【摘要】：研究基于知識聯(lián)系對產(chǎn)品設(shè)計的重要性,將設(shè)計思維理解為一種核心是建立知識聯(lián)系的信息處理機制,認(rèn)為激勵信息和設(shè)計問題協(xié)同作用產(chǎn)生想法,且二者的領(lǐng)域距離是影響知識聯(lián)系的關(guān)鍵因素之一。由此將激勵信息劃分為領(lǐng)域內(nèi)、近領(lǐng)域和遠(yuǎn)領(lǐng)域三種抽象層次,進(jìn)行以自行車設(shè)計為設(shè)計任務(wù)的腦電(Electroencephalogram,EEG)實驗,采集并處理1個自由設(shè)計任務(wù)和3個信息激勵設(shè)計任務(wù)中8名被試認(rèn)知活動數(shù)據(jù)及EEGα波(包括高波和低波)數(shù)據(jù)。認(rèn)知活動數(shù)據(jù)分析證實了想法產(chǎn)生的思維過程以知識聯(lián)系為核心。以經(jīng)典多用途(Alternative uses,AU)任務(wù)實驗作為大腦活動分析的參考,EEGα波活動數(shù)據(jù)的方差分析表明,在自由設(shè)計任務(wù)和AU任務(wù)中,設(shè)計者的α高、低波同步性沒有顯著性差異;同時,在信息激勵任務(wù)中α高、低波同步性高于自由設(shè)計任務(wù),說明設(shè)計者在信息激勵任務(wù)中表現(xiàn)出更專注的設(shè)計認(rèn)知過程;任務(wù)、腦區(qū)等因素的多重比較則顯示信息激勵距離和大腦活動水平存在一定關(guān)系。
【圖文】：

42機械工程學(xué)報第53卷第15期期內(nèi)部思維活動可具體表述為：任務(wù)信息進(jìn)入感知系統(tǒng)，經(jīng)感知系統(tǒng)篩選，部分進(jìn)入工作記憶并被加工成相應(yīng)的設(shè)計問題(如問題1)，然后由于問題刺激，喚醒長時記憶中與之相關(guān)聯(lián)的知識節(jié)點(如第1階段知識節(jié)點)，當(dāng)這些知識節(jié)點與設(shè)計問題的聯(lián)系不能成功轉(zhuǎn)換成設(shè)計想法時，長時記憶中的其他知識節(jié)點或者與前一階段知識節(jié)點連接的其他知識節(jié)點會被繼續(xù)喚醒，直到聯(lián)系(如聯(lián)系1)能夠成功轉(zhuǎn)換成設(shè)計想法，并被外顯輸出。圖1基于知識聯(lián)系的設(shè)計思維信息處理機制人腦將知識或經(jīng)驗按照自身的理解轉(zhuǎn)換成某種表征形態(tài)(如視覺表征)存儲于記憶中，當(dāng)環(huán)境刺激引起注意時，實際上是喚醒了大腦中對應(yīng)于當(dāng)前刺激的知識表征形態(tài)，并在需要時進(jìn)一步調(diào)用所表征的相關(guān)知識。因而在提供圖片、文字等激勵信息的設(shè)計任務(wù)中，經(jīng)感知系統(tǒng)篩選后，進(jìn)入工作記憶的部分激勵信息被識別，喚醒長時記憶中對應(yīng)于該激勵信息的知識視覺表征，當(dāng)需要解決當(dāng)前設(shè)計問題(如問題2)時，該表征形態(tài)所表征的知識被進(jìn)一步調(diào)用，從而建立其中某些知識節(jié)點與設(shè)計問題的聯(lián)系(如聯(lián)系2)，并形成想法外顯輸出。因此，設(shè)計問題和激勵信息協(xié)同作用于記憶系統(tǒng)，且在某種情況下會加速建立聯(lián)系的過程，激勵信息在一定程度上代表了與設(shè)計問題建立聯(lián)系的知識節(jié)點，也就是關(guān)聯(lián)知識。提供激勵信息讓設(shè)計者迅速聯(lián)想到設(shè)計過程中可能被忽略的關(guān)聯(lián)知識，這些知識之所以被忽略，其主要原因之一是設(shè)計問題和關(guān)聯(lián)知識所屬兩個領(lǐng)域之間距離的限制。距離越遠(yuǎn)，設(shè)計者越不易主動搜索二者之間的聯(lián)系，從而導(dǎo)致思維發(fā)散性不足，難以產(chǎn)生創(chuàng)意想法。因此，，有必要針對二者的領(lǐng)域距離對設(shè)計思維產(chǎn)生的影響進(jìn)行研究。由于激勵信息能夠直接喚醒記憶中與之對應(yīng)的關(guān)聯(lián)知識，因此認(rèn)

務(wù)實驗是目前EEG研究中的較為成熟的實驗，能對創(chuàng)造力進(jìn)行良好測量，可作為對照實驗驗證設(shè)計任務(wù)實驗的有效性[21]。(2)自由設(shè)計任務(wù)：一款自行車的設(shè)計，自由聯(lián)想，不提供任何刺激材料或其他要求；自由設(shè)計任務(wù)的主要目的是與信息激勵任務(wù)進(jìn)行對比。自由設(shè)計任務(wù)定義為F0。(3)信息激勵任務(wù)：一款自行車的設(shè)計，根據(jù)領(lǐng)域信息，近領(lǐng)域信息和遠(yuǎn)領(lǐng)域信息的定義，設(shè)計了三個不同領(lǐng)域抽象層次的激勵信息所對應(yīng)的設(shè)計任務(wù)：領(lǐng)域內(nèi)激勵、近領(lǐng)域激勵及遠(yuǎn)領(lǐng)域激勵任務(wù)。每個設(shè)計任務(wù)提供一幅現(xiàn)有產(chǎn)品的圖片刺激材料(如圖2所示)，分別是可以將車彎曲成車鎖的自行車，嬰兒車以及智能手機。設(shè)計任務(wù)強調(diào)并要求被試“通過圖片中展示的產(chǎn)品，思考并產(chǎn)生新的設(shè)計想法或改進(jìn)之前的設(shè)計”，但不能是“所提供產(chǎn)品與自行車在形式上的直接組合”。三個信息激勵設(shè)計任務(wù)分別定義為領(lǐng)域內(nèi)激勵任務(wù)(P1)，近領(lǐng)域激勵任務(wù)(P2)和遠(yuǎn)領(lǐng)域激勵任務(wù)(P3)。圖2領(lǐng)域內(nèi)刺激材料、近領(lǐng)域刺激材料及遠(yuǎn)領(lǐng)域刺激材料在給被試展示一份完整的任務(wù)說明(任務(wù)演示、作答模式等)之后，開始進(jìn)行實驗。本文五個實驗任務(wù)循環(huán)進(jìn)行，根據(jù)EEG實驗的基本步驟，每個循環(huán)包括四個步驟，如圖3所示。參考階段，給被試呈現(xiàn)20s的交叉十字，此階段腦電波作為設(shè)計任務(wù)實驗中數(shù)據(jù)分析的基準(zhǔn)。進(jìn)入任務(wù)階段，首先被試呈現(xiàn)10s的題干/設(shè)計任務(wù)信息，如AU實驗中的題干信息“請思考下列物品的特殊用途”；之后進(jìn)入想法產(chǎn)生階段，被試通過呈現(xiàn)刺激的圖片或文字，如AU實驗中的“杯子”，近領(lǐng)域激勵任務(wù)(P2)中的“嬰兒車”，對題干中的問題進(jìn)行無聲思考，被試產(chǎn)生想法后點擊鼠標(biāo)進(jìn)入回顧階段；在回顧階段，被試對自己的想法進(jìn)行口語闡述，也就是回顧想法產(chǎn)生過程，完成之后進(jìn)入下一個循環(huán)。
【作者單位】： 四川大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51435011,51205262) 高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金(20130181130011)資助項目
【分類號】：TB472


本文編號：2540126