Выбор темы проекта обучающимися при разработке и реализации ИТ-проектов на основе метода дизайн-мышления

Полный текст

Постановка проблемы. На современном этапе развития образования в России и мире одним из ключевых факторов, оказывающих существенное влияние на развитие экономики является творческий потенциал личности. Он проявляется в нестандартных инновационных решениях, в создании оригинальных продуктов. ИТ-проекты школьников - это самое начало развития цифровой экономики нашей страны. И за всепоглощающей цифровизацией главное не забыть об основном - развитии личности ребенка в период обучения в школе, развитии его творческого потенциала. И зачастую получается, как в известном анекдоте, когда Эйнштейн похвалил работу молодого ученого словами «много нового и интересного». Но через секунду добавил: «Правда, новое не интересно, а интересное не ново». То есть, говоря относительно школьного проекта: либо нет самостоятельного исследования или продукта (работа носит описательный характер), либо автор изобретает велосипед - выдает за новое то, что уже давно известно. В качестве примера мы можем привести следующие темы проектных работ обучающихся: «Освоение Луны», «Непризнанные государства», «Решение задач с параметром» и т. д. Что делать учителю в этом случае? В своей работе мы предлагаем воспользоваться теми приемами, которые часто используются в бизнес-среде и в работе со студентами вузов [1-4]. Также его применение описывается при работе на уроках в школе, что более значимо для целей нашего исследования. Так, А.С. Кротова и А.А. Баркова рассматривают поэтапное использование дизайн-мышления на уроках [5], а В. Ян и Ю.Ф. Катаханова в практике дополнительного образования [6]. М. Сташенко рекомендует начинать учебный процесс с вопросов «Для чего нужны новые знания? Куда их будем применять? Что конкретно можно сделать прямо сейчас, чтобы испытать потребность в знаниях и навыках?»[31]. Методы дизайн-мышления получили свое распространение в детских технопарках «Кванториум», создаваемых в регионах Российской Федерации в рамках реализации национального проекта «Образование» [7]. Методы исследования. Для выявления сущности данного понятия, рассмотрим подходы зарубежных авторов к определению метода дизайн-мышления. Роберт Кюдейл определяет дизайн-мышление как «методику, сформированную в ответ на изменения в экономическом устройстве и переоценкой ценностей, в основе которой лежит особый образ мышления, умение находить креативные решения в новых или типичных ситуациях, а также командные действия людей в правильно организованном пространстве для создания инноваций» [8. С. 14]. Оливер Кемпкенс называет дизайн-мышление «человеко-ориентированным методом, нестандартным подходом к решению проблем, который начинается с понимания людей и заканчивается инновационными предложениями, разработанными индивидуально под их потребности» [9]. Г. Андреев представляет дизайн-мышление как динамичный созидательный процесс [10]. Тим Браун придает дизайн-мышлению роль исследовательского процесса [11]. Если рассматривать дизайн-мышление с точки зрения методологии, то дизайн-мышление можно отнести к эвристическим приемам решения проблем в условиях неопределенности. Оно не является принципиально новым с точки зрения оптимизации процедур по поиску ответов на сложные многоуровневые проблемы. В то же время дизайн-мышление - это технология инноваций. Именно творческий подход позволяет выйти на множество разных идей, найти новое решение или отбросить неудачный вариант, выходить за пределы привычного [12]. Данная проблема - выйти за пределы привычного, встает и перед обучающимися, и учителями во время подготовки проекта для участия в конференции или выполнения индивидуального проекта. Чаще всего и учителя, и ученики начинают активно искать в сети Интернет, что же такого интересного можно использовать в своей работе, что было бы интересно и свежо, а еще научно и актуально. При выборе темы проекта проводится интервьюирование своего класса, родителей, учителей школы. В ходе беседы можно увидеть затруднения, проблемы пользователей и в первом приближении определить возможные пути их устранения. В большинстве таких случаев тематика проектов носит междисциплинарный характер, поэтому при организации проектной деятельности следует учитывать уровень знаний обучающихся по нескольким учебным дисциплинам [13]. Таблица 1 Этапы разработки ИТ-проекта с точки зрения дизайн-мышления Этап проекта Цель и содержание деятельности Используемые инструменты и результат деятельности Эмпатия Сопереживание эмоциональному состоянию другого человека. Исследование пользователей, беседа с ними, попытка получить схожий опыт Карта эмпатии [14], метод включенного наблюдения «Мокасины» [15] Фокусировка Выделение самых важных проблем. Разработка содержательной формулировки точки зрения, на основании которой можно действовать. Основные вопросы: какую проблему пытаемся решить? на кого это повлияет? каковы различные пути решения проблемы? Анализ существующих решений, аналогичных ситуаций, инсайты от лидеров мнений, анализ артефактов, интервью [16], swot-анализ [17], пять «Почему?» [18] Генерация идей Главное на этом этапе - собрать перечень идей для решения сфокусированной проблемы из предыдущего шага. При этом не стоит концентрироваться на очевидных решениях, так как они могут снизить вероятность инноваций. Идеи, сформированные на данном этапе, не являются окончательными, и к пополнению списка идей всегда можно вернуться Метод фокальных объектов [19; 20], Scamper [21] Прототипирование Итерационный процесс. Главное, чтобы пользователь мог получить свой опыт от прототипа, «поиграть» с ним, прочувствовать в действии. Собираются наблюдения взаимодействия пользователя с прототипом для последующей его доработки [22]. Одно из правил прототипирования: «Создайте 1 прототип за 1 минуту и стоимостью в 1 рубль. Немедленно отправляйтесь в поля тестировать его с пользователями!» Быстрый прототип [23], Лего-прототипирование [9. С. 194], сториборды [24] Тестирование Этап улучшения прототипов и решений. Совершенствование идей и точек зрения на проблему Проверка решений с реальными пользователями, эвристическая оценка [9. С. 196] Table 1 Stages of IT project development from the point of view of design thinking Stage of the project Purpose and content of activities Tools used and results of activities Empathy Empathy for the emotional state of another person. Researching users, talking to them, trying to get a similar experience Empathy map [14], Moccasins' method [15] Focusing Highlighting the most important problems. Developing a meaningful viewpoint formulation against which to act. Key questions: what problem are we trying to solve? Who will be affected? What are the different ways to solve the problem? Analysis of existing solutions, similar situations, insights from opinion leaders, analysis of artifacts, interviews [16], swot-analysis [17], five “Why?” method [18] Generation of ideas The main thing at this stage is to collect a list of ideas for solving the focused problem from the previous step. In this case, you should not concentrate on obvious solutions, because they can reduce the likelihood of innovation. The ideas formed at this stage are not final, and you can always return to replenishing the list of ideas Focal object method [19; 20], Scamper [21] Prototyping Iterative process. The main thing is that the user can get their experience from the prototype, “play” with it, feel in action. Observations of user interaction with the prototype are collected for its subsequent refinement [22]. One of the prototyping rules: “Create 1 prototype in 1 minute and cost 1 ruble. Head to the fields to test it with users immediately!” Rapid prototype [23], Lego prototyping [9. P. 194], storyboards [24] Testing Stage of improvement of prototypes and solutions. Improving ideas and points of view on the problem Verification of solutions with real users, heuristic assessment [9. P. 196] Главный принцип дизайн-мышления, по мнению специалистов Высшей школы экономики - «необходимость взглянуть на мир с позиции других людей, осознать их желания, стоящие перед ними задачи и понять их потребности»[32]. Представим основные этапы разработки ИТ-проекта с точки зрения дизайн-мышления и приведем их краткую характеристику, результат деятельности обучающихся и используемые инструменты (табл. 1). Заключительным этапом в процессе разработки ИТ-проекта должен быть этап защиты проекта. На этом шаге детям необходимо представить, защитить свое решение, поделиться полученным опытом [25]. Результаты и обсуждение. Представим опыт разработки и выбора темы ИТ-проекта учащимися 10-11 классов. Для этого рассмотрим реализацию первых трех этапов для ИТ-проектов. На первом этапе применения метода дизайн-мышления (эмпатия) обучающиеся знакомятся с предметной областью. Ставим вместе с ними проблемный вопрос. Как нам собрать информацию? Какие источники использовать? Какие вопросы помогут нам собрать информацию о пользовательском опыте (почему люди сортируют или не сортируют мусор, что мотивирует людей и т. п.)? Очень важно достигнуть общего понимания задачи между участниками команды. Для этого используются различные методы, включая метод мозгового штурма, charetting (метод быстрого понимания задач проекта) и т. д. Собираем информацию и погружаемся в пользовательский опыт. Результатом первого этапа должна стать конкретная формулировка цели проекта. При этом делается акцент личность пользователя, то есть для кого мы делаем, включаем подробное описание пользователя, его проблем и потребностей и выявленных ограничений. Например, существует проблема нехватки времени. И чаще всего ее вызывает недостаточная сосредоточенность. То, что человек постоянно отвлекается, мешает ему закончить начатое. Например, у обучающихся выполнение домашней работы растягивается на весь день, особенно в период ограничений. Поэтому было принято решение помочь школьникам с этой проблемой. Обучающиеся представили себя в этом образе, провели исследование своих одноклассников, знакомых, ведь вопросы тайм-менеджмента школьника актуальны в настоящее время не только для старшей школы [26], но и для учеников 1-4 классов [27]. На втором этапе применения метода дизайн-мышления (фокусировка) составляем портреты разных пользователей (или стейкхолдеров, в терминологии дизайн-мышления). Например, портрет того, кто грамотно распределяет свое время, и кто нет. Выделяем главное. Формулируем конкретные задачи. Например, может оказаться, что большинство людей не составляют план своего дня, не записывают задачи, потому что не знают, насколько это будет позитивно влиять на их жизнь и их самочувствие. Тогда, конкретная задача будет, возможно, звучать так: «Как рассказать людям о том, почему составлять расписание или план своего дня - это нужно, полезно и просто?». Собранную информацию ученики обрабатывают и анализируют, чтобы выделить самые важные проблемы. Использование на этапе фокусировки метода пяти «Почему?» позволяет точно сформулировать проблемы, построить гипотезы по поводу поверхностных задач и перейти на более глубокий уровень понимания проблемной ситуации. В этом случае используется лист для записи ответов (рисунок). Основной и самый трудный этап для учителя и ученика - это этап генерации идей. Здесь необходимо придумать конкретные решения существующей проблемы. При этом важно предложить как можно больше идей и не бояться рассматривать совсем нетривиальные варианты. Обучающиеся, описывая новые идеи, часто сравнивают их с уже существующим продуктом, услугой или бизнесом. Например: - Это как Tinder (приложение для романтических знакомств) для обмена одеждой, которая больше не нужна. - Это как Airbnb (онлайн-площадка для размещения, поиска и краткосрочной аренды частного жилья по всему миру) для домашних животных [28]. Для фиксации данного этапа и дальней проработке идеи учащимся рекомендуется все представить в виде следующей таблицы (табл. 2 и 3). Пример листа для записи ответов Sample sheet for recording answers Таблица 2 Форма для представления идеи проекта Цель В чем цель этого проекта? Идея Изложите свою идею в одном предложении Контекст Назовите сдерживающие и вспомогательные факторы, которые могут повлиять на достижение результата Уникальность Назовите три уникальных аспекта, отличающих вашу идею от других Требования Что нужно, чтобы идея осуществилась? Table 2 Form for submitting a project idea Purpose What is the purpose of this project? Idea State your idea in one sentence Context Write down the constraints and supportive factors that can affect the achievement of the result Uniqueness Write three unique aspects that distinguish your idea from others Requirements What does it take to make the idea come true? Таблица 3 Пример заполнения схемы по реализации идеи «Умный Pomodoro Timer» Цель В чем цель этого проекта? Идея Создать устройство, которое будет выполнять функцию таймера по системе Pomodoro Контекст Ограниченный бюджет, режим самоизоляции Уникальность Назовите три уникальных аспекта, отличающих вашу идею от других. Устройство может быть встроено в подставку для карандашей и ручек, дешевле аналогов Требования Плата Arduino, набор датчиков, микросхем, дисплей, материалы для 3D-печати, 3D-принтер Table 3 An example of filling out a scheme for implementing the idea of “Smart Pomodoro Timer” Purpose What is the purpose of this project? Idea Create a device that will act as a timer according to the Pomodoro system Context Limited budget, self-isolation mode Uniqueness Write three unique aspects that distinguish your idea from others. The device can be built into a holder for pencils and pens, cheaper than analogues Requirements Arduino board, set of sensors, microcircuits, display, materials for 3D printing, 3D printer Одним из наиболее эффективных методов для генерации идей в этом случае для школьников является метод фокальных объектов, разработанный Ф. Кунце в 1920 г. Основой данного метода является принцип совмещения функций. Метод фокальных объектов, как элемент ТРИЗ-педагогики, используется на уроках физики [29], на занятиях детских кружков технического творчества, в детских технопарках «Кванториум» [30]. Важно во время выдвижения гипотез и идей учащихся корректно давать обратную связь. Часто наш мозг боится сумасшедших ассоциаций и невольно сдерживает полет фантазии. Для тех, у кого имеются проблемы с подбором ассоциаций, если чувствуется некая неготовность учащихся, существуют настольные игры, помогающие в разработке и генерации идей. В качестве примеров приведем настольные игры «Идея на миллион» издательства «Манн, Иванов и Фербер» и «Стартап-конструктор» издательства «Банда умников». В игре «Идея на миллион» команде игроков предстоит обыграть один из проектов, выдуманных авторами. Реализации проекта предстоит шесть этапов - «Подготовка», «Поиск», «Представление», «Продукт», «Производство» и «Промо». На случайно выбранных карточках игрокам задаются вопросы или указываются определенные ограничения для проекта. Так, например, на одной из карточек этапа «Продукт» указано понятие «Брендинг: в идеале ваш продукт должен прочно ассоциироваться с определенным названием» или на карточке этапа «производство» указано «Демографический фактор: демографические изменения и тренды важны. Вам нужно научиться адаптироваться». Тем самым данные указания помогают игрокам пройти по всему циклу создания своей идеи-проекта: от подготовки производства к продвижению продукта. В игре «Стартап-конструктор» командам игроков предстоит сгенерировать новые идеи для бизнеса, используя уже известные технологии или продукты новым способом, в новой ситуации и для решения других задач. Метод фокальных объектов, уже описанный ранее применяется в данной игре. Игрокам предлагается четыре типа карт «Ситуация или проблема» (которую предстоит решить), «Целевая аудитория», «Дополнительные условия», «Технология» (которая будет использоваться в стартапе). В качестве карт категории «Ситуация или проблема» предлагаются такие «скука», «общение с людьми», «мало парковочных мест», «нехватка времени». Целевой аудиторией в игре выбраны: любители гаджетов, киберспортсмены, курьеры, родители детей до 5 лет и др. Авторы игры предлагают использовать следующие технологии: мобильное приложение, 3D-печать и сканирование, голосовой помощник, биометрия и др. Для реализации ИТ-проектов для десятиклассников в школе мы заменили карты категории «Технологии» на следующие: датчик газа, пульт, пироэлектрический ИК-датчик, ЖК-экран, фоторезистор, датчик температуры, тактовая кнопка и др. Данная замена позволила нам использовать уже имеющиеся навыки работы учащихся проекта «ИТ-класс в московской школе» и «Академический класс в московской школе» с онлайн-средой Tinkercad - эмулятором Arduino, ведь работа с данным программным обеспечением уже зарекомендовала себя как один из эффективных способов выполнения экспериментов по виртуальному моделированию на базе микроконтроллера Arduino [31]. Заключение. В работе мы рассмотрели некоторые способы генерации идей для ИТ-проектов обучающихся. Не всегда сгенерированные идеи жизнеспособны, но всегда работа по поиску чего-то нового развивает мышление, воображение, способствует принятию нового. Развитие творческого потенциала учащихся особенно ценно в сегодняшнюю эпоху цифровизации. Для того, чтобы внедрить метод дизайн-мышления в совместную работу учителя и ученика над ИТ-проектом в практику необходимо: - разработать систему повышения квалификации учителей в части формирования практических навыков использования инструментов дизайн-мышления для эффективного управления процессом; - развивать творческий потенциал учителей и обучающихся в условиях цифровой трансформации образования; - учителям использовать в своей работе разнообразие методов исследования; - привлекать специалистов из разных областей (дизайнеров, разработчиков программного обеспечения, аналитиков данных и др.).

Об авторах

Михаил Сергеевич Ружников

Школа № 1552

Автор, ответственный за переписку.
Email: ruzhnikov@mail.ru

учитель информатики

Российская Федерация, 115580, Москва, ул. Мусы Джалиля, д. 25

Ольга Михайловна Чарная

Школа № 1363

Email: olga-charka@yandex.ru

учитель информатики

Российская Федерация, 109444, Москва, Рязанский пр-кт, д. 82, корп. 4

Список литературы