设计思维(Design Thinking)一直是设计研究的重要科学问题,设计思维研究回答设计本体究竟是什么的问题。尼尔·克洛斯(Nigle Cross)提出了“设计师式认知”(designerly way of knowing),强调了设计思维的专业性与特殊性,并认为设计思维是与科学思维和人文思维相并列的思维范畴。本文选题源于国家973项目子课题,同时也源于笔者参与的多个设计项目中,所发现的设计思维的独特性和设计团队沟通的冲突现象。研究聚焦于汽车造型设计领域,研究问题是:第一,在设计流程中,设计思维以一种怎样的方式发展,是否存在逻辑性和属性变异?第二,汽车造型设计的多学科性和多角色协作性,设计角色之间如何完成对话与交流,如何解决冲突和冲突协调问题?设计思维是一个宏大的研究领域,本文研究聚焦在汽车造型设计的图解思维问题。研究主题为:汽车造型设计图解思维。主要包括三个研究目标:第一,汽车造型图解思维包含的要素,以及各要素之间的映射与论证关系;第二,对比不同设计阶段中,设计师图解思维的属性差异;第三,不同设计角色间的对话特性,构建设计角色间的有效对话平台。本文以理论依据和事实依据为研究基础。在理论依据上,采用文献调研法和对比分析法,主要涉及认知心理学、信息学、管理学、设计学等领域的理论研究;在事实依据上,主要采用了案例分析法和问卷法,通过分析获得相应的数据支撑。实践设计项目主要有《东风柳汽景逸X5局部改型设计》、《柳汽X3、X5全新造型开发设计》以及《HNU-E概念电动车内外饰造型设计》。实验实证研究主要有《设计师与用户汽车造型意象认知调研》、《汽车造型创意设计的意象线索调研》、《设计师专家与新手设计思维差异实验》以及《二维图形向三维实体转换评价实验》。研究成果主要包括以下四点:第一,构建了汽车造型设计的图解思维模型,确立了行为活动、表征内容和表征形式三大模块,作为本文的基本理论范围与框架。将设计图解思维的行为活动概括为视觉思维与视觉对话,其中视觉思维以设计问题和设计解的视觉图解活动为主,而视觉对话以设计意图解释和设计方案说服的对话活动为主;将表征内容概括为设计图像的对象性与表现性,其中对象性包括设计问题、设计信息的推理,以及设计形态和设计功能的推衍,表现性包括表现载体属性和表现力;将表征形式分为心理意象与外显表征。以此为基本理论框架,通过认知实验和案例分析等方法,提出了图解思维的行为、本体和表征及其内在关联关系。第二,明确了汽车造型设计图解思维的属性差异。研究将设计流程归纳为设计创意和设计物化两个主要阶段,并在此基础上进一步将流程细分为思维起点、创意引导与捕捉、概念生成、造型表现、形面塑造与逼近、以及造型完善与验证。通过设计案例与实验分析,从形态推导载体对比的角度,分别从表现性、多义性、并行性和衍变维度四个方面进行对比,研究发现:设计创意阶段以模糊图解和二维图解为主,研究将二维图解概括为多维度、多通道的差异化求解,是通过衍生“找形”的创造性思维活动;设计物化阶段以三维图解为主,研究将三维图解概括为有限、微度的相似性求解,是通过试错“塑形与完形”的实体化思维活动。第三,对比分析了设计角色间的思维差异与冲突现象,提出了汽车造型设计角色间的对话内容、对话方式和对话模式。通过案例分析,研究发现设计角色之间存在基于二维图解和三维图解的对话方式,其中,研究将设计师与数模师阶段性的、共同推衍的实时交流,定义为“阶段性并行推衍”模式;将数模师与工程师之间阶段性的、非实时反馈的交流模式,定义为“阶段性延时推衍”模式;将设计师与油泥师之间持续性的、全程参与共同推衍的实时交流模式,定义为“持续性共行推衍”模式。针对思维惯性差异与角色冲突,从认知冲突、过程冲突与情感冲突的角度进行探讨,提出了造型师“求变”与工程师“求用”的认知思维方式冲突,以及基于设计角色、设计对象和设计过程可信的情感和过程冲突。第四,构建了基于图解思维的设计推衍辅助模型,以及多角色对话平台。首先,基于不同外显表征的属性差异,提出不同图解表征互动推衍的设计策略,并构建了二维与三维表征互动推衍的设计模型与设计方法,其中包括心理意象外显化的意象线索设计辅助模型、二维图解快速衍生与三维图解精确衍变模型、以及体量原型前移与过程模型并行方法。其次,基于不同设计角色间的对话模式与问题冲突分析,提出多角色隐性知识外显与对话场景共建的设计策略,基于隐性知识外显化的方法,构建了多角色对话的基础数据库,并在此基础上搭建了多角色对话平台框架。本文研究具有“求真”和“求用”两方面的功用目的。首先,从“求真”的角度,本文基于文献调研与分析,提供了图解思维研究的理论框架和研究路径,在前人研究的基础上,以汽车造型设计为载体,扩宽了图解思维研究的边界。其次,从“求用”的角度,本文构建了基于图解思维的设计推衍辅助模型,为设计师提供可操作的概念激发、概念衍生和概念验证方法,用于不同阶段的设计辅助需求。此外,本文所构建的多角色对话平台,为设计团队提供直观、易交流、可信和高效管理的设计对话和交流方法。