设计新手与专家的类比推理行为分析.docx

分类号：TB47单位代码:10335 密级：公开学号:21221003硕士学位论文论文题目设计新手与专家的类比推理行为分析作者姓名岑斐指导教师柴春雷副教授学科（专业）设计学所在学院计算机科学与技术学院 提交日期2015.1.4A Dissertation Submitted to ZhejiangUniversityfor the Degree ofMaster of DesignTITLE:Behavioral analysis of analogical reasoning in design: Differences among novice and expert designersAuthor: Fei CenSupervisor: Associate Professor ChunleiChaiSubject: DesignCollege: Computer Scienceand TechnologySubmitted Date: 2015.1.4独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅 本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索, 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日摘要类比推理是指从熟悉的领域或先前的经验中提取元素，并将该元素运用到新 的概念中所提取的元素称为“本体” (source),新的概念称为“喻体” (target)o 而设计师在日常工作需要经常接触视觉元素，因此视觉类比是他们最常用的类比 方法基于已有的发现，本课题探索了经验值对于设计师在类比推理过程中行为 的影响本次研究分为两组实验，分别研究类比推理的早期阶段以及设计师在类比推 理过程中的行为模式在实验一中，被试需针对喻体选择本体图片并说明理由 结果显示专家组的选择理由以经验和美感居多，大三组倾向以象征为出发点寻找 灵感，大一组则更在意产品的功能特征。

另一组被试参与了实验二，运用类比推 理的方法进行户外家具设计被试的行为经过编码，导入Observer XT10.0行为 分析软件中计算，得出不同行为的频率和时间根据统计数据推断，专家组和大 三组在设计过程中更关注方案的完整性，而大一学生则更关注方案的功能性本课题对于设计教育和设计认知等方面具有较好的参考作用，具有一定的理 论价值和应用前景关键词：类比推理，设计行为，设计认知，设计教育AbstractAnalogy involves accessing and transferring elements from familiar categories or prior knowledge (named the source) to construct a novel concept (named the target). As visual features frequently assist designers more than other forms, visual analogies are largely employed by designers to solve design problems. Based on previous researches, this paper explores the impacts of the expertise level of designers during analogical reasoning.Two studies were introduced in this paper; the first study was intended to explore the early phase of design analogy, while the second study was used to observe the behavior of different designers during analogy. In study 1, participants were asked to select source examples and explain their selections. It was found that experts were more likely to consider Experience and Aesthetics as reasons for their selections. Third-year students prefer to draw inspiration from Symbolism, whereas first-year students considered more about Function. Another group of participants took part in study 2, performing analogical design. Two coders coded the behaviors of participants during design process and analyzed the behavioral frequencies as well as durations through Observer XT 10.0. We conclude that experts and third-year students pay more attention to the completeness of the design, while first-year students put more efforts on the functionality of design.The results would provide references for design education and design analogy, bringing theoretical value and application to design field.Keywords： analogical reasoning, design behavior, design cognition, design education目录摘要 iAbstract ii第1章绪论 61.1课题背景 61. 1. 1视觉类比推理 61. 1.2类比推理距离 71. 1.3经验值和类比推理 91. 1. 4 Observer行为分析软件 91.2研究的目的和意义 111. 3论文的结构体系 121. 4 本章小结 13第2章 类比推理行为研究 142. 1实验背景 142.2实验目标 142.3实验材料 142.4数据处理方法 152. 4. 1 卡方检验 152. 4. 2单因素方差检验及事后检验法 162. 5实验过程 172.6实验假设 172. 7本章小结 18第3章 本体图片选择 193. 1 实验一概况 193. 1. 1 被试 193. 1. 2实验过程 193. 1. 3 编码 193.2实验一数据收集及分析 213. 2. 1本体图片选择结果 213. 2.2本体图片选择分析 223. 3本章小结 23第4章类比推理设计 244. 1实验二概况 244. 1. 1 被试 244. 1.2实验过程 244. 1. 3 编码 254.2实验二数据收集及分析 284. 2. 1类比推理行为频率 284. 2.2类比推理行为时长 294. 3本章小结 31第5章典型案例研究 335. 1设计案例 335. 1. 1设计专家案例 335. 1. 2大三学生案例 355. 1. 3大一学生案例 365. 2本章小结 38第6章总结与展望 406. 1实验结果讨论 406. 1. 1本体图片选择 406. 1.2类比推理行为频率 406. 1.3类比推理行为时长 416. 2类推行为模型预测 416. 3研究局限及展望 42参考文献 43攻读硕士学位期间主要的研究成果 46致谢 47图目录图 1.1 Observer XT 10.0 界血 10图1.2 Observer XT 10.0可信度分析界血 11图 4.1 F1,F3,E2,E3 持续时长 31图5.1专家被试本体选择，以及草图设计 34图5.2专家被试类比推理行为可视化 35图5.3大三被试本体选择，以及草图设计 36图5.4大三被试类比推理行为可视化 36图5.5大一被试类比推理行为可视化 37图5.6大一被试本体选择，以及草图设计 38表目录表2.1本体图片选择分类 16表3.1本体选择理由编码 19表3.2三组被试本体图片选择频率及百分比 22表3.3三组被试本体图片选择理由百分比及排序 22表4.1类比推理行为编码 26表4.2三组被试类比推理行为的频率及百分比 28表5.1专家被试类比推理行为数据 34表5.2大三被试类比推理行为数据 35表5.3大一被试类比推理行为数据 37第1章绪论1.1课题背景类比推理(Analogy)是指从熟悉的领域或先前的经验中提取元素，并将该元 素运用到新的概念中。

所提取的元素称为“本体” (source),新的概念称为“喻体” (target),该方法可用于解决某个问题，或阐明某种情境⑴⑵在先前的研究中， 类比推理已被证明对于问题解决⑶，决策⑷，科学发现⑸向，仓憶思考⑺和设计冈 等都至关重要另一方面，新手和专家设计师在设计过程中的不同行为已成为近 年热门的研究领域然而，对于新手和专家设计师运用类比推理方法做设计的研 究却不多见本章将就本次研究的具体背景、研究目的和意义及文章结构进行简 要介绍1.1.1视觉类比推理类推的本体通常包括图片，文字，语句等等〔9],由于设计师在日常工作中所接 触的视觉元素远高于文字等其他元素，因此视觉类推被广泛运用于设计问题的解 决中[10][11]o例如建筑大师柯布西耶就经常运用视觉类推的方法，建立本体和喻体 之间结构性或表面性关联，创造了诸多伟大的建筑先前的研究经验表明，视觉 类推对于设计方案的品质也具有重大影响〔⑵Casakin和Goldschmidt曾对新手和 专家设计师运用视觉类推的方法设计有过多次研究，他们的实验结果表明新手和 专家设计师都能够成功运用视觉类推的方法，形成设计解决方案〔I%与专家设计 师相比，新手设计师思考过程中并不考虑过多的限制性条件，因此解决方案的数 量通常更多。

Purcell和Gero的研究关注视觉元素的熟悉度对产品设计的创意度 的影响他们发现熟悉的视觉本体容易造成思维定势，设计方案的多样性相对较 弱，而陌生的视觉本体则没有此效果〔⑶视觉类推中的本体不仅仅指被试在当前所能接触的视觉元素。