設計實踐與地域性維度的教學方法評測

傅游磊 梁桂嘉

摘要：科學的創意思維法有助于創新力和設計教育的發展。然而尚未有通用的適合設計教學使用的思維法，因此，本研究依據大學設計教育的辦學思路以及學生特點將創意思維法轉變成設計教學方法，從“設計教學實踐”與“地域性主題”兩個維度進行適用性評測。提出德爾菲法與二元模糊語意模型結合的評測模式，使用三角模糊數、歐式距離法、OWA等算法對15位專家的評估值進行統計分析。篩選出11類創意思維法最適用于設計教學，表明大學設計類教師對于方法應用的基本觀點。所評估篩選的創意思維方法對于大學的設計類課程的教學具有一定的參考價值，并首次提出將二元模糊德爾菲法結合到該領域。

關鍵詞：創意思維 地域性 設計教學 二元語意變量 模糊德爾菲法

中圖分類號：G644.4 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2023）21-0082-05

Abstract：The scientific method of creative thinking contributes to the development of innovation and design education. However，there is no universal thinking method suitable for design teaching，so this study transforms the creative thinking method into a design teaching method based on the thinking of university design education and students characteristics，and evaluates its applicability from two dimensions：“Design Practice” and “Locality”. The applicability of the method is evaluated in two dimensions："design teaching practice" and "regional themes". A Delphi method combined with a binary fuzzy semantic model was proposed，and the evaluation values of 15 experts were statistically analyzed using the triangular fuzzy number，Euclidean distance method，and OWA algorithms. Eleven categories of creative thinking methods were selected as most applicable to design teaching，indicating the basic views of university design faculty on the application of the methods. The evaluated and screened creative thinking methods have a certain reference value for teaching design courses in universities，and for the first time，the binary fuzzy Delphi method is proposed to be combined into the field.

Keywords：Creative thinking Locality Design teaching 2-Tuple linguistic Fuzzy Delphi method

引言

創意思維法的學習主要培養設計思維能力，使其具備創意自信，能自我創新的人才[1]。并非所有的創意思維方法都適合于設計教學實踐課程特征，需要分析創意思維方法與教學結合的適用性，依據辦學思路以及學生特點，將相似的方法整并或者移除不適用的方法。然而，西方倡導的全球化的弊端讓“地域性”設計課題受到廣泛的關注和重視，因此，本研究為解決地域性設計教學中的創意思維法的評估和選擇問題，提出了一種基于群體決策的二元模糊語意表示模型的運算與迭代方法，通過設計類教師的教學經驗評估方法的適用效果。

一、研究介紹

（一）創意思維與設計實踐

創意思維的程序基本上可以總結為非線性發展的5個階段，可以因實際面對的問題進行擴展或縮短，更可以循環與重復。IDEO將其定義為：發現、解讀、構思、實驗、發展5個部分階段；而d.school則定義為：移情、界定、構思、原型、測試五大行動模式；Scheer等人定義了6個階段的思維過程[2]。創意思維是設計和創新中最相關的領域之一。通過研究Rauth等人發現通過創意思維應用可以實現不同水平的創造性知識、技能和思維模式，最終形成一種被稱為“創造性信心”的能力。創意思維展現了如何有助于設計創造力的發展和理解[3]。

（二）地域性與設計教學

地域性設計強調“地域性”，是在不斷的現代化、都市化、全球化、符號消費化等變遷沖擊下所產生的一種重整反應，重整因強勢西方現代化所忽視的在地特質，如：氣候、材料、文化特性、社群特征（也就是地理、人口、社會發展等）等[4]。地域性的尺度概念是一種具有相對性的邊界范圍，從文化區域、民族和國家，到特定的行政地理范圍，以及村落、社區或街道等[5][6]。將“地域性”作為一種設計概念的教學實踐，以適應時代發展的特點以及地域自然條件和人文條件特點為根本，提倡設計與地域相結合，其中包括設計與文脈、設計與環境、設計與行為、設計與材料、設計與產業等。地域性設計教學要求在課程中進行理論講解、調研觀察、問題分析、概念討論、方案設計和設計評估等流程。

二、研究流程與方法

本研究所提出的設計教學方法適用性評測方法是基于二元模糊德爾菲法，具體流程如圖1所示。第一步需要定義設計教學方法的類別，通過建構設計教學方法的選擇問卷，然后使用德爾菲法進行專家評估來實現；第二步為明確評測的工具而定義三角模糊函數與語言變量，確定使用的二元模糊語義模型與有序集；第三步為設定“地域性主題”與“設計教學實踐”兩個維度在設計教學中的權重值，通過建構問卷獲取專家的權重評估值；第四步為教學方法的適應性評測，首先定義評估模型Dapp，再建構問卷來獲取專家的適用性評估值，然后將評估值轉化為三角模糊數進行整合，并獲得解三角模糊數，最后用OWA算法將“地域性主題”與“設計教學實踐”二維度進行聚合運算，得到適用性評估值；第五步為評估值的二元模糊語意轉化，用以確定適用性最大化的設計教學方法；最后進行最優的設計教學方法確定，如果未獲得合適的方法，可再回到第一步修正所定義的教學方法類別。

（一）模糊集與德爾菲法理論

1.模糊德爾菲法的專家評估

德爾菲法是以科學性的方法，匯整專家學者對特定主題或事件一致性意見的研究方法[7]。為彌補傳統德爾菲的專家意見分歧和理解不清楚等缺點，模糊理論與德爾菲結合（Fuzz Delphi Method，FDM）的方法被提出[8][9]。通常模糊德菲法邀請的專家人數約在10～15人之間[10]。專家的遴選應考量其具有一定代表性的專業背景，同時對于意見咨詢的主題具有高度的專業知識，本研究從福建省的6所本科高校中選擇環境設計、產品設計、視覺傳達設計專業的教師為專家團體，共20名成員，其中第一輪與第二輪參與調查的專家數量為5人，第三輪的數量為15人，以此再分析與驗證所篩選方法在“設計教學實踐”與“地域性主題”屬性的適用性。

2.定義模糊語意變量

對模糊或難以定義事物，傳統量化表示方式很難合理的描述與衡量，故適合以語意變量的概念來處理[11]。Klir和Folger以語意變量與三角模糊數結合建立專家問卷之評估值[12]，并應用在德爾菲法的中，其三角模糊隸屬度函數表示以及數學運算根據Kahraman等人的研究文獻[13]。

本研究的“適用程度”和“重要性”評估系采用7等級量表，如圖（2）：

三、研究評估結果

（一）德爾菲法

1.教學方法選擇

將創意思維法與大學的設計教育過程結合，并建構成教學方法應用在地域性主題課程中，這是本研究的基本目標。研究實驗的第一階段需要先從100多種的方法中初步選擇出與地域性設計教學課程相適配的方法。5位教師組成專家小組初步歸納整理資料，并重點分析了方法在使用過程的優點與缺點，結合專家成員的探討進行深入的分析與思考。此外，基于小組的討論與分析，并歸納選擇出71個。但由于篩選出的方法中存在類型相似、目的和操作過程類似的情況，只有針對的對象以及發展的方向有區別，比如參與式觀察法更強調研究者的參與，隱蔽觀察與之相反，突出研究者的不干預，因此可以將它們歸屬于觀察法的類型。專家小組將71個方法按照特征分類為22類，并一致地認為這些類別方法在地域性設計教學中具有實用性，雖然其中的一些方法很少在過去的教學中被使用，但其理念的先進性與可用性被認為具有潛在的適用性優勢。

2.教學方法的原始評估值

研究實驗的第二階段則是專家小組成員（n=15）將22類方法進行設計教學的適用性評估，并以德爾菲法的流程進行實驗。評估內容包括“設計教學實踐”與“地域性主題”的屬性比重與教學適用性評估兩方面。由專家組成員發揮各自專業經驗，獨立地表達判斷的意見。該步驟進行二輪的問卷評估，第一輪的評估中有些教師對于部分方法的內容與應用方式不熟悉，如互聯網調研、原型探討和參與性研究等，因此需要進行第二輪評估通過加強對方法的解讀，以消除困惑與歧義，其中評估二屬性比重問卷采用100分值的尺度。數據結果所示，將15位教師的評估數據整合，設計教學實踐屬性的平均比重WE=48.4，地域性主題屬性的平均比重WY=51.6。

教學方法的適用性評估問卷采用7級語意量表（圖2），用數值表示適用性程度。圖（4）中表示了基于設計教學實踐的教學方法適應性評估數據結果，將15位教師的原始評估值進行整合，其平均數范圍4.333-6.2，最高值的方法為d5（思維發散）和d9（用戶體驗），其次為d13（觀察調研法）。

圖（4）表示了基于地域性主題的教學方法適用性評估數據結果，將15位教師的原始評估值進行整合，其平均數范圍4.333-6.4，最高值的方法為d5（思維發散），其次為d6（資料分析）。從數據的結果中，所有的方法在設計教學實踐與地域性主題的兩個角度中的適用性均達到4分值（尚可）以上，說明所歸納的22類方法符合地域性設計教學的基本要求。

3.二元模糊語意變量的評估值

將教學方法適用性評估原始評估值轉換為三角模糊數后，將15位教師的模糊評估值進行整合，再用歐式距離法（Euclidean distance）將模糊數近似化（公式1），最后采用公式（2）可將三角模糊數進行解模糊化運算。如表1所示，R-PE表示方法從設計教學實踐屬性的角度考慮，其適用性評估值的解模糊數，數值范圍為0.549-0.833。R-PY表示方法從地域性主題屬性的角度考慮，其適用性評估值的解模糊數，數值范圍為0.552-0.861。

4.教學方法的適用性選擇結果

本研究根據公式（8）定義的適用性最大化函數MAX50%Dapp與方法，對于22類教學方法進行篩選，根據二元模糊語意評估值由大至小排列，并以總數的前50%為選擇標準。如表2所示，選擇出適用性評估值較高的11個教學方法，選擇的結果代表了專家組每位教師對每個教學方法的適用性的專業判斷，并做出客觀合理的群體決策。

四、研究結果討論

本研究提出將二元模糊德爾菲的適用性評測法應用在地域性設計教學方法的篩選應用中，借由具有豐富設計教學經驗的大學教師的專業判斷力，通過群體決策的方式獲取評估值，并篩選適合設計教學使用的創意思維方法。相比過去的研究，本研究所提出的適用性評測方法具有3個主要的創新之處，具體如下：

（一）二維度的評測模型

提出了一種二維度（“設計教學實踐”和“地域性主題”）的評測模型，通過OWA算法整合專家對于兩種維度的看法，從而使適用性的評測由一維升級為二維。在設計教學中對于方法的適用性評測是難以量化的問題，使用二元語意變量來處理有很大的助益，也較符合評估者的判斷和表達方式，同時還增加了決策結果的精度。此外，該模型的應用不僅限于此，還可以依據研究的內容定義評估屬性集合P={PE，PY}。

（二）二元組語意變量表示專家決策

使用德爾菲法獲取多位專家的意見，并用三角模糊數與歐式距離法進行整合，可以避免專家之間出現較大的分歧，有利于將評估值整合為更客觀態度。每個教學方法的適用性評估值都由一個二元組表示，因此，使用二元組的最大化函數可以很容易地比較兩個評估。這個函數截集的設定是依據本研究的需求而設定，將有助于展示和理解所提出的具有二元模糊語意變量的教學方法的適用性選擇。

（三）教學方法的應用

圖5所示，本研究所篩選的11類創意思維方法適合被對應使用在6個階段的設計教學中，使學生在設計專業學習與實踐的過程中，在科學的方法和清晰的邏輯輔助下發揮最大的創造力。具體分析如下：

1.第一階段為“理論講解”，可以選用人文探究或資料分析對課程的主要設計目的和內容進行定義與講解，其中人文探究是一種探索性調研方法，深入體驗了解用戶世界并獲得用戶親身經歷的想法和見解，更好地表達了對生活、環境、理念和互動行為理解的啟發性工具；資料分析是運用多種來源的研究證據，分析已經完成和未完成的案例，收集對比數據，深入真實情景中單一事件或情況的研究策略，提出建議并幫助設計者在目前的研究中確定研究方向和方法。

2.第二階段為“調研觀察”，建議使用訪談調查法或觀察調研法進行用戶、情境與場所等探索對設計問題點進行定義，其中訪談調查法是以書面形式的收集描述信息資料的工具，可以了解受訪者對于某一事物的特點、思想、行為、觀念、看法或態度；觀察調研法是細心觀察各種現象并做出系統性的記錄（圖文和音頻），包括觀察人物、組件、環境、事件、行為和互動過程，也可以通過參與活動、情境、文化和次文化來了解各種情況和人們的行為。

3.第三階段為“問題分析”，使用特征類別歸納方法對設計問題點進行具體分析，此類方法屬于歸納性行為，可以幫助理清思路建立共識，是一種從下往上的歸納性方法，可以有效收集觀察結果和觀點，并形象地將其分類出普遍的、重要的主題。

4.第四階段為“概念討論”，適合選用群體討論、用戶體驗和思維發散等方法解決設計問題點與概念構思，其中群體討論類似于小型研討會，提供了一個可以自由探討和分享理念的合作的空間，通過群體所創造出的活力，不斷激發無數創意和解決方案，為項目任務探索設計理念；用戶體驗是以同理心的途徑捕捉用戶完成某個任務或實現某一目標時的所做、所想和所用，以用戶為中心進行思考；思維發散是通過感性或理性的思維，集思廣益形成一個特定的主題，開發核心概念或尋找核心問題，找出特點、論據以及相關想法，敢于打破并挑戰慣性思維模式。

5.第五階段為“方案設計”，可以選用設計研究或參與性研究輔助概念方案的創作，其中設計研究是在設計過程中把模型和理論與技術結合到一起，優化設計實踐；參與性研究是使設計參與者發揮創造性的洞察力，表達自己的情感、夢想、需求和愿望，從而為概念設計提供了豐富信息。

6.第六階段為“設計評估”，可以嘗試采用實驗測試對設計方案的進行成效評估，該方法不是依靠直覺和傳聞，緊密聯系測試證據和實際應用，通過實驗評估工具、設備、裝置、場所或環境，測量事物之間的聯系與設計效果。

結論

本研究提出使用一種基于群體決策的二元模糊德爾菲法，并以思維方法在設計教學中的適用性評估研究為案例進行驗證，可以通過5個步驟執行，具有較強的可操作性，并且運行成本較低，所發展出的問卷較符合填答者的習慣。結果表明其具有運算簡便、語義明確、提高評估決策的精度，使模型具有優良的操作性，適應范圍廣泛。感知的現實表現是定性的方面，這需要語言變量。我們使用二元模糊語言表示，以避免一些模糊語言方法在聚合語言變量時遭受的信息丟失問題。對每個教學方法的評估都是基于這些感知的聚合來進行的，而這些評估促進了決策過程。目前為止，首次將二元模糊語言模型結合到地域性設計教育應用領域，并用于篩選恰當的教學方法。

對于后續的研究，我們計劃將基于二元模糊語義分析教學方法的適用性擴展到兩個方向。一方面，計劃在研究的系統中納入其他的決策啟發式方法，使它們能夠處理模糊的語言信息。教學方法和流程在實際的設計課程教學中幾乎是動態的。例如，如果學生在某階段的學習效果不佳時，則需要返回到上一步的教學內容，或者需要改變一些方法以適應學生對知識的掌握能力。此外，為了適應線上與線下結合的教學模式，需要不斷增加或調整教學方法，因此，相對較高的動態性可能會更實際地模擬專家的決策策略。另一方面，我們計劃通過現實性的教學實踐來驗證和擴展我們所篩選的教學方法，以構建適應地域性設計教學，并具備較高創新性與實用性方法。

基金項目：福建省教育科學“十四五”規劃2021年度課題，“創新思考法與地域性設計教學融合實證研究”（項目編號：FJJKBK21-025）

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