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1 设计本体与设计学科
1.1 设计的本质
设计虽然是一个新近的词语，但早在人类造物之初，原始先民第一次将两块石头互相敲击来制造石器，设计就已本质性地存在。根据这样一种说法，设计似乎是人类与生俱来的能力，只要我们头脑中进行计划、构想、盘算带有预见性的、未来性的、愿望性的内容，就可以叫设计。在美国学者HerbertA·Simon的概念里，科学是去发现、理解自然、社会的知识，而设计是应用这些知识去创造未来。科学探究的是事物本身的客观存在，而设计是确定事物的存在方式，是创造性的活动。我们把设计归结为“人类有目的的创造性活动”，它是设计的最本质意义，是设计活动的本原。设计活动有两个要素：一是人的目的性，二是创造性，目的是人创造的最终指向①。
1.2 跨学科的设计知识研究应始于设计活动
Simon将设计科学界定为研究人工物的科学（The Science of Artificial），认为设计科学是独立于科学与技术以外的第三类知识体系。科学研究揭示、发现世界的规律“是什么”（Be），关注事物究竟如何；技术手段告诉人们“可以怎样”（Might Be）；而设计则综合这些知识去改造世界，关注事物“应该如何”（Should Be）②。自然科学融入技术研究的是机遇目标的人、事、物关系的总和，在此意义上，设计横跨了科学技术与人文社会两大领域③。
杨砾和徐立在Simon理论的基础上勾勒出设计科学与设计研究诸多领域，以及设计学与其他学科之间的关系。杨砾的设计学框架讲设计科学模糊地划分为四个知识领域，他认为专业设计知识对其上面三个层次的研究具有非常强烈的直接影响，反之亦然④。这是对设计边界模糊性和内容交叉性的一种诠释，设计知识融入到设计活动的每一个角落。
设计作为一门学科，其基本理论是一种与设计师的意识和能力相关的特有知识形式，这种知识形式独立于不同的设计实践专业领域⑤。为了更清楚地梳理设计领域与其它领域知识关系，我们必须专注于设计活动运作过程的研究。
2 设计活动过程与设计思维运作
2.1 内部因素与外部因素组合成的设计活动系统
设计问题可化约为外因（人、时、地、事）与内因（技术、材料、工艺）等共同作用下的一个“关联性”系统。设计活动的外部是不断变化的，不同人的目的与环境的“要求”，称为“外部因素”；在它的内部是“可组织”的元素及关系。称为“内部因素”①。Simon认为，设计就是创造人造物的过程。所谓的人为事物，其產生于存在的基础有两方面：一是人的意图与目标，另一个是人为事物所处的环境。因此，该人为事物便是一个“适应性”系统，是人的目的与环境之间的界面，它的功能是在环境允许下达到人的目的。设计活动便发生在内部与外部交接的系统中，设计活动是设计师通过研究外部因素，理解人、时、地、事的限制条件，协调组织内部因素关系组合，将内与外调试至相适合的造物过程。
2.2 设计活动中的设计思维
需强调的是，设计活动的系统中，思维方式在梳理外部因素，组织内部因素，搭建内部与外部的桥梁以创造出满足人目的的新事物中起着至关重要的作用。科学家致力于研究发现规则，而设计师更想达到最好的结果。科学活动以问题聚焦（problemfocused）为特性，而设计师特征是解决方案聚焦（solutionfocused）⑥。由于设计活动在从问题到解决方案之间，存在着模糊性和不确定性，而这种模糊性和不确定性无法用归纳与演绎思维进行处理，它是一种探索性思维方式，其设计特征的显现过程就是发展中的解决方案概念与发展中的问题进行匹配的过程。
所以说，设计思维方式是带有目的性的建设性、创造性思维，它不同于归纳和演绎的推理方式。Peirce认为，它是一种“溯因”的思维方式，溯因是解释已知事物的过程，是推理到最佳解释的过程，是推测性的逻辑⑤。设计师遵循“适应性”系统，试图调节内部因素，使内部与外部的天平趋近平衡，将解决方案聚焦在平衡点上。总的来说，设计思维贯穿设计活动全过程，设计师带有目的性（调节内部因素与外部因素的平衡）去发现、分析、归纳、探索与创造。
2.3 设计活动过程
基于内部因素与外部因素所构成的设计活动系统，可进一步对设计活动的基本过程进行归纳。设计活动是由“外部”至“内部”的过程，外部因素决定产品达到使用目的的条件，内部因素组织结构使之达到产品使用目的。因此，由外至内的设计活动过程可表达为逐渐收缩并聚焦的过程。
外部因素的研究包括大环境趋势研究、地域文化研究、生活形态研究、使用环境与条件研究和使用行为过程研究；内部因素的组织包括形态、材料、技术、加工工艺和色彩。然而，设计活动所涉及知识域十分宽广，但却并非对客观知识的挪用，而是经由设计思维作为线索，以“外部”和“内部”达到平衡为目标，从各个领域中针对性地吸取养分，进行有目的的探索与创造。
3 基于设计活动过程的知识建构
3.1 设计活动对设计师能力要求
工业设计是时代发展的产物，其学科性质涉及到社会发展的方方面面，是边缘性学科，既包括材料学、物理学、数理学、运筹学、统计学、工艺学等自然科学的物质层面，也涉及到社会学、心理学、市场学、艺术学等人文学科的精神领域。这些决定了工业设计师具备的设计能力是综合性的、多元化的。设计知识可划分为内部知识与外部知识，内部知识是信息通过记忆在头脑中储存，设计师通过产品传达给用户感知。外部知识是设计师置身于不同环境中所获取的知识。围绕需求改变，设计能力与设计知识存在着映射关系⑦。
对设计活动过程的知识要求可建立起基于内部因素与外部因素组成的设计活动过程所涉及的内容对设计师能力的要求，如上表所示。
3.2 设计能力要求对各领域知识的摄取
设计活动由外部因素与内部因素可划分为理解、分析、发现的过程和探索、创造的过程。理解、分析、发现的过程的知识要求设计师在对环境趋势的研究中，从语言学摄取对语意的理解力和表述能力，从逻辑学摄取复杂关系理解力和逻辑思维能力，从统计学摄取对数据的理解力和统计能力；在对地域文化的研究中，设计师从文化学、人类学和环境科学摄取地域与文化、人文、观念、行为与物质生活的研究手段和理解方式；在对生活形态的研究中，设计师从社会学、心理学、人类学和认知科学摄取访谈技巧和设问技巧、理解用户认知能力、发现的能力；在对使用环境与条件的研究中，设计师从系统科学中摄取系统性地思考方式，对环境全面考虑；在对使用行为过程的研究中，设计师从心理学、认知科学、行为科学、社会学摄取观察能力、发现能力、行为的理解力、用户心理的理解力。
探索与创造过程，设计师在组织技术、形态、材料、加工工艺和色彩过程中，所涉及到的知识有电子技术、信息技术、材料学、机械制造、工艺学、艺术学、符号学、美学、物理学，从中吸取技术与原理以服务于设计活动，在保证产品语意正确传达的基础上赋予产品造型、材质与色彩。
设计活动的管理又涉及系统科学、经济学与管理学，系统思维确保设计活动的“适应性”系统正常运作，管理思维对设计项目时间管理、团队合作、激励思维发散起着不可忽视的作用，同时，设计活动的落脚点是市场，围绕商业模式而展开，在满足用户需求的同时追求商业利益。此处的设计思维可被解释为目标聚焦的思维、关联性洞察的思维、探索性的思维、解决方案聚焦的思维。可见，虽然设计活动对设计师的知识域要求十分宽广，但并不意味着对知识的照搬，而是通过设计思维这一主线能够基于关联性系统将所及知识在个学科领域中抽取并聚焦至解决方案。
3.3 双螺旋设计知识模型建构
正因为设计活动外部因素与内部因素相适合组成的适应性系统对知识的特殊性要求，理解、分析、发现的过程和探索、创造的过程构成了“左右逢源”的状态，“左”与“右”通过设计思维相连接，组合成“双螺旋模型”，如图所示。
对语言学、逻辑学、统计学、文化学、人类学、环境科学、社会学、心理学、认知科学、系统科学、行为科学所摄取的知识组合成了知识结构的“左螺旋”，与研究外部因素所需要的理解、分析、发现的能力相对应；对电子技术、信息技术、材料学、机械制造、工艺学、艺术学、符号学、美学、物理学所摄取的知识组合成了设计知识结构的“右螺旋”，与组合内部因素所需要的探索与创造能力相对应。设计思维在知识的左螺旋与右螺旋间充当了桥接的作用，将左旋与右旋知识融会贯通，形成稳固的知识结构。
双螺旋知识结构的三个组成部分缺一不可，设计师若是左螺旋知识缺失，则空有一身探索、创造的能力却把握不了问题与需求，即无的放矢；若设计师右螺旋知识缺失，则只能停留在问题层面，无法进行创造性的探索；若不能培养好设计思维，“左”与“右”的知识便无法向解决方案聚焦以达到外部因素与内部因素的平衡点。因此，只有三个要素协调发展才能够形成稳固的双螺旋设计知识结构，让设计人员拥有理解、分析、发现的知识，并通过设计思维调动探索、创造的知识进行造物活动。
1.1 设计的本质
设计虽然是一个新近的词语，但早在人类造物之初，原始先民第一次将两块石头互相敲击来制造石器，设计就已本质性地存在。根据这样一种说法，设计似乎是人类与生俱来的能力，只要我们头脑中进行计划、构想、盘算带有预见性的、未来性的、愿望性的内容，就可以叫设计。在美国学者HerbertA·Simon的概念里，科学是去发现、理解自然、社会的知识，而设计是应用这些知识去创造未来。科学探究的是事物本身的客观存在，而设计是确定事物的存在方式，是创造性的活动。我们把设计归结为“人类有目的的创造性活动”，它是设计的最本质意义，是设计活动的本原。设计活动有两个要素：一是人的目的性，二是创造性，目的是人创造的最终指向①。
1.2 跨学科的设计知识研究应始于设计活动
Simon将设计科学界定为研究人工物的科学（The Science of Artificial），认为设计科学是独立于科学与技术以外的第三类知识体系。科学研究揭示、发现世界的规律“是什么”（Be），关注事物究竟如何；技术手段告诉人们“可以怎样”（Might Be）；而设计则综合这些知识去改造世界，关注事物“应该如何”（Should Be）②。自然科学融入技术研究的是机遇目标的人、事、物关系的总和，在此意义上，设计横跨了科学技术与人文社会两大领域③。
杨砾和徐立在Simon理论的基础上勾勒出设计科学与设计研究诸多领域，以及设计学与其他学科之间的关系。杨砾的设计学框架讲设计科学模糊地划分为四个知识领域，他认为专业设计知识对其上面三个层次的研究具有非常强烈的直接影响，反之亦然④。这是对设计边界模糊性和内容交叉性的一种诠释，设计知识融入到设计活动的每一个角落。
设计作为一门学科，其基本理论是一种与设计师的意识和能力相关的特有知识形式，这种知识形式独立于不同的设计实践专业领域⑤。为了更清楚地梳理设计领域与其它领域知识关系，我们必须专注于设计活动运作过程的研究。
2 设计活动过程与设计思维运作
2.1 内部因素与外部因素组合成的设计活动系统
设计问题可化约为外因（人、时、地、事）与内因（技术、材料、工艺）等共同作用下的一个“关联性”系统。设计活动的外部是不断变化的，不同人的目的与环境的“要求”，称为“外部因素”；在它的内部是“可组织”的元素及关系。称为“内部因素”①。Simon认为，设计就是创造人造物的过程。所谓的人为事物，其產生于存在的基础有两方面：一是人的意图与目标，另一个是人为事物所处的环境。因此，该人为事物便是一个“适应性”系统，是人的目的与环境之间的界面，它的功能是在环境允许下达到人的目的。设计活动便发生在内部与外部交接的系统中，设计活动是设计师通过研究外部因素，理解人、时、地、事的限制条件，协调组织内部因素关系组合，将内与外调试至相适合的造物过程。
2.2 设计活动中的设计思维
需强调的是，设计活动的系统中，思维方式在梳理外部因素，组织内部因素，搭建内部与外部的桥梁以创造出满足人目的的新事物中起着至关重要的作用。科学家致力于研究发现规则，而设计师更想达到最好的结果。科学活动以问题聚焦（problemfocused）为特性，而设计师特征是解决方案聚焦（solutionfocused）⑥。由于设计活动在从问题到解决方案之间，存在着模糊性和不确定性，而这种模糊性和不确定性无法用归纳与演绎思维进行处理，它是一种探索性思维方式，其设计特征的显现过程就是发展中的解决方案概念与发展中的问题进行匹配的过程。
所以说，设计思维方式是带有目的性的建设性、创造性思维，它不同于归纳和演绎的推理方式。Peirce认为，它是一种“溯因”的思维方式，溯因是解释已知事物的过程，是推理到最佳解释的过程，是推测性的逻辑⑤。设计师遵循“适应性”系统，试图调节内部因素，使内部与外部的天平趋近平衡，将解决方案聚焦在平衡点上。总的来说，设计思维贯穿设计活动全过程，设计师带有目的性（调节内部因素与外部因素的平衡）去发现、分析、归纳、探索与创造。
2.3 设计活动过程
基于内部因素与外部因素所构成的设计活动系统，可进一步对设计活动的基本过程进行归纳。设计活动是由“外部”至“内部”的过程，外部因素决定产品达到使用目的的条件，内部因素组织结构使之达到产品使用目的。因此，由外至内的设计活动过程可表达为逐渐收缩并聚焦的过程。
外部因素的研究包括大环境趋势研究、地域文化研究、生活形态研究、使用环境与条件研究和使用行为过程研究；内部因素的组织包括形态、材料、技术、加工工艺和色彩。然而，设计活动所涉及知识域十分宽广，但却并非对客观知识的挪用，而是经由设计思维作为线索，以“外部”和“内部”达到平衡为目标，从各个领域中针对性地吸取养分，进行有目的的探索与创造。
3 基于设计活动过程的知识建构
3.1 设计活动对设计师能力要求
工业设计是时代发展的产物，其学科性质涉及到社会发展的方方面面，是边缘性学科，既包括材料学、物理学、数理学、运筹学、统计学、工艺学等自然科学的物质层面，也涉及到社会学、心理学、市场学、艺术学等人文学科的精神领域。这些决定了工业设计师具备的设计能力是综合性的、多元化的。设计知识可划分为内部知识与外部知识，内部知识是信息通过记忆在头脑中储存，设计师通过产品传达给用户感知。外部知识是设计师置身于不同环境中所获取的知识。围绕需求改变，设计能力与设计知识存在着映射关系⑦。
对设计活动过程的知识要求可建立起基于内部因素与外部因素组成的设计活动过程所涉及的内容对设计师能力的要求，如上表所示。
3.2 设计能力要求对各领域知识的摄取
设计活动由外部因素与内部因素可划分为理解、分析、发现的过程和探索、创造的过程。理解、分析、发现的过程的知识要求设计师在对环境趋势的研究中，从语言学摄取对语意的理解力和表述能力，从逻辑学摄取复杂关系理解力和逻辑思维能力，从统计学摄取对数据的理解力和统计能力；在对地域文化的研究中，设计师从文化学、人类学和环境科学摄取地域与文化、人文、观念、行为与物质生活的研究手段和理解方式；在对生活形态的研究中，设计师从社会学、心理学、人类学和认知科学摄取访谈技巧和设问技巧、理解用户认知能力、发现的能力；在对使用环境与条件的研究中，设计师从系统科学中摄取系统性地思考方式，对环境全面考虑；在对使用行为过程的研究中，设计师从心理学、认知科学、行为科学、社会学摄取观察能力、发现能力、行为的理解力、用户心理的理解力。
探索与创造过程，设计师在组织技术、形态、材料、加工工艺和色彩过程中，所涉及到的知识有电子技术、信息技术、材料学、机械制造、工艺学、艺术学、符号学、美学、物理学，从中吸取技术与原理以服务于设计活动，在保证产品语意正确传达的基础上赋予产品造型、材质与色彩。
设计活动的管理又涉及系统科学、经济学与管理学，系统思维确保设计活动的“适应性”系统正常运作，管理思维对设计项目时间管理、团队合作、激励思维发散起着不可忽视的作用，同时，设计活动的落脚点是市场，围绕商业模式而展开，在满足用户需求的同时追求商业利益。此处的设计思维可被解释为目标聚焦的思维、关联性洞察的思维、探索性的思维、解决方案聚焦的思维。可见，虽然设计活动对设计师的知识域要求十分宽广，但并不意味着对知识的照搬，而是通过设计思维这一主线能够基于关联性系统将所及知识在个学科领域中抽取并聚焦至解决方案。
3.3 双螺旋设计知识模型建构
正因为设计活动外部因素与内部因素相适合组成的适应性系统对知识的特殊性要求，理解、分析、发现的过程和探索、创造的过程构成了“左右逢源”的状态，“左”与“右”通过设计思维相连接，组合成“双螺旋模型”，如图所示。
对语言学、逻辑学、统计学、文化学、人类学、环境科学、社会学、心理学、认知科学、系统科学、行为科学所摄取的知识组合成了知识结构的“左螺旋”，与研究外部因素所需要的理解、分析、发现的能力相对应；对电子技术、信息技术、材料学、机械制造、工艺学、艺术学、符号学、美学、物理学所摄取的知识组合成了设计知识结构的“右螺旋”，与组合内部因素所需要的探索与创造能力相对应。设计思维在知识的左螺旋与右螺旋间充当了桥接的作用，将左旋与右旋知识融会贯通，形成稳固的知识结构。
双螺旋知识结构的三个组成部分缺一不可，设计师若是左螺旋知识缺失，则空有一身探索、创造的能力却把握不了问题与需求，即无的放矢；若设计师右螺旋知识缺失，则只能停留在问题层面，无法进行创造性的探索；若不能培养好设计思维，“左”与“右”的知识便无法向解决方案聚焦以达到外部因素与内部因素的平衡点。因此，只有三个要素协调发展才能够形成稳固的双螺旋设计知识结构，让设计人员拥有理解、分析、发现的知识，并通过设计思维调动探索、创造的知识进行造物活动。