智能时代设计思维驱动的知识创造：工具与模式

刘春花，孔 晶

（佛山科学技术学院工业设计与陶瓷艺术学院，广东佛山528000）

在人工智能时代，很多工作将被机器取代。那么什么样的能力是不能被取代的呢？有学者认为，应该同时具备：1）能够理解人类的身心状态；2）适应微妙而不可预见的变化；3）擅长移情、体恤他人感受，而这三点正是设计思维所具有的特征［1］。基于此，目前对设计的兴趣不仅在这些传统的活动领域中得到加强，而且设计思维的过程也在公共部门和各种非营利性组织中占据了一席之地。人们对设计的兴趣很大程度上是基于其在新全球时代处理一系列复杂的社会、经济、技术和政治问题的能力。发达经济体的政府越来越多地探索设计思维在应对国家问题和挑战方面的潜力。例如，丹麦政府支持跨部门创新组织，将设计思维与社会科学方法结合起来，为社会创造新的解决方案。在新加坡，设计思维被视为教育和工业之间的一个有用的联系，如新加坡理工学院将设计思维融入其组织实践和课程中。在亚太地区，中国、韩国和印度通过建立以培养设计思维为重点的项目，促进了大学教育中的设计思维。毫无疑问，设计思维在改进课程和创新教育方面的潜力已经被越来越多的学者和教育研究者所提升。越来越多的案例表明，设计思维是知识创造学习的一种重要驱动力，是发展新工科创新教育的一种非常有效的思维模式［2］。

1 促进知识创造的设计思维工具

有学者把设计思维定义为思维方式、过程和工具箱［3］，主要原因在于设计作为一个多学科领域，不仅有自己特定的工具，如头脑风暴、草图、原型等，还综合运用了艺术、工程、人类学、心理学等其他知识领域的方法和工具，比如参与式观察、民族志、人物角色、共情地图或焦点小组等工具。通过这些工具，设计师不仅可以将抽象的、不成熟的和未实现的想法转变成模型，还可以促进与同事和其他利益相关者的讨论，并推动认知的升华和扩展、多学科知识的创新融合等。

1.1 原型工具法：促进具身建构

在设计过程中，将想法或观点实物化或可视化的一系列模型，称之为原型。用原型对观点和知识进行可视化和故事化，是设计思维的核心特征之一。在设计思维理论的研究中，无论是斯坦福设计学院的设计思维模型（移情、设计、概念化、原型、测试），还是IDEO 推崇的设计思维的五个步骤（发现、解释、概念化、实验、演变），制作原型都是一个很重要的环节。通过制作思维导图、设计草图、草模、功能原型等可体验的原型，学生不仅学会将抽象的思维和观点可视化，而且把具身认知发挥到极致。如在斯坦福设计学院，为了能让学生快速、廉价地做原型，有一些专门的柜子里放着各种手工原料和工具，像剪刀、贴纸、卡纸、布料、布条、旧的易拉罐、雪糕棒等等，应有尽有。原型制作过程中，学生能够启动多个感官，对原型进行推敲，不断寻求新的想法和改进，并允许新想法被测试。如在IDEO 的很多设计项目中，数百个实体模型被制作出来，同时设计师也会通过角色扮演和制作视频，把新的概念和想法进行形象化的诠释和表达。这些模型中有低分辨率的原型，如草图和纸模型，也有高分辨率的原型，如3D 打印模型，或者可编程接口原型、数值模拟原型［3］等，这些原型能将一定的无形实践转化为可见的知识信息，并通过在对工作的阐述中为其他人所理解和利用，因此，原型不仅是设计经验的结晶，也是知识的转译体。

1.2 桌面评议法：促进合作创造

桌面评议（desk crit）也是一种典型的合作知识建构形式和发展批判性思维的一种工具，具体的方法是学生通过一系列的原型，如草图、模型或和动画甚至角色扮演来分享和展示他们的设计方案。当学生展示完自己的设计时，老师或其他学生，有时还有企业人员等对设计过程进行提问和质疑，这种质疑有时尖锐，有时温和，有时冗长，但这是设计思维交锋的日常。通过这种方式，设计问题得到多重角度的认识和探索，学生也在这个过程中丰富了对设计的理解，以及如何更好地去对客户做设计推介。这是一种在真实设计场景进行知识建构的过程，尤其是在跨学科工作室中，这种知识建构方式更加多维和多元化。

随着通讯技术的发展，桌面评议已经可以跨越时空和实现远距离实时协作，例如斯坦福（HPI-Stanford）设计思维研究项目开发出来的Tele-Board 系统［4］，它结合了视频会议和同步白板，区域分离的团队成员可以同时与不同的白板工件进行交互，并可以看到彼此的手势和面部表情，因此跨时空跨学科的设计评议正逐渐得到越来越多的智能支持。

1.3 案例编写法：促进反思建构

案例编写是设计师通过反思手段来实现知识建构、积累经验的重要手段。案例库的建立要求学生能够清楚地解释经历，用别人能够理解和使用的方式表达内容，选择方便查阅的索引与标记方式，建立反映学生自身及他人经验的案例库活动。编写案例需要反思情境，梳理复杂的线索，在各个部分之间建立起联系，连贯地组织信息，以方便用户记忆，促进富有成效的学习。在设计过程中，“5-Why 法”是一种典型的促进这种总结和反思的常用工具。

5-Why 法的基本前提是:在分析的过程中，参与者反复问“为什么”，让每个人更深地陷入问题的根源。通常通过下面5 个问题促进反思：1）面对的问题是什么？2）可能的各种解决方案是什么？3）方案的效果怎样？方案不能解决问题，原因何在？4）从情境中得到的经验或者教训是什么？5）将来可能出现的案例应用情境。著名的IDEO 设计公司在《设计的秘密》一书中就以这种框架的形式展示了设计项目的知识创造过程。

除此之外，促进知识创造的设计思维工具还有移情地图、人物角色、基于民族志发展过来的AEIOU法以及库尔森（Coulson，D.）提出的“反思行动环”［5］。

2 设计思维驱动的知识创造学习模式

真实的问题、跨学科的解决方式以及移情思考等这些与传统学习相区别的方式以一股强大的力量驱动着知识创造学习的发展，主要模式有：设计项目驱动、跨学科工作室驱动以及社区联合驱动等。

2.1 设计项目驱动

设计项目的主要特点是真实的问题和情境驱动。通过将设计项目融入课程，学生学会从真实的情境中建构认知。如在健康比萨设计任务中，学生被要求设计一种营养表和食物金字塔作为学习对象，同时使用建模工具、概念工具、映射工具以及原型工具进行模拟。与此同时，学生们必须在每一项活动中用3 分钟的简短陈述来展示他们的发现过程，并接受专业导师和同学们的桌面评议。

与传统的课程相比，在设计项目驱动的课程学习中，学生被要求大胆发散思维，积极应用各种材料和技术，使用设计思维工具，自由选择他们想要探索和解决的问题，并通过协作设计、群体讨论、行动反思等形式形成设计方案和研究报告。

研究表明，这种模式（如图1 所示）要保证学生的参与度和知识建构学习效果，对学生和教师要求都很高。对于教育工作者来说，这种设计思维和内容学习相结合的假设能够整合学术和教育标准，既有课堂文化的约束和价值，又给予学生发言权。因此这种模式给教师的挑战是教师需要通过使用更精细和更有针对性的脚手架来指导学生创建设计日志，以帮助学生把设计活动和学习联系起来。对于学生来说，在行动中反思是很重要的习惯，要求学生反思他们在设计过程中所做的事情［6］。

图1 基于设计项目驱动的知识创造模式

2.2 跨学科工作室驱动

利用设计思维进行问题解决过程中的一个重要部分涉及从各种来源综合知识的能力［7］，这种多学科的方法通常需要团队合作。在探索可能性的过程中，对不同学科知识的形成、联系、综合，学习者逐步实现持续的思想改进和观点的精致化。利用跨学科工作室促进知识创造学习的研究比较著名的有芬兰的知识实验室开展的一个项目。在不同专家（比如博物馆的工作人员、工匠和设计师）的帮助下，学生开始协同设计和协作式知识建构，首先通过探索他们自身的人造物环境，分析设计和可用的人造物，探讨选其历史发展，然后调查人造物的物理现象，比如力学、光学和电路属性，最后在专业设计师的帮助下，设计新的灯具并完成原型制作。不仅如此，他们还通过撰写研究报告概述并形象化人造物的未来，分析未来消费者的需求以及未来人造物的应用。在整个项目中不仅创造了新的灯具产品，还创造了概念化人造物，比如思想、解释和理论。知识实践实验室的参与者，无论是学生还是教师或专业人士，参与知识分享和共同反思，并将社会上各种知识创造主体有机地联系起来，统整为一个研究者的混合共同体（如图2 所示）。

图2 基于跨学科工作室的知识创造模式

2.3 社区联合驱动

设计思维也可以放在诸如社会类的主题中，因为社会是人类基础设施和生活环境设计的结果。通过社区联合设计项目，设计思维使学生参与社区的发展和建设，可以促进良好的公民意识，灌输给他们一种为共同利益而设计的感觉。

社区联合的概念来自舍恩提出的“实践社区”，而在社会创新领域较早提出以社区联合创新带动教育创新和知识创造的是意大利的曼奇尼教授，他通过若干个社会创新研究主题，联动世界各地研究实验室，推动设计知识的建构。这个国际网络由多个短期工作坊组成，每个短期工作坊活动成为不同阶段的研究工具，如用户游戏工作坊成为用户研究的工具，KJ 工作坊成为分析数据和产生概念的工具，表演工具工作坊成为设计反思的工具等。另外，同济大学面向2035 年生活方式的“原型实验室”群落，也是同样通过设计思维整合社区资源和力量促进知识创造的典型案例［8］。

基于社区联合的知识创造源于生活的设计挑战，主要是通过设计探索实现小型社区的问题，这也是一种减轻与社会创新相关风险的方法，如研究一个具体的问题，包括气候变化、胰腺癌、PTSD、儿童运动伤害。在确定了问题之后，学生们通过识别和理解用户的需求、设计原型、向同伴展示以及重新设计原型的过程来学习。在迭代过程中，学生们讨论了设计特性、缺陷、可用性，甚至存储问题。设计促进了他们的学习和成长，并从研究、写作、批判性思维、适应力和与更广泛的社区的联系这些核心课程中汲取技能。他们把研究成果整合成书面文件，并制定一个行动计划，其中包括小册子、视频或电子出版物，以实现他们的解决方案，如图2 所示。

图3 基于社区的知识创造模式

社区联合的优势在于：1）学生兴趣浓厚；2）参与者可以利用设计思维方法来集思广益，以加强沟通与参与；3）使用诸如旅程地图和原型工具，学生和来自不同背景的人们可以快速提出和探索解决世界问题的概念。

3 结语

当今社会所面临的问题是多方面的、复杂的和动态的，预先规定学习者所需要的知识并不足以解决这些问题。与被动地专注于老师讲课相比，积极地参与真实问题的解决和知识的创造可能是一种更有效的学习方式。设计思维驱动的知识创造学习模式，更有可能培养新工科人才需要的创新素质和思维方式，并协助学生获得协作解决复杂问题所需的知识、技能和方法，从而应对当今社会面临的复杂挑战。人工智能时代，通讯科技所提供的工具和资源，也可为学生的设计思维发展和认知素养提供更丰富和切合需要的权威资源，以配合学生的不同学习需求和兴趣。无论如何，这些新的学习模式可能更符合当今学习者所经历的技术提升的生活方式。无疑，学校将面对这种新的挑战。