設(shè)計認(rèn)知過程研究方法之探析

張 旸（南京林業(yè)大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計學(xué)院， 江蘇 南京 210037）

王受之指出我國的設(shè)計教育中的問題是：“同質(zhì)化單一化的教學(xué)”，這也是我們在設(shè)計研究中的“同質(zhì)化單一化”的問題。我國當(dāng)前的設(shè)計研究領(lǐng)域，研究范圍、方法、和思路都相對較為固定，缺少系統(tǒng)的研究方法體系。從中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的檢索情況來看，以“藝術(shù)設(shè)計”為主題進(jìn)行粗略搜索，發(fā)現(xiàn)主要文獻(xiàn)可大致分為三類：其一，近四成文獻(xiàn)與設(shè)計教育研究相關(guān)；其二，近三成文獻(xiàn)與設(shè)計、藝術(shù)、設(shè)計藝術(shù)、或美術(shù)史研究相關(guān)；其三，另外還有一小部分涉及設(shè)計理論、方法、思想、文化、行為等相關(guān)研究。在這些文獻(xiàn)中，除了與史論相關(guān)的研究有其普遍采取的歷史性研究、文獻(xiàn)工作等特定的研究方法，占有較大比例的設(shè)計教育研究則普遍關(guān)注的是提供教學(xué)如何進(jìn)行的案例、教學(xué)成果的案例，以及國外設(shè)計課程的設(shè)置與實施，而相對缺少的是如何系統(tǒng)深入地進(jìn)行案例分析，從而建構(gòu)理論。因此所提建議只能基于表面信息的借鑒或評論，其可借鑒性和普遍適用性都相對較弱。同樣的，設(shè)計理論方法等相關(guān)研究則比較關(guān)注某一特殊設(shè)計行為的設(shè)計方法（如海報設(shè)計方法研究，包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究等），傾向于對某種技藝或技術(shù)的描述，無法上升到方法論的層面，因此這類研究不具備理論價值，而僅停留于表面信息的記錄與傳遞。可以說，在設(shè)計教育研究中，我們的關(guān)注點仍然非常狹隘，忽略了教育本身的意義，即教育學(xué)自帶的心理學(xué)、認(rèn)知學(xué)、行為學(xué)等專業(yè)屬性；而在設(shè)計理論方法研究中，我們往往又忽略了其所帶的社會學(xué)屬性，因此導(dǎo)致了方法的局限性（以田野考察、案例分析為主）。此外，由于本身缺少方法論意識，因此在研究過程中，往往有方法無分析，或無方法地隨意分析，這也進(jìn)一步導(dǎo)致了研究方向的局限性。這樣，設(shè)計學(xué)研究就會逐漸淪為費盡心力堆砌文獻(xiàn)、觀察記錄而缺少應(yīng)有的討論與思考。

針對上述問題，本文選取自2000年來發(fā)表于國際上具有影響力的設(shè)計類期刊中的9篇具有代表性的文獻(xiàn)，重點分析介紹這些文獻(xiàn)的研究目的和問題，所應(yīng)用的研究方法，以及他們的數(shù)據(jù)分析策略。這些研究的主要方向正是我國目前在設(shè)計教育研究與設(shè)計理論研究領(lǐng)域所忽略的，但在設(shè)計研究中卻是極為重要的議題，即設(shè)計思維與認(rèn)知過程研究。希望通過將這些研究呈現(xiàn)于讀者面前，引發(fā)中國設(shè)計研究者新的思考，并為設(shè)計研究提供新的思路。這9篇文獻(xiàn)又細(xì)分為三個方向：（1）設(shè)計認(rèn)知過程研究；（2）設(shè)計知識形成的認(rèn)知過程研究；（3）設(shè)計知識與創(chuàng)意。

一、設(shè)計認(rèn)知過程研究

文獻(xiàn)1、設(shè)計問題解決過程中的認(rèn)知模式：基于網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知地圖所帶來的啟示(Kim與Kim，2015②本文所引用之國外學(xué)者觀點均以其原名出現(xiàn)，便于讀者后期查閱原著。)

這篇文獻(xiàn)基于設(shè)計研究中一個實際的問題，即盡管在設(shè)計領(lǐng)域普遍承認(rèn)設(shè)計案例的重要性，并將在設(shè)計過程中運用合適的案例看做是設(shè)計師的一項基本能力，但是對于現(xiàn)有相關(guān)的設(shè)計案例如何解決設(shè)計問題以產(chǎn)生創(chuàng)新思想這一問題仍然缺乏詳細(xì)的研究。因此，在這篇文獻(xiàn)所涉及的研究中，試圖尋找設(shè)計師的認(rèn)知特征，并力求對其進(jìn)行一定的分類。這項研究對24名工業(yè)設(shè)計碩士階段學(xué)生布置了不同的設(shè)計任務(wù)，并要求他們在規(guī)定時間內(nèi)完成。其次，運用語言文字來記錄這些設(shè)計師完成設(shè)計任務(wù)時候的思維過程。該研究運用了一種創(chuàng)新的分析方法——“認(rèn)知地圖”來分析所收集的語言信息。該方法主要分析設(shè)計師的認(rèn)知過程，特別是各種元素，例如設(shè)計案例、設(shè)計說明和設(shè)計師的想法是如何以網(wǎng)絡(luò)化的方式聯(lián)系在一起的。這項研究的最終結(jié)果歸納了四種不同的認(rèn)知風(fēng)格，即開拓型、尋寶型、選擇型和探索型。

文獻(xiàn)2、平面設(shè)計中的視覺可達(dá)性：客戶與設(shè)計師之間失敗的溝通(Cornish, Goodman-Deane,Ruggeri, 與 Clarkson, 2015)

這篇文獻(xiàn)介紹了一項驗證性研究。它針對平面設(shè)計人員與客戶之間溝通不方便的問題，提出了產(chǎn)品設(shè)計中缺乏視覺可達(dá)性的問題。該研究主要采取調(diào)研的方法，對122名平面設(shè)計師和客戶進(jìn)行調(diào)查，從而驗證了這一假設(shè)。因此，該研究最終提出在平面設(shè)計領(lǐng)域有必要創(chuàng)建更具包容性的途徑，以便實現(xiàn)無障礙設(shè)計，并通過道德規(guī)范來約束和改進(jìn)客戶與設(shè)計師之間的溝通。

文獻(xiàn)3、探索設(shè)計過程中的研究方法：明確路徑法與潛在路徑法的比較(Cash與Snider，2014)

該文獻(xiàn)探索了在設(shè)計活動中兩種常用但往往獨立使用的研究方法。作者首先建立了這兩種方法的概念框架，并提出將這兩種方法聯(lián)系起來的方法是從數(shù)據(jù)上考慮它們的解釋順序，如第一階段(原始特征)、第二階段(模式)、第三階段(決策)（圖1）。接下來，研究人員采用觀察法，對選定的碩士研究生布置相應(yīng)的設(shè)計任務(wù)，并對他們的設(shè)計行為進(jìn)行觀察，其目的是為了比較這兩種方法的優(yōu)缺點（圖2）。該研究的主要結(jié)論為實現(xiàn)更有效的設(shè)計結(jié)果提出了四種組合方法（圖3）。

文獻(xiàn)4、設(shè)計師在繪制草圖過程中的感知：眼動實驗對創(chuàng)意片段理論的檢驗(Sun, Xiang, Chai, Yang,與Zhang, 2014)

該研究提出的問題是：根據(jù)創(chuàng)作片段理論，草圖可以被建模為一個創(chuàng)造性的片段圖示。然而，設(shè)計師如何看待草圖，以及他們的感知是否與創(chuàng)意片段圖示相對應(yīng)，是當(dāng)前研究中尚未被引起關(guān)注。研究者認(rèn)為， 設(shè)計師的眼球運動可能會在創(chuàng)意片段圖示的不同分支上表現(xiàn)出不同的特征，因此該研究試圖通過一個實驗來檢驗幾個相關(guān)的假設(shè)（圖4）。在這個實驗中，記錄了參與設(shè)計人員的眼球運動（圖5），發(fā)現(xiàn)他們的眼球運動與圖示的片段相關(guān)，從而為創(chuàng)造性片段理論提供了令人信服的證據(jù)。這項研究采取了形象化數(shù)據(jù)分析方法，同時也運用統(tǒng)計分析進(jìn)行了“相關(guān)性”檢驗。

圖1 創(chuàng)建兩種方法的概念框架

圖2 兩種方法的使用比對結(jié)果（統(tǒng)計學(xué)方法：相關(guān)性檢驗）

圖3 基于數(shù)據(jù)分析后的理論建立：兩種方法的四種結(jié)合方式

圖4 眼動實驗實施程序

圖5 實驗原始數(shù)據(jù)記錄

二、設(shè)計知識形成的認(rèn)知過程研究

圖6 左上：初級設(shè)計師草圖；右上：中級設(shè)計師草圖；下：專家設(shè)計師草圖

文獻(xiàn)5、產(chǎn)品設(shè)計方面的專業(yè)知識發(fā)展——戰(zhàn)略知識與領(lǐng)域知識的聯(lián)系(Popovic, 2004)

這篇文章旨在研究早期概念產(chǎn)品設(shè)計階段的設(shè)計師活動，從而探索在這一過程中策略性知識和特定的設(shè)計專業(yè)知識是如何被使用的，以及它們之間的聯(lián)系。由具有不同專業(yè)水平(新手、中級和專家)，設(shè)計師創(chuàng)建的產(chǎn)品概念草圖實際上反映并識別了不同專業(yè)層次設(shè)計師的知識關(guān)聯(lián)模型和相關(guān)特征。該研究通過比較新手和專家設(shè)計師使用專業(yè)知識和策略性知識的方式，發(fā)現(xiàn)運用特定領(lǐng)域知識是不同設(shè)計水平之間的一個區(qū)別因素。該研究還強調(diào)了在教育過程中新手設(shè)計師(大一本科生)是如何適應(yīng)和改變他們使用特定領(lǐng)域知識和策略的方式，最終成為專家(大學(xué)四年級)。因此，這項研究選擇視覺工作分析的方法來探討研究問題。設(shè)計工作(繪圖稿)是從本科設(shè)計學(xué)生中挑選出來的（圖6），并采用圖式方法進(jìn)行可視化工作分析（圖7）。

圖7 上四組：對初級設(shè)計師草圖的分析；中四組：對中級設(shè)計師草圖的分析；下四組：對專家級設(shè)計師草圖的分析

文獻(xiàn)6、影響設(shè)計專長發(fā)展的條件：以室內(nèi)設(shè)計專業(yè)學(xué)生為例(Smith，2015)

文獻(xiàn)6的作者對38名室內(nèi)設(shè)計專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了深入訪談，了解他們在設(shè)計教育中的經(jīng)驗，旨在分析“什么條件對設(shè)計專業(yè)知識的發(fā)展產(chǎn)生了最大的影響”。分析發(fā)現(xiàn)，參與者認(rèn)為，“個人知識和技能”是主要的影響因素，而“支持性人際關(guān)系、教學(xué)文化、資源”被認(rèn)為是次要因素。該研究最終的結(jié)論是，設(shè)計方面的專門知識并不僅僅是通過增加個人知識而獲得的，更重要的是，它非常依賴人際關(guān)系的發(fā)展，以充分利用現(xiàn)有資源增加實現(xiàn)個人知識發(fā)展的機會。

文獻(xiàn)7、設(shè)計專業(yè)知識與技能：文獻(xiàn)綜述(Cross，2004)

在這篇文章中，作者對一系列與設(shè)計認(rèn)知過程有關(guān)的設(shè)計研究進(jìn)行了全面的文獻(xiàn)綜述。這些研究大多采用了協(xié)議研究（protocol research）的方法。例如,Christiaans與Dorst對初級（本科一年級）和高級（本科第三年）工業(yè)設(shè)計學(xué)生進(jìn)行的協(xié)議研究表明，大多數(shù)初級設(shè)計專業(yè)學(xué)生往往難以從收集信息轉(zhuǎn)向?qū)嶋H設(shè)計自己的產(chǎn)品；Atman與Chimk的關(guān)于設(shè)計過程中的信息處理的協(xié)議研究表明，與大一學(xué)生相比，高年級設(shè)計學(xué)生收集的信息范圍更廣，從而產(chǎn)生了更好的設(shè)計效果；據(jù)Ahmed、Wallace和Blising的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)驗豐富的設(shè)計師在將其作為產(chǎn)品設(shè)計實施之前，將采用更具有戰(zhàn)略性的方法來確保設(shè)計是值得的，而新手則大多采用“試錯”的方法。Goel與Pirolli的協(xié)議研究邀請了工程師、建筑師、以及設(shè)計人員，并強調(diào)了遞歸構(gòu)建和重構(gòu)問題的重要性。Fricke的協(xié)議研究則發(fā)現(xiàn)，設(shè)計方案太少或太多都不會帶來好的設(shè)計，因為二者都屬于較弱的策略，因此，保持平衡狀態(tài)對于實現(xiàn)有效的設(shè)計至關(guān)重要。

這些研究分別根據(jù)特定的研究問題和目的而采用了不同的方法。例如，其中有的研究采用“大聲思考”的方法獲取數(shù)據(jù)，有些則采用深度訪談收集數(shù)據(jù)，或者運用自我報告的實驗方法。

三、設(shè)計知識和創(chuàng)造力研究

文獻(xiàn)8、創(chuàng)造力可以被教授嗎？(Osmond與Bull，2013)

本文主要探討“如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力”，以尋求提高工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑。作者認(rèn)為創(chuàng)造力是因不同領(lǐng)域而異的，因此他們通過評價設(shè)計產(chǎn)物的創(chuàng)造性來衡量創(chuàng)造力。正如作者所聲稱的，創(chuàng)造性設(shè)計是通過相關(guān)的專門知識、技能或能力來表現(xiàn)的。例如，音樂中的創(chuàng)造力是通過音樂領(lǐng)域的特定天賦來表達(dá)的，寫作中的創(chuàng)造性是通過敘事的組織來表達(dá)的。因此，作者認(rèn)為，在討論創(chuàng)造力是否可以被教授之前，需要定義一個屬于某一領(lǐng)域的“創(chuàng)造基線”。基于這一假設(shè)，作者希望探討在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域“空間理解”是否可以是“創(chuàng)造基線”，從而作為該領(lǐng)域的“閾值知識”。如果答案是肯定的，那么就可以通過培養(yǎng)學(xué)生的“空間理解”能力來培養(yǎng)創(chuàng)造力，并通過測量學(xué)生的空間理解能力水平來衡量學(xué)生的創(chuàng)造力是否有所提升。這樣，學(xué)生的創(chuàng)造力就會隨著相關(guān)能力的發(fā)展而提高。

針對上述問題，該研究對考文垂藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院的設(shè)計人員進(jìn)行了采訪。研究發(fā)現(xiàn)，“空間理解”既無法作為運輸和產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的“創(chuàng)造基線”，也不被認(rèn)為是該領(lǐng)域的“閾值概念”。由于收集到的反饋意見如此不同，很難得出一致的結(jié)論。然而，這項研究還是確定了幾個與“空間理解”相關(guān)的知識組合，因此該研究最后建議這些相關(guān)知識可以作為早期在申請過程中檢驗學(xué)生技能的標(biāo)志。

文獻(xiàn)9、設(shè)計過程中的創(chuàng)造力以及知識的角色：設(shè)計專家的塑造(Christiaans與Venselaar, 2005)

在這項研究中，作者調(diào)查了設(shè)計領(lǐng)域中創(chuàng)造力與領(lǐng)域知識之間的關(guān)系。為了實現(xiàn)研究目的，作者分析了大一設(shè)計專業(yè)學(xué)生的知識范圍以及設(shè)計評價標(biāo)準(zhǔn)(以創(chuàng)造力為衡量標(biāo)準(zhǔn))。

在本研究中，學(xué)生的設(shè)計項目報告是判斷他們習(xí)得設(shè)計知識的主要數(shù)據(jù)來源。兩位專家分別獨立地對報告進(jìn)行評價，并將這些知識進(jìn)行分類，包括“基本”知識、“設(shè)計”知識和“一般過程”知識。研究對兩位專業(yè)評審的評審結(jié)果也進(jìn)行了一致性比較，以作為證明該評價是否值得信賴的參考。此外，為了收集學(xué)生設(shè)計質(zhì)量的相關(guān)數(shù)據(jù)，該研究還采用了Amabile的“共識評估技術(shù)”(CAT)來測量設(shè)計產(chǎn)品的創(chuàng)造性。最后該研究使用統(tǒng)計方法進(jìn)行相關(guān)分析，以驗證研究假設(shè)。這項研究發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造能力強的學(xué)生往往更好地掌握了關(guān)于“一般過程”知識。

四、評述與總結(jié)

通過對上述文獻(xiàn)的分析發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計認(rèn)知研究領(lǐng)域，協(xié)議研究、視覺工作分析、訪談，調(diào)查和觀察法等研究策略均被應(yīng)用在不同的研究中。這些方法與其相應(yīng)的分析工具綜合歸納于表1。

表1 設(shè)計認(rèn)知過程研究方法綜述

從總體上看，這些研究所選擇的方法符合其研究目的，針對各自所需解決的研究問題，并符合一定的研究設(shè)計情境。就像文獻(xiàn)1、5和6所代表的研究遵循的方法應(yīng)是解釋性的，因此采用特定的定性研究方法，如訪談，并遵循建構(gòu)的研究范式。他們的目的是確定學(xué)生/教師對其設(shè)計經(jīng)驗的深入反饋，或收集關(guān)于具體意見的信息。例如，Popovic(2004)通過可視化工作分析調(diào)查設(shè)計過程中應(yīng)用的兩類知識。文獻(xiàn)2和4的作者則采用定量方法進(jìn)行實驗或調(diào)查研究，例如Cash和Snider(2014)采用了“觀察”的方法，其中包括調(diào)查者在設(shè)計研究中進(jìn)行人工工作的活動。此外，一些研究則采用混合的方法，即定性與定量相結(jié)合，如文獻(xiàn)9中Christiaan與Venselaar的研究。

“協(xié)議分析”在這個領(lǐng)域應(yīng)該是使用最為廣泛的方法。這種策略經(jīng)常用于研究無形的認(rèn)知過程。它起源于信息處理理論，它從信息處理的角度，包括新輸入的信息和存儲在記憶中的信息(如知識)，來檢查人類大腦是如何工作的。正如Ericsson與Simon (1993)所提議的那樣，通過要求人們在執(zhí)行一項任務(wù)時“大聲思考”，就可以記錄和分析個人信息處理的相關(guān)的幾個方面。因此“大聲思考”是協(xié)議分析研究中收集數(shù)據(jù)的主要方法。在Cross（2004）對設(shè)計研究的文獻(xiàn)綜述中，討論的大多數(shù)研究的目的是檢驗新手設(shè)計師和專家設(shè)計師之間的差異，抑或是描述設(shè)計過程中的專家行為，而這些研究基本上都是通過應(yīng)用協(xié)議研究來進(jìn)行的。

然而，在這一研究領(lǐng)域中，運用實驗或調(diào)查方法來進(jìn)行定量研究的案例仍然是少數(shù)的。因此Razzouk與Shute （2012）總結(jié)道：設(shè)計理論研究中的關(guān)于認(rèn)知過程的大多數(shù)研究都是定性的，采用協(xié)議分析法。而他們進(jìn)一步指出，這些方法也有一些局限性，特別是運用在調(diào)查設(shè)計活動的時候。該觀點與Smith（2015）的觀點不謀而合，即他們都認(rèn)為從定性方法中獲得的結(jié)果雖然有助于開拓新的理解方式，但并不能提供一種更具普遍意義的結(jié)論。同樣，Liu（2015）也從樣本角度指出，該領(lǐng)域現(xiàn)有的研究方法僅限于基于實踐活動的協(xié)議分析，而相對缺少基于較大數(shù)量樣本進(jìn)行測量和分析的實證研究。因此，從定性方法獲得的結(jié)果只能支持特定的背景，然而，這些研究卻籠統(tǒng)地說明了其結(jié)論，而沒有包括任何這一研究發(fā)生的背景。

此外，從這些文獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)來看，他們普遍遵循著這樣一個寫作思路，即1）研究的背景介紹：這一部分主要提出研究的范疇以及針對的問題；2）文獻(xiàn)分析：這一部分在背景介紹的基礎(chǔ)上，辯證地分析當(dāng)前該研究領(lǐng)域的相關(guān)研究成果，指出其可借鑒之處與疑點，并在此基礎(chǔ)上提出相關(guān)假設(shè)或研究目標(biāo)；3）在文獻(xiàn)分析的基礎(chǔ)上設(shè)計這項研究所應(yīng)采取的方法，并作合理論證；4）描述研究過程并呈現(xiàn)研究的數(shù)據(jù)及結(jié)果；5）根據(jù)研究結(jié)果，再結(jié)合前期文獻(xiàn)工作中發(fā)現(xiàn)的相關(guān)疑點，對此次研究結(jié)果展開討論；6）指出本次研究的不足之處；7）總結(jié)本次研究的結(jié)論對該領(lǐng)域的主要貢獻(xiàn)，并指出在此研究的基礎(chǔ)上展開新研究的潛在可能。這樣的寫作模式雖然看似拘謹(jǐn)，但實際的應(yīng)用價值卻十分顯著。研究者完全可以根據(jù)自己的研究需要有目的，有選擇地閱讀文獻(xiàn)。他們可以迅速地在文章中看到自己想要看到的信息。例如某研究需要相關(guān)理論來支持自己的觀點，那么在閱讀文獻(xiàn)的時候就可以直接鎖定文獻(xiàn)的“結(jié)果與討論”的部分，因為這一部分往往是作者通過自己的研究產(chǎn)生新觀點，形成新理論的部分；而一些研究者在建立項目的初始階段，完全可以參考文獻(xiàn)中指明不足或是結(jié)論部分，因為這個部分通常會提供進(jìn)一步研究的方向與建議。

綜上，本文詳細(xì)分析了9篇具有代表性的關(guān)于設(shè)計認(rèn)知過程研究的文獻(xiàn)，這些研究遵循一定研究體系，這點從他們的表達(dá)結(jié)構(gòu)上不難把握。盡管該領(lǐng)域在研究方法上仍然存在一定的局限性（研究方法總是不斷地發(fā)展與完善），這些研究能夠根據(jù)各自不同的研究議題采取了相應(yīng)的研究方法與分析手段，即采用的方法各異。他們的研究目的、研究方法、分析方法之間邏輯關(guān)系密切，理據(jù)充分，并最終都提出具有借鑒性、前瞻性、和理論性的觀點和建議，這一點是非常值得我們學(xué)習(xí)與借鑒的。