以信息加工模式为核心的产品设计认知研究

韩少华

武汉理工大学，武汉 430070

一、产品设计的认知需求

当今社会经济形势下，柔性生产(Flexible production)已经在一定范围内取代了传统的批量生产(Mass production)。产品设计也逐渐将技术从主体转为客体，批量设计也逐渐被个性化设计所取代。消费者行为“在很大程度上决定了消费者如何看待和加工这些信息”[1]。由于用户群体的市场细分的加速，产品的独特性和多样性成为其设计成功与否的要点。在这样的产业背景下，产品设计成为企业产品链开发与延续的关键点。因此其特性如下：

1.独特性

独特性是产品设计的主线和生命线，产品独特性的实现离不开设计阶段对创新的要求和追求，也就是设计师对于“中国创造”具体的理解和实现。而在通向“独特性”的道路上，对产品理念的理解和设计原点的认知至关重要。

2.多样性

多样性的具体要求是设计思维方式的多样性和解决方案，亦即设计提案的丰富与多维。为了重点对设计过程进行研究，设计过程的认知应该在关注设计思维的过程中对各种想法的寻找和收罗。置言之，对设计思维闪光点和价值链的萃取至关重要。

3.未知性

未知性可以理解为产品设计的目标信息是未知的，或者说是模糊的。具体表现为在设计活动的大部分过程中，产品的最终形象是不精确、不确定、不完全、不定量，甚至是不定性的。

全盘分析现今设计的发展和流向，产品设计已经慢慢从“产量”（如工艺的实现与否，即生产的可能性）转向“质量”（如功能的完备与否，即使用的可能性），最后到“能量”（产品对使用者的影响力，也就是交互的成功率），因此认知分析已经成为产品设计活动中不得不认真考虑的现实需求。

二、信息加工的基本概念

由于认知心理的对象是隐形的不易观察的心智，对认知思维本质的思考虽然起源很早（如17世纪法国笛卡尔的“我思故我在”，中国春秋时期孔子的“唯上智与下愚不移”等），但研究的爆发却是20世纪50年代中期兴起的认知心理学的信息加工理论。信息加工理论使得现代信息技术有机会介入心理学相关的研究，将人类认知活动的阶段、过程用编写流程图的形式进行了清晰的表述。在《认知心理学和信息加工》一书中，学者拉赫曼也不无自豪的认为：“我们的(认知)革命现在已经完成,并呈现出一种常规科学的气氛”。这就导致了心理学中把信息加工理论的兴起称为继行为主义之后的又一次革命。

认知信息加工理论从20世纪50年代兴起至今经历了两个阶段，即20世纪50年代至80年代是符号加工理论阶段，20世纪80年代中期以后是联结主义理论阶段。符号加工理论的要点是把人类认知与信息的计算机加工作类比。认为人就是一个信息加工系统，通过对信息的表征和加工来实现认知功能。部分完成相应的功能，整体则系统的表现出智能行为。联结主义理论则以神经科学的发展为基础，将认知心理和人脑相类比，而对并行加工机制（同时平行处理所有的运算、操作所有的加工单元，具有很快的加工速度）更为看重。但网络的整体作业的运用也使其具有一定的容错性。

在信息加工理论范畴中，人可以被认定为一个独立运作的信息加工系统，强调认知本身就是信息加工。认知对输入的信息进行一系列的操作，这一系列操作可以分成多个阶段，每一个阶段都可以被看做是一个单元，输入的信息在各个单元都会受到某些操作，并产生反应。不断输入的信息与产生的反应组成了一个庞大的信息加工系统，这个系统内的各个部分相互联系，相互作用[2]。信息加工理论认为一个人进行认知，首先是信息对感觉器官进行刺激，再从大脑恢复认知者以往储存在记忆中的已知信息，最后通过感觉器官、大脑、肌肉的共同作用，使得认知者的行为产生改变，从而形成完整的信息加工过程（见图1）。

图1 信息加工理论的经典过程示意图

三、产品设计的认知模型——信息加工模式

通过切入产品设计的思维信息过程，重点研究认知过程的再现和引导，在信息加工模型及认知科学和心理学的核心概念（如长时记忆、短时记忆、自上而下、自下而上）的研究基础上，将这些概念与产品设计相结合，初步构建了认知心理学上的产品设计过程解析模式，最终建立了作为产品设计的认知模型——信息加工模式。

将信息加工理论应用于产品设计研究，首先将设计师个体的认知心理作为研究对象，重点从设计师处理信息的流程上来梳理设计师进行信息加工转换时的认知心理过程。因此“信息加工模式”侧重于对设计师思维的还原和再现（见图2）。

图2 产品设计的信息加工模式

由此可见，产品设计的认知过程就是对外部和内部接受的刺激信息的加工过程。对设计信息的解释与理解过程是产品信息认知的主要内容。通过信息加工模式来研究还原“获得外部信息、表征化所得信息并存储、指导后续的注意和行为”是产品设计这样一个复杂的心理活动的具体过程是合情合理的。

四、信息加工模式认知的主要阶段

信息加工模式实质上是一个系列加工流程，其对于相关信息的处理是一定程序依阶段进行的。产品设计的行为过程中的思维及其原因都可以尝试用信息加工模式给予认知和解读。有基于此，信息加工模式可简化为以下3个主要阶段：

1.感觉

感觉系统是信息输入的通道。信息输入是借助人的感觉信息系统来完成的。相对于产品设计，“输入”可以理解为设计师接受关于设计物的各种相关信息。而“输入”中的相关信息首先刺激人脑，并引起“注意”。先是单个形象，其次是一系列具有一定特点的编码，包括环境刺激转换为“注意”，进而被人知觉到这一过程。人的所有感官（诸如眼、耳、舌、皮肤等）接受环境刺激与接触信息，把它们转换为信息并且以生物电能的形式供人脑进行相关的加工，直至过程的最后，而设计师对此做出认知与分析。

2.过滤

过滤的实质就是指建立在知觉基础上的模式识别选择，并将感知到的信息用复述的方式保留在记忆中。模式识别作为感觉记忆后的信息加工过程，是把通过感觉进入人脑的信息和预先存储在长时记忆中的相关信息作匹配的动态过程。具体是先编码刺激信息，并以意义、形状、图像、声像等形式予以保存，最后将信息复述给长时记忆系统。短时记忆的容量是有限的，但是它的重要性体现在它所包含的“核心信息”——处于注意核心的有效信息以及可用于加工处理这些信息的特定动作。在过滤过程中，感觉得来的大量的设计信息要经过处理并随之做出必要的选择，这个过程是自动进行的。但要注意的是，不是所有这一阶段的信息都要被加工的。在产品设计的过滤过程中，当设计师了解了大量的信息后，会根据信息特征和设计策略初步决定需要加工的信息，这就是信息的过滤。

3.激活

当完成对源于感觉系统的设计输入信息的采集后，就会暂时进入感觉信息存储阶段。这种情况下，激活机制会选定能激活并选定采集的输入信息进入分析过程，这一过程包括了“短时记忆”和“长时记忆”。通过调用长时记忆中的设计模块和一般知识、设计手法等专业知识，对输入的各种信息进行相关的解码操作、提取信息细节、原始概念和程序信息。通过构建有条理的记忆与合理的假设，作出适当的推理和决定，最后作出最终的反应动作。产品设计的相关输入信息能否被激活其关键还在于长时记忆。激活系统可视为产品设计过程中最重要的阶段。

五、信息加工模式的认知核心概念

产品设计是人类信息处理的普遍现象的一个特例，因此对于信息加工认知心理方式的主要概念点的理解和消化在产品设计过程中是必不可少的。在理解产品设计的信息加工模式的过程中，应该首先明确的是对信息加工理论的主要概念点（自上而下和自下而上、短时记忆和长时记忆）的理解。

1.自上而下和自下而上

Skehan (1998)认为，在对输入的加工过程中，涉及两个不同的表征系统，一个是自上而下的以规则为基础的演绎型表征系统，一个是自下而上的以实例为基础的归纳型表征系统，两个表征系统相互作用于长时记忆。

在产品设计的过程中理解相关信息时有两个过程：自下而上的过程，即我们以表征符号为单位进行的理解。由外来的刺激信息激发、导向和确定设计师的信息加工，它始于对刺激进行的低水平的特征分析，终于得出最后的具体表达。自上而下的过程则是寻找关联从而得到设计输出的相关产品形态的过程。具体是指设计师已有的知识经验控制着设计信息的加工过程，它始于设计前期的高水平的期望和假设（可以理解为所设计产品的策略规划），终于确定信息加工对象的意义（即最终产品的设计方案）。

在具体设计的过程中，这两个过程相互交叉并共同作用于方案的合理完成。

2.短时记忆和长时记忆

产品设计过程必须经过短时记忆。短时记忆是设计师接触初始信息时对信息进行登记的过程。短时记忆使设计师知道自己正在接收和加工的相关设计刺激信息，使来自各感觉通道的设计信息得以整合并进而构成完整的信息图像符号，对所加工与处理的刺激信息起到了暂时寄存器的重要作用。在此过程中，因为短时记忆中的设计信息保持时间很短，设计师会不断地复述（即重复其所要加工的信息）。短时记忆保持了设计师对当前加工的设计刺激信息的策略与意愿，使设计师能够采取各种更为复杂的处理设计信息的后续设计行为，直至完成最终的设计目标。

长时记忆包含一般知识，也包含个人经验和外部要求，它保存人们过去获得的而现在并不活动的所有信息。为人们的一切活动提供必要的知识基础，使人们能够识别各种模式而进行学习、推理和解决问题等。长时记忆又会将其中的一些信息添加到短时记忆中。长时记忆在产品设计过程中是最重要的一环，它所储存的刺激信息来自于短时记忆的复述，储存于长时记忆的信息、知识、技能被激活和提取。

六、信息加工模式的认知传递要素

作为一个过程存在的信息加工模式，经过简化可以分为以下几大要素：信源（将信息、知识传播出去的个体或集体）、编码（将传播内容变为有意义的符号或符号系统)、信息(过程中用来传递的符号系统)、通道（用来传送信息的媒介）、信宿（接受信息的个体或集体）、解码（把接受到的符号系统转换为目标体）、反馈（受众用态度和行为把信息再反馈给发信体）。

在由7个相互连贯的要素构成的传递回路中，最核心的是编码(符号化)和解码(符号解读)，是两极心理活动沟通的关键。编码所接受的产品的造型信息(造型要素)，经过相关考量，使之得到明显的形态特征，从而进一步被认知，即解码[3]。因而对设计师传达自己的设计意图的进程可以从下面这几个要素进行解析。

1.信源

信源指的是特定的社会和文化生活背景下的设计信息来源。设计动机、造型材料、设计经验、设计思想、创作灵感、设计符号，哲学和道德基础上的文化内涵和经济标准、技术标准、道德标准及审美标准等都是信源的切入点和扩散点。一般意义上，一个产品传达的信息可以分为3类，即“语义信息”描述产品的外部世界，包括特定的文化价值、社会环境等；“符号信息”传达有关它的本体信息，包括采用的大小方圆、肌理形态等；“性能信息”则主要是指与设计目标有关的描绘其功能的信息。

2.编码

产品设计活动中的编码主要是由设计人员完成的。具体过程可以解释为：在满足设计功能要求、考虑商业价值的前提下，通过设计师的知识、经验和创意，按照一定的法则要求和处理流程将前期信息物化为具体的产品。其语法编码或技术规范，是指以现代的设计、形状、颜色、纹理、灯光、音响以及质地和这样的组合有序转型的各种形式，而构成一个特定产品的形式。语义代码是设计师选择材料、技术、投资和创新精神的主体意识。

3.解码

所谓的“解码”就是提供信息化的解决方案。中心手法是采用加强特定的信息以消除一些不确定性。根据其本质属性和地位，以及人们对产品设计信道传输的相关信息，首次提出是否接受相关信息，这是第一次解码的过程。如果被接受，然后再进一步根据设计师自己的主观意识、评价标准对所接受的信息再次解码，也就是第二次解码。在此基础上，继续以审美经验、审美情趣、审美意识为基础做出决定。产品设计解码的形式法则主要是指符号构成的形式美法则，包括“变化与统一”、“对比与调和”、“对称与均衡”、“比例与尺度”、“节奏与韵律”等。设计师在破译信息后，会再次对相关细节进行解析，将最宝贵的信息设计吸收、保留下来。因而在从事其后续行为的时候，这些宝贵的资料将构成设计师经验模式的具体内容，在下一次决定和解码的时候使用。

七、信息加工模式的认知实践案例

在阐释信息加工模式的主要过程、核心概念和传递要素后，尝试将其具体运用于“卫浴用品再设计”的设计实践之中。“卫浴用品再设计”在“产品设计的信息加工模式”的具体指导下，通过对设计信息的认知和转换，最后得到具体的产品概念设计。

1.“卫浴用品再设计”的感觉

“卫浴用品再设计”着力了解用户的家庭日常生活和与“卫浴”相关的活动内容（包括3个工作日和两个休息日的完整记录），借助典型化目标用户分析其在如厕与洗浴方面的细微生活习惯。力求从日常生活中发现问题，寻求隐藏在如厕、洗浴、清洁等具体交互使用中的设计需求与设计机会[4]。从而得到大量真实有用的感受信息（包括外围信息和现场信息）。这些合理的信息感受方法有效弥补了笔者相关知识以及生活体验不足可能给后续设计行为带来的隐患以及不良影响。

通过设计问卷、人员访谈、用户观察等体验方法的综合利用，重点整理分析了对武汉市的100个样品户（70个学生族和30个家庭用户）的调查所得到的相关数据之后，而所获取的共性信息如下：

(1)公共场所卫生纸使用量较同期呈增长趋势，高档会所比例递增；

(2)卫生纸的具体造型在不影响使用的情况下不会成为用户购买的重点考虑要素；

(3)每人每天卫生纸的消耗量，学生族约为22节，家庭用户约为17节；

(4)学生族与家庭用户对卫生纸的品牌忠诚度分别为17%和26%。

其中在使用的过程中其细节性信息如下：

(1)多数家庭卫生纸的使用频率很高；

(2)使用者习惯于一次使用多节卫生纸；

(3)如厕时卫生纸的用量很大，很多用户会自觉或不自觉的多用几节纸；

(4)用户常常会折叠使用卫生纸。

2.“卫浴用品再设计”的过滤

图3 卫生纸使用区域频度示意图

通过感觉到的相关信息，可知在卫生纸的使用中，用户并没有关注具体使用量的多少（见图3）。用户也没有对自己每天的用纸量作定量规定。用户也没有办法选择卫生纸本身（能选择的只是品牌而已），在卫生纸的使用上用户没有机会去通过改变卫生纸本身的形状来实现对低频度区域的利用。而在每一节卫生纸的使用过程中，每一个区域的使用频度是不相同的。在大多数人的使用习惯中，实际使用面积只是每节纸的中心部位。由于单节面积和价钱相对较小，并没有引起生产者和使用者的关注，这样就造成了一些低频度使用区域的隐形浪费。

可见在对卫生纸的浪费控制上，设计师可以在设计生产过程中就赋予其环保的特性以消除生活中的隐形浪费。这类控制隐形浪费的设计信息在整个采集过程中被不断重复、提炼和放大。

3.“卫浴用品再设计”的激活

通过对目标用户的相关设计信息的交互采集，观察分析洗漱、洗衣、如厕等“卫浴”行为，最后将焦点定在“降低卫生纸的隐形浪费”上。具体为通过改变卫生纸的形状、或材料、或工艺做到不影响用户使用方便程度的情况下，慢慢改变用户卫生纸的使用习惯，逐步减少用户的隐性浪费。在不断“反馈”的过程中，得到了产品设计的概念原型——曲边卫生纸设计，并进行了相关元素的对比(见图4)。

图4 卫生纸曲边直边对比示意图

通过对现有卫生纸边线的改变，巧妙而实用的保留了高频使用区域，而又通过互补的曲线，实现了低频使用区域向高频使用区域的转化，从而节约了大量的原材料，因此顺利完成了产品的最终设计概念——“Green Curve”曲边卫生纸设计（见图5）。

在对曲边卫生纸设计的设计信息作进一步细化的过程中，能够得到以下要点：

（1）着眼于借助设计以减少浪费的思路，通过上面的对比图可以看出，相同面积的原材料下，“Green Curve”曲边卫生纸设计比传统卫生纸能多出40%的使用量，实现了开源；

（2）互补的双曲线设计实现了原材料的无缝裁切和零浪费，实现了节流；

（3）通过单节纸的近似圆形的设计，最大限度地提高了卫生纸的利用率。亦即提供了使用频度最高的区域。

八、结语

所有新的模式方法的提出都离不开对已有理论规律的吸收和扩展，产品设计的信息加工模式也不例外。通过具体实践检验也不难发现这个新的模式对产品设计认知的冲击。但是由于设计活动的不确定性，以及设计师群体的复杂性，为了更为科学的将“信息加工模式”与对产品设计活动的认知结合起来，笔者认为以下3点应该考虑在先：

第一，要充分考虑设计师作为一个复杂的生物有机体，不可能像机器一样一成不变的按照既定程序认知、处理问题；

第二，在信息的接受、储存、处理过程中要特别加强对产品情感的把握与表达；

第三，不可忽略对信息流动过程的简化处理，将用户（包含设计师）的体验和认知作为过程控制的核心。

[1]戈登·福克塞尔，罗纳德·戈德史密斯，斯蒂芬·布朗.市场营销中的消费心理学[M].何润宇，斐利芳，译.北京：机械工业出版社,2001：37.

[2]罗伯特·L.索尔所.认知心理学 [M].邵志芳，李林，何敏萱，高旭辰，译.上海：上海人民出版社, 2008：64.

[3]王甦，汪安圣.认知心理学[M].北京：北京大学出版社,1992：111.

[4]Jesse James Garrett.用户体验要素[M].范晓燕 ,译.北京：机械工业出版社，2011：46.