[论文解读] Evocation and elaboration of solutions: Different types of problem-solving actions. An empirical study on the design of an aerospace artifact

Willemien Visser|ArXiv.org|Nov 30, 2006

Design Education and Practice参考文献 6被引用 10

一句话总结

本实证研究探讨航空航天设计中的问题解决行为，区分了方案唤起（从记忆中检索已知解决方案）与方案建构（从存储的心理元素中构造新颖解决方案）。通过一位专业设计师的言语报告分析，研究发现设计师从唤起标准解决方案逐步过渡到建构新方案，控制机制优先安排这一序列，凸显了记忆访问与抽象层次在设计认知中的作用。

ABSTRACT

An observational study was conducted on a professional designer working on a design project in aerospace industry. The protocol data were analyzed in order to gain insight into the actions the designer used for the development of a solution to the corresponding problem. Different processes are described: from the "simple" evocation of a solution existing in memory, to the elaboration of a "new" solution out of mnesic entities without any clear link to the current problem. Control is addressed in so far as it concerns the priority among the different types of development processes: the progression from evocation of a "standard" solution to elaboration of a "new" solution is supposed to correspond to the resulting order, that is, the one in which the designer's activity proceeds. Short discussions of * the double status of "problem" and "solution," * the problem/solution knowledge units in memory and their access, and * the different abstraction levels on which problem and solution representations are developed, are illustrated by the results.

研究动机与目标

• 理解航空航天行业中解决复杂设计问题所涉及的认知过程。
• 区分唤起（检索已知解决方案）与建构（从零构建新颖解决方案）作为不同的问题解决行为。
• 研究控制机制如何引导从标准解决方案检索到原创解决方案创造的过渡。
• 分析基于记忆的知识单元及其在设计问题解决过程中的访问方式。
• 探讨不同抽象层次如何塑造设计中的问题与解决方案表征。

提出的方法

• 对一位参与航空航天设计项目的专业设计师开展观察性研究。
• 收集并分析该设计师在实时问题解决活动中的言语报告数据。
• 将问题解决行为分类为唤起（基于记忆的检索）与建构（从记忆实体中创造性组合）。
• 考察解决方案开发过程的顺序与控制机制，重点关注优先级排序。
• 通过言语报告数据的定性分析，映射问题与解决方案在多个抽象层次上的表征。
• 研究‘问题’与‘解决方案’的双重属性，即作为认知建构与可访问的记忆知识单元。

实验结果

研究问题

• RQ1 在复杂设计任务中，设计师如何在唤起已知解决方案与建构新颖解决方案之间交替？
• RQ2 设计过程中什么控制机制决定了从唤起标准解决方案到建构新方案的过渡？
• RQ3 在记忆中，问题与解决方案的表征在不同抽象层次上如何组织？
• RQ4 当缺乏与当前问题的直接关联时，记忆实体在新方案建构中发挥何种作用？
• RQ5 与问题和解决方案相关的知识单元如何访问并影响设计行为？

主要发现

• 设计师系统性地从唤起标准解决方案过渡到建构新方案，表明问题解决中存在受控且优先排序的序列。
• 唤起依赖于从记忆中直接检索解决方案，而建构则涉及以新颖方式组合记忆实体，且与问题的关联不甚明确。
• 本研究证实，控制机制引导从检索到创造的过渡，确保解决方案开发的结构化。
• 问题与解决方案的表征在多个抽象层次上发展，影响知识的访问与应用方式。
• ‘问题’与‘解决方案’作为认知建构与可访问记忆单元的双重属性，是设计过程的核心。
• 基于记忆的知识单元在不同解决方案开发阶段被不同方式访问，唤起与建构表现出截然不同的模式。