计行为以及（c）新手和专家设计师之间的差异提供了依据。 这些研究大多是定性和使用的方案分析，作为一种研究方法有一些限制，特别是调查设计活动。 例如，当研究人员旨在捕获设计师的非语言思维过程，这在设计思维中至关重要时，可能是一种薄弱的方法。 我们审查的大多数研究旨在检查新手和专家设计师之间的差异，或者在设计过程中描述专家行为。 然而，设计研究领域缺乏实验证据

有兴趣测量和支持设计思维的研究人员有很多机会进行广泛的实验研究，可以导致重要的发现。例如，研究人员可以研究设计思维过程对各种学习成果的影响。他们还可以调查不同任务的影响及其与增强设计思维能力相关的复杂性，而后者又被假定为增加学生的学习成果。知道设计思维能力是否会调动学习过程也很有趣。换句话说，设计思维技能可以作为一个调解者，其阐明了独立变量（例如解决问题的技能）和因变量（例如数学考试成绩）之间的关系的性质。因此，我们可以假设问题解决技能和数学考试成绩之间存在着直接的因果关系，而不是假设解决问题的技能提高了设计思维能力，从而导致数学成绩的提高。另一项重要的研究可以检查设计思维的领域特定与

领域无关的性质。换句话说，可以独立于特定领域（例如，工程与营销）来进行思维能力的设计，还是上下文界限？ 目前，我们没有发现有效的基于绩效的设计思维能力评估。这种缺乏对收集关于这些技能对学习的影响的良好证据的能力产生不利影响（Rotherham＆Willingham，2009）。那么，一个主要的挑战就是设计和开发准确的基于绩效的这些技能的措施。评估这些类型的21世纪能力超出了大多数传统评估格式的能力（例如，多项选择测试，自我报告调查）。因此，旨在可靠测量这些技能的创新评估应设计和开发，以协助研究人员收集有效和可靠的证据。我们建议采用以证据为中心的设计（ECD）框架（Mislevy，Steinberg，＆Almond，2003），为21世纪技能设计有效的基于绩效的评估。 ECD是设计评估的系统方法，其重点在于作为建立评估任务的基础，并对能力水平进行推论的依据（即学生绩效和产品）（参见Mislevy等，2003） 。 ECD特别适合于涉及复杂问题和动态交互环境的评估，这些设计问题正是设计问题所需的上下文种类。

要充分了解设计思维，有相当多的实践经验。本文调查的研究显示了新手和专家设计师的特点。拥有良好的设计思维能力可以帮助解决真正复杂的问题，并调整到意想不到的变化。虽然设计过程涉及到深入的认知过程，这可能有助于我们的学生建立他们的批判性思维能力（例如推理和分析），而且还涉及个性和性格特征，如持久性和创造力。如果我们认真地准备

学生在世界上取得成功，我们不应该要求他们记住事实，并按要求重复;相反，我们应该为他们提供与内容交互的机会，批判性地思考，并用它来创建新的信息。准备未来的工作情况需要教导学习者善用自己的思想。要摆脱教育浪潮，留下学生“不妥善应对现实世界，复杂的问题[我们必须改变我们的课程]。 。 。我们不能直接调整风（未来），但我们可以调整