CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHÁT TRIỂN TƯ DUY THIẾT KẾ CHO HỌC SINH 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu 1. Những nghiên cứu về tư duy thiết kế Theo Dam, R. (2022), từ những năm 1950 và 1960, tư duy thiết kế đã bắt đầu manh nha xuất hiện nhưng chủ yếu trong một số lĩnh vực đang gặp khó khăn với sự biến đối nhanh chóng của tình hình thế giới lúc bấy giờ như kiến trúc và kĩ thuật; từ đó, tư duy thiết kế đã trải qua quá trình phát triển liên tục qua các giai đoạn sau: Hình 1.
Sự phát triển của tư duy thiết kế (nguồn: Interaction Design Foundation) Trong những năm 1960, một xu hướng mạnh mẽ xuất hiện khi mọi người áp dụng phương pháp khoa học để hiểu sâu về thiết kế và các yếu tố ảnh hưởng đến nó. Nigel Cross đã phân tích vấn đề này trong bài viết “Các cách hiểu biết theo kiểu thiết kế: kỷ luật thiết kế so với khoa học thiết kế” (2001). Ông nhấn mạnh quan điểm của Buckminster Fuller về “thập kỷ khoa học thiết kế” và kêu gọi một “cuộc cách mạng khoa học thiết kế” dựa trên ba trụ cột: khoa học, công nghệ và chủ nghĩa lý trí, để giải quyết các vấn đề nghiêm trọng về con người và môi trường mà ông cho là không thể giải quyết bằng chính trị và kinh tế. 5 Vào giữa những năm 1960, Horst Rittel đã có những đóng góp quan trọng cho lĩnh vực thiết kế, đặc biệt trong việc giải quyết vấn đề.
Ông là người sáng lập thuật ngữ “vấn đề khó khăn” (wicked problem) để mô tả những vấn đề phức tạp và đa chiều. Rittel nhấn mạnh rằng “các vấn đề khó khăn không chỉ là những câu hỏi có thể giải đáp mà còn là những thách thức cần sự hợp tác và hiểu biết sâu sắc.” Ông nghiên cứu cách áp dụng phương pháp thiết kế để giải quyết những vấn đề này, ảnh hưởng lớn đến nhiều nhà thực hành và học giả thiết kế. Theo Rittel, “vấn đề khó khăn” là cốt lõi của tư duy thiết kế, yêu cầu phương pháp hợp tác để hiểu nhu cầu và hành vi của con người. Rittel mở ra hướng nghiên cứu mới trong thiết kế, cho rằng “sự phức tạp của các vấn đề khó khăn không thể giản lược thành những câu trả lời đơn giản” (Rittel, 1960) Vào năm 1969, nhà khoa học nhận thức và laureate Nobel Herbert A.
Simon lần đầu tiên đề cập đến thiết kế như một cách tư duy trong tác phẩm nổi tiếng The Sciences of the Artificial. Ông nêu rõ rằng để hiểu các hệ thống phức tạp, “các hệ thống phải được xây dựng, và hành vi của chúng phải được quan sát” (Simon, 1969). Trong những năm 1970, Simon đã đóng góp nhiều ý tưởng quan trọng, hiện được xem là nguyên tắc cơ bản của tư duy thiết kế. Ông nhấn mạnh vai trò của việc tạo mẫu nhanh và thử nghiệm qua quan sát, những khái niệm cốt lõi trong quy trình thiết kế và khởi nghiệp, bao gồm hai giai đoạn chính trong tư duy thiết kế (Brown, 2009).
Nghiên cứu ban đầu của Simon trong trí tuệ nhân tạo, cùng với Allen Newell và Cliff Shaw, đã nâng cao hiểu biết về thiết kế như một cách tư duy (Newell & Simon, 1972). Một phần lớn công việc của Simon tập trung vào phát triển trí tuệ nhân tạo và tổng hợp các hình thức tư duy của con người, một chủ đề phổ biến trong thiết kế ngày nay (Simon, 1996). McKim, giáo sư danh dự về kỹ thuật cơ khí, cũng đề cập đến tư duy thiết kế trong cuốn Experiences in Visual Thinking (1973). McKim, vừa là nghệ sĩ vừa là kỹ sư, phân tích tác động của tư duy trực quan đối với khả năng giải quyết vấn đề, nhấn mạnh sự cần thiết kết hợp giữa các chế độ tư duy bên trái và bên phải của não để đạt giải pháp toàn diện hơn 6 (McKim, 1973).
Những ý tưởng của ông đã góp phần quan trọng vào nền tảng của phương pháp tư duy thiết kế hiện nay. Năm 1982, Nigel Cross đã đóng góp quan trọng cho lĩnh vực tư duy thiết kế trong bài viết “Cách hiểu biết theo kiểu thiết kế,” nơi ông so sánh quy trình giải quyết vấn đề của các nhà thiết kế với những giải pháp thông thường trong cuộc sống. Bryan Lawson, giáo sư danh dự tại trường kiến trúc, đại học Sheffield, đã chia sẻ những hiểu biết từ loạt bài kiểm tra so sánh phương pháp giải quyết vấn đề của nhà khoa học và kiến trúc sư. Lawson yêu cầu sinh viên kiến trúc và khoa học sắp xếp khối màu theo quy tắc cụ thể.
Kết quả cho thấy nhà khoa học thường giải quyết vấn đề một cách hệ thống, trong khi nhà thiết kế chú trọng vào việc phát triển nhiều giải pháp và loại bỏ những giải pháp không hiệu quả. Cross nhấn mạnh rằng tư duy tập trung vào giải pháp này là cốt lõi trong giải quyết vấn đề “theo kiểu thiết kế” (Cross, 1982) Theo Cross, “đặc điểm trung tâm của hoạt động thiết kế là tạo ra giải pháp thỏa đáng một cách nhanh chóng, hơn là phân tích kéo dài.” Ông sử dụng thuật ngữ của Simon để mô tả quá trình này như một quá trình “satisficing” thay vì tối ưu hóa, sản xuất giải pháp thỏa đáng thay vì cố gắng tạo ra giải pháp tối ưu. Những ý tưởng của Cross và Lawson đã mở ra hướng nghiên cứu mới trong thiết kế, nhấn mạnh tầm quan trọng của tư duy thiết kế trong giải quyết các vấn đề phức tạp trong xã hội hiện đại. Peter Rowe đã xuất bản cuốn sách Design Thinking vào năm 1987, tập trung vào cách các nhà thiết kế kiến trúc tiếp cận nhiệm vụ của mình với sự tò mò.
Rowe cho biết cuốn sách nhằm tạo ra chân dung tổng quát về tư duy thiết kế, giải thích cấu trúc cơ bản của quá trình “tìm kiếm” của các nhà thiết kế để phát minh hoặc tạo ra các tòa nhà và hiện vật đô thị (Rowe, 1987). Tư duy thiết kế đã phát triển qua nhiều lĩnh vực chuyên môn, với các nhà tư tưởng khám phá các quá trình nhận thức trong phạm vi kiến thức của họ, từ đó hình thành hiểu biết sâu sắc về thiết kế. Tư duy thiết kế ngày càng được nghiên cứu sâu rộng hơn, và vào năm 1991, IDEO được công nhận là một trong những công ty đưa tư duy thiết kế vào dòng chính. Họ phát triển các thuật ngữ, quy trình và bộ công cụ thân thiện với khách 7 hàng, giúp quy trình này dễ tiếp cận hơn cho những người không được đào tạo về thiết kế, thể hiện sự đổi mới trong cách tiếp cận vấn đề.
Năm 1992, Richard Buchanan đã xuất bản bài viết Design Issues, thảo luận về nguồn gốc của tư duy thiết kế. Buchanan chỉ ra rằng các ngành khoa học đã ngày càng tách biệt và rằng tư duy thiết kế có thể tích hợp các lĩnh vực chuyên môn để giải quyết những vấn đề mới trong thế giới hiện đại từ góc nhìn toàn diện (Buchanan, 1992). Tiếp đó, năm 2004, David Kelley thành lập viện thiết kế Hasso Plattner tại Stanford, hay còn gọi là d. Từ khi thành lập, d.school đã tập trung vào việc phát triển, giảng dạy và thực hiện tư duy thiết kế, trở thành nguồn cảm hứng cho các nhà tư duy thiết kế toàn cầu.
Kelley nhấn mạnh rằng tư duy thiết kế không chỉ mang lại giải pháp sáng tạo mà còn thúc đẩy sự hợp tác và đổi mới trong nhiều lĩnh vực (Kelley, 2004). Những đóng góp của IDEO, Buchanan và Kelley đã làm phong phú nền tảng tư duy thiết kế, tạo không gian cho việc giải quyết vấn đề sáng tạo và hiệu quả. Sự kết hợp giữa các quan điểm và phương pháp khác nhau đã mở ra hướng đi mới trong nghiên cứu và thực hành thiết kế, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tích hợp kiến thức đa ngành để đối mặt với thách thức phức tạp trong xã hội hiện nay. Phong trào tư duy thiết kế đang phát triển nhanh chóng, với các tổ chức như IDEO và d.school mở đường cho nhiều trường đại học và công ty áp dụng phương pháp này, thường điều chỉnh để phù hợp với ngữ cảnh của họ.
Thuật ngữ 'các vấn đề khó khăn' ngày càng quen thuộc hơn, với các nhà tiên phong như Don Norman chuyển sang sử dụng thuật ngữ 'các hệ thống xã hội-kỹ thuật phức tạp'. Tóm lại, cách mạng Công nghiệp và Thế chiến II đã mở rộng ranh giới những gì được coi là khả thi về mặt công nghệ, dẫn đến việc các kỹ sư, kiến trúc sư và nhà thiết kế công nghiệp cùng các nhà khoa học nhận thức bắt đầu hội tụ vào các vấn đề giải quyết tập thể. Tư duy thiết kế đã hình thành từ những hỗn loạn của những năm 50 và 60, kết hợp nhu cầu về con người, công nghệ và chiến lược, và đã phát triển qua nhiều thập kỷ để trở thành phương pháp đổi mới hàng đầu ngày nay. Phương 8 pháp này tiếp tục mở rộng và được khám phá bởi những người đứng đầu trong lĩnh vực, khẳng định vị trí quan trọng của nó trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Ứng dụng trong giáo dục Tư duy thiết kế ngày càng trở thành một phương pháp quan trọng trong giáo dục, giúp cải thiện chương trình và phương pháp giảng dạy theo cách tinh gọn, phù hợp với nhu cầu xã hội. Theo Razzouk và Shute (2012), tư duy thiết kế không chỉ đơn thuần là một kỹ thuật dạy học mà còn là một triết lý giáo dục, khuyến khích việc tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề từ quan điểm của học sinh. Quy trình tư duy thiết kế bao gồm năm giai đoạn: đồng cảm, xác định, lên ý tưởng, prototyping (trực quan hóa), và thử nghiệm. Các giai đoạn khác nhau đều đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường học tập tích cực cho học sinh.
Giai đoạn đầu tiên, "đồng cảm", yêu cầu giáo viên hiểu và cảm nhận những trải nghiệm của học sinh thông qua điều tra phỏng vấn, quan sát và khảo sát. Theo nghiên cứu của Buchanan (1992), sự đồng cảm với học sinh là nền tảng cho việc phát triển chương trình học phù hợp với nhu cầu và mong muốn của họ. Khi giáo viên hiểu rõ các vấn đề và thách thức mà học sinh gặp phải, họ có thể xác định rõ hơn các mục tiêu học tập (Buchanan, 1992). Giai đoạn "xác định" tập trung vào việc xác định các vấn đề cốt lõi mà học sinh đang phải đối mặt.
Điều này không chỉ giúp giáo viên hình thành các mục tiêu giảng dạy mà còn cung cấp cơ sở cho việc phát triển các giải pháp sáng tạo. Theo Dym et al. (2005), việc xác định rõ ràng vấn đề cần thiết để phát triển các giải pháp học tập hiệu quả (Dym et al.