【摘要】：研究基于知識聯系對產品設計的重要性,將設計思維理解為一種核心是建立知識聯系的信息處理機制,認為激勵信息和設計問題協同作用產生想法,且二者的領域距離是影響知識聯系的關鍵因素之一。由此將激勵信息劃分為領域內、近領域和遠領域三種抽象層次,進行以自行車設計為設計任務的腦電(Electroencephalogram,EEG)實驗,采集并處理1個自由設計任務和3個信息激勵設計任務中8名被試認知活動數據及EEGα波(包括高波和低波)數據。認知活動數據分析證實了想法產生的思維過程以知識聯系為核心。以經典多用途(Alternative uses,AU)任務實驗作為大腦活動分析的參考,EEGα波活動數據的方差分析表明,在自由設計任務和AU任務中,設計者的α高、低波同步性沒有顯著性差異;同時,在信息激勵任務中α高、低波同步性高于自由設計任務,說明設計者在信息激勵任務中表現出更專注的設計認知過程;任務、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系。
【圖文】：

42機械工程學報第53卷第15期期內部思維活動可具體表述為：任務信息進入感知系統(tǒng)，經感知系統(tǒng)篩選，部分進入工作記憶并被加工成相應的設計問題(如問題1)，然后由于問題刺激，喚醒長時記憶中與之相關聯的知識節(jié)點(如第1階段知識節(jié)點)，當這些知識節(jié)點與設計問題的聯系不能成功轉換成設計想法時，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，直到聯系(如聯系1)能夠成功轉換成設計想法，并被外顯輸出。圖1基于知識聯系的設計思維信息處理機制人腦將知識或經驗按照自身的理解轉換成某種表征形態(tài)(如視覺表征)存儲于記憶中，當環(huán)境刺激引起注意時，實際上是喚醒了大腦中對應于當前刺激的知識表征形態(tài)，并在需要時進一步調用所表征的相關知識。因而在提供圖片、文字等激勵信息的設計任務中，經感知系統(tǒng)篩選后，進入工作記憶的部分激勵信息被識別，喚醒長時記憶中對應于該激勵信息的知識視覺表征，當需要解決當前設計問題(如問題2)時，該表征形態(tài)所表征的知識被進一步調用，從而建立其中某些知識節(jié)點與設計問題的聯系(如聯系2)，并形成想法外顯輸出。因此，設計問題和激勵信息協同作用于記憶系統(tǒng)，且在某種情況下會加速建立聯系的過程，激勵信息在一定程度上代表了與設計問題建立聯系的知識節(jié)點，也就是關聯知識。提供激勵信息讓設計者迅速聯想到設計過程中可能被忽略的關聯知識，這些知識之所以被忽略，其主要原因之一是設計問題和關聯知識所屬兩個領域之間距離的限制。距離越遠，設計者越不易主動搜索二者之間的聯系，從而導致思維發(fā)散性不足，難以產生創(chuàng)意想法。因此，，有必要針對二者的領域距離對設計思維產生的影響進行研究。由于激勵信息能夠直接喚醒記憶中與之對應的關聯知識，因此認

務實驗是目前EEG研究中的較為成熟的實驗，能對創(chuàng)造力進行良好測量，可作為對照實驗驗證設計任務實驗的有效性[21]。(2)自由設計任務：一款自行車的設計，自由聯想，不提供任何刺激材料或其他要求；自由設計任務的主要目的是與信息激勵任務進行對比。自由設計任務定義為F0。(3)信息激勵任務：一款自行車的設計，根據領域信息，近領域信息和遠領域信息的定義，設計了三個不同領域抽象層次的激勵信息所對應的設計任務：領域內激勵、近領域激勵及遠領域激勵任務。每個設計任務提供一幅現有產品的圖片刺激材料(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。設計任務強調并要求被試“通過圖片中展示的產品，思考并產生新的設計想法或改進之前的設計”，但不能是“所提供產品與自行車在形式上的直接組合”。三個信息激勵設計任務分別定義為領域內激勵任務(P1)，近領域激勵任務(P2)和遠領域激勵任務(P3)。圖2領域內刺激材料、近領域刺激材料及遠領域刺激材料在給被試展示一份完整的任務說明(任務演示、作答模式等)之后，開始進行實驗。本文五個實驗任務循環(huán)進行，根據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20s的交叉十字，此階段腦電波作為設計任務實驗中數據分析的基準。進入任務階段，首先被試呈現10s的題干/設計任務信息，如AU實驗中的題干信息“請思考下列物品的特殊用途”；之后進入想法產生階段，被試通過呈現刺激的圖片或文字，如AU實驗中的“杯子”，近領域激勵任務(P2)中的“嬰兒車”，對題干中的問題進行無聲思考，被試產生想法后點擊鼠標進入回顧階段；在回顧階段，被試對自己的想法進行口語闡述，也就是回顧想法產生過程，完成之后進入下一個循環(huán)。
【作者單位】： 四川大學制造科學與工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(51435011,51205262) 高等學校博士學科點專項科研基金(20130181130011)資助項目
【分類號】：TB472


本文編號：2540126