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在Simon (1966) 提出了設計是一種解決問題的過程後,有大量的研究試著從解決 問題的過程及設計策略來探討生手及專家設計師之間的差異。一些的研究指出尋 搜的策略和所學習的經驗之間,有很密切的關係 (Simon, 1975; Anderson et al., 1981; Anderson, 1990; Larkin, 1981)。在當設計師面對如此廣大的搜尋空間時,專家 設計師如何比生手更有效率且更精準地找到解決方案?

2.2.1 設計專家的過程及策略

在設計的搜尋策略中,Larkin (1981)指出生手在解決問題的過程中,會採較沒有系 統的原則,並且以目標為導向(goal-driven)的搜尋模式,也就是所謂的「後推式的 搜尋策略(working-backward search strategy)」;相較於專家而言,專家會從初始的 狀態開始,採用資料導向(data-driven)的搜尋模式,也就是「前推式的搜尋策略 (working- forward search strategy)」。Ho (2001)進一步指出當一位生手要變成一位專 家時,其解決問題的搜尋策略會從「後推式」轉換到「前推式」的策略。除此之 外,Anderson (1983)指出生手試圖以宣告式的知識運用深度優先(depth-first)的搜尋 模式來解決問題;而專家會以程式性的知識,以廣度優先(breadth-first)的搜尋模 式,來建構出整個搜尋空間,再來解決問題。此外Lloyd and Scott (1994)先從工程 設計的角度瞭解經驗較少的設計師,會傾向用整體的策略(global strategies)來分解 並重組設計問題;而設計專家,則會用局部的策略(localized strategies)來解決問題。

他們進一步以建築設計的角度,發現類似的現象(Lloyd and Scott, 1995)。

另一個專家設計師常使用的搜尋策略-啟發性搜尋(heuristics search),專家會用強 大啟發性的能力,用較少的搜尋時間及資源,來產生適當的方案,或是以相同的

Novice Expert

Creative

搜尋時間及資源,產生比生手更好的方案(Simon, 1966)。以西洋棋為例,A. de Groot (1965) 比較西洋棋大師及一般棋手在比賽中,產生一步好棋的搜尋模式,他發現 相較於其他的棋手而言,大師不用太多的搜尋時間,只要靠著超人的啟發性的選 擇能力,就能在樹狀結構的知識中,找到更有效且更相關的知識。

Simon (1966)從問題解決理論(problem-solving theory)的角度,指出專家擁有的一些 特質,例如:專家在思考的過程會有層級性的組織,及序列執行的知識處理過程,

在此過程中專家會以大量啟發式(heuristic)的「嘗試錯誤法(trial-and-error)」搜尋方 式,來做為選擇解決方案的方法。他再進一步指出,在以嘗試錯誤法來解決設計 問題的過程包含了二個子過程:第一個子過程為不斷地「產生」可能的解決方案,

或是解決方案的元素;第二個子過程是「測試」是否這些解決方案能滿足某些設 計限制。在所「產生」的解決方案,保證能滿足不同設計階段的限制;而「測試」

的過程,則保證違反其他限制的方案,在尋搜的過程中將會被去除或是修改(Simon, 1975)。設計限制是用來定義一個設計問題,但設計限制本身並無相當大的限制性 來指向某一特定的解決方案,因此一個解決方案的產生,必須要滿足所有設計的 限制。

在這種產生及測試的搜尋過程中,包含了決定問題(problem-determined)及自動化 (autonomous)的元素,Simon (1975)提出一個設計專家產生設計的過程將決定於下 列三個因素:依照一定的次序來考量設計元素,因此在這種由搜尋次序來決定方 案的過程中,此搜尋次序將決定不同的風格;第二種自主性的元素為預期的解決 方案,設計師重複地在不同的環境下,會對於一些子問題有預期的解決方案,這 種預期的方案,會使設計師較密集地來處理問題,也可減少搜尋的努力,同時預 期的方案,也將會成為一種風格的特質。第三種的自動化的元素,是設計中的產 生自主性限制,這是屬於較高期望的特質,如果一個設計專家來服務一般的業主,

業主將會指望專家可以同時考量到業主所有的需求,因此這種特質在實際設計的 過程中是相當重要的,但是無法再進一步地預測業主的想法。

2.2.2 設計風格的過程及策略

風格的定義可以從三個角度來探討:風格的特徵元素、元素之間的關係、及製造 及設計的過程,前二個已經在2.1 節討論過了,本章節將針對製造及設計的過程來 討論風格。許多研究都指出產生作品的過程可以視為一種風格,Sparshott (1965) 為 風格下了定義-風格是一種產生作品的方法,後來Gombrich 定義「風格是任何特 殊的方式,來執行一種動作,或是產生作品(1968, page 352)」,Simon 對風格也提 出相同的定義,一個風格是指從許多替代的方法中,產生一些特定的做事方法 (Simon, 1975)。除此之外,Meyer 更進一步定義風格,「風格是一種在人類行為複 製的過程中,或是在人類產生物品的複製過程中,基於某些限制之下,經由一系 列的選擇所產生的結果(1979, page 3)」。一個行為過程包含了許多子過程,彼此有 共同的資訊或是知識,而在單獨的子過程中,也有該過程的特定資訊,而設計的

過程便是許多這種過程的組合。

Schapiro (1961)提出以不同的方式來組合元素,可從元素之間的關係推論出不同的 設計過程,進而來定義不同的風格。例如,我們看到一棟有對稱立面的建築物,

我們可以合理地確定建築立面的產生是在設計過程中的早期階段;相反地,一些 立面不對稱的建築物,我們可以推測這些不對稱的立面是為了迎合內部空間上的 需求而產生的。

以設計的搜尋策略而言,有三種基本的因素決定了設計的風格:設計的限制(design constraints)、選擇的決定(making choices)、及搜尋的順序(search order)。在建築設 計中,經由設計限制所限定出可以選擇的範圍時,已經決定了在設計問題中可能 的解決方案(Simon, 1975)。設計限制是指可以滿足一個設計單元,或是一組設計單 元,如果設計限制是關於設計細部的一個設計單元,則是所謂的局部的設計限制 (local constraint);但如果是指一組設計單元,則稱為整體的設計限制。設計限制可 用一個架構(schemata)來呈現,而這個架構是在人工智慧領域中一種知識呈現的方 式,在這種呈現方式中,設計原則是包含在每一個子架構(schema)中,因此用這種 方式來呈現設計限制及設計知識的優勢,可以提供一個機制來探討憑經驗的設計 原則;相對地不同的設計限制也會形成不同的設計風格。

第二個影響風格的因素是用設計限制來選擇解決方案,Rapoport (1969) 指出了設 計限制和可選擇方案之間的關係,他舉例房屋的外形可以從一些現今存在的形體 中來決定,如果現存的可能性很大,則可以選擇的空間也很大,因為用了較少的 設計限制,所以標準也較低;但如果有新的建築技術產生了,整個選擇的空間也 隨之闊增。依循此概念,Akin (1986) 進一步指出,風格的形成是用來減少替選方 案的考量,他指出儘管設計問題是在設計限制之下所形成的,但其可能的替選方 案仍是相當廣大的;因此,設計師基於設計風格的選擇之下,會減少可以選擇的 數量,而產生可接受的解決方案。

第三因素是搜尋的順序,Simon (1975) 提出了設計師是一組順序來決定設計的元 素,或是設計的限制,從那開始而到那裏結束。因為設計是一個不斷滿足設計需 求的過程,第一個被考量的元素會滿足一些設計限制,而產生第一個可能的解決 方案;任何一個可能的方案將會斷續考量,基於前一個方案,產生滿足另一些限 制的方案。因此,這樣產生可能方案的過程,將形成一個影響風格的主要因素,

甚至會影響整個形體。這種搜尋的順序也被類比成一種設計思考的過程。

2.2.3 設計創造力的的過程及策略

在藝術領域的創造力研究,不但全心投入作品形式的探索,同時也針對創造力的 過程來探討,以個人創造力而言,Sparshott (1965) 認為創造力的過程是被定義為 任何產生藝術作品的過程。以資訊處理理論的角度,Simon (1966)提出處理過程中 包含了熟悉化(familiarization)及選擇性遺忘(selective forgetting)的二個現象。熟悉化 (familiarization)-如 George Miller 所指出,短期記憶體(short-term-memory, STM)

是相當有限的,其數量只有 7 正負 2 個記憶單位,一個記憶單位(chunk)可以是一 個單一的知識或是物體,但也可以是一組聯結到長期記憶(long-term-memory, LTM) 的相關資訊,因此在此所指的熟悉化是指,由 STM 的記憶單元聯結到 LTM 中相 關資訊的現象。如果有一些新的複雜形體已經被熟悉化了,他們在資訊處理的過 程中就會被編成同一個記憶單元。如同Akin (1990)的觀點,西洋棋大師會產生較 抽象的知識單元來呈現棋位,讓他們可以從整個棋局中記憶較多的資訊,同時也 可以減少搜尋的空間。選擇性遺忘(selective forgetting)-則是指在搜尋的樹狀結構 中,人們的意識會以正常的方式來執行解決問題的過程,但是人們會無意識地在 廣大的搜尋空間中,隨機地尋找解決方案,進而形成不預期的創造力。

Simon 提出整個創造力的過程,不單單只是以新奇、異於尋常、持久性、及具爭 論性的角度探討問題的形成;並且探索及檢驗更多的替選方案,從中發現具有創 造力的解決方案(Simon, 1999)。Weisberg (1986)則認為創造力是另一種解決問題的 形式,主要是在於人們對於一個問題狀態的理解程度,他強調問題解決的過程是 循序漸進地,很少有跳躍性的觀點或是看法。因此新奇的作品產生是在局部記憶 知識中搜尋的結果,這種循序漸進地解決問題的過程,可同時在自然科學及藝術 行為中得到證實。除此之外,Cross (1999) 也指出創造力的設計行為是在發現新奇 的構想,一個有創造力的設計師認為,設計的問題空間不單只是用來描述一個特 定的解決方案,或是在空間尋找方案,對他而言問題空間只是他用來探索及發現 新構想的未知領域中的一小部份。

Lawson (1979)將產生創造力的策略分成二種:定義問題導向(problem focused)及解 決方案導向(solution focused),並指出以設計問題而言,在解決方案導向策略中所 產生的方案較具獨特性,因此解決方案導向的策略將會是設計行為中主要的策

Lawson (1979)將產生創造力的策略分成二種:定義問題導向(problem focused)及解 決方案導向(solution focused),並指出以設計問題而言,在解決方案導向策略中所 產生的方案較具獨特性,因此解決方案導向的策略將會是設計行為中主要的策