以信息加工模式為核心的產品設計認知研究

韓少華

武漢理工大學，武漢 430070

一、產品設計的認知需求

當今社會經濟形勢下，柔性生產(Flexible production)已經在一定范圍內取代了傳統的批量生產(Mass production)。產品設計也逐漸將技術從主體轉為客體，批量設計也逐漸被個性化設計所取代。消費者行為“在很大程度上決定了消費者如何看待和加工這些信息”[1]。由于用戶群體的市場細分的加速，產品的獨特性和多樣性成為其設計成功與否的要點。在這樣的產業背景下，產品設計成為企業產品鏈開發與延續的關鍵點。因此其特性如下：

1.獨特性

獨特性是產品設計的主線和生命線，產品獨特性的實現離不開設計階段對創新的要求和追求，也就是設計師對于“中國創造”具體的理解和實現。而在通向“獨特性”的道路上，對產品理念的理解和設計原點的認知至關重要。

2.多樣性

多樣性的具體要求是設計思維方式的多樣性和解決方案，亦即設計提案的豐富與多維。為了重點對設計過程進行研究，設計過程的認知應該在關注設計思維的過程中對各種想法的尋找和收羅。置言之，對設計思維閃光點和價值鏈的萃取至關重要。

3.未知性

未知性可以理解為產品設計的目標信息是未知的，或者說是模糊的。具體表現為在設計活動的大部分過程中，產品的最終形象是不精確、不確定、不完全、不定量，甚至是不定性的。

全盤分析現今設計的發展和流向，產品設計已經慢慢從“產量”（如工藝的實現與否，即生產的可能性）轉向“質量”（如功能的完備與否，即使用的可能性），最后到“能量”（產品對使用者的影響力，也就是交互的成功率），因此認知分析已經成為產品設計活動中不得不認真考慮的現實需求。

二、信息加工的基本概念

由于認知心理的對象是隱形的不易觀察的心智，對認知思維本質的思考雖然起源很早（如17世紀法國笛卡爾的“我思故我在”，中國春秋時期孔子的“唯上智與下愚不移”等），但研究的爆發卻是20世紀50年代中期興起的認知心理學的信息加工理論。信息加工理論使得現代信息技術有機會介入心理學相關的研究，將人類認知活動的階段、過程用編寫流程圖的形式進行了清晰的表述。在《認知心理學和信息加工》一書中，學者拉赫曼也不無自豪的認為：“我們的(認知)革命現在已經完成,并呈現出一種常規科學的氣氛”。這就導致了心理學中把信息加工理論的興起稱為繼行為主義之后的又一次革命。

認知信息加工理論從20世紀50年代興起至今經歷了兩個階段，即20世紀50年代至80年代是符號加工理論階段，20世紀80年代中期以后是聯結主義理論階段。符號加工理論的要點是把人類認知與信息的計算機加工作類比。認為人就是一個信息加工系統，通過對信息的表征和加工來實現認知功能。部分完成相應的功能，整體則系統的表現出智能行為。聯結主義理論則以神經科學的發展為基礎，將認知心理和人腦相類比，而對并行加工機制（同時平行處理所有的運算、操作所有的加工單元，具有很快的加工速度）更為看重。但網絡的整體作業的運用也使其具有一定的容錯性。

在信息加工理論范疇中，人可以被認定為一個獨立運作的信息加工系統，強調認知本身就是信息加工。認知對輸入的信息進行一系列的操作，這一系列操作可以分成多個階段，每一個階段都可以被看做是一個單元，輸入的信息在各個單元都會受到某些操作，并產生反應。不斷輸入的信息與產生的反應組成了一個龐大的信息加工系統，這個系統內的各個部分相互聯系，相互作用[2]。信息加工理論認為一個人進行認知，首先是信息對感覺器官進行刺激，再從大腦恢復認知者以往儲存在記憶中的已知信息，最后通過感覺器官、大腦、肌肉的共同作用，使得認知者的行為產生改變，從而形成完整的信息加工過程（見圖1）。

圖1 信息加工理論的經典過程示意圖

三、產品設計的認知模型——信息加工模式

通過切入產品設計的思維信息過程，重點研究認知過程的再現和引導，在信息加工模型及認知科學和心理學的核心概念（如長時記憶、短時記憶、自上而下、自下而上）的研究基礎上，將這些概念與產品設計相結合，初步構建了認知心理學上的產品設計過程解析模式，最終建立了作為產品設計的認知模型——信息加工模式。

將信息加工理論應用于產品設計研究，首先將設計師個體的認知心理作為研究對象，重點從設計師處理信息的流程上來梳理設計師進行信息加工轉換時的認知心理過程。因此“信息加工模式”側重于對設計師思維的還原和再現（見圖2）。

圖2 產品設計的信息加工模式

由此可見，產品設計的認知過程就是對外部和內部接受的刺激信息的加工過程。對設計信息的解釋與理解過程是產品信息認知的主要內容。通過信息加工模式來研究還原“獲得外部信息、表征化所得信息并存儲、指導后續的注意和行為”是產品設計這樣一個復雜的心理活動的具體過程是合情合理的。

四、信息加工模式認知的主要階段

信息加工模式實質上是一個系列加工流程，其對于相關信息的處理是一定程序依階段進行的。產品設計的行為過程中的思維及其原因都可以嘗試用信息加工模式給予認知和解讀。有基于此，信息加工模式可簡化為以下3個主要階段：

1.感覺

感覺系統是信息輸入的通道。信息輸入是借助人的感覺信息系統來完成的。相對于產品設計，“輸入”可以理解為設計師接受關于設計物的各種相關信息。而“輸入”中的相關信息首先刺激人腦，并引起“注意”。先是單個形象，其次是一系列具有一定特點的編碼，包括環境刺激轉換為“注意”，進而被人知覺到這一過程。人的所有感官（諸如眼、耳、舌、皮膚等）接受環境刺激與接觸信息，把它們轉換為信息并且以生物電能的形式供人腦進行相關的加工，直至過程的最后，而設計師對此做出認知與分析。

2.過濾

過濾的實質就是指建立在知覺基礎上的模式識別選擇，并將感知到的信息用復述的方式保留在記憶中。模式識別作為感覺記憶后的信息加工過程，是把通過感覺進入人腦的信息和預先存儲在長時記憶中的相關信息作匹配的動態過程。具體是先編碼刺激信息，并以意義、形狀、圖像、聲像等形式予以保存，最后將信息復述給長時記憶系統。短時記憶的容量是有限的，但是它的重要性體現在它所包含的“核心信息”——處于注意核心的有效信息以及可用于加工處理這些信息的特定動作。在過濾過程中，感覺得來的大量的設計信息要經過處理并隨之做出必要的選擇，這個過程是自動進行的。但要注意的是，不是所有這一階段的信息都要被加工的。在產品設計的過濾過程中，當設計師了解了大量的信息后，會根據信息特征和設計策略初步決定需要加工的信息，這就是信息的過濾。

3.激活

當完成對源于感覺系統的設計輸入信息的采集后，就會暫時進入感覺信息存儲階段。這種情況下，激活機制會選定能激活并選定采集的輸入信息進入分析過程，這一過程包括了“短時記憶”和“長時記憶”。通過調用長時記憶中的設計模塊和一般知識、設計手法等專業知識，對輸入的各種信息進行相關的解碼操作、提取信息細節、原始概念和程序信息。通過構建有條理的記憶與合理的假設，作出適當的推理和決定，最后作出最終的反應動作。產品設計的相關輸入信息能否被激活其關鍵還在于長時記憶。激活系統可視為產品設計過程中最重要的階段。

五、信息加工模式的認知核心概念

產品設計是人類信息處理的普遍現象的一個特例，因此對于信息加工認知心理方式的主要概念點的理解和消化在產品設計過程中是必不可少的。在理解產品設計的信息加工模式的過程中，應該首先明確的是對信息加工理論的主要概念點（自上而下和自下而上、短時記憶和長時記憶）的理解。

1.自上而下和自下而上

Skehan (1998)認為，在對輸入的加工過程中，涉及兩個不同的表征系統，一個是自上而下的以規則為基礎的演繹型表征系統，一個是自下而上的以實例為基礎的歸納型表征系統，兩個表征系統相互作用于長時記憶。

在產品設計的過程中理解相關信息時有兩個過程：自下而上的過程，即我們以表征符號為單位進行的理解。由外來的刺激信息激發、導向和確定設計師的信息加工，它始于對刺激進行的低水平的特征分析，終于得出最后的具體表達。自上而下的過程則是尋找關聯從而得到設計輸出的相關產品形態的過程。具體是指設計師已有的知識經驗控制著設計信息的加工過程，它始于設計前期的高水平的期望和假設（可以理解為所設計產品的策略規劃），終于確定信息加工對象的意義（即最終產品的設計方案）。

在具體設計的過程中，這兩個過程相互交叉并共同作用于方案的合理完成。

2.短時記憶和長時記憶

產品設計過程必須經過短時記憶。短時記憶是設計師接觸初始信息時對信息進行登記的過程。短時記憶使設計師知道自己正在接收和加工的相關設計刺激信息，使來自各感覺通道的設計信息得以整合并進而構成完整的信息圖像符號，對所加工與處理的刺激信息起到了暫時寄存器的重要作用。在此過程中，因為短時記憶中的設計信息保持時間很短，設計師會不斷地復述（即重復其所要加工的信息）。短時記憶保持了設計師對當前加工的設計刺激信息的策略與意愿，使設計師能夠采取各種更為復雜的處理設計信息的后續設計行為，直至完成最終的設計目標。

長時記憶包含一般知識，也包含個人經驗和外部要求，它保存人們過去獲得的而現在并不活動的所有信息。為人們的一切活動提供必要的知識基礎，使人們能夠識別各種模式而進行學習、推理和解決問題等。長時記憶又會將其中的一些信息添加到短時記憶中。長時記憶在產品設計過程中是最重要的一環，它所儲存的刺激信息來自于短時記憶的復述，儲存于長時記憶的信息、知識、技能被激活和提取。

六、信息加工模式的認知傳遞要素

作為一個過程存在的信息加工模式，經過簡化可以分為以下幾大要素：信源（將信息、知識傳播出去的個體或集體）、編碼（將傳播內容變為有意義的符號或符號系統)、信息(過程中用來傳遞的符號系統)、通道（用來傳送信息的媒介）、信宿（接受信息的個體或集體）、解碼（把接受到的符號系統轉換為目標體）、反饋（受眾用態度和行為把信息再反饋給發信體）。

在由7個相互連貫的要素構成的傳遞回路中，最核心的是編碼(符號化)和解碼(符號解讀)，是兩極心理活動溝通的關鍵。編碼所接受的產品的造型信息(造型要素)，經過相關考量，使之得到明顯的形態特征，從而進一步被認知，即解碼[3]。因而對設計師傳達自己的設計意圖的進程可以從下面這幾個要素進行解析。

1.信源

信源指的是特定的社會和文化生活背景下的設計信息來源。設計動機、造型材料、設計經驗、設計思想、創作靈感、設計符號，哲學和道德基礎上的文化內涵和經濟標準、技術標準、道德標準及審美標準等都是信源的切入點和擴散點。一般意義上，一個產品傳達的信息可以分為3類，即“語義信息”描述產品的外部世界，包括特定的文化價值、社會環境等；“符號信息”傳達有關它的本體信息，包括采用的大小方圓、肌理形態等；“性能信息”則主要是指與設計目標有關的描繪其功能的信息。

2.編碼

產品設計活動中的編碼主要是由設計人員完成的。具體過程可以解釋為：在滿足設計功能要求、考慮商業價值的前提下，通過設計師的知識、經驗和創意，按照一定的法則要求和處理流程將前期信息物化為具體的產品。其語法編碼或技術規范，是指以現代的設計、形狀、顏色、紋理、燈光、音響以及質地和這樣的組合有序轉型的各種形式，而構成一個特定產品的形式。語義代碼是設計師選擇材料、技術、投資和創新精神的主體意識。

3.解碼

所謂的“解碼”就是提供信息化的解決方案。中心手法是采用加強特定的信息以消除一些不確定性。根據其本質屬性和地位，以及人們對產品設計信道傳輸的相關信息，首次提出是否接受相關信息，這是第一次解碼的過程。如果被接受，然后再進一步根據設計師自己的主觀意識、評價標準對所接受的信息再次解碼，也就是第二次解碼。在此基礎上，繼續以審美經驗、審美情趣、審美意識為基礎做出決定。產品設計解碼的形式法則主要是指符號構成的形式美法則，包括“變化與統一”、“對比與調和”、“對稱與均衡”、“比例與尺度”、“節奏與韻律”等。設計師在破譯信息后，會再次對相關細節進行解析，將最寶貴的信息設計吸收、保留下來。因而在從事其后續行為的時候，這些寶貴的資料將構成設計師經驗模式的具體內容，在下一次決定和解碼的時候使用。

七、信息加工模式的認知實踐案例

在闡釋信息加工模式的主要過程、核心概念和傳遞要素后，嘗試將其具體運用于“衛浴用品再設計”的設計實踐之中。“衛浴用品再設計”在“產品設計的信息加工模式”的具體指導下，通過對設計信息的認知和轉換，最后得到具體的產品概念設計。

1.“衛浴用品再設計”的感覺

“衛浴用品再設計”著力了解用戶的家庭日常生活和與“衛浴”相關的活動內容（包括3個工作日和兩個休息日的完整記錄），借助典型化目標用戶分析其在如廁與洗浴方面的細微生活習慣。力求從日常生活中發現問題，尋求隱藏在如廁、洗浴、清潔等具體交互使用中的設計需求與設計機會[4]。從而得到大量真實有用的感受信息（包括外圍信息和現場信息）。這些合理的信息感受方法有效彌補了筆者相關知識以及生活體驗不足可能給后續設計行為帶來的隱患以及不良影響。

通過設計問卷、人員訪談、用戶觀察等體驗方法的綜合利用，重點整理分析了對武漢市的100個樣品戶（70個學生族和30個家庭用戶）的調查所得到的相關數據之后，而所獲取的共性信息如下：

(1)公共場所衛生紙使用量較同期呈增長趨勢，高檔會所比例遞增；

(2)衛生紙的具體造型在不影響使用的情況下不會成為用戶購買的重點考慮要素；

(3)每人每天衛生紙的消耗量，學生族約為22節，家庭用戶約為17節；

(4)學生族與家庭用戶對衛生紙的品牌忠誠度分別為17%和26%。

其中在使用的過程中其細節性信息如下：

(1)多數家庭衛生紙的使用頻率很高；

(2)使用者習慣于一次使用多節衛生紙；

(3)如廁時衛生紙的用量很大，很多用戶會自覺或不自覺的多用幾節紙；

(4)用戶常常會折疊使用衛生紙。

2.“衛浴用品再設計”的過濾

圖3 衛生紙使用區域頻度示意圖

通過感覺到的相關信息，可知在衛生紙的使用中，用戶并沒有關注具體使用量的多少（見圖3）。用戶也沒有對自己每天的用紙量作定量規定。用戶也沒有辦法選擇衛生紙本身（能選擇的只是品牌而已），在衛生紙的使用上用戶沒有機會去通過改變衛生紙本身的形狀來實現對低頻度區域的利用。而在每一節衛生紙的使用過程中，每一個區域的使用頻度是不相同的。在大多數人的使用習慣中，實際使用面積只是每節紙的中心部位。由于單節面積和價錢相對較小，并沒有引起生產者和使用者的關注，這樣就造成了一些低頻度使用區域的隱形浪費。

可見在對衛生紙的浪費控制上，設計師可以在設計生產過程中就賦予其環保的特性以消除生活中的隱形浪費。這類控制隱形浪費的設計信息在整個采集過程中被不斷重復、提煉和放大。

3.“衛浴用品再設計”的激活

通過對目標用戶的相關設計信息的交互采集，觀察分析洗漱、洗衣、如廁等“衛浴”行為，最后將焦點定在“降低衛生紙的隱形浪費”上。具體為通過改變衛生紙的形狀、或材料、或工藝做到不影響用戶使用方便程度的情況下，慢慢改變用戶衛生紙的使用習慣，逐步減少用戶的隱性浪費。在不斷“反饋”的過程中，得到了產品設計的概念原型——曲邊衛生紙設計，并進行了相關元素的對比(見圖4)。

圖4 衛生紙曲邊直邊對比示意圖

通過對現有衛生紙邊線的改變，巧妙而實用的保留了高頻使用區域，而又通過互補的曲線，實現了低頻使用區域向高頻使用區域的轉化，從而節約了大量的原材料，因此順利完成了產品的最終設計概念——“Green Curve”曲邊衛生紙設計（見圖5）。

在對曲邊衛生紙設計的設計信息作進一步細化的過程中，能夠得到以下要點：

（1）著眼于借助設計以減少浪費的思路，通過上面的對比圖可以看出，相同面積的原材料下，“Green Curve”曲邊衛生紙設計比傳統衛生紙能多出40%的使用量，實現了開源；

（2）互補的雙曲線設計實現了原材料的無縫裁切和零浪費，實現了節流；

（3）通過單節紙的近似圓形的設計，最大限度地提高了衛生紙的利用率。亦即提供了使用頻度最高的區域。

八、結語

所有新的模式方法的提出都離不開對已有理論規律的吸收和擴展，產品設計的信息加工模式也不例外。通過具體實踐檢驗也不難發現這個新的模式對產品設計認知的沖擊。但是由于設計活動的不確定性，以及設計師群體的復雜性，為了更為科學的將“信息加工模式”與對產品設計活動的認知結合起來，筆者認為以下3點應該考慮在先：

第一，要充分考慮設計師作為一個復雜的生物有機體，不可能像機器一樣一成不變的按照既定程序認知、處理問題；

第二，在信息的接受、儲存、處理過程中要特別加強對產品情感的把握與表達；

第三，不可忽略對信息流動過程的簡化處理，將用戶（包含設計師）的體驗和認知作為過程控制的核心。

[1]戈登·福克塞爾，羅納德·戈德史密斯，斯蒂芬·布朗.市場營銷中的消費心理學[M].何潤宇，斐利芳，譯.北京：機械工業出版社,2001：37.

[2]羅伯特·L.索爾所.認知心理學 [M].邵志芳，李林，何敏萱，高旭辰，譯.上海：上海人民出版社, 2008：64.

[3]王甦，汪安圣.認知心理學[M].北京：北京大學出版社,1992：111.

[4]Jesse James Garrett.用戶體驗要素[M].范曉燕 ,譯.北京：機械工業出版社，2011：46.