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机械敏锐的新手产品设计师:一种教学方法
悉德步伐
摘要在计算机科学领域工作的设计师所需要的几种智力
消费产品的机械设计已被归类为一个整体
被称为“机械敏锐”的智力。机械敏锐被描述为一种关键的能力，使新手产品设计师能够从事的过程中产生的问题的解决方案
为机械性能设计消费品。结构化的教学方法
机械触觉已经被赋予，可以在一个背景下使用，在那里很少可以假定以前的学生学习。并以学生的实际工作为例说明了该方法的可行性
个人使用这种方法来发展机械敏锐，并将其用于新产品创意的创造。
关键词设计;机械智慧;从实践经验中学习
介绍
英国设计咨询公司
设计咨询公司和内部设计团队每年为英国经济提供价值超过100亿英镑的服务。目前，设计咨询公司雇佣了近7万名设计师，约占英国所有设计师的一半。对于设计教育部门来说，大约60%的咨询公司雇佣的人数少于实际人数。这些小型咨询公司必须在预算紧张的情况下向制造商提供广泛的服务，以维持其作为企业的生存。这些企业负担不起雇用内部设计团队的大公司所特有的专业技能和昂贵的培训计划。相反，40%的新职位直接来自大学。毕业生设计师是由雇主任命到他们的第一个职位，雇主要求应届毕业生对公司的产品设计和开发业务做出即时的贡献。雇主希望新毕业的设计师拥有广泛的技能基础，使他们能够跨越工业设计师和工程设计师之间的传统鸿沟。
中小型企业也是如此，小型设计团队越来越需要解决持续产品开发的各个方面，以便在21世纪的全球经济中生存。远东地区的发展中经济体不再满足于提供廉价劳动力，它们正大举投资于教育和创新能力，其结果是，英国设计行业的高技能工作正面临[3]的威胁。
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设计课程
为了满足这些企业的需求，一些英国大学推出了工程产品设计课程，旨在培养具有与艺术和设计学院毕业生完全兼容的审美能力和实用造型技能的毕业生。从1990年的不到10个这样的课程，目前有超过200个[4]。同样，一些艺术和设计学校扩大了他们的传统工业设计课程，把工业设计原理、工程设计和制造技术的教学同等重要。近年来，这两种课程的招生都很活跃，在一些大学，传统工程学课程的招生一直保持不变，甚至出现了[5]的下降。
消费品工业
这些课程的成功毕业生通常在消费品行业找到工作。尽管人们普遍认为，英国制造业在21世纪继续扩张，尽管其在英国经济中的份额有所下降。目前，约有8万家中小企业在海外销售产品，其中一些企业在国际消费品市场上取得了成功。
广泛的设计师在这些行业中发挥着至关重要的作用，他们的技能是设计产品，以满足竞争，通过卓越的技术，美学和人体工程学设计。在消费者品味迅速变化的市场中，竞争不再仅仅是由降低产品价格的需求驱动的。在二十一世纪的消费品市场上，设计提供了一种远东低成本生产商无法轻易复制或绕过的知识资产。典型的例子是家居用品市场，消费者的品味由博杜姆(Bodum)、阿莱西(Alessi)、Sabatier和Le Crueset等品牌主导。这些品牌代表了时尚和高档的厨房用品，在包括八国集团(G8)在内的市场中脱颖而出的高度差异化的产品。在这些市场中，约有9亿消费者已经习惯了选择[6]产品。
对设计教育的启示
设计课程需要满足这样一个挑战，即为新设计师提供最广义的产品设计技能，课程组织者必须认识到工业设计和工程设计的区别和共性。这两种传统有根本的不同。工业设计师主要对产品所传达的价值感兴趣，通常是心理价值、美学价值和社会学价值。工程设计人员最关心的是[7]产品的技术性能、结构完整性和可制造性。
这两种类型的设计师都需要有关设计的知识和可以用于设计的知识。工业设计强调人的方面，而工程设计则忽视人的情感和信念，而注重对技术性能进行评估和量化的知识。虽然解决问题的定理、规则和程序在每种情况下可能不同，但这两种类型的设计人员都需要技巧和方法。方法
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在产品设计中，需要为创造性的应用提供一个结构来生成问题的解决方案，并且需要跨越从一个极端的实体建模到另一个[8]的数学、语言/文本、符号和视觉空间的manipuo -spatial谱的技能。图1显示了这些技能是如何相互依赖的，新手设计师必须将这些技能结合起来，形成一个实践和认知建模技能的经验基础[9]。
生成和链接心理模型、虚拟模型和物理模型的能力是产品设计的许多不同方面的一个特征。教育工作者面临的问题是，认识到构成广泛产品设计活动特征的知识能力的各个组成部分，并将这些组成部分集成到结构化教学方法中。
工作范围
这里报告的工作重点是在消费品设计领域中属于机械设计视角的知识能力的组成部分。从这个角度来看，这些智能能力中的一些被归为一类，并被称为“机械敏锐”的整体智能能力。这种能力被描述为一个关键的组成部分，它使新手产品设计师能够参与到为机械性能的消费品设计问题生成解决方案的过程中。结构化的教学方法
图1作为思想产生资源的经验基础的组成部分。
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介绍了机械敏锐，可以在一个背景下使用，很少以前的学生学习可以假定。提供了一些学生工作的例子，以证明个人的能力，使用该方法来发展机械敏锐，并使用它创造新的产品想法。
经验的基础
体验与产品创新
商业企业的产品创新过程可以从多种来源开始。图2显示了新产品的想法如何驱动流程
图2消费品设计公司创新链。
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可以来自技术功能、工业设计或制造技术，也可以来自这三种主要来源之间的相互作用。
商业企业依靠组织不同部门内个人的集体经验来产生新想法。这种经验以技能和知识的形式存在，可能需要多年的积累。这些技能和知识构成了一个经验基础，在此基础上，企业可以借鉴新的产品理念[10]。在这个领域里，对于那些关心教与学的人来说，问题是要给学生提供一个他们可以用同样的方式利用的经验基础。为了让学生成功地完成设计任务，这个经验基础必须包括对产品功能本质的充分了解和对产品组件设计的欣赏。
新手设计师的体验基地
在很大程度上，学生们刚进入大学时，并没有掌握产品功能方面的实用知识，而这些知识正是设计师们用来建立新创意的基础。提供这种实用知识的方法是需要的，而最简单的方法就是使用现有的产品来激发所有设计师天生的好奇心。通过让学生进行适当的产品分析练习，可以在每个人身上建立实践经验的基础。这一实践经验帮助学生建立概念、规则和系统方法的心智模型，以支持[13]的创作过程。
这些模型以多种形式被使用，同时也为设计师提供了一种方法，通过这种方法，从过去的设计中获得的知识和经验可以被存储在大脑中，并作为创建新设计的智力资源。形成和操纵心理模型的能力是经验的一种功能，是个别设计师所特有的。有经验的设计师能够调用过去经验的广泛基础，这是经验的基础，塑造设计师面对新的设计问题的最初反应。这些最初的反应往往是自发的、直观的，只不过是常识的作用，但正是这种形式的常识使有经验的设计师能够做出可靠的判断[14]。
机械智慧
新手的常识
产品设计领域必须跨越工业设计和工程设计之间的传统边界，以及与这些传统相关的知识能力的各个组成部分。常识作为一种智力能力的性质在每个传统中都明显不同。为了确定其中的一些差异，一般地检查常识的概念是有帮助的。Marvin Minsky[15]给出了一个有用的解释:“常识不是一件简单的事情。相反，这是一个巨大的社会，充满了来之不易的实践理念——生活中习得的规则和例外、性格和倾向、平衡和制衡。”
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这种常识的一般定义为理解设计者感兴趣的常识的特定概念提供了一个有用的起点。在产品设计的背景下，来之不易的实用“想法”和“规则”，以及形成和操纵这些“想法”和“规则”的心理模型的能力，为设计师的体验基础提供了基础。
教学常识
在认识到经验是常识的基础，而常识不是一件简单的事情时，我们也认识到，教授常识不可能是一件简单的事情。任何常识概念的教学所涉及的教学问题都是复杂的，认知科学对设计教育者理解所涉及的心理过程几乎没有帮助。然而，很明显，如果新手设计师想要擅长使用常识，那么他们就需要有经验来形成和操纵基于常识的心智模型。
为学生提供一种培养常识的方法，这给设计教师提出了两个问题:首先，教师需要为新设计师提供足够的机会，让他们在形成心理模型的过程中积累经验;其次，教师需要提供机会，在创造新思想的过程中，聪明地利用这些经验来操作这些模型。
这些目标可以通过使用一种方法来实现，该方法将产品分析中的练习与生成新产品思想的练习结合起来。适当的练习可以集中在产品设计的更广泛的背景下的特定的、有良好边界的设计活动上下文中。这里报告的工作主要是设计以简单的机械功能为主要要求的消费品。简单机械产品的设计是为了满足功能标准，但也必须是可取的和有趣的，以吸引消费者的[16]。功能需求必须与满足样式、人体工程学和低成本制造标准的需求相集成。典型的消费产品可以在家庭厨房、花园和车库中找到，设计的目的是使家庭任务更容易。
作为常识的机械敏锐
报告的方法为学生设定了为机械功能产品产生设计思想的任务，在此过程中，要求学生应用特定的智力和实践技能。综上所述，这些技能可以被视为一种形式的敏锐，一种思维的敏锐性，应用于响应设计任务。在机械功能设计的背景下，需要一种特殊形式的敏锐，这可以被确定为机械敏锐。在这种情况下，机械敏锐构成了一个常识的概念，使设计师能够处理机械设计中的想法。关于设计简单的产品，机械敏锐可以被定义为:“能够很好地判断设计中固有的机械原理的相关性和价值。
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以及在新产品设计中运用这些原则的能力。
设计一种方法，教学生如何形成和使用支撑这一常识的心智模型，这比设计一种方法，教学生在广泛的产品设计中使用常识的一般形式，更容易管理。在选定的案例中，学习所处的环境可以被充分限定，而作为机械敏锐基础的实用“思想”和“规则”的相关心智模型可以很容易地识别出来，并得到适当的描述。
结构化方法论的教学意义
在技术产品性能很重要的地方，学生设计师需要发展学习风格的机会，使他们能够操作基于工程和美学的概念。图3给出了一种适当的结构化方法，用于在产品技术性能设计的集成方法中识别此类机会。图3显示了如何将产品设计过程视为从问题诊断到问题解决的逻辑过程。它确定了学习过程中的各个元素，从而可以得出学习的含义。单个元素可以关注基于数学的概念或基于艺术的概念，基础广泛的产品设计师需要开发适合于[17]这两个领域的学习风格。
创新即解决问题
图3还为解决技术产品创新问题的思想生成提供了一个结构。该结构由四个平行的设计活动链组成，具有不同的层次，表明创意可以来自任何一个单独的领域。设计活动的各个领域被显示为包含为机械功能消费产品产生新想法的必要范围的元素。该结构展示了如何从四个不同的角度产生新想法——机械、造型、人体工程学和制造。从理论上讲，可以生成任意数量的特征排列，这意味着可以生成任意数量的设计思想来满足单个设计概念。然而，可以产生的想法的数量取决于这四个领域中每个领域的知识库的程度。广泛的知识基础的发展反过来又取决于学生应用各个领域的学习风格特征的能力。
产品分析的结构
图4所示的产品是从消费礼品市场中选取的例子，展示了该结构如何在四个不同的视角中进行产品分析练习。在给定的情况下，结构
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图3跨四个不同视角集成设计活动的结构。
已反过来用于进行产品分析工作，以阐明确定产品特性的设计决策。新产品在市场上作为拔塞机很少纳入新的机械概念;大多数都是基于过去几个世纪设计的机械原理。所展示的四款产品都是由威尔于1884年获得专利的设计理念演变而来，但与[18]几乎没有什么超级逼真的相似之处。
从产品分析中学习
这些产品的成功直接归因于现代生产方法的可用性，而不是机械设计方面的新发明。名单-
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图4采用该结构进行产品分析。
四种方法都是通用的。每个产品都使用压铸件来获得详细的有机形状、用于机械功能和强度的钢带部件，以及用于吸引力的电镀抛光。每个产品的主要组件执行相同的功能，但形状不同。产品的变化是通过改变造型特征实现的。制造效率的实现是通过确保每个组件都对技术性能和产品的美观做出贡献。
给出的结构可以用来分析其他消费者感兴趣的产品。来自其他用户环境的设计可以成为分析的主题，结构可以用来强调设计的任何特定方面。例如，可以通过研究制造其他简单产品的方法来建立制造原理的经验基础。图4显示了一系列使用冲压工具、铆钉、压铸件和防腐涂料的产品。该产品
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资料编号：[1902]
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