設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究的文獻(xiàn)計(jì)量分析①

徐 江 孫 剛 歐細(xì)凡（同濟(jì)大學(xué) 設(shè)計(jì)創(chuàng)意學(xué)院，上海 200092）

一、引言

當(dāng)前，過度細(xì)分的學(xué)科分類、單一的學(xué)科培養(yǎng)方式已與科技發(fā)展、社會(huì)需求相脫節(jié)，為滿足知識(shí)生產(chǎn)和人才培養(yǎng)的需求，交叉學(xué)科成為我國的第14個(gè)學(xué)科門類。[1]與之相應(yīng)的，國家自然科學(xué)基金委近期成立交叉科學(xué)部，充分反映出國家和社會(huì)對發(fā)展交叉學(xué)科的重視。可見，學(xué)界逐漸倡導(dǎo)一種跨學(xué)科和綜合性的研究范式和方法，以應(yīng)對日益復(fù)雜的社會(huì)需求和愈加系統(tǒng)深刻的科學(xué)問題。作為一門典型的交叉學(xué)科，設(shè)計(jì)學(xué)橫跨了自然、社會(huì)、人文三大學(xué)科領(lǐng)域，[2]以自身創(chuàng)造性的核心理念，基于人類的需求，實(shí)現(xiàn)了藝術(shù)和科學(xué)技術(shù)的整合和統(tǒng)一，[3]實(shí)現(xiàn)對與廣義人類生態(tài)相關(guān)聯(lián)知識(shí)的體系化探尋和獲取。[4]起源于工藝美術(shù)和裝飾藝術(shù)的設(shè)計(jì)不可避免地帶有藝術(shù)傳統(tǒng)，關(guān)注于美的體驗(yàn)和情感的需求。20世紀(jì)60年代，“設(shè)計(jì)方法運(yùn)動(dòng)”的開展和設(shè)計(jì)研究協(xié)會(huì)的成立開創(chuàng)設(shè)計(jì)研究的新格局，提倡采用系統(tǒng)、科學(xué)的方法來評估設(shè)計(jì)問題和開發(fā)設(shè)計(jì)解決方案。[5]“設(shè)計(jì)作為一門學(xué)科”思想的確立逐漸將科學(xué)方法、人文方法都置于設(shè)計(jì)師特有的設(shè)計(jì)專長和設(shè)計(jì)師式的思維模式之下進(jìn)行超越學(xué)科地綜合運(yùn)用，形成在研究和實(shí)踐之間沒有隔閡的設(shè)計(jì)方法論。[6]48-53因而，作為一個(gè)跨學(xué)科、開放的復(fù)雜系統(tǒng)，面對諸多創(chuàng)新要素的激發(fā)和影響，設(shè)計(jì)研究需要自發(fā)地從各學(xué)科領(lǐng)域汲取新理念和新思想，在學(xué)科交叉和綜合中不斷壯大和變革自己，以適應(yīng)日益變化的社會(huì)需求。

然而，設(shè)計(jì)研究具體與哪些學(xué)科產(chǎn)生交叉，交叉程度如何有效衡量，交叉區(qū)域的理論架構(gòu)和知識(shí)流動(dòng)如何識(shí)別，逐漸成為推動(dòng)學(xué)科交叉發(fā)展亟待解決的問題。本研究為聚焦于設(shè)計(jì)研究多學(xué)科交叉特征的探索性研究，以設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究為切入點(diǎn)，基于2000-2018年設(shè)計(jì)研究的國際期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，從文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞兩個(gè)視角探討設(shè)計(jì)研究多學(xué)科交叉的現(xiàn)狀，力圖構(gòu)建描繪其學(xué)科交叉特征的定量模型，細(xì)粒度、多層次地解讀設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究的拓?fù)涮卣鳌?/p>

二、設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究特征建模方法

1.數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

作為一個(gè)新興、開放、跨學(xué)科的復(fù)雜系統(tǒng)，設(shè)計(jì)研究自發(fā)地從各學(xué)科領(lǐng)域汲取新理念和新思想，[7]其高度的跨學(xué)科性導(dǎo)致其學(xué)科邊界模糊、文獻(xiàn)分布范圍廣。為細(xì)粒度解讀設(shè)計(jì)學(xué)的學(xué)科交叉特征，構(gòu)建相對完整的設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)集顯得尤為重要。因而，鑒于Web of Science數(shù)據(jù)庫中沒有明確的“設(shè)計(jì)學(xué)”學(xué)科分類，研究基于期刊文獻(xiàn)視角，搜集、整理設(shè)計(jì)研究期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)：首先，基于前人理論研究成果，[8][9]界定設(shè)計(jì)研究高度相關(guān)的期刊；隨后，搜集整理近20年相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析和期刊共被引分析探索設(shè)計(jì)研究的結(jié)構(gòu)特征，依據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜識(shí)別文獻(xiàn)反映出的主題結(jié)構(gòu)和拓?fù)涮卣鳎瑥亩罁?jù)專家的理論經(jīng)驗(yàn)，探索設(shè)計(jì)研究的疆域特征，據(jù)此進(jìn)一步精煉文獻(xiàn)，形成從文獻(xiàn)搜索到主題識(shí)別，再到可視化分析和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估、精煉逐步深化的循環(huán)過程；最后初步構(gòu)建設(shè)計(jì)研究相關(guān)期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)體系，其中共包含來源于30個(gè)期刊[6]48-532000至2018年間5423篇設(shè)計(jì)研究相關(guān)期刊文獻(xiàn)。研究精煉得到的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)基本與設(shè)計(jì)研究相關(guān)，能大致反映設(shè)計(jì)研究的熱點(diǎn)趨勢和主題方向，且各個(gè)研究方向的文獻(xiàn)量大致保持一致，基本反映設(shè)計(jì)研究的知識(shí)結(jié)構(gòu)特征，有利于進(jìn)一步的學(xué)科交叉特征建模和分析。

2.設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究特征表示

科學(xué)文本是科學(xué)研究傳播與交流的基本單元，對設(shè)計(jì)研究相關(guān)文獻(xiàn)多維學(xué)科特征的標(biāo)注是設(shè)計(jì)研究學(xué)科交叉特征的細(xì)粒度刻畫和解讀的基礎(chǔ)。一般而言，文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞的學(xué)科特征具有相互影響、相互標(biāo)定的特征：跨學(xué)科的研究借鑒、引入其他學(xué)科的知識(shí)、理論和方法（在數(shù)據(jù)層面往往表現(xiàn)為關(guān)鍵詞形式），以實(shí)現(xiàn)本領(lǐng)域的關(guān)鍵問題求解和理論創(chuàng)新，其研究成果（期刊文獻(xiàn)等）呈現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)交融的特征；引入的關(guān)鍵理論在學(xué)科內(nèi)化的過程中逐漸豐富和發(fā)展了固有的術(shù)語體系，關(guān)鍵詞的共用使其在表征具體研究內(nèi)容和方法的過程中，逐漸帶有更為豐富的內(nèi)涵和跨學(xué)科的特征。因而，設(shè)計(jì)研究呈現(xiàn)出跨學(xué)科理論整合創(chuàng)新、知識(shí)融合交匯的態(tài)勢。設(shè)計(jì)的多學(xué)科交叉是不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程，對當(dāng)前交叉態(tài)勢的評估和分析有賴于對當(dāng)前關(guān)鍵文獻(xiàn)和術(shù)語體系的學(xué)科特征的定量表示。期刊層面相對宏觀、固化的學(xué)科分類體系為本研究細(xì)粒度、動(dòng)態(tài)的學(xué)科表征提供了一定的理論基礎(chǔ)，研究擬基于WOS學(xué)科分類體系，采用迭代算法嘗試擬合、還原設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究過程中，文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞相互影響、學(xué)科特征不斷豐富的動(dòng)態(tài)過程，進(jìn)而定量表征主要文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞的學(xué)科特征，算法流程如圖1。

圖1 迭代算法流程圖

盡管WOS期刊和文獻(xiàn)的學(xué)科分類體系頗受爭議，[10]但由于Web of Science數(shù)據(jù)庫的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)易于獲取，該分類體系也基本涵蓋主要學(xué)科類別，因而得到頗為廣泛的應(yīng)用。本研究依據(jù)文獻(xiàn)所屬期刊的WOS學(xué)科類別初步判定文獻(xiàn)的研究領(lǐng)域和學(xué)科特征：首先基于254個(gè)WOS學(xué)科類別界定與設(shè)計(jì)研究相關(guān)的36個(gè)學(xué)科類別；隨后統(tǒng)計(jì)5423篇設(shè)計(jì)研究相關(guān)期刊文獻(xiàn)中頻次超過2的關(guān)鍵詞，并在36個(gè)學(xué)科類別的高引文獻(xiàn)中統(tǒng)計(jì)其出現(xiàn)頻次，標(biāo)準(zhǔn)化后得到關(guān)鍵詞的初始學(xué)科特征矩陣（KM0），進(jìn)而經(jīng)由文獻(xiàn)包含的關(guān)鍵詞計(jì)算文獻(xiàn)的初始學(xué)科特征矩陣（AM0）；最后，通過文獻(xiàn)、關(guān)鍵詞學(xué)科特征的交叉渲染和數(shù)據(jù)迭代，得到關(guān)鍵詞學(xué)科特征矩陣（KM）和文獻(xiàn)學(xué)科特征矩陣（AM），為進(jìn)一步的定量分析奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究特征建模

對設(shè)計(jì)研究多學(xué)科交叉特征的建模分析有賴于形成一套相對完善的特征標(biāo)定、結(jié)構(gòu)分析和定量評估方法。以WOS學(xué)科分類號為基礎(chǔ)，基于迭代算法可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞維度的學(xué)科特征標(biāo)定，以此計(jì)算其學(xué)科差異性和內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。在此基礎(chǔ)上，對多維學(xué)科特征矩陣可視化分析，進(jìn)一步詮釋其宏觀的結(jié)構(gòu)特征。研究利用MDS算法降維，采用K-Means算法聚類，分別構(gòu)建設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞的學(xué)科分布圖（圖2、圖4），以此探索設(shè)計(jì)多學(xué)科交叉的知識(shí)結(jié)構(gòu)、邏輯特征和內(nèi)在機(jī)理。進(jìn)而在可視化整體分布特征的基礎(chǔ)上，通過對學(xué)科特征矩陣主干信息的提取，確定設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞涉及的學(xué)科分布，識(shí)別設(shè)計(jì)與各學(xué)科交叉的關(guān)鍵文獻(xiàn)、核心術(shù)語與研究方向，形成對局部關(guān)鍵學(xué)科類別的深入解讀。最后，為衡量設(shè)計(jì)研究與各個(gè)學(xué)科類別交叉的程度，研究基于文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞的學(xué)科特征屬性，分別計(jì)算其學(xué)科交叉強(qiáng)度（DA和DK），形成較為合理的學(xué)科交叉測度指標(biāo)（圖5）。

其中，學(xué)科交叉度表征設(shè)計(jì)研究與該學(xué)科類別交叉的程度，學(xué)科交叉度越大表示該學(xué)科類別對設(shè)計(jì)研究的影響越深。基于文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞兩個(gè)維度可以實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉度的定量計(jì)算：假設(shè)設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)集包含n篇文獻(xiàn)，包含m個(gè)關(guān)鍵詞，涉及l(fā)個(gè)學(xué)科類別，則可以將學(xué)科的文獻(xiàn)特征項(xiàng)作為n維的坐標(biāo)系，將學(xué)科表征為n維空間中的向量，基于文獻(xiàn)視角的學(xué)科交叉度DA(Sj)可以表述為：

基于關(guān)鍵詞視角的學(xué)科交叉度DK(Sj)可以表述為：

三、設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究特征多維分析

設(shè)計(jì)研究與其他學(xué)科的知識(shí)交叉和融合的宏觀態(tài)勢，在計(jì)量學(xué)領(lǐng)域可以從文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞兩個(gè)維度加以具體、細(xì)粒度地刻畫。文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞特征矩陣的構(gòu)建奠定了計(jì)量分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，降維、聚類等方法的應(yīng)用可視化呈現(xiàn)了設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究的宏觀特征，學(xué)科交叉度指標(biāo)的分析定量表征了設(shè)計(jì)與其他學(xué)科交叉的廣度和深度。進(jìn)一步的研究，基于構(gòu)建的設(shè)計(jì)研究學(xué)科交叉特征模型，對應(yīng)文獻(xiàn)、關(guān)鍵詞兩個(gè)維度，識(shí)別學(xué)科交叉分布圖展現(xiàn)的宏觀特征。進(jìn)而，利用學(xué)科特征標(biāo)定的數(shù)據(jù)結(jié)果，識(shí)別設(shè)計(jì)與各個(gè)學(xué)科交叉的關(guān)鍵文獻(xiàn)、核心術(shù)語與研究方向，通過定性的文獻(xiàn)分析進(jìn)一步細(xì)粒度詮釋設(shè)計(jì)學(xué)科交叉研究的具體內(nèi)容和關(guān)鍵信息，從而識(shí)別關(guān)鍵的學(xué)科交叉區(qū)域，有助于理清設(shè)計(jì)研究的本體、邊界以及靜態(tài)學(xué)科特征，形成對設(shè)計(jì)研究學(xué)科交叉態(tài)勢由總體到局部的細(xì)粒度解讀。最終，通過構(gòu)建設(shè)計(jì)研究學(xué)科交叉的測度體系，從宏觀上度量設(shè)計(jì)研究的跨學(xué)科程度，了解設(shè)計(jì)研究涉及的主要學(xué)科類別以及其與設(shè)計(jì)的相關(guān)程度，形成對設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究特征指標(biāo)性的定量測繪。

1.文獻(xiàn)維度的設(shè)計(jì)學(xué)交叉特征識(shí)別

科學(xué)文獻(xiàn)是跨學(xué)科理論提出的重要手段，是多領(lǐng)域知識(shí)交流和融合的有效途徑。通過標(biāo)定設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)的學(xué)科特征，可以精準(zhǔn)定位多學(xué)科理論交融的跨學(xué)科區(qū)域，識(shí)別學(xué)科交叉研究產(chǎn)生和發(fā)展的主要路徑。在方法層面，研究通過將36維的文獻(xiàn)學(xué)科特征矩陣投影至二維平面，構(gòu)建學(xué)科特征分布圖（圖2）以展現(xiàn)文獻(xiàn)層面的多學(xué)科交叉態(tài)勢和總體結(jié)構(gòu)分布特征。其中，節(jié)點(diǎn)（設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)）的坐標(biāo)隱含其學(xué)科特征，相近的文獻(xiàn)節(jié)點(diǎn)往往具有類似的學(xué)科特征，文獻(xiàn)間的學(xué)科差異性可以近似通過節(jié)點(diǎn)距離表征。經(jīng)由聚類算法識(shí)別主要的14個(gè)社團(tuán)結(jié)構(gòu)，通過計(jì)算社團(tuán)內(nèi)部文獻(xiàn)的學(xué)科交叉強(qiáng)度，大致判斷出每個(gè)聚類的主要學(xué)科類別（標(biāo)注于圖2），這樣得到了設(shè)計(jì)研究相關(guān)文獻(xiàn)的整體學(xué)科屬性拓?fù)涮卣鳌?/p>

進(jìn)而在定量分析設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)學(xué)科特征分布的基礎(chǔ)上，通過簡化文獻(xiàn)學(xué)科特征矩陣，弱化較低的學(xué)科特征值，保留前10%的學(xué)科特征值，可以初步識(shí)別每篇文獻(xiàn)的主要學(xué)科類別，從而定位設(shè)計(jì)研究相關(guān)學(xué)科類別的關(guān)鍵文獻(xiàn)分布區(qū)域。學(xué)科特征的標(biāo)定為定量地搜索和鑒別設(shè)計(jì)跨學(xué)科研究文獻(xiàn)提供了新的方法和思路，結(jié)合文獻(xiàn)的被引頻次等關(guān)鍵信息，可以較為精準(zhǔn)地識(shí)別每個(gè)設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)科類別的關(guān)鍵文獻(xiàn)（如圖3展現(xiàn)了工程、教育和藝術(shù)三個(gè)主要學(xué)科類別的文獻(xiàn)分布特征），通過對關(guān)鍵文獻(xiàn)內(nèi)容、研究主題及方法的定性分析可以進(jìn)一步發(fā)掘設(shè)計(jì)交叉研究的熱點(diǎn)和趨勢，在知識(shí)元層面探究跨學(xué)科理論融合、知識(shí)融通的具體實(shí)例和客觀規(guī)律，為更深入的理論分析提供數(shù)據(jù)支撐。

就整體而言，設(shè)計(jì)研究橫跨應(yīng)用科學(xué)、自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、藝術(shù)與人文等諸多學(xué)科方向，依次與工程、教育、藝術(shù)、人機(jī)工程、心理學(xué)等36個(gè)學(xué)科類別產(chǎn)生不同程度的交叉。在設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)層面，約55.67%的文獻(xiàn)（3019篇）與“工程，跨學(xué)科”類別高度相關(guān)，且集中分布于文獻(xiàn)學(xué)科交叉分布圖的上半部區(qū)域（圖3左），基本涵蓋設(shè)計(jì)研究的核心和主體，可見，在WOS學(xué)科分類體系下，設(shè)計(jì)被定義為工程大類下的一門交叉學(xué)科。設(shè)計(jì)與“藝術(shù)”類別相關(guān)的文獻(xiàn)分布范圍最廣，由右上至左下廣布于文獻(xiàn)學(xué)科交叉分布圖的大半?yún)^(qū)域（圖3中），藝術(shù)與設(shè)計(jì)存在著廣泛而深刻的內(nèi)在聯(lián)系。約42.23%的文獻(xiàn)（2290篇）與“教育，科學(xué)學(xué)科”類別高度相關(guān)，其中35.68%的文獻(xiàn)（1935篇）與“工程，跨學(xué)科”類別重合；約30.44%的文獻(xiàn)（1651篇）與“教育和教育研究”相關(guān)（圖3右），其中20.5%的文獻(xiàn)（1112篇）與“工程，跨學(xué)科”類別重合，可見設(shè)計(jì)逐漸成為一門科學(xué)化的學(xué)科，逐漸通過系統(tǒng)、可靠的科學(xué)方法增加對設(shè)計(jì)研究和設(shè)計(jì)教育的理解，形成包容工程技術(shù)、藝術(shù)與人文的復(fù)雜學(xué)科體系，其中與工程和技術(shù)相關(guān)的設(shè)計(jì)教育占有重要位置。

圖2 設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)學(xué)科交叉特征分布“水母”圖

圖3 主要學(xué)科類別文獻(xiàn)學(xué)科特征分布

表1 “工程，跨學(xué)科”類別關(guān)鍵文獻(xiàn)

就工程實(shí)踐角度而言，結(jié)合文獻(xiàn)的被引頻次，研究篩選出“工程，跨學(xué)科”類別下的6篇設(shè)計(jì)研究關(guān)鍵文獻(xiàn)進(jìn)一步探討設(shè)計(jì)與工程的學(xué)科交叉研究（文獻(xiàn)分布如圖3左所示，具體文獻(xiàn)內(nèi)容如表1所示）。相關(guān)研究以產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)理論和方法學(xué)及設(shè)計(jì)認(rèn)知為核心，結(jié)合系統(tǒng)論和控制論理論，深入研究設(shè)計(jì)過程的一般規(guī)律、應(yīng)用基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)思維和工作方法。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)與工程的結(jié)合關(guān)注產(chǎn)品的生命周期及其流程。[11][12]在設(shè)計(jì)理論方法層面，工程設(shè)計(jì)和問題求解的計(jì)算研究催生了眾多用于目的論建模的本體論（如功能表示、功能-行為-結(jié)構(gòu)模型、功能-行為-狀態(tài)模型等），[13]其中FBS模型框架是設(shè)計(jì)與工程結(jié)合，以定量描述復(fù)雜工程系統(tǒng)的良好實(shí)例：設(shè)計(jì)對象由功能（描述對象的目的）、行為（描述對象由結(jié)構(gòu)派生的屬性）和結(jié)構(gòu)（描述對象的組成和關(guān)系）三類變量構(gòu)成。情境化的FBS框架，結(jié)合情境性的概念和構(gòu)造性的記憶模型，基于經(jīng)驗(yàn)與環(huán)境的相互作用生成知識(shí)，通過功能、行為和結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)重構(gòu)了設(shè)計(jì)的八個(gè)基本過程，以表征動(dòng)態(tài)世界中的設(shè)計(jì)過程。在設(shè)計(jì)認(rèn)知領(lǐng)域，相關(guān)研究綜合工程、心理學(xué)和管理學(xué)的關(guān)鍵理論，廣泛探討設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)構(gòu)思和概念生成過程、核心的概念工具及設(shè)計(jì)過程的認(rèn)知策略、以及基于概念框架探討用戶對產(chǎn)品設(shè)計(jì)形式的反應(yīng)，重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)師及用戶在審美、語義、符號方面的情感、認(rèn)知和行為反應(yīng)。[14]在設(shè)計(jì)思維領(lǐng)域，綜合工程、哲學(xué)、心理學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵理論，設(shè)計(jì)的基本推理模式和設(shè)計(jì)實(shí)踐的核心框架得以總結(jié)和考量，從而推導(dǎo)出設(shè)計(jì)思維核心及其用于問題解決和創(chuàng)新的方法。[15]

表2 “藝術(shù)”類別關(guān)鍵文獻(xiàn)

設(shè)計(jì)是科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)的交融，藝術(shù)對設(shè)計(jì)研究產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響，研究篩選出“藝術(shù)”類別下的六篇關(guān)鍵文獻(xiàn)，進(jìn)一步的定性分析發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究聚焦于藝術(shù)實(shí)踐與理論的創(chuàng)新、用戶的情感需求，以及新媒體的藝術(shù)形式變革等方面，廣泛涉及設(shè)計(jì)歷史與文化、裝飾藝術(shù)、協(xié)同設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)符號學(xué)等諸多領(lǐng)域。其中基于藝術(shù)理論回顧和反思設(shè)計(jì)的歷史，結(jié)合各歷史時(shí)期的文化潮流和藝術(shù)形式可以具象性地分析當(dāng)時(shí)的工藝產(chǎn)品和設(shè)計(jì)展覽。[16]展示性的設(shè)計(jì)同樣源于藝術(shù)傳統(tǒng)。在展覽中，設(shè)計(jì)成為一種概念化問題，展廳成為揭露、辯論和重新解釋問題的場所，設(shè)計(jì)與當(dāng)代藝術(shù)具有相似的模棱性和爭議性。[17]設(shè)計(jì)與藝術(shù)更廣泛的交融于視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)，其關(guān)注于對復(fù)雜視覺語言的合理創(chuàng)作和編碼，集中圍繞設(shè)計(jì)的非物質(zhì)性、動(dòng)態(tài)性、交互性和生成性等重要特征展開深層次的交叉。早期設(shè)計(jì)色彩研究綜合藝術(shù)、符號學(xué)與認(rèn)知語義學(xué)理論基礎(chǔ)，集中討論結(jié)構(gòu)配色設(shè)計(jì)方法、色彩語法表示、視覺傳達(dá)秩序等。進(jìn)一步的研究關(guān)注符號的象征意義，借鑒符號學(xué)原理解讀人工物的物質(zhì)文化意義。新媒體的發(fā)展在互動(dòng)體驗(yàn)增強(qiáng)、多感官信息傳遞和民族特色文化上拓展著藝術(shù)與設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式。藝術(shù)和設(shè)計(jì)都關(guān)注于情感的表達(dá)和傳遞。情感設(shè)計(jì)認(rèn)為，設(shè)計(jì)的意圖是喚起或阻止一種特定的情緒，產(chǎn)品傳遞了設(shè)計(jì)師的潛在情感，又引發(fā)用戶新的情感體驗(yàn)。[18]

表3 “教育和教育研究”類別關(guān)鍵文獻(xiàn)

“設(shè)計(jì)”應(yīng)當(dāng)作為并列于“科學(xué)”和“藝術(shù)”的第三種人類文化知識(shí)，是除科學(xué)和人文外的第三個(gè)教育領(lǐng)域。[19]“設(shè)計(jì)作為一門學(xué)科”[20]應(yīng)當(dāng)在關(guān)注設(shè)計(jì)師式認(rèn)知的基礎(chǔ)上，逐漸完善設(shè)計(jì)學(xué)科底層的理論基礎(chǔ)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，結(jié)合其他學(xué)科的教育理論和經(jīng)驗(yàn)，形成覆蓋全年齡段、相對完善的通識(shí)性教育體系。設(shè)計(jì)與教育的交叉一方面涉及設(shè)計(jì)研究本身方法和理論基礎(chǔ)的研究（多為“教育，科學(xué)學(xué)科”類別），特別是在設(shè)計(jì)認(rèn)知、創(chuàng)意生成、包容性設(shè)計(jì)、仿生設(shè)計(jì)上的眾多內(nèi)容；另一方面涉及人才培養(yǎng)模式、教育層次、課程設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)過程、教育評價(jià)等具體教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容（多為“教育和教育研究”類別），它們共同形成設(shè)計(jì)與教育相結(jié)合，面向眾多設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域人才培養(yǎng)、科學(xué)技術(shù)和藝術(shù)相交融的復(fù)雜教育體系。其中，設(shè)計(jì)與“教育和教育研究”相關(guān)的研究包含表3所示的六篇關(guān)鍵文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)教學(xué)方法普遍繼承了藝術(shù)教育及建筑設(shè)計(jì)教育的工作室模式傳統(tǒng)，項(xiàng)目制和設(shè)計(jì)批評成為設(shè)計(jì)教育的基本工具和主要形式。[21]隨著設(shè)計(jì)教育研究與藝術(shù)教育、技術(shù)及工程教育、創(chuàng)意心理學(xué)理論的廣泛融合，反思實(shí)踐理論的發(fā)展倡導(dǎo)在設(shè)計(jì)教育過程中通過不斷修正問題情境，促使學(xué)生穿梭于問題空間與解決方案空間中，動(dòng)態(tài)探索解決問題的方案；新工科的興起，設(shè)計(jì)和工程領(lǐng)域打破學(xué)科掣肘，綜合工程哲學(xué)理念和設(shè)計(jì)思維，集中于利用人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)建構(gòu)適合個(gè)體教育發(fā)展的知識(shí)體系，提升跨學(xué)科設(shè)計(jì)教育質(zhì)量；STEAM教學(xué)理念的引入，通過系統(tǒng)地整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的知識(shí)、概念和技能，有效促進(jìn)設(shè)計(jì)教育中跨學(xué)科知識(shí)體系的構(gòu)建。[22]類比、隱喻、組合和發(fā)散思維，逐漸成為技術(shù)設(shè)計(jì)教育的基礎(chǔ)理念。設(shè)計(jì)教育逐漸成為通識(shí)性的教育，設(shè)計(jì)思維在傳統(tǒng)中小學(xué)課程體系的有效整合，極大激發(fā)兒童的創(chuàng)新思維能力。[23][24]

2.關(guān)鍵詞維度的設(shè)計(jì)學(xué)交叉特征識(shí)別

設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)是相對獨(dú)立、具有完整知識(shí)結(jié)構(gòu)的學(xué)術(shù)成果，因其知識(shí)來源、研究主題和理論架構(gòu)表現(xiàn)出不同的學(xué)科特征。設(shè)計(jì)交叉研究較長時(shí)域內(nèi)的學(xué)術(shù)成果積累逐漸形成其獨(dú)有的術(shù)語體系和關(guān)鍵詞集合，對關(guān)鍵詞學(xué)科特征的分析有助于從更細(xì)粒度解讀設(shè)計(jì)研究學(xué)科交叉態(tài)勢，更直觀地揭示研究成果的總體內(nèi)容特征、知識(shí)關(guān)聯(lián)以及學(xué)術(shù)研究的發(fā)展脈絡(luò)與方向。

研究自所選期刊文獻(xiàn)中搜集了3312個(gè)關(guān)鍵詞，將其36維學(xué)科特征矩陣投影至二維平面，得到設(shè)計(jì)研究關(guān)鍵詞學(xué)科特征分布圖（圖4）。圖中，節(jié)點(diǎn)（關(guān)鍵詞）間的遠(yuǎn)近關(guān)系近似表示其學(xué)科特征的差異度，節(jié)點(diǎn)的大小表示其出現(xiàn)頻次，通過聚類算法識(shí)別出14個(gè)社團(tuán)結(jié)構(gòu)（以節(jié)點(diǎn)的顏色表示其所屬聚類），分別計(jì)算每個(gè)聚類的學(xué)科交叉強(qiáng)度確定其主要學(xué)科類別。設(shè)計(jì)研究在關(guān)鍵詞層面的學(xué)科交叉一般表現(xiàn)為：一是單個(gè)高頻的關(guān)鍵詞的學(xué)科特征多樣；二是關(guān)鍵詞對間的學(xué)科特征差異度大、共現(xiàn)次數(shù)較高（潛在關(guān)聯(lián)性大）。根據(jù)該原則，通過相應(yīng)的搜尋算法界定出學(xué)科交叉的主要關(guān)鍵詞集合，關(guān)鍵詞對間的關(guān)聯(lián)通過連線表示。進(jìn)而依據(jù)設(shè)計(jì)研究關(guān)鍵詞的學(xué)科特征矩陣，可以識(shí)別出設(shè)計(jì)與具體某個(gè)學(xué)科交叉的關(guān)鍵詞集合，其一定程度上反映設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究的主要內(nèi)容、知識(shí)結(jié)構(gòu)以及跨學(xué)科的知識(shí)流動(dòng)過程。圖4下半部展現(xiàn)了設(shè)計(jì)與“應(yīng)用心理學(xué)”“計(jì)算機(jī)科學(xué)，控制論”和“管理學(xué)”三個(gè)學(xué)科類別交叉的關(guān)鍵詞集合及其分布特征，進(jìn)一步研究將結(jié)合具體相關(guān)文獻(xiàn)探討具體交叉研究的內(nèi)容和知識(shí)節(jié)點(diǎn)（如表4所示）。

其中“應(yīng)用心理學(xué)”（Psychology, Applied）、“心理學(xué)”（Psychology）均與設(shè)計(jì)研究產(chǎn)生不同程度的交叉，其中以“應(yīng)用心理學(xué)”為主，主要包含壓力（Stress）、腦電（Electromyography）、風(fēng)險(xiǎn)因素（Risk-Factors）、口語分析（protocol analysis）認(rèn)知緊迫性（Perceived Urgency）等關(guān)鍵詞。設(shè)計(jì)與心理學(xué)的交叉主要體現(xiàn)于借鑒心理學(xué)領(lǐng)域的成熟工具和方法（EEG腦電、眼動(dòng)儀、肌電信號等），深入探討設(shè)計(jì)師和用戶的認(rèn)知過程、心理狀態(tài)和信息感知系統(tǒng)，促進(jìn)了設(shè)計(jì)認(rèn)知、人機(jī)工程、用戶體驗(yàn)、人機(jī)交互相關(guān)研究的深入開展。例如，ACT-R理論（一種高級認(rèn)知過程建模系統(tǒng)）被用于探討視覺界面交互的信息編碼和視覺感知。[25]439-462基于對工程設(shè)計(jì)過程和認(rèn)知心理學(xué)中創(chuàng)造性過程的整合，創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程概念得以提出。[26]口語分析等心理學(xué)方法被廣泛用于探討類比思維和心理模擬在設(shè)計(jì)中的本質(zhì)和作用、設(shè)計(jì)過程的創(chuàng)意生成、[27]創(chuàng)新設(shè)計(jì)問題-解決方案協(xié)同進(jìn)化過程[28]等。結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)和設(shè)計(jì)思維對“素描”的深入研究，探討了外部視覺刺激對設(shè)計(jì)問題求解的作用。[29]

表4 設(shè)計(jì)與“心理學(xué)”“計(jì)算機(jī)科學(xué)”及“管理學(xué)”交叉文獻(xiàn)及關(guān)鍵詞

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，對設(shè)計(jì)影響最深的是“計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論”（Computer Science, Cybernetics），其他學(xué)科分類基本包含于控制論中，關(guān)鍵詞主要包括：可視化（Visualization）、可用性評估（Usability Evaluation）、用戶界面設(shè)計(jì)（User Interface Design）、計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作（Computer-Supported Cooperative Work）、人機(jī)交互（HCI）、計(jì)算機(jī)視覺（Computer Vision）等。設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)與技術(shù)的融合，主要體現(xiàn)于可視化技術(shù)、人機(jī)交互、界面設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相關(guān)研究包括設(shè)計(jì)知識(shí)的系統(tǒng)性建模、專家系統(tǒng)和智能CAD工具的開發(fā)等，利用啟發(fā)式和深度優(yōu)先算法，基于知識(shí)的專家系統(tǒng)被用于固定產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)；[30]基于進(jìn)化算法和案例推理的進(jìn)化設(shè)計(jì)模型被用于改進(jìn)傳統(tǒng)的案例設(shè)計(jì)方法。[31]可視化和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)方面，基于案例的布局學(xué)習(xí)系統(tǒng)通過概括、抽象和泛化產(chǎn)生新的知識(shí)以解決新的空間布局設(shè)計(jì)問題。[32]在人機(jī)交互技術(shù)方面，適應(yīng)不同重用情況的軟件組件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用基于組件、支持?jǐn)U展的軟件架構(gòu)進(jìn)行有效的用戶界面設(shè)計(jì)；[33]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被用于開發(fā)分布式環(huán)境下的實(shí)體建模和協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)。[34]

圖5 設(shè)計(jì)學(xué)科交叉強(qiáng)度指數(shù)分布圖

“管理”（Management）領(lǐng)域的核心理念包含“產(chǎn)品開發(fā)”（Product Development）、“用戶參與”（User Participation）、“模塊度”（Modularity）、“績效評估”（Performance Evaluation）等關(guān)鍵詞。設(shè)計(jì)與管理的結(jié)合體現(xiàn)于采用系統(tǒng)的方法解決、評估設(shè)計(jì)問題，形成開放的解決方案：[5]一方面關(guān)注對設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)、公司具體設(shè)計(jì)中的決策、績效評估、設(shè)計(jì)策略等多方面的過程管理，及背后的知識(shí)管理和專家系統(tǒng)生成。例如，基于博弈論的多目標(biāo)決策方法被用于工程設(shè)計(jì)中的多學(xué)科協(xié)同決策；[35]基于設(shè)計(jì)知識(shí)管理不確定性特征的技術(shù)框架被開發(fā)以更好地識(shí)別和判斷產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)流程中固有的錯(cuò)誤；[36]基于認(rèn)知啟發(fā)模擬退火算法的團(tuán)隊(duì)建模框架被用以模擬人類設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)及評估設(shè)計(jì)方法。[37]另一方面在于對產(chǎn)品的全生命周期流程的管理和評估，及對產(chǎn)品、企業(yè)與市場間復(fù)雜動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的分析。相關(guān)研究尤其關(guān)注于新產(chǎn)品的開發(fā)（NPD），深入探討了產(chǎn)品開發(fā)過程中早期原型設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)組織開發(fā)及新產(chǎn)品發(fā)布等過程中的關(guān)鍵問題，[38]分析新產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品性能、發(fā)布決策、市場需求間的相互作用，并評估其對企業(yè)經(jīng)營的總體影響。[39]此外，全球化背景下品牌進(jìn)入市場的影響因素、[40]以過程成熟度為原則的設(shè)計(jì)審核策略和工具、[25]439-462設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新、包容性設(shè)計(jì)等也得到充分討論。

3.設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究強(qiáng)度指數(shù)

圖6 設(shè)計(jì)研究學(xué)科交叉強(qiáng)度時(shí)間演化

跨學(xué)科研究的興起打破了學(xué)科的邊界，促進(jìn)了廣泛的跨學(xué)科知識(shí)流通和理論融合，單一期刊維度的學(xué)科分類愈加難以準(zhǔn)確呈現(xiàn)多學(xué)科的態(tài)勢。因此，本研究結(jié)合設(shè)計(jì)的跨學(xué)科特征，基于文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞維度，探索了新的學(xué)科交叉特征表示方法，構(gòu)建相應(yīng)的特征指數(shù)定量評估設(shè)計(jì)研究的學(xué)科交叉強(qiáng)度。具體而言，基于公式1和公式3的數(shù)學(xué)原理，從文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞兩個(gè)維度定量計(jì)算了36個(gè)學(xué)科類別與設(shè)計(jì)研究的交叉強(qiáng)度（和），以此顯性分析設(shè)計(jì)多學(xué)科交叉的基本態(tài)勢。結(jié)果顯示，文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞維度交叉強(qiáng)度近似相同（圖5），設(shè)計(jì)研究交叉的態(tài)勢基本呈階梯狀分布：學(xué)科交叉強(qiáng)度超過0.5的包含“工程，跨學(xué)科”“教育，科學(xué)學(xué)科”“藝術(shù)”等5個(gè)學(xué)科類別，在WOS分類體系下，設(shè)計(jì)被界定為工程大類下的交叉學(xué)科，其核心理論、方法和思想來源于工程技術(shù)與藝術(shù)人文的融合，逐漸形成愈加完善的學(xué)科體系和教育框架。學(xué)科交叉強(qiáng)度在0.01到0.05之間的包含“人機(jī)工程”“管理”“心理學(xué)”等22個(gè)學(xué)科門類，這些學(xué)科類別與設(shè)計(jì)產(chǎn)生不同程度的交叉，共同促進(jìn)了設(shè)計(jì)研究理論體系的完善。其中，部分學(xué)科類別成為設(shè)計(jì)研究中相對獨(dú)立的研究領(lǐng)域，例如，“人機(jī)工程”類別在文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞特征分布上具有相對獨(dú)立的位置，形成相對固定的術(shù)語體系和研究框架。部分學(xué)科類別為更深入、完善的設(shè)計(jì)研究體系提供方法和理論的支撐，例如“計(jì)算機(jī)科學(xué)”為智能設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)等提供技術(shù)和方法支撐；“心理學(xué)”相關(guān)理論方法成為設(shè)計(jì)認(rèn)知、設(shè)計(jì)思維、用戶研究領(lǐng)域的理論基石；“管理”領(lǐng)域成為設(shè)計(jì)決策、評估及知識(shí)管理等的理論來源。學(xué)科交叉強(qiáng)度低于0.01的共有9個(gè)學(xué)科門類，這部分學(xué)科與設(shè)計(jì)研究交叉程度較低，一般表現(xiàn)為特定領(lǐng)域中方法、理論和思想的借鑒，可能成為設(shè)計(jì)交叉研究的新興發(fā)展點(diǎn)。

學(xué)科交叉強(qiáng)度指數(shù)提供了定量評估設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究整體態(tài)勢及關(guān)鍵學(xué)者跨學(xué)科性的有效方法和思路，借此可以清楚地呈現(xiàn)設(shè)計(jì)研究橫跨科學(xué)、社會(huì)和人文諸多領(lǐng)域，多學(xué)科交叉融合的總體發(fā)展趨勢。研究借助文獻(xiàn)維度的學(xué)科交叉強(qiáng)度，評估了2001-2006年、2007-2012年及2013-2018年三個(gè)時(shí)間段設(shè)計(jì)交叉研究的具體情況（圖6展現(xiàn)學(xué)科強(qiáng)度排名前20的學(xué)科類別在三個(gè)時(shí)間段內(nèi)與設(shè)計(jì)研究交叉強(qiáng)度系數(shù)的變化）。可見，設(shè)計(jì)與教育、藝術(shù)、文化研究和社會(huì)學(xué)的交叉性逐漸增強(qiáng)。作為一個(gè)年輕的學(xué)科，設(shè)計(jì)研究更多關(guān)注于學(xué)科理論框架和教育體系的完善，設(shè)計(jì)與藝術(shù)、社會(huì)的交融反映設(shè)計(jì)研究逐漸由產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)和具體設(shè)計(jì)過程，轉(zhuǎn)而關(guān)注設(shè)計(jì)文化、社會(huì)創(chuàng)新以及設(shè)計(jì)的人類學(xué)意義。設(shè)計(jì)研究與人機(jī)工程交叉逐漸減弱，導(dǎo)致其與心理學(xué)領(lǐng)域的交叉也相應(yīng)減弱，與其他學(xué)科領(lǐng)域的交叉基本保持穩(wěn)定。

四、結(jié)論

跨學(xué)科的設(shè)計(jì)研究范式需要細(xì)粒度地解構(gòu)設(shè)計(jì)多學(xué)科交叉的態(tài)勢，在精準(zhǔn)定位學(xué)科本體的基礎(chǔ)上理清學(xué)科交叉區(qū)域的理論架構(gòu)和知識(shí)流動(dòng)，從而更好地指導(dǎo)橫跨科學(xué)、人文與藝術(shù)，融通“科學(xué)主義”與“人文主義”的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)研究。本研究實(shí)現(xiàn)了對設(shè)計(jì)研究文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞學(xué)科特征的定量標(biāo)定，呈現(xiàn)了設(shè)計(jì)多學(xué)科交叉的宏觀分布和指標(biāo)性特征，并在此基礎(chǔ)上定位交叉區(qū)域的關(guān)鍵文獻(xiàn)和主題詞，初步分析了設(shè)計(jì)與主要學(xué)科類別交叉的理論基礎(chǔ)和研究態(tài)勢，形成對設(shè)計(jì)學(xué)交叉研究特征的總體性評估。研究的開展從文獻(xiàn)計(jì)量的視角豐富和發(fā)展了設(shè)計(jì)研究的邏輯體系，提供了一種有別于傳統(tǒng)期刊視角的學(xué)科屬性表征方法，為進(jìn)一步深入探討學(xué)科交叉知識(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)核、理清知識(shí)流動(dòng)脈絡(luò)、探究理論發(fā)展流變奠定了數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。后續(xù)研究將繼續(xù)開展國家自然科學(xué)基金和國家哲學(xué)社科基金資助設(shè)計(jì)研究的對比分析，研究設(shè)計(jì)跨學(xué)科研究的新動(dòng)向和新范式，為廣大學(xué)者基金申請及科學(xué)基金管理提供更為全面的參考，為建立具有中國特色的設(shè)計(jì)學(xué)研究理論體系開展積極有益的探索。