摘要：随着移动互联网技术日益普及，获取信息的方式变得越来越便捷，工业设计行业对信息处理的要求也日渐提升，信息的系统协调能力已成为工业设计人才的基本专业素养。在产品设计课程中，关注产品相关信息，培养学生协调从方案构思到商品流通整个过程的系统思考能力，已成为教学的重要任务。本研究通过文献讨论，分析设计思维的图形认知习惯，归纳工业设计领域信息视觉化的应用传统，结合实际教学案例，探索信息视觉化在产品设计教学中的应用，从工业设计学生图像直觉型的认知思考模式和专业能力储备等方面，探讨这一教学方式的适用性和有效性。
关键词：工业设计;设计教育;信息视觉化;设计方法
引言
随着产业界对设计认知的逐步深入，工业设计的专业职能已经从最初的产品造型设计转变为提供满足用户需求的解决方案。由于产品设计过程涉及到相当宽泛的跨学科知识，设计师需要考虑结构、装配、造型、材料、电气、控制自动化、交互界面、人因工程等关联产品功能实现的诸多因素，协调解决市场、销售、包装、物流、售后维护等商品流通领域诸多问题[1]。可见产品设计行业实务，正是基于上述大量问题的系统思考以实现突破创新。工业设计专业能力包含通过学习获得的产品知识和通过训练掌握的专业技能[2]。在教学中，前者多是教师课堂教学传授，后者多是通过专业实践习得。产品设计是工业设计专业高年级核心必修课，在课程实践环节，大多遵循“需求调研—方案构思—样机制作”的典型流程来实施。教师结合过程指导和方案点评，辅导学生完成实践训练。然而，产品相关知识所涉及各种学科交叉性、跨越性、更替性的特点，承担教学任务的教师难以确保对所有环节信息都能足够了解，加之教学中缺乏实际生产的检验，对于市场、行业、技术等相关信息的关注，往往不能体现在学生的设计构思中。如今，移动终端、大数据、云存储、网络社交应用等互联网技术不断普及，电子商务平台、专利检索库、文献资料库、公共数据库、技术平台等各种信息资源获取渠道日趋便捷。学生通过互联网，自行获得与设计议题相关各种信息，成为可能。对产品相关信息的视觉化处理，辅助学生更为综合地对产品所涉及的各种问题，展开系统考虑，成为可能。在此过程中，教师的教学内容也发生转变，从以往设计信息的传递转向关联信息处理方法手段的传授。
一、工业设计教学的信息视觉化基础
围绕设计教育的特点，本研究探讨设计思维的视觉化认知特征，分析信息视觉化手段在工业设计行业的应用现状，这三个方面相应的文献展开讨论。
（一）设计思维的认知特点
设计思维包含感性、知性、理性三个层次间的交互作用。感性是各种感官直觉存在的依据，关联美学、符号学、诠释学的理论；知性是根据纯粹概念和范畴，进一步综合感官直觉的材料，包含经验主义、结构主义、后现代主义等方面的知识；理性是运用推理进行逻辑思维，具有实践性、思辨性特点，所有原理在经验范围内形成客观有效性，关联心理学、社会学、管理学等方面知识[3]。视觉思考是设计思维的重要特征[4]，具有“化繁为简”效用的视觉化表达方式本身也关联设计思维的三个层次。再者，思维的过程受控于方法，因而与方法对应形成了不同的创造性思维，即想象、直观、控制实验与形式化[5]，设计思考的视觉化趋势正是形式化的创造性思维典型。信息可视化在知识管理领域的运用就是要引发“视觉—心象—形象思维—创新”的认知过程[6]。产品的创意需要经过知识的转换与设计，不仅需要创意与文化的积累，还需包含社会心理与市场机制方面的思考[3]。
（二）工业设计领域中的信息视觉化传统
信息视觉化是以沟通、有效交流为目的信息呈现工具，旨在是将复杂数据转化为受众易于理解完整信息架构及要素间相互关系。在操作原理上，包含一致性、接近性、结构、顺序、组合、排列、层级、平衡等设计手法，促进受众面对信息时的视觉流动与意图清晰，提高视认性与阅读性[7]。信息视觉化包括科学计算的可视化、数据可视化、信息可视化、知识可视化四个类型：（1）科学计算的可视化运用计算机图形学的原理方法，将科学与工程计算产生的大规模数据转化为图形图像，以更直观的形式表示出来[8]，工业设计领域中各种计算机辅助软体都是科学计算可视化的应用；（2）数据可视化可以直观形象地显示海量数据的信息，进行交互处理[8]，对于普通受众而言，大量统计数据需要了解的不是数值本身而是与个人生活的链接，数据可视化便提供了这样的一个渠道，工业设计领域，常用数据可视化显示各种市场数据，反馈用户信息；（3）信息可视化用于了解资料、数据之间的相互关系和发展趋势，将信息物体间的逻辑关系视觉化[8]，与工业设计紧密相关的人机工程领域，运用信息视觉化手段可以追溯到上个世纪60年代工业设计设计行业职业化时期，美国第一代工业设计人HenryDreyfuss结合人体图示，用信息可视化标注了人的各项生理数据[9]。（4）知识可视化是用来提高人际间知识传播和创新的工具，以图解手段建构和传达复杂知识[8]，工业设计教学中各种材料不同的加工工艺，用图解方式来呈现具体材料在生产过程中的加工机制，辅助产品设计过程中对造型可行性的探讨[10]。
（三）设计知识的教学模式
设计知识领域划分为自然科学、人文、社会行为、人性与服务、创造与应用艺术和技术与工程等。设计知识依目的分为（1）反射知识：了解生活事物；（2）操作知识：有关如何做？（3）冥想知识：促进学生思考；（4）指令知识：依设计方法与流程引导学生设计展开；（5）联想知识：协助学生联结概念与构想间落差[11]。由此可见，设计的相关知识往往需要通过长时间的学习与体验获得[2]，即便教师在课堂上介绍了设计的具体流程和方法，只有通过切身实践，同学才能够掌握相应技能。由文献可见，设计教育对专业实践在能力培养中的效用已充分认同，只是常规实践教学还是以过程管控和经验分享为普遍形式，有关学生设计信息的处理能力培养尚未有系统方法。设计思维的视觉化认知特征已在以往的研究中达成共识，视觉化对于设计构思的作用亦得到广泛认同，但具体应用还仅限于以文字为处理对象的思维导图，尚未形成联结产品相关信息的系统性方法。信息视觉化因其在思维认识上的图像化特征，在工业设计相关多个领域都有应用，但当前多还停留在基于学科分类的知识传递，还未有围绕具体设计议题的辅助思考工具。综上，基于工业设计行业中长期以来的信息视觉化传统，加上设计思维与视觉化在认知层面上交错综合的特点，以及工业设计教学的实践性特征，可见，从信息整理阶段就开始的视觉化设计实践，有助于学生对设计相关信息处理的重视和投入，也会对后续设计构思的可拓展性带来效用。
二、产品设计教学中信息视觉化实践
产品设计是工业设计专业三年级的核心课程，课程任务是要求学生系统串联之前所学习的专业理论知识，并应用于具体产品设计实践中。理论的系统梳理和设计方法的优化是课程主要教学目的。运用信息视觉化辅助学生达到课程目标，也是结合行业习惯和相关研究成果的课堂教学方法。具体包括两个方面：知识学习中的信息视觉化和信息视觉化产品设计概要。
（一）知识学习中的信息视觉化
工业设计本身的跨学科特性要求设计师成为了解产品开发多个学科门类的通才，而非具体领域的专家。有赖于信息视觉化的成果，理论教学环节中大量抽象难以言明的知识得以顺利传递，比如人机工程、材料工艺、装配流程等课程中，无论是教材还是课件里都大量运用各种图解图说来辅助教学。本研究针对学生的图形认知特点，和实践操作对信息理解的强化作用，在进行相关理论的教学中，要求学生运用信息视觉化的实践来拆解分析产品，得以切实理解关联设计对象的技术知识，（如图1）所示；要求学生运用图形、文字、色彩的处理来归纳并理解产品所涉及的用户群体问题，（如图2）所示；也要求学生运用信息设计重构产品设计流程图，辅助学生更为系统地掌握产品设计流程和步骤。
（二）信息视觉化产品设计概要
设计概要是设计工作的起点，它本身像是一个科学假设，是一套脑力限制条件，提供设计师着手思考的架构，一套衡量进度的基准，以及一组有待实现的目标：价格起点、可以使用的技术、市场区隔等[12]。一般来讲，有经验的设计师会通过检索大量信息，在设计概要的限制背后，找到合理的替换要素，完成设计创新。在Khurana等人看来设计资料的收集整理属于产品开发的前置作业[13]，而RichardMorris将信息的收集、整理、分析看作设计的本质[14]，无论如何，设计信息的处理是设计环节中不可或缺的步骤。设计教学中，围绕设计概要的要求和要点，引导学生进行相关信息的收集是最为直接的信息处理手段。这里的信息包括对产品的使用情境和操作方式的观察，对产品相关材料工艺和装配方式的搜寻，也有对于流行风格造型意向的调研，还有对产品主要功能部件相关专利的替代方案查找。产品相关的各种信息资料都可能是产品设计创新构思的触发点，也可能是导致方案失败的限制因素。产品设计师若能在设计的构思阶段系统有序地检视相关方面的问题，亦或能针对俱有突破效力的要素展开深入构思，将更为容易获得具体问题的解决方案。本研究引导学生将经由电子商务网站收集的统计资料、通过社交网站反馈的问卷分析、从互联网媒介获取的风格流行信息、以及从专利资料库中检索的专利资料，结合理论教学中关于材料工艺、人因工程的各种信息图表，针对设计概要的框架，运用图像化的方式绘制成可视化产品设计概要，作为设计构思的依据和思维发想的基础。（如图3）是学生在展开奶瓶改良设计时，将与之相关的各项信息以图像化方式串联在一起，形成奶瓶改良的信息视觉化设计概要，聚焦于奶瓶设计相关各个问题的思考。
（三）信息图形化的产品设计教学流程
本研究试图将信息图形化导入产品设计的教学流程，具体如下：（1）理论教学资料的准备中，要求教师充分挖掘并整理设计相关知识的信息图表，帮助教师完成教材中文本形式的各种理论到易于学生理解的专业认知转化；（2）理论教学环节，运用信息图表，以系统性方式将产品设计的相关知识逐一传递，成为学生理解和认知理论的参考资料；（3）设计实践准备环节，要求学生以产品设计的理论知识为框架，针对所布置的设计议题，展开广泛的调研；（4）设计信息视觉化设计概要阶段，将针对议题所收集的资料整理、分析，并用视觉化方式呈现，作为构思发想的依据；（5）设计信息评估，教师评价此阶段成果，针对学生完成的视觉化设计概要，引导其进行议题相关知识梳理；（6）设计展开阶段，以设计概要为基础进一步拓展思维，收集资料，绘制草图，并完成相应议题的构思；（7）图面执行环节，规整方案概念，用相应各种表达手段进行展现，包含模型展示、手绘效果图及运用软件绘制效果图，此阶段完成从概念到最终执行前的全民检视和优化完善。
三、分析与讨论
常规产品设计课程教学，以课堂理论传达为教学组织的起点，以课后实践演练作为运用专业技能检验并强化理论认手段。具体实施时，课堂教学的理论内容，以典型产品或议题为对象，要求学生展开设计实践。教师经由评估学生最终设计方案的合理性、可行性及图面表达效果等要素，以系统性的知识梳理和信息关照，达到强化学生设计理论认知的教学目标，（如图4）所示。上述教学过程在执行上有不少难点：首先，具体课堂理论知识内容与实践演练议题选择之间的一致性，如何为教学中相对肢解的理论知识套用对应的合适议题；其次，对教师知识体系和实践能力的系统性要求，要求教师对实践训练的议题在所有层面都充分了解，以便服务具体理论的传达与巩固；再者，对学生最终实践环节完成效果的评价体系的逻辑性要求，肢解的理论需要肢解的评价体系做配合，各个面向的评价权重需要根据所强调的理论调整；最后，基于事后评价的理论体系不利于基于实践的强化，学生看待作业的任务心态，在评价后较少去完善和改进。教师在面对产品议题的评价体系不完善时，往往会跳离制造、物流、生态、伦理等自身不熟悉的领域，转而以有限的生活经验链接所谓的产品功能，以专业背景为依据，用貌似专业者的姿态用造型、版面、色彩等方案表现效果作为评判依据。如此一来，最终塑造的学生专业能力，只是运用设计软件组织图面的浅薄技巧，而非应用型人才养成所看重解决问题的能力。（如图5）是运用信息视觉化的产品设计教学流程。通过与（图4）常规产品设计教学流程图比较可知，导入信息视觉化手段的教学有以下几点优势：（1）将设计理论运用视觉化方式表述，易于学生理解，也能成为实践环节收集资料和绘制视觉化设计概要的框架，确保学生的调研和信息梳理更具目的性；（2）学生对信息视觉化设计概要的操作过程能够强化设计相关理论认知；（3）信息视觉化设计概要可以成为学生构思发想的依据，教师对设计概要的评估可以优化学生的设计思考方向，强调方案合理性和可行性；（4）通过评估信息视觉化产品设计概要，增加师生互动，降低学生方案构思阶段的盲目性。结合上述两种产品设计教学流程的信息图表，进一步分析信息视觉化产品设计概要对学生在设计过程中辅助发想的效用，探讨在产品设计教学中展开推广的可行性，分别对学生的思考认知模式、专业技能储备以及信息视觉化手段对设计创新的效用展开探讨，并用前文奶瓶改良设计的信息视觉化设计概要为例进行佐证。
（一）学生的图像直觉型认知思考模式
认知是个人想象、感知、分辨、思考、记忆信息的方式。认知类型被看作个人在决策制定和问题解决过程中处理分析信息的方式[15]。人在面对各种信息状况时，只有相关信息的组织和传播方式与其认知能力相适应时才能顺畅地理解，以便准确地掌握信息。长久以来面对图像进行设计训练，让多数设计专业学生形成了基于图像直觉型的认知思考模式，在这一模式下，人习惯以直觉式的图像线索认知和理解复杂对象[16]。可见，运用视觉化的信息组织和传递方式，符合设计专业学生的认知思考模式。
（二）信息视觉化在设计创新中的作用
“视觉化并不止于呈现这种外在的视觉图像，是利用图像中的几何形态特征，在大脑搜寻可能代表的图像记忆，并与其产生互动，藉由形态与意义的互动推演产生新的诠释，进而产生与问题解决有关的解答或最佳创意。外在的参考架构提供及支援它的创造者在脑中产生影像的来源。这些呈现在图中的视觉线索会驱使设计师更深入的记忆深处去搜寻这些片段几何关联的意义知识来激发及产生新的创意。”[17]以上是台湾云林科技大学曾谁我老师关于草图在设计构思中作用的叙述，更多研究显示，同样适用于比草图更为概括具体的信息图像。信息视觉化的产品设计概要旨在将产品开发过程相关各方因素尽可能系统直观地组织成图像。这些视觉参考框架促进设计师产生未预期的发现，创造性思考会依赖那些介于视觉刺激与文字信息间的新诠释，驱使设计师探索设计创意[17]。
（三）学生的信息视觉化能力基础
工业设计专业大量关于图形图像方面的训练与信息视觉化对应的专业能力要求相一致，从造型语义、符号意涵、色彩心理等视觉传达层面的知识到基础设计、版式设计、摄影、平面软件等技能层面上的训练，在培养方案上有很多相互重叠的课程。如今，移动互联网的普及，公众数据的不断开放，各种基于浏览器的信息设计插件不断开发，让工业设计学生可以更为便捷地完成围绕产品设计的各项信息视觉化实践。熟悉产品开发流程，掌握设计相关领域知识获取方式，则是在信息内容上保障工业设计学生能针对实践对象完成信息视觉化设计概要的制作。
（四）信息视觉化教学流程的案例
（如图6）是（图3）绘制奶瓶改良的信息视觉化设计概要的学生，在DesignForKids专题训练教学流程。（1）在理论教学环节以学生既有关于制造、人机工程、材料的知识为基础，加入尺度与比例、社会同理心、儿童心理学、材料的安全要求等专题理论的介绍；（2）以上述理论为框架，要求学生收集各自小组的选定议题的资料，该组同学围绕奶瓶改良议题收集、整理、分析资料，并用信息图形化方式归纳，获得（图3）设计概要；（3）以视觉化设计概要为依据，该组学生绘制了大量草图，最终完成了奶瓶设计的最终方案。在上述教学流程中，教师除了理论教学和最终方案评价，还对学生的信息视觉化设计概要做了资料上的规整，图样上的侧重建议，即在学生信息处理阶段进行了广泛互动。虽然学生作业最终完成的内容还是奶瓶造型的再设计，但在分析理论、收集资料、提炼概念、协调概要阶段的探讨已经不再局限在以往教学强调的造型和制造技术层面，学生针对奶瓶这一案例分析了情景绘制了大量草图，探讨了材料，比较了工艺，顾及了人机工程和使用安全等各方面的问题，而这些恰是产品设计课堂教学的真正目的所在。
四、结论
信息视觉化，对于信息和图形两端的协调处理，正与工业设计学生能力培养在构思和造型两方面的思考相一致。培养学生对产品相关信息的搜寻协调能力，是其设计创新能够持续突破的构思基础。信息视觉化对于色彩、图形、版式等视觉要素的协调训练，也是培养学生产品造型能力在二维平面不断精进的有效手段。设计相关信息的视觉化处理为思维层面的“化繁为简”作出具体操作方法的诠释。产品设计教学信息视觉化方法，基于学生认知能力和学习习惯的讨论，旨在为设计思考隐晦难明的过程建立一个可以系统化的执行框架，以便学生以符合自身认知思考模式的方式，形成设计创新的技术路线。
作者:姜超 单位:宁波工程学院
