现代设计教育中的系统思维

庞辉

摘要：为满足未来社会对设计人才的需求，完善新文科艺术教育中的设计思维。介绍了现代艺术设计教育中系统思维的历史、现状及发展趋势，重点论述了系统思维在诸多设计专业中如何发挥其重要价值，并结合系统论的基本原理总结出系统设计思维的运用方法。系统设计思维是一种理性的科学思维与感性的创造性思维相结合的高级思维方式，符合现代化经济、社会、生态文明的发展要求。新时代的高校艺术设计教育应更加注重学科交叉和跨学科研究，培养学生的系统设计思维。

关键词：设计思维 系统思维 设计教育 系统设计 新文科

中图分类号：J042 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）06-0125-03

一、新文科背景下的设计发展与育人趋势

（—）构建完整知识体系

随着科技的快速发展和社会的不断进步，设计学的学科边界正变得模糊，现代艺术设计已经进入多学科综合发展的阶段，社会对于艺术设计人才的要求也不再单纯停留于工业化制造和视觉美化方面，绿色与生态的大趋势要求设计者必须在设计前后全面地考虑到设计产品本身同整个社会大环境的关系，由此设计开始具备了协调环境中各子系统及各要素之间关系的综合功能，这就涉及到了系统思维。在新文科背景下，结合系统思维发展艺术设计教育，培养学生的系统设计思维，综合科技、经济、社会、文化、生态文明等多方面需求来发现问题、分析问题、解决问题，对于培养设计人才的社会责任意识和团队合作精神，弘扬优秀传统文化和社会主义核心价值观有重要作用。

（二）全面培养模式起源

世界上第一所设计院校起源于1919年德國的包豪斯，乘着工业化机械化的发展浪潮，这所艺术设计教育学校致力于艺术与技术的协调统一，并将其理念贯穿到教育中，影响和启蒙了一批现代艺术家和现代设计人才，开创了一个艺术与设计的新时代。一战后的包豪斯学校致力于构建人才培养的完整知识体系，首任校长格罗佩斯认为“培养学生的原则是要使他们具有完整的认识生活、认识统一的宇宙的正常能力”即是对设计人才的培养提出了一种“构建完整知识体系”的构想。二战后在设计界被称为新包豪斯的乌尔姆设计学院即是发展和完善了现代化的设计人才培养模式。与包豪斯不同之处是乌尔姆开始将设计从原来的艺术与技术之间的纠结转向科学研究为基础的产品设计，同时创造了一种以人为本，以产品为中心的通用设计语言和设计方法学，其中包括系统设计理念，并发展出通识教育的模式，来培养设计人才的系统综合思维。乌尔姆设计学院的教育理念是要求学生具备人文和社会科学的广阔视野，促进了设计人才的全面发展，校长马克思比尔将其诠释成“培养新的，全面发展的个性”。至此，设计呈现出了横跨文理工、多学科综合发展的趋势。

（三）设计面临发展瓶颈

21世纪初，Richard Buchanan曾在探讨设计研究和教育的问题时，提到了随着社会技术的发展和用户参与的比重变化，设计领域已经且将要经历以下“四个次序”：1.以图像、文字为主体的视觉传达设计;2.以实体产品为主体的工业设计;3.以行为为主体的交互设计;4.以环境、系统为主体的设计。这4个次序之间有一定的历史时间关联性，后者的出现不代表着前者的消亡，相反，它们既可以是独立存在但又能相互促进共生。它们之间的区别更多是通过最终的产品或服务来体现。参考以上发展规律，目前设计领域已经在第3次序和第4次序之间探索和发展，但高校的设计教育却大多仍停留在前两阶段（以图像、文字为主体的视觉传达设计和以实体产品为主体的工业设计）。就目前社会的发展进度和科技水平来看，设计本身的发展和设计教育所能承担的责任已经落后于人类多元化交流互动和生态文明、环保及可持续发展的需求。总体而言，当下的设计教育对于学生的系统思维和全面视角的培养相当缺乏。

（四）设计领域需要系统思维

系统思维作为一种处理系统性复杂性问题必需的全方位立体思维模式，以往都是在金融和管理领域被提及和运用，在设计领域较少涉及，也少有人对系统设计思维的内容和运用方法有充分的介绍。随着社会互联网与物联网的高速发展，人与人之间的联系越发紧密，经济的发展和文化的传播逐渐不受地域限制，社会更加多元化和复杂化，同时也面临诸多系统复杂性问题有待解决。从以解决问题为重要目的的设计领域来看，过去单一的纯工业化功能思维和单一的表面审美视角无法有效解决更深层次的问题。有系统设计思维的设计者，能够更为全面地把握事物间的联系，更善于提前发现和妥善解决当下诸多系统复杂性问题。

二、系统思维与设计

㈠中西文化中的系统思维

“简易”是指世界上的事物虽纷繁复杂，但通过抽象归纳、演绎推理、逻辑分析及综合等方法，能够抓住主要矛盾，简化复杂的事物，把握其演化规律。在古代东方，我们的祖先对生存环境的认识是“天圆地方”：天圆主要讲时间循环无端周流不息，地方主要讲前后上下左右空间方位。古代智者用简化的天干和地支符号，把时间与空间结合为一体，并将具有时空含义的十天干和十二地支按照一定的阴阳秩序，搭配成六十甲子等一系列相对简易的运算模型，通过推导模型符号之间的非线性关系来对超级复杂的时空大系统进行整体上的认识，以求把握天地间的演化规律。“天人合一”是中国哲学里重要的命题之一，实际上指的就是人与大环境的关系一自然与人相统一。人与外部环境共同组成复杂的系统，在系统中，环境会对人产生影响，人类发挥主观能动性趋利避害，依托环境、适应环境并发挥环境优势，通过阴阳五行、干支八卦等一些原始意味的系统模型进行预测，及时发现时空环境对人的不利影响，然后进行能动的改善。

随着科技的发展进步，近代以来的机械论、还原论的经典科学范式开始受到挑战，一般系统论的创立者贝塔朗菲一再地说，亚里士多德关于“整体大于局部之和”的思想至今仍然正确。系统科学认为，系统是由具有相互联系、相互制约关系的若干组成部分结合在一起的且具有特定功能的有机整体，人与环境所形成的有机整体是一种复杂开放非线性自组织系统。普里戈金的耗散结构理论认为，根据热力学第二定律，通过不断向开放系统内输入低熵能量和信息并产生负熵流，能够使其保持一个相对稳定有序的状态，形成耗散结构。因此，当人与环境的关系不协调时，可通过调节人与自然大系统中的“熵”实现和谐。熵增能导致系统向混乱与无序方向发展，那么避免熵增则可趋向于保持稳定与有序。耗散结构理论，加上协同论、突变论，三者形成了继贝塔朗菲的“老三论”（系统论、控制论、信息论）之后的“新三论”，极大地促进了世界科学图景的改观和人类思维方式的变革。

伴随着新中国的成立，毛泽东可以被视作系统复杂性研究中国路径的开拓者。由于系统科学是以西方科学技术成就为背景发展起来的，用于分析社会系统尚有许多隔阂，而毛泽东的系统思想是在辩证唯物主义指导下，以社会变革为背景、吸收中国传统文化之精华而发展起来的，虽难以直接用来分析科技问题，却成为研究社会系统的锐利武器。钱学森于70年代在国内首先提出了系统科学的研究，把中国的复杂性研究提升到新高度，并创立了中国范式，明确把复杂性作为科学前沿的新概念，提炼出开放复杂巨系统概念，制定了《定性定量相结合综合集成法》这种处理开放复杂巨系统问题的方法论，将还原论与整体论统一起来，把系统论界定为整体论与还原论的辨证统一。苗东升把中国的复杂性研究学术成果做了进一步发挥，提出在系统思维中重点把握系统整体涌现性等理论。系统科学既是一种考察问题的方式，又是一种从整体上研究各类复杂系统的科学，即是把对象作为具有组织性和复杂性的非线性系统，从整体上进行研究的科学。党的十八大以来，坚持系统观念和系统思维，成为经济社会发展必须遵循的原则之一。

（二）系统设计思维（SIT）——系统思维与设计的结合

艺术设计创新人才的培养须从重视设计技术训练转为强化对设计思维的培养。设计思维究其本质是一种为了解决问题而产生和运用的思维，其涉及形象、收敛、发散、立体、空间、逻辑等相关思维。由于知识系统的完整构建不是简单加开几门选修课就能达到，所以在设计教育中，教育者应具备专业课程的整体规划意识，并应针对性地对学生进行跨学科设计实践应用能力的培养。在《教育的系统视角》一书中，Banathy整合了系统思维、设计思维等多种视角，并将设计思维引入教育工作和社会生活，认为“设计思维与系统思维紧密联系，系统思维善于描述复杂、联系、非线性动态变化的制度和组织系统，设计思维善于以可视化的方式提供行动框架。系统思维更加理论化，设计思维更加注重实践”。当前边缘学科、综合学科不断涌现，使得学科之间相互渗透、关联，促进了设计思维方式的转变，也推动了设计学科系统思维方式的拓展。通过整合设计思维和系统思维，跨学科应用系统设计思维（SlT），非常有助于解决各类复杂问题。

1.设计管理中的系统思维

ClS设计，全称Corporate Identity System（企业识别系统）包含了MI、BI、VI的整体设计（企业理念识别MI—Mind Identity;企业行为识别BI—Behavior Identity;企业视觉识别VI—Vision Identity）。系统设计思维应用于设计管理中，即是把企业看成是一个整体、一个有层次的整体、一个开放的整体、一个动态的整体，把企业的各项活动看成是一个整体一即全方位、多角度地把企业看成系统，所以在设计管理中，既要注重通过理论化的系统思维来把握设计中各环节各要素之间及其与整体的关系，又要通过设计思维来把这种系统性深层次解决问题的行动框架可视化。

2.产品设计中的系统思维

在产品设计中，由于产品设计系统是多个事物构成的有序的集合体，其各个构成要素相互作用、相互依存。进行设计之前不仅需要对产品系统的各个要素进行分析和设计，而且还要考虑到要素之间的关系，通过设计来实现协调。古代的系统设计案例如群炉汇铸，通过多个烧制熔炉多方位多角度的布局，不同方向的合金液体同时浇注到预先规划好的巨大模型中，统筹兼顾、整体优化，注重内部环节间的有机联系，从而制造出质量和功能都符合要求的大钟;再如古代各时期器皿的设计、家具的设计，自身风格统一，作为系统中的要素参与到社会生活与艺术各方面，与当时人居环境构成和谐的系统关系。在现代产品的系统设计中，设计对象不再被看成孤立的个体。产品的设计要考虑与环境的关系，还要考虑人的整体需要，且更加注重产品本身内部材料、结构、色彩、功能、造型之間的相互关系及构成统一体的关系。把设计对象整体作为元素放在政治、经济、社会、技术、文化、生态大系统中去考虑，能够更好地实施设计本身。另外，单件的家具和工具也可以被看成一个系统，因其可以分解拆卸，可将家具设计为组合部件，能够批量生产，增加了使用和运输的灵活性。

3.环境设计中的系统思维

系统整体观在古今环境设计方面应用广泛且发挥了重要作用。如古代都江堰的系统工程设计，通过鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程，科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制水流量等关键问题，消除了水患，堪称古代系统设计的典范。21世纪以来，当代西方的环境哲学领域因环境危机而出现的深层生态学理论认为浅层次改良运动（试图在不变革社会结构，不改变生产和消费模式的条件下，依赖现有社会机制和技术来改变环境现状）无法解决根本问题，即是强调从整个生态大系统的角度，从人与自然的关系入手，把人与自然作为统一整体，来认识和处理生态问题。作为新时代的新兴交叉学科，景观生态学以整个景观为研究对象，通过物质流、能量流、信息流与价值流在地表的交换传输及与人类的相互作用，运用生态系统原理和系统方法研究景观结构、功能、动态变化、相互作用机理，研究景观的结构优化、合理利用和生态保护。景观生态学强调空间异质性的维持与发展、生态系统之间的相互作用、大区域生物种群的保护与管理、环境资源的经营管理、人类对景观及其组成部分的影响。

4.城市规划设计中的系统思维

在现代城市规划方面，随着科技与社会发展，智慧城市的概念开始高频率被提起。智慧城市系统是通过新兴信息技术的智能和人的智慧在城市情境中的良好耦合，推动城市发展全面优化的城市系统形态。概括来说，智慧城市并不是简单地高科技智能化，智慧城市首先是一个大系统，在宏观层面上，在国家甚至世界层面是作为一个子系统与其他城市相互关联、协同发展，共同构建人类命运共同体，宏观层面的智慧城市发展离不开国家的宏观调控;从微观层面上，作为一个城市，其包含城市战略系统、社会系统、经济系统、支撑系统、空间系统五大子系统，微观层面的智慧城市发展离不开各子系统间的协同发展。当前对于智慧城市的认识和实践仍处于起步和探索阶段，在社会各类系统愈趋复杂发展的形势下，掌握一种能够被视觉化为行动框架的系统思维对于设计者而言尤为必要。

三、系统设计思维（SIT）的运用方法

系统的设计包含三个重要方面：“要素的设计”、“连接的设计”和“功能、目标的设计”，一个设计良好的循环系统，系统每转一圈，里面的各要素就能够进行一次优化和加强。系统的设计包含了如下基本原理：整体性、层次性、稳定性、目的性、开放性、动态性、突变性、自组织、相似性。在系统论基本原理的基础上，因设计理论与实践需求而衍生出系统设计思维（SIT）的运用方法，简要罗列为以下四种，这几种方法之间并非各自孤立，应综合运用：

（一）整体布局法

整体布局法建立在系统的整体性、层次性、稳定性、目的性原理之上，是在分析和处理问题的过程中，应有一种全局观念，要求把整体放首位，构成整体的各部分都应与整体和谐一致。系统设计思维里面很重要的一点是要有一个全局观，我们在构建一个新的产品和服务的时候就应该先去构建一个较为全局的宏观的系统，再去设计这个宏观系统当中的某个关键节点一产品。就比如城市规划设计是需要全局把控、分层次的，各个区域的具体设计需要建立在有一个全局的“上位设计”的基础上，不同区域各自以不同的功能为主，并有严格的红线控制，各区域有序统一在整体的全局规划中，不允许有违反“上位设计”的现象产生。如果在应该运用整体布局法进行设计的时候，没有这种全局思维，那么则会在宏观或微观方面，导致统一性或系统性功能的缺失。

（二）关联设计法

关联设计法建立在系统的开放性、动态性、突变性原理之上，是指在进行整体设计的基础上，进行系统关联思维，其更加注重系统内部各结构的关联与合理性。系统由各部分组成且各部分之间有组织的关联运动才形成完整的系统，部分与部分之间关联运动是否合理，对系统影响特别大。如前文提到的古代都江堰的各个部分的设计，鱼嘴分水堤解决了江水自动分流问题、飞沙堰溢洪道解决了自动排沙问题、宝瓶口进水口解决了控制水流量问题，这三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程相互关联，分工有序、各有作用、共同作用，才形成完整的系统工程。这就是系统中的结构问题，设计时要考虑到组成系统的各部分间的有机联系。又比如现在流行的产品服务系统，集合了人、智能硬件、软件应用，以及相关服务。产品服务系统的研究对象不单是软件产品，还包含硬件产品，以及相关后台服务。如果我们把实体产品、软件产品看作是一个个的点，那么服务设计关注的是这些点连接而成的面。我们也可以把这个面叫作系统的关联设计。服务设计的范围包括人与人之间的服务、人与物之间的服务、人与软硬件产品之间的服务。

（三）要素设计法

要素设计法建立在系统的稳定性、目的性、层次性原理上，是指在进行子系统和单体产品设计时，可将每一个下级子系统分解得更为细致，以致于可以分解为构成要素，这种设计可以小到一个螺丝钉。比如可分解组装的各类产品设计、家具设计、乃至装配式建筑、航天器等，将这类设计分解为零部件的精准设计，方便批量生产和运输，而且需要时可按照说明书将各零部件组装成一个整体。这对构成部件的精准度提出了非常高的要求，系统能够正常运转并发挥最佳状态，尤其需要对各要素的精准把控和设计。

（四）协调设计法

协调设计法建立在系统的开放性、动态性、突变性、自组织、相似性等原理上。协调设计是指为了使一个系统发挥出最佳的效果和功能，从全局考虑，协调系统内部各组成部分的功能、作用。协调过程中，有可能使所有组成部分都向更好的方面转变，也有可能为求得系统的全局利益，刻意减弱某个组成部分的功能或作用的发挥。如在电脑或手机交互系统的设计中，在硬件配置有限的情况下，通常显示的效果和系统整体运行的流畅度是成反比的，在追求完美显示效果的同时，可能会导致系统运行的速度减慢;而刻意追求系统运行流畅度时，可以选择牺牲掉一部分显示效果。随着科技的发展，各类电子产品越来越高配置、微型化，智能系统的运行速度将越来越快，但这种局部协调思维方式在系统的设计中是非常必要的。

可以通过综合运用以上系统设计原理和思维方法，在设计教育和实践指导中，结合课程思政，有意识地培养学生的大局意识、服务精神和系统设计思维。在涉及理论的具体运用时，应注意几点：首先要将产品形态与产品语义统一于制式化的创造中，系统思维是一种全面的理性思维，而系统设计思维是建立在全面把握的基础上创造性地加入视觉化物质化的成分，物质化的产品形态和语义表达应从整体上进行协调统一;其二是要关注社会和市场，善于进行调查研究，及时关注社会变化和相应的需求，对于市场出现的相关产品，善于从系统设计的角度对其进行优劣分析和评价;第三是注重基于有形产品、无形信息服务基础上的个性化设计趋势，跟上时代的步伐;第四是要提倡绿色设计和关注生态文明，为真实的世界而设计，为人类命运共同体而设计。总结与展望

系统设计思维（SIT）是一种理性的系统科学思维与感性的创造性思维相结合的高级思维方式。运用系统设计思维综合考察和处理问题，符合现代化经济、社会、生态文明的发展要求。新时代的设计教育既要注重培养专业能力，又要注重通识教育课程的整体配置。教师首先应掌握系统设计思维，在设计教育中应有课程的整体规划意识，有目的、分步骤地对学生进行跨学科设计实践应用能力的培养。如在艺术设计课堂中注重感性思维与理性思维结合，发散思维与收敛思维结合;在设计基础课程中，引导学生了解各构成要素间的相互关系及各要素与其构成的统一体的关系，既可从微观角度通过关注构图的位置、造型与比例关系、色彩的面积对比、冷暖关系等各类设计构成要素之间的关系来训练系统设计思维，也可从宏观角度引导学生把设计作品本身作为一个整体，关注设计品与受众、设计品与外部大环境诸如社会、文化、经济、生态系统之间的关系，以达到整体协调和把握，感性思维与理性思维相结合;系统设计思维的培养也离不开设计理论的学习，拿设计史的学习研究来说，设计史并非简单罗列历史人物和事件，学习设计史的初衷更倾向于从历史中所产生的各类设计风格流派中提炼设计思考方法，使得他们能够了解到影响设计的大系统的诸多方面以及各个方面的相互联系。高校的设计教育应更加注重学科交叉、跨学科研究，教學理论与实践基地相结合、学校内部实验室和外部企业工厂配合协作，通过多种方式，开阔学生眼界，培养系统设计思维，增强实践能力。