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设计思想是什么，为什么重要？
设计思维通常被定义为一种分析性和创造性的过程，为人们创造参与实验，创建模型和原型，收集反馈和重新设计的机会。优秀的设计思想家应具备的几个特征（例如，可视化，创造性）已从文献中确定。本文的主要目的是总结和综合有关设计思想的研究，以（a）更好地理解其特征和过程，以及新手和专家设计思想家之间的差异，以及（b）运用文献中有关以下方面的发现：将设计思维应用于我们的教育系统。作者的总体目标是确定设计思维的特征和特性，并讨论其在提高21世纪学生在解决问题能力方面的重要性。
关键词：设计思维，设计过程，专业知识，专家和新手。
在当今高科技和全球竞争激烈的世界中取得成功，需要有人开发和运用一套与以前不同的技能（Shute＆Becker，2010）。这些技能之一就称为 设计思维。设计已被广泛认为是工程学的核心与独特活动（Simon，1996）。也有人认为，工程项目应该让可以设计出能满足社会需求的有效解决方案的工程师毕业（Evans，McNeill和Beakley，1990）。像解决问题一样，设计是自然而普遍的人类活动。对当前状态的需求与不满以及认定必须采取某些措施来解决问题是设计过程的开始。以这种观点，尽管他们常常没有意识到他们在设计过程中的表现，但许多科学家在其整个职业生涯中一直在设计和充当设计师（Braha＆Maimon，1997）。
根据Braha和Maimon（1997）的研究，工程学缺乏足够的科学基础。从历史上看，工程课程是基于专用于基础科学的模型的，在基础模型中，学生将科学原理应用于技术问题。但是，这种做法会使工程学毕业生被工业界和学术界视为无法从事工业实践。这种担忧使工程部门和学院的领导意识到 知识的复杂性和资源要求支持良好的设计教育（Todd＆Magleby，2004）。这种认识导致对现有课程的改进，包括行业资助的项目，这些项目中公司提供了实际问题以及现实世界的专业知识（Bright，1994年； Dutson，Todd，Magleby和Sorensen，1997年）。
设计思维也开始在商业环境中受到越来越多的关注。这是因为，在许多知名公司致力于成为设计领导者的程度上，产品和服务的设计是业务竞争力的主要组成部分（Dunne＆Martin，2006）。尽管设计思维已成为设计和工程领域以及商业必不可少的一部分，但它也可以对跨学科的21世纪教育产生积极影响，因为它在产生问题的解决方案中涉及创造性思维。也就是说，在学术环境中，要求学生批判地阅读，逻辑地思考和推理，并解决复杂的问题（Rotherham＆Willingham，2009）。因此，为了帮助学生在我们生活的这个互联互通的数字世界中取得成功，教育工作者应支持学生发展和磨练21世纪的技能（例如，设计思维，系统思维和团队合作技能），以增强他们的解决问题的能力并为他们做好准备大学和职业生涯（Rotherham＆Willingham，2009; Shute＆Torres，2012）。
这些技能与情境认知（Lave＆Wenger，1991），发展理论（Piaget，1972）和建构主义（Bruner，1990）的理论传统相一致。新功能是，个人和集体的成功越来越多地取决于拥有这种技能。除了商业环境之外，设计思维在大学的工程，建筑和设计专业中也引起了很多关注，因为它可以改变人们学习和解决问题的方式（例如Dym，Agogino，Eris，Frey和＆Leifer，2005； Fricke，1999； Nagai和Nagouchi，2003）。设计专业知识的话题也越来越受到设计研究的关注。为了支持这些主张，请考虑发表 大 量 关 于 设 计 思 想 的 研 究 文 章 （ 例 如 ， Do＆Gross ， 2001Goldschmidt＆Weil，1998；Owen，2007； Stempfle＆Badke-Schaube， 2002；Tang＆Gero ，2001）。在这些研究论文中，有对专家或经验丰富的设计师的研究，以及对新手与专家设计师的过程的比较（例如，Cross
＆Cross，1998； Ericsson＆Smith，1991； Ho，2001）。在这种大量的设计思维研究中，缺少实验和准实验研究。大多数（如果不是全部）研究都是定性的。
目标与重点
本文的双重目的是（a）总结设计思想文献中的发现，以更好地理解其特征，过程以及新手与专家设计思想家之间的差异，以及（b）应用文献中有关设计思想的发现进入我们的教育体系。我们的总体目标是确定设计思维的特征和特征，并显示其在提高学生解决21世纪成功所需要的解决问题技能方面的重要性。这篇评论中解决的主要问题包括：（a）设计思维的特征是什么；（b）新手和专业设计思想家之间的区别是什么；（c）为什么设计思维很重要？
表格1
用于搜索文章的数据库
数据库和网站 描述
埃里克 该数据库可从以下两种印刷期刊中广泛访问与教育相关的文献：教育资源（RIE）和当前教育期刊索引（CIJE）。
JSTOR 人文，社会科学和科学领域核心期刊的后刊数据库。任何期刊的最新出版日期与JSTOR中最新发行日期之间的差距为2至5年。
科学指导 在线发表的最大科学文献之一研究。它由出版商爱思唯尔（Elsevier）运营，包含来自2500多种期刊的近1000万篇文章以及6,000多种电
子书，参考书，丛书和手册。
IEEE Xplore 索引，抽象并提供全文的数据库用于有关计算机科学，电气工程和电子学的文章和论文。该数据库主要涵盖电气和电子工程师协会（IEEE）和工程技术研究所（IET）的资料。IEEE Xplore数据库包含超过200万条记录。
谷歌学术 Google学术搜索被聘用来搜索和获取具体参考。Google Scholar是一个网站，提供来自学术出版商，专业协会，预印本存储库，大学和其他学术组织的同行评审论文，论文，书籍，摘要和文章。
方法
设计思想文献中的许多文章都被识别然后收集。表1列出并描述了此搜索收集工作中使用的在线数据库和网站。搜索的重点是使用各种搜索词或关键字访问全文文档，例如设计思维，设计认知，设计行为，设计学习，设计推理，设计过程，设计思维，视觉思维和原型设计。搜索不限于特定的日期范围或实验研究。但是，对最近的研究略有偏爱。总共收集了约150份文件。从这一组来看，总共超过45个文件符合纳入文献综述的标准。纳入标准包括与本文中研究问题相关的主题文档（例如，设计思维特征和过程，新手与专家设计思想家的关系以及设计思维的重要性）。本文包括实验研究和非实验研究。
文献评论
许多作者已经撰写了有关设计思维过程的本质和不同过程的文章（例如Liu，1996； Owen，2007； Stempfle和Badke-Schaube，2002）。现在，我们从对设计思想的本质，特征和过程的描述开始，对这一领域的文献进行回顾。接下来，我们介绍有关专业知识，专家与新手设计思想家以及设计专业知识的文献。然后，我们介绍根据Shute和Torres（2012）改编的设计思维模型。最后，我们讨论了文献中的发现，表明了设计思想的重要性并为以后的研究提供了建议。
设计思维的本质
在许多领域，知识是通过行动（即做某事和评估结果）来生成和积累的。即，知识用于产生作品，而工作被评估以产生知识。有创造力的人倾向于以两种不同的方式工作：作为发现者或作为创造者（欧文，2007）。发现者通过发现来展示自己的创造力。他们被驱使去理解和寻找对未被很好理解的现象的解释。创造者同样具有创造力，但是他们被驱使去综合自己在新的构造，布置，样式，构图和概念中所掌握的知识。鉴于发现者和制造者的思维和工作方式之间存在根本的流程差异，其他因素可能会类似地揭示专业领域之间的差异，因此有助于定义设计思维的本质。这样的因素之一就是字段所使用的内容。
可以绘制概念图来表示内容和过程因素（图1）。两个轴定义了地图。将地图分为左右两半是一个分析/合成轴，用于按过程（即，它们的工作方式）对字段进行分类。轴左侧的字段更多地与查找或发现有关；右侧的字段与制作和发明有关。符号/实轴将地图垂直分成两半。地图上半部分的字段更加关注抽象的象征性世界，以及使人们能够操纵信息，进行交流和共同生活的机构，政策和语言工具。下半部分的字段与现实世界以及管理物理环境所需的工件和系统有关（Owen，2007年）。
该划分产生四个象限。第一个是分析/符号，其中包括像科学这样的领域，这些领域对过程的使用进行了严格的分析，并且其内容在实际分析中通常会抽象化，因此其内容比实际更具符号性。第二象限是合成/符号，其中包括与符号内容和合成过程密切相关的字段。例如，法律之所以落入这一象限，是因为它与政策和社会关系的象征性内容有关，并且其大多数学科都与法律的制定有关。第三象限是分析/真实的，在内容尺度上涉及现实，而在过程尺度上则进行强烈分析。例如，医学之所以落入这一象限，是因为它高度关注人类健康的实际问题，而诊断过程是其主要重点。第四个是合成/真实的，涉及设计等领域，其中包括合成过程和真实内容。（Owen，2007年）。
内容：
象征性vs真实
过程：
分析的vs合成的
真实的合成型
真实的分析型
象征性的合成型
象征性的分析型
真实
象征性
分析的
合成的
设计
图1.内容和过程因素的概念表示。
注意。改编自C. Owen于2007年提出的“设计思维：关于其性质和用途的说明”。Design Research
季度，2（1），16-27。
在此映射中（用圆圈表示），设计属于第四象限，因为它是高度合成的并且与现实世界的主题紧密相关。但是，由于设计学科处理的是交流和象征，设计具有象征性的组成部分，并且由于设计需要进行分析以进行综合，因此也存在分析性的组成部分（Owen，2007年）。
重要的是要注意，可以将任何字段定位在地图的左侧或右侧。但是，映射字段是相对的，而不是绝对的，这很重要，因为此映射提供了一种方法，可以针对两个维度（内容和过程）比较不同字段之间的关系。此图中的四个象限中的每个象限在教育中都很重要，因为我们希望我们的学生发展高
级思维能力，并能够分析，综合，创新，从而能够轻松应对现实世界中的问题。
根据Hatchuel和Weil（2009）的研究，可以将设计建模为两个具有不同结构和逻辑的相互依赖的空间之间的关系：概念空间（C）和知识空间（K）。空间K包含设计人员可用的所有已建立的知识，而空间C包含在K中关于某个对象既非对非非的概念。设计会逐步对C集进行划分，直到已划分的C集成为K集（即由K中的真实命题很好定义的一组对象）为止。因此，对于Hatchuel和Weil，设计是一种推理活动，从有关部分未知对象的概念开始，然后尝试将其扩展为其他概念和/或新知识。
设计思维的核心是指设计师如何看待以及他们如何思考（Liu，1996）。这是一个迭代和互动的过程，设计师可以在其中（a）查看解决问题的概念/想法的某种表示形式；（b）绘制思想之间的关系以解决问题；以及（c）查看已解决的问题作为进一步设计工作的参考（Do＆Gross，2001； Lloyd＆Scott，1995）。设计通常从图解描述开始，通过添加细节逐渐将其转变为更复杂的图形表示。这些设计图有助于设计人员的反思，对话和自我批评，因此可用于表达和测试设计人员的意图。换句话说，图是思考和解决问题的主要工具（Do＆Gross，2001； Nagai＆Noguchi，2003）。
Braha和Reich（2003）将设计过程视为通用过程，在此过程中，设计师根据已经获得的新信息修改了暂定的或当前的设计或要求和规格。执行此正在进行的修改过程是为了消除差异并在问题空间（通过需求和规范表示）与所提出的设计解决方案之间建立合适的关系。
在2000年，Suwa，Gero和Purcell认为设计是一种环境行为，这意味着设计师要根据其设计环境中的方式发明设计问题或要求。作者发现意外发现与问题和要求的发明之间存在强烈的双向关联。意外发现是指设计师在解决方案概念的先前绘制元素中感知到一些新事物的情况。意外发现不仅成为问题或要求发明的驱动力，而且发明的发生还倾向于引起新的意外发现。这些结果强调了在设计过程中不同活动模式之间快速交替的重要性（例如，绘制草图以及构思彼此动态相关的设计问题或需求）。这也解释了设计活动的机会性质，因为设计师在不断发展的解决方案概念中追求问题和要求。
根据Dorner（1999），在设计中可以观察到几种形式的思维。设计从关于设计/产品外观和工作方式的模糊想法开始。随着时间的流逝，这个想法逐渐形成并转化为清晰，完整的产品形象。混浊的想法来自设计师已经对产品有所了解的东西。
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