基于工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)的雙螺旋設(shè)計(jì)知識(shí)模型建構(gòu)

沈希鵬

1 設(shè)計(jì)本體與設(shè)計(jì)學(xué)科

1.1 設(shè)計(jì)的本質(zhì)

設(shè)計(jì)雖然是一個(gè)新近的詞語，但早在人類造物之初，原始先民第一次將兩塊石頭互相敲擊來制造石器，設(shè)計(jì)就已本質(zhì)性地存在。根據(jù)這樣一種說法，設(shè)計(jì)似乎是人類與生俱來的能力，只要我們頭腦中進(jìn)行計(jì)劃、構(gòu)想、盤算帶有預(yù)見性的、未來性的、愿望性的內(nèi)容，就可以叫設(shè)計(jì)。在美國學(xué)者HerbertA·Simon的概念里，科學(xué)是去發(fā)現(xiàn)、理解自然、社會(huì)的知識(shí)，而設(shè)計(jì)是應(yīng)用這些知識(shí)去創(chuàng)造未來?？茖W(xué)探究的是事物本身的客觀存在，而設(shè)計(jì)是確定事物的存在方式，是創(chuàng)造性的活動(dòng)。我們把設(shè)計(jì)歸結(jié)為“人類有目的的創(chuàng)造性活動(dòng)”，它是設(shè)計(jì)的最本質(zhì)意義，是設(shè)計(jì)活動(dòng)的本原。設(shè)計(jì)活動(dòng)有兩個(gè)要素：一是人的目的性，二是創(chuàng)造性，目的是人創(chuàng)造的最終指向①。

1.2 跨學(xué)科的設(shè)計(jì)知識(shí)研究應(yīng)始于設(shè)計(jì)活動(dòng)

Simon將設(shè)計(jì)科學(xué)界定為研究人工物的科學(xué)（The Science of Artificial），認(rèn)為設(shè)計(jì)科學(xué)是獨(dú)立于科學(xué)與技術(shù)以外的第三類知識(shí)體系。科學(xué)研究揭示、發(fā)現(xiàn)世界的規(guī)律“是什么”（Be），關(guān)注事物究竟如何；技術(shù)手段告訴人們“可以怎樣”（Might Be）；而設(shè)計(jì)則綜合這些知識(shí)去改造世界，關(guān)注事物“應(yīng)該如何”（Should Be）②。自然科學(xué)融入技術(shù)研究的是機(jī)遇目標(biāo)的人、事、物關(guān)系的總和，在此意義上，設(shè)計(jì)橫跨了科學(xué)技術(shù)與人文社會(huì)兩大領(lǐng)域③。

楊礫和徐立在Simon理論的基礎(chǔ)上勾勒出設(shè)計(jì)科學(xué)與設(shè)計(jì)研究諸多領(lǐng)域，以及設(shè)計(jì)學(xué)與其他學(xué)科之間的關(guān)系。楊礫的設(shè)計(jì)學(xué)框架講設(shè)計(jì)科學(xué)模糊地劃分為四個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，他認(rèn)為專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)對其上面三個(gè)層次的研究具有非常強(qiáng)烈的直接影響，反之亦然④。這是對設(shè)計(jì)邊界模糊性和內(nèi)容交叉性的一種詮釋，設(shè)計(jì)知識(shí)融入到設(shè)計(jì)活動(dòng)的每一個(gè)角落。

設(shè)計(jì)作為一門學(xué)科，其基本理論是一種與設(shè)計(jì)師的意識(shí)和能力相關(guān)的特有知識(shí)形式，這種知識(shí)形式獨(dú)立于不同的設(shè)計(jì)實(shí)踐專業(yè)領(lǐng)域⑤。為了更清楚地梳理設(shè)計(jì)領(lǐng)域與其它領(lǐng)域知識(shí)關(guān)系，我們必須專注于設(shè)計(jì)活動(dòng)運(yùn)作過程的研究。

2 設(shè)計(jì)活動(dòng)過程與設(shè)計(jì)思維運(yùn)作

2.1 內(nèi)部因素與外部因素組合成的設(shè)計(jì)活動(dòng)系統(tǒng)

設(shè)計(jì)問題可化約為外因（人、時(shí)、地、事）與內(nèi)因（技術(shù)、材料、工藝）等共同作用下的一個(gè)“關(guān)聯(lián)性”系統(tǒng)。設(shè)計(jì)活動(dòng)的外部是不斷變化的，不同人的目的與環(huán)境的“要求”，稱為“外部因素”；在它的內(nèi)部是“可組織”的元素及關(guān)系。稱為“內(nèi)部因素”①。Simon認(rèn)為，設(shè)計(jì)就是創(chuàng)造人造物的過程。所謂的人為事物，其產(chǎn)生于存在的基礎(chǔ)有兩方面：一是人的意圖與目標(biāo)，另一個(gè)是人為事物所處的環(huán)境。因此，該人為事物便是一個(gè)“適應(yīng)性”系統(tǒng)，是人的目的與環(huán)境之間的界面，它的功能是在環(huán)境允許下達(dá)到人的目的。設(shè)計(jì)活動(dòng)便發(fā)生在內(nèi)部與外部交接的系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)活動(dòng)是設(shè)計(jì)師通過研究外部因素，理解人、時(shí)、地、事的限制條件，協(xié)調(diào)組織內(nèi)部因素關(guān)系組合，將內(nèi)與外調(diào)試至相適合的造物過程。

2.2 設(shè)計(jì)活動(dòng)中的設(shè)計(jì)思維

需強(qiáng)調(diào)的是，設(shè)計(jì)活動(dòng)的系統(tǒng)中，思維方式在梳理外部因素，組織內(nèi)部因素，搭建內(nèi)部與外部的橋梁以創(chuàng)造出滿足人目的的新事物中起著至關(guān)重要的作用?？茖W(xué)家致力于研究發(fā)現(xiàn)規(guī)則，而設(shè)計(jì)師更想達(dá)到最好的結(jié)果?？茖W(xué)活動(dòng)以問題聚焦（problemfocused）為特性，而設(shè)計(jì)師特征是解決方案聚焦（solutionfocused）⑥。由于設(shè)計(jì)活動(dòng)在從問題到解決方案之間，存在著模糊性和不確定性，而這種模糊性和不確定性無法用歸納與演繹思維進(jìn)行處理，它是一種探索性思維方式，其設(shè)計(jì)特征的顯現(xiàn)過程就是發(fā)展中的解決方案概念與發(fā)展中的問題進(jìn)行匹配的過程。

所以說，設(shè)計(jì)思維方式是帶有目的性的建設(shè)性、創(chuàng)造性思維，它不同于歸納和演繹的推理方式。Peirce認(rèn)為，它是一種“溯因”的思維方式，溯因是解釋已知事物的過程，是推理到最佳解釋的過程，是推測性的邏輯⑤。設(shè)計(jì)師遵循“適應(yīng)性”系統(tǒng)，試圖調(diào)節(jié)內(nèi)部因素，使內(nèi)部與外部的天平趨近平衡，將解決方案聚焦在平衡點(diǎn)上?？偟膩碚f，設(shè)計(jì)思維貫穿設(shè)計(jì)活動(dòng)全過程，設(shè)計(jì)師帶有目的性（調(diào)節(jié)內(nèi)部因素與外部因素的平衡）去發(fā)現(xiàn)、分析、歸納、探索與創(chuàng)造。

2.3 設(shè)計(jì)活動(dòng)過程

基于內(nèi)部因素與外部因素所構(gòu)成的設(shè)計(jì)活動(dòng)系統(tǒng)，可進(jìn)一步對設(shè)計(jì)活動(dòng)的基本過程進(jìn)行歸納。設(shè)計(jì)活動(dòng)是由“外部”至“內(nèi)部”的過程，外部因素決定產(chǎn)品達(dá)到使用目的的條件，內(nèi)部因素組織結(jié)構(gòu)使之達(dá)到產(chǎn)品使用目的。因此，由外至內(nèi)的設(shè)計(jì)活動(dòng)過程可表達(dá)為逐漸收縮并聚焦的過程。

外部因素的研究包括大環(huán)境趨勢研究、地域文化研究、生活形態(tài)研究、使用環(huán)境與條件研究和使用行為過程研究；內(nèi)部因素的組織包括形態(tài)、材料、技術(shù)、加工工藝和色彩。然而，設(shè)計(jì)活動(dòng)所涉及知識(shí)域十分寬廣，但卻并非對客觀知識(shí)的挪用，而是經(jīng)由設(shè)計(jì)思維作為線索，以“外部”和“內(nèi)部”達(dá)到平衡為目標(biāo)，從各個(gè)領(lǐng)域中針對性地吸取養(yǎng)分，進(jìn)行有目的的探索與創(chuàng)造。

3 基于設(shè)計(jì)活動(dòng)過程的知識(shí)建構(gòu)

3.1 設(shè)計(jì)活動(dòng)對設(shè)計(jì)師能力要求

工業(yè)設(shè)計(jì)是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，其學(xué)科性質(zhì)涉及到社會(huì)發(fā)展的方方面面，是邊緣性學(xué)科，既包括材料學(xué)、物理學(xué)、數(shù)理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、工藝學(xué)等自然科學(xué)的物質(zhì)層面，也涉及到社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、市場學(xué)、藝術(shù)學(xué)等人文學(xué)科的精神領(lǐng)域。這些決定了工業(yè)設(shè)計(jì)師具備的設(shè)計(jì)能力是綜合性的、多元化的。設(shè)計(jì)知識(shí)可劃分為內(nèi)部知識(shí)與外部知識(shí)，內(nèi)部知識(shí)是信息通過記憶在頭腦中儲(chǔ)存，設(shè)計(jì)師通過產(chǎn)品傳達(dá)給用戶感知。外部知識(shí)是設(shè)計(jì)師置身于不同環(huán)境中所獲取的知識(shí)。圍繞需求改變，設(shè)計(jì)能力與設(shè)計(jì)知識(shí)存在著映射關(guān)系⑦。

對設(shè)計(jì)活動(dòng)過程的知識(shí)要求可建立起基于內(nèi)部因素與外部因素組成的設(shè)計(jì)活動(dòng)過程所涉及的內(nèi)容對設(shè)計(jì)師能力的要求，如上表所示。

3.2 設(shè)計(jì)能力要求對各領(lǐng)域知識(shí)的攝取

設(shè)計(jì)活動(dòng)由外部因素與內(nèi)部因素可劃分為理解、分析、發(fā)現(xiàn)的過程和探索、創(chuàng)造的過程。理解、分析、發(fā)現(xiàn)的過程的知識(shí)要求設(shè)計(jì)師在對環(huán)境趨勢的研究中，從語言學(xué)攝取對語意的理解力和表述能力，從邏輯學(xué)攝取復(fù)雜關(guān)系理解力和邏輯思維能力，從統(tǒng)計(jì)學(xué)攝取對數(shù)據(jù)的理解力和統(tǒng)計(jì)能力；在對地域文化的研究中，設(shè)計(jì)師從文化學(xué)、人類學(xué)和環(huán)境科學(xué)攝取地域與文化、人文、觀念、行為與物質(zhì)生活的研究手段和理解方式；在對生活形態(tài)的研究中，設(shè)計(jì)師從社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、人類學(xué)和認(rèn)知科學(xué)攝取訪談技巧和設(shè)問技巧、理解用戶認(rèn)知能力、發(fā)現(xiàn)的能力；在對使用環(huán)境與條件的研究中，設(shè)計(jì)師從系統(tǒng)科學(xué)中攝取系統(tǒng)性地思考方式，對環(huán)境全面考慮；在對使用行為過程的研究中，設(shè)計(jì)師從心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、行為科學(xué)、社會(huì)學(xué)攝取觀察能力、發(fā)現(xiàn)能力、行為的理解力、用戶心理的理解力。

探索與創(chuàng)造過程，設(shè)計(jì)師在組織技術(shù)、形態(tài)、材料、加工工藝和色彩過程中，所涉及到的知識(shí)有電子技術(shù)、信息技術(shù)、材料學(xué)、機(jī)械制造、工藝學(xué)、藝術(shù)學(xué)、符號(hào)學(xué)、美學(xué)、物理學(xué)，從中吸取技術(shù)與原理以服務(wù)于設(shè)計(jì)活動(dòng)，在保證產(chǎn)品語意正確傳達(dá)的基礎(chǔ)上賦予產(chǎn)品造型、材質(zhì)與色彩。

設(shè)計(jì)活動(dòng)的管理又涉及系統(tǒng)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)與管理學(xué)，系統(tǒng)思維確保設(shè)計(jì)活動(dòng)的“適應(yīng)性”系統(tǒng)正常運(yùn)作，管理思維對設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)間管理、團(tuán)隊(duì)合作、激勵(lì)思維發(fā)散起著不可忽視的作用，同時(shí)，設(shè)計(jì)活動(dòng)的落腳點(diǎn)是市場，圍繞商業(yè)模式而展開，在滿足用戶需求的同時(shí)追求商業(yè)利益。此處的設(shè)計(jì)思維可被解釋為目標(biāo)聚焦的思維、關(guān)聯(lián)性洞察的思維、探索性的思維、解決方案聚焦的思維?？梢?，雖然設(shè)計(jì)活動(dòng)對設(shè)計(jì)師的知識(shí)域要求十分寬廣，但并不意味著對知識(shí)的照搬，而是通過設(shè)計(jì)思維這一主線能夠基于關(guān)聯(lián)性系統(tǒng)將所及知識(shí)在個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中抽取并聚焦至解決方案。

3.3 雙螺旋設(shè)計(jì)知識(shí)模型建構(gòu)

正因?yàn)樵O(shè)計(jì)活動(dòng)外部因素與內(nèi)部因素相適合組成的適應(yīng)性系統(tǒng)對知識(shí)的特殊性要求，理解、分析、發(fā)現(xiàn)的過程和探索、創(chuàng)造的過程構(gòu)成了“左右逢源”的狀態(tài)，“左”與“右”通過設(shè)計(jì)思維相連接，組合成“雙螺旋模型”，如圖所示。

對語言學(xué)、邏輯學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、文化學(xué)、人類學(xué)、環(huán)境科學(xué)、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、行為科學(xué)所攝取的知識(shí)組合成了知識(shí)結(jié)構(gòu)的“左螺旋”，與研究外部因素所需要的理解、分析、發(fā)現(xiàn)的能力相對應(yīng)；對電子技術(shù)、信息技術(shù)、材料學(xué)、機(jī)械制造、工藝學(xué)、藝術(shù)學(xué)、符號(hào)學(xué)、美學(xué)、物理學(xué)所攝取的知識(shí)組合成了設(shè)計(jì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的“右螺旋”，與組合內(nèi)部因素所需要的探索與創(chuàng)造能力相對應(yīng)。設(shè)計(jì)思維在知識(shí)的左螺旋與右螺旋間充當(dāng)了橋接的作用，將左旋與右旋知識(shí)融會(huì)貫通，形成穩(wěn)固的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

雙螺旋知識(shí)結(jié)構(gòu)的三個(gè)組成部分缺一不可，設(shè)計(jì)師若是左螺旋知識(shí)缺失，則空有一身探索、創(chuàng)造的能力卻把握不了問題與需求，即無的放矢；若設(shè)計(jì)師右螺旋知識(shí)缺失，則只能停留在問題層面，無法進(jìn)行創(chuàng)造性的探索；若不能培養(yǎng)好設(shè)計(jì)思維，“左”與“右”的知識(shí)便無法向解決方案聚焦以達(dá)到外部因素與內(nèi)部因素的平衡點(diǎn)。因此，只有三個(gè)要素協(xié)調(diào)發(fā)展才能夠形成穩(wěn)固的雙螺旋設(shè)計(jì)知識(shí)結(jié)構(gòu)，讓設(shè)計(jì)人員擁有理解、分析、發(fā)現(xiàn)的知識(shí)，并通過設(shè)計(jì)思維調(diào)動(dòng)探索、創(chuàng)造的知識(shí)進(jìn)行造物活動(dòng)。