طراحی ابزارهای شناختی

مقایسه کنید با

نسخه دوم

مقدمه

طرح پیشنهادی هربرت سیمونز (1981/1959) برای پیوند دادن علوم طبیعی و علوم مصنوعی به خوبی شناخته شده است (شکل 1). سیمونز ماهیت موضوعاتی مانند کامپیوتر، علوم، مهندسی و آموزش را بوسیله ارائه مقایسه‌ای بین علوم طبیعی و آنچه که " علوم مصنوعی" نامیده است معرفی می‌کند.

چهار ویژگی که علوم مصنوعی یا طراحی شده را مشخص می کند عبارتند از:

1. چیزهای مصنوعی توسط انسان ترکیب شده اند.
2. آنها از نمود چیزهای طبیعی تقلید می کنند ولی فاقد واقعیت آنها هستند.
3. چیزهای مصنوعی می توانند به عنوان توابع، اهداف و انطباق مشخص شوند.
4. چیزهای مصنوعی معمولاً در شرایط دستوری به همان خوبی شرایط توصیفی بررسی می‌شوند.

سیمونز طرحی را مطرح کرد که تمامی فعالیت های انسانی را که شامل برنامه ریزی می شوند در بر می گرفت.

"تنها مهندسان نیستند طراح حرفه‌ای اند. هر کسی مسیر فعالیتی را طراحی می کند که موقعیت موجود را به شرایط دلخواه تغییر دهد. فعالیت های عقلانی که محصولات مصنوعی را طراحی می کنند در اصل هیچ تفاوتی با تجویز نسخه دارو برای یک بیمار یا شخصی که برنامه فروش جدیدی برای یک کمپانی یا سیاست جدیدی برای رفاه اجتماعی یک منطقه را دارد، ندارند. طرح به طوری که توضیح داده شد، هسته تمامی آموزش های حرفه ای است؛ این یک نشان اصلی است که حرفه را از علم متمایز می سازد. برای توسعه و تولید طراحی مدرسه های مهندسی درست مانند مدرسه های معماری، تجارت، حقوق و پزشکی اهمیت دارد. (سیمون 129؛1981)

هدف سیمون روشن ساختن ماهیت "علوم طراحی" –همانطور که خودش نامیده- و پیشنهاد برای پیشرفت دادن آن است. او امیدوار بود که با ترکیب دقت و سختگیری علوم طبیعی و زمینه های طراحی، که آن را برای تمدن بشری اساسی مطرح کرده بود، بتوان درک عمیق‌تر و اصول بهتری استخراج کرد.

در ابتدا امیدهای سیمون برای ترکیب علوم طراحی با روش های دقیق موفقیت هایی به همراه داشت. کار او روی "حل کننده مشکل عمومی" یکی از اولین تلاش ها در زمینه هوش مصنوعی بود. او در پردازش اطلاعات تئوری حل مشکل (نیول، شاو و سیمون 1957) موفق به توضیح حیطه گسترده ای از رفتارها در زمینه تعداد محدودی از مکانیزم ها شد که فضای مسئله ای را در بر می گرفت که اجزای آن در حالت آگاهی بودند. دسته ای از پردازش های زاینده حالت آگاهی جدیدی خلق می کنند و دسته ای از پردازنده های آزمون حالت های آگاهی را برای حالت چاره سازی مقایسه می کنند. آنها مسئله را به این صورت تعریف می کنند:

دادن دسته ای از عناصر p، پیدا کردن زیر دسته ی s از p که ویژگی های منحصر به فردی دارد. عناصر هر دو دسته sوp حالت های آگاهی هستند و ترتیب قرارگیری آنها در p نشانگر فضای مسئله است.

پیدا کردن زیر دسته s از p مانند موضوع حرکت است. به روش بالقوه راه حل تولید کردن از یک حالت آگاهی به حالت آگاهی دیگر تا زمانی که ویژگی های منحصر به فرد یکی پیدا یا گسترش داده شود.

رفتار حل مسئله ای شامل سه زیر دسته از فعالیت ها می شود: مشخص کردن مسئله، تولید راه حل و ارزیابی راه حل. روش های تولید راه حل شامل آزمون خطا، تحلیل های هدف نهایی، تجزیه های سلسله مراتبی و تجزیه و باز ترکیب سلسله مراتبی بودند. با وجود توانایی حل نوع مشخصی از مسائل، این روش سطح عمومی قابلیت اجرای تأیید شده را بدست نیاورد. همچنین تأثیر زیادی در تکنیک طراحی نداشت.

تکنیک طراحی و مفاهیم آن

در مقابل نبود پیشرفت در تولید راه حل های مسائل علمی، پیشرفت قابل ملاحظه ای در درک پیشرفت طراحی وجود دارد. در این فصل به مرور بعضی از این پیشرفت ها خواهیم پرداخت و سپس راه متفاوتی برای مفهوم سازی رابطه بین علم و طراحی که مشخص می کند چطور ابزارهایی را طراحی کنیم که به مردم کمک کند فکر کنند، پیشنهاد خواهد شد.

از دهه 1970 تحقیقات قابل ملاحظه ای در زمینه های متنوعی مانند معماری، مهندسی و علوم کامپیوتر انجام شد. در یک مقایسه جالب، لاوسون (1979، در لاوسون 1980) مطالعه‌ای در زمینه حل مسائل شبه طراحی روی معمارها و دانشمندان انجام داد.؟؟؟ .

محدودیت های تعیین شده یک سری مشکلات را ایجاد کردند. این دو گروه سازگاری ها و استراتژی های متفاوتی را نشان دادند. دانشمندان به امید کشف یک قانون کلی، ترکیب های مختلف را در جهت حداکثر کردن اطلاعات راجع به مسئله امتحان کردند. معماران روی طرحی که بر اساس آزمایش های بی دقت و سرسری روی بلوک ها بود، تمرکز کردند. اگر آن طرح قابل قبول نبود، راه حل نزدیکتر بعدی آزمایش می شد. به عبارت دیگر دانشمندان برای کشف اصول عمومی تلاش میکردند در حالی که معمارها روی راه حل های مطلوب متمرکز شده بودند. در آزمایش دوم با همان مواد، دانش آموزان دبیرستانی و دانشجویان سال اول معماری مورد آزمایش قرار گرفتند. هر دو دسته ضعیف تر از فارغ التحصیلان مدارک بالاتر عمل کردند و هیچ کدام از دو گروه الگوی سازگاری ارائه نداد. این نشان داد که استراتژی سازگارانه ی معمارها یک گرایش طبیعی نبود.

مطالعات طراحی ادامه پیدا کرد. اَل وار و مارتا (1969 در لرا 1983) یک شرکت معماری را که برنده ی شش جایزه شده بود مطالعه کردند و هر مرحله ی اصلی طراحی را کشف کردند. در مرحله ی اول ایده‌ها بر خلاف محدودیت ها مشخص و بررسی می‌شوند این کار زمان بسیار کمی می گیرد. در مرحله ی دوم طرح رشد پیدا کرده و تصفیه می‌شود. چان (1990) تحقیقاتی در زمینه ی مراحل شناخت حل مسائل طراحی معماری انجام داد. مطالعات تجربی یک دانشجوی پی اچ دی معماری از قرار دادهای تفکر با صدای بلند روی نوار های ویدئویی و مدل پردازش اطلاعات آگاهی استفاده کرد. طراحی قابلیت حل مساله تابعی برای تعدادی از محدودیت ها، قوانین مرتبط و پیش راه حل هایی ذخیره شده در حافظه ای طولانی مدت بود. کورن فورث (1976در لرا، 1983) مطالعاتی در زمینه ی طراحی معماری داشت و موضوعاتی را کشف کرد که بین مشخصات و مراحل تحقیق به طور متناوب در رفت و آمدند. بر خلاف متدهای استاندارد طراحان راه حل ساده ای را به صورت سر سری گسترش دادند و از آن برای توسعه ی راه حل های جزئی تر بیشتری استفاده کردند. ؟؟؟داوینگ ؟؟؟(1987) درس معماری می خواند و روی پروژه ی یک ساختمان کار می کرد. تصویر موضوعی قابل قیاس و شارژ شده یک چهار چوب فکری را ایجاد کردند. راه حل های موصوعی مشکلات پیش ساخته ای را مطرح کردند. (با استفاده از روش طراحی به وسیله ی سابقه) مدل اصلی شامل تحلیل گمانی بود. معمار ها یک "بانک تصویر" از راه حل های به یاد ماندنی دارند. سیمن (در لرا؛ 1983) در یک مطالعه در باره ی طراحی عمومی به رابطه ی متناظر بین ارائه ی مطلب و کشف محدودیت ها پی برد. به جای ویژگی ها و روابط انتزاعی، موضوعات عناصر طراحی را تولید کردند و کیفیت آن‌ها را مشخص نمودند.

فوز (1972 در لرا، 1983) در حال مطالعه ی طراحی معماری دریافت که طراحان از مسائل شناخته شده ی موجود برای حل مساله استفاده می کنند. بعضی از مدل های سه بعدی ماهرانه به طوری که به نظر واقعی می رسیدند. ماهرانه ترین موضوع، سابقه ی بیشتری پیدا می کرد و پروپوزال های زیادی می ساخت، آزمون های بیشتری انجام داد، از مقایسه های تشابهی بیشتری استفاده می کرد. ضمنا از پردازش خلاقانه ی خود آگاه بود. مشخص شد که هر چیزی که طراح در مورد توانایی پردازش معین کرده بود تا زمانی که به آن نیاز نبود کنار گذاشته می شد. سیمونز ( 1983 در لرا، 1985) بر روی دوازده دانش آموز فارغ التحصیل معماری مطالعه کرد و متوجه شد که آن ها تفاوت های زیادی در روش های خود دارند. بعضی ها اول مساله را آنالیز می کردند، بعضی راه حل تولید می کردند و بعضی به منابع و محدودیت ها توجه داشتند. حتی در بین آن ها که در ابتدا مساله را آنالیز می کردند روش های گوناگونی وجود داشت. بعضی ها زیر مساله ها را شناسایی می کردند و بر حسب اهمیت شان با آن ها مقابله می کردند. دیگران محدوده ی متناوبی ایجاد می کردند. یک مساله برای معکوس کردن جریان پردازش با ناتوانی مواجه است. دانشجویان موفق تر محدوده ی بزرگ تر و انعطاف بیشتری در تصمیمات خود به نمایش گذاشتند. در نهایت دارک (1969 در لرا، 1983) در یک مطالعه ی طراحی معماری فهمید که طراحان با یک لیست صریح و روشن از فاکتورها مواجه نیستند.

همچنین مطالعات زیادی در زمینه ی فرایند مهندسی طراحی انجام شده است. بوکسی آر لی (1988) دیدگاه نژاد پرستانه ای در مورد مهندسی طراحی و فرآیند طراحی داشت و فرآیند طراحی را در چهار چوب مهندسی مطالعه کرد. مطالعات قبلی نشان می دادند که یک تیم طراحی کمتر از نصف وقتشان را صرف کارهای طراحی مشروع کرده اند. او ادعای خودش را در بین سه مهندس با نشان دادن یک محصول طراحی توصیف کرد و سه مرحله برای مباحثه طراحی ذکر کرد:(مشخص کردن ویژگی ها، نامیدن و گرفتن تصمیمات). او به این نتیجه رسید که محصولات مصنوعی، طراحی نیستند. آنها حاکی از یک توافق هستند. هیکین(1962 در لرا 1983) یازده مورد از مطالعات مهندسان را گزارش داد و نتیجه گرفت که مجزا کردن و تشخیص دادن استراتژی های طراحی ساده غیر ممکن است. به هر حال، جستجو برای چاره ما را به سوی فهم روشن تر قضیه هدایت می کند. مهندس ها نیاز وجود روش ضبط تصمیمات طراحی را بیان کردند.

رادکلیف و لی (1989) روش های طراحی به کار رفته توسط دانشجویان مهندسی با استفاده از قراردادهای طراحی در دوره تحصیل را مورد مطالعه قرار دادند. چهارده دانشجوی سال آخری در گروه‌های دو تا چهار نفری کار می‌کردند. دو گروه به کلید واژه هایی برای برانگیختن ایده های طراحی دست پیدا کردند. دو گروه دیگر طرح کلی روش طراحی سیستماتیک را بدست آوردند. موضوعات نمی توانستند به خوبی اطلاعات منابع را مورد استفاده قرار دهند، نمی توانستند جرقه فکری ناگهانی بزنند و افراد به تنهایی نمی توانستند پیشرفت های گروه را دنبال کنند.هر فردی یک روش منحصر به فرد برای روش شناسی طراحی داشت. یازده نفر از این چهارده نفر ترتیب منطقی مساعدی از مراحل طراحی اتخاذ کردند و این که باعث افزایش توانایی ذاتی توسط تجربیات و ساختارها می شد. همچنان که پروژه ادامه داشت، پردازش فرصت طلبانه تر کی شد. ارتباطی بین تأثیر گزار بودن طرح و کارایی طراح وجود داشت. لی و رادکلیف (1990) در مورد توانایی های ذاتی طرح های دانشجویان سال اولی مهندسی و طراحی مطالعه کردند.

دویست و بیست و شش دانشجو تحت یک مرور بازنگرانه مورد مطالعه قرار گرفتند. تجربه مهارت های طراحی را گسترش می داد. دانشجویان طراحی مهندسی و صنعتی ویژگی های متفاوت را به روشنی به نمایش گذاشتند و این ممکن است در کارهای تصمیماتی آنها بازتاب کند. در این زمان یک "روش مهندسی" از وظایف طراحی روش ها و گرایش آنها قبل از ورود به جهان رخ داد. استافر و اولمن (1988) مقایسه ای از نتایج چندین مطالعه تجربی را در فرآیند طراحی مکانیکی گزارش دادند. آنها 21 استراتژی جهانی را در زمینه طراحی مکانیکی بر اساس شش مطالعه مشاهده ای لیست کردند. آنها نتیجه گرفتند که کارایی طرح واقعی به خوبی پایه ریزی نشده است. بعضی از این نتایج متناقض هستند؛ راه حل هایی که به صورت متوالی و یا موازی عمل می کنند.آنها سؤال کردند که آیا استراتژی های طراحی می توانند مستقل از دانش محیط باشند؟ اولمان، استافر و دیتریش (1981 در گویندون 1995) گزارش داده اند که طراحان مهندسی مکانیکی از روش های سیستماتیک به روش های فرصت طلبانه در زمینه طراحی پیشرفت کرده اند. همچنینی مطالعاتی در زمینه فرآیند طراحی نرم افزاری صورت گرفته است. کورتیس، کراستر و اسکو (1988) مجموعه مطالعاتی را در زمینه فرآیند طراحی نرم افزاری برای سیستم های بزرگ گزارش دادند. یک گزارش در مورد نحوه تفکر طراحان سیستم روی فرآیند طراحی مشخص کرده است که گسترش نرم افزاری یک آموزش، مذاکره و ارتباط فرآیندهاست. گولینون، کورتیس و کراستر (1987) مدلی از فرآیند ها که شامل طراحی نرم افزاری از میان تحلیل تفکیکی در ابتدای فعالیت های طراحی پیشنهاد کردند. قراردادهای سه طراح تجربی، سه منبع اصلی از تفکیک ها را مشخص کرد: فقدان دانش، محدودیت های شناختی و ترکیب این دو فاکتور. طراحان تفاوت های فردی عظیمی در استراتژی ها و راه حل های طراحی فردی به نمایش گذاشتند. مدل های سه بعدی در این یافته ها به حساب نمی آمدند. جفریز، تورنر، پولسون و اتوود (1981) به فرآیندهای مربوط به طراحی نرم افزارها با استفاده از یک مدل بازگشتی از فرآیند های طراحی توجه کردند. آنها چهار طراحی نرم افزار تجربی و پنج تازه کار را مورد مطالعه قرار دادند و گسترش متنوعی از راه حل ها را در سطح های مختلف مشاهده کردند. تازه کارها فاقد پیشرفت برای حل زیر مسائل و روش های بیان دانش مؤثر بودند. پر تجربه ترین طراح خطاهای زیادی داشت. بعضی ها " حل مسئله از روش فهمیدن" را به کار بستند. کانت و نورل (1984 در گویندون 1990) در مورد الگوریتم نرم افزاری که توسط دو داوطلب های دکترا طراحی شده بود تحقیق کردند. محققان دیگر فرآیندهای طراحی عمومی را مورد مطالعه قرار دادند. آلدرسون و سولوی (1984و 1985، در گویندون،1990) طراحی سیستم ها را مطالعه کردند. کار سه طراح متخصص متعادل و سیستماتیک کردن بود. متعادل کردن به این معنی که هیچ بخشی از طرح در جزئیات مهم پیشرفته تر از بخش های دیگر نباشد. از بخش نا متعادل تنها وقتی که شبیه قسمت های دیگر نبود پیروی می شد. بالای(1986) یک پروژه طرح عمومی را مطالعه کرد. مدل اصلی متواتر او (فرمول بندی ضابطه ای، سازماندهی فضایی، جزئیات و ساختارها، تصمیمات آشکار، آزادی بسته ها) دستخوش تجدید نظر شد. فرمول بندی ضابطه ای، ترجمه اطلاعات، تولید مفاهیم، پالایش جزئیات و آزاد کردن بسته ها. کارول توماس و مالروترا (1980) از شرایط طراحی تجربی برای مقایسه مسائل طراحی همسانی فضایی و زمانی استفاده کردند. در تجربه اول کارایی و زمان حل برای همسان فضایی بسیار بهتر بود. در تجربه دوم موضوعات یک نمایش تصویری از مشکلات زمانی ارائه دادند. بعد از کنار گذاشتن موضوعاتی که مسئله را دچار سوء تفاهم می کردند، هیچ تفاوت مهمی بین همسان های فضایی و مکانی در کارآیی و زمان پاسخ دهی مشاهده نشد. گرایش به سمت موضوعات فضایی برای تجربه شکست فهمی مهم نشان داده شده است. اگر چه نمایش به حل مشکل کمک می کند، ولی به فهم موضوع کمکی نکرد. کارول، توماس، میلر و فویومن (1980) نیز مطالعه ای در زمینه طراحی زمان بندی مسئله انجام دادند. ایجاد یک ساختار ذاتی از یم مسئله واضح برای همه طراح ها در جهت افزایش پایداری بیشتر از کاهش زمان پاسخ گویی نتیجه داد. کراس (1990) در یک مطالعه عمومی طراحی گزارش داد که طراحان چگونه توانایی خود را مشاهده می کنند و چگونه آنها را به کار می گیرند.

آنها بر این باورند که زمان، راه حل های غیر منتظره، عدم قطعیت تحمل پذیر، تخیل به کار گرفته شده، طراحی ها و رسانه های دیگر برای مدل های پاسخ یابی تولید می کنند. کلین (1986a,1986b) راه حل های طرحی گوناگونی از دنیای واقعی را آزمایش کرد و تحقیقات زیادی را در مورد نحوه برخورد طراحان با مسائل پیچیده را گزارش داد.

مشکلات بر تعریف به روشن ساختن اهداف و گزینه های پیشرفت نیاز دارندو فرآیندهای شناخته شده به همان اندازه حل مشئله نقش اصلی را در طراحی تصمیمات ایفا می کنند. او مدارک اندکی از استفاده سیستماتیک از متدهای آنالیز تصمیم به دست آورد. استفاده از سیستم آنالوگی کسئله را به سمت پیش بینی مقایسه ای سوق داد. تجسم یکی از مهم ترین بخش های فرآیند طراحی بود. تحقیقات انتخاب شده بودند و فقط برای حکایت از منابع به کار گرفته می شدند. نمونه سازی سریع ایتراتژی جذابی برای طراحان بود.

نادلر(1989) مطالعه قابل مشاهده ای از طراحان برجشته (یک مهندس، معمار، هنرمند تبلیغاتی، فیزیکدان و وکیل) گزارش داد و نشان داد که آنها از روش های مهمولی استفاده نمی کنند. اما اهداف و راه حل های جهتدار را یکی پس از دیگری به کار می برند. او گزارش داد که پیترسون مهندسان و برنامه ریزان برجسته را پیدا کرد و آنها را بر اساس ذهن باز، توانایی بالا برای تحمل ابهام، جهت دار بودن اهداف، اولویت برای اطلاعات موضوعی و توانایی کارکردن با دیگران، شناسایی کرد. تووی (1985) به سه موقعیت طراحی در دنیای واقعی توجه کرد و تلاش کرد بین شیوه تفکر و استراتژی های طراحی رابطه برقرار کند. دو استراتژی طراحی "سوق دادن به سمت مشخص سازی" و " جهت دادن به راه حل ها" بود. سه پروژه توضیح داده شده اند. یکی از یک سری استراتژی تحلیلی استفاده کرده است، مجموعه ای از استراتژی های تحلیلی و جامع و دیگری از استراتژی های جامع و ترکیبی استفاده کرده است.

بالای (1986) سه دیدگاه طراحی را پیشنهاد داد:

1. طرح به عنوان مجموعه ای از اطلاعات اجرایی(برای مثال به عنوان مشکلات پردازش اطلاعات)
2. طرح به عنوان یک کار بصری
3. طرح به عنوان یک کار ساختاری بر تعریف

نتیجه چنین دیدگاهی این است که تولیدات تا حدی کامل شده بخشی از محیط کار هستند. چون تولیداتی که تا حدی کامل شده اند به طور مداوم دچار تغییر می شوند. این تغییرات باعث به وجود آمدن ایده‌های جدید می شوند. روو (1986) طراحان را در سه مرحله مطالعه کرد. تحلیل هایی در مورد قراردادها نشان داد که اولاً فرآیندها بین جستجوی فرم ها و ارزیابی آنها حرکت نمایشی یکسانی به جلو و عقب دارند. یک دوره از تأمل و تفکر وجود دارد. هر جزء هم شکلی مسیر ویژه ای را در مسیر زندگی خود دارد.

یک "مکالمه" بین طراحان و موقعیت ها وجود دارد. هر جزء همسانی یک منطق درونی دارد که با موضوع مسئله تعریف شده و مراحل سازماندهی قابل استفاده شده است. مسئله از حالت مبهم به سمت روشن‌تری حرکت می‌کند. دوره‌هایی از "کوری" و از راه برگشتن وجود دارد. حتی زمانی که مسئله به روشنی طرح شده، طراحان به ندرت شرایط را به مؤلفه‌های اساسی تقسیم می‌کنند. دوماً تأثیر عمومی ایده های اولیه مشاهده شده‌اند. حلال‌های مسائل اجتناب ناپذیر اصول سازماندهی شده‌ای برای آن مسئله می‌آورند. حتی زمانی که با یک مشکل سخت روبرو شوند، یک تلاش باعث حفظ شدن ایده ی اولیه می شود. مطالعه تجربی طرح به ما در فهم سیستماتیک یا غیر سیستماتیک بودن کمک نمی‌کند. حرکت رو به جلو و عقب بین دوره‌های ارزیابی منطقی و دوره های کشف خلاقانه بیشتر فرصت طلبانه است.

اطلاعات بالا نشان می دهد که پروسه طراحی حتی در بین طراحان آموزش دیده به طور قابل توجهی خردگرایانه است.

طراحی مصنوعات و طراحی ایده های علمی

آیا رابطه ای بین توسعه مصنوعات و توسعه دانش هست؟

باسلا (1988) در مورد توسعه تکنولوژی بر اساس تفاوت فرم های محصولات مصنوعی مطالعه کرد. او تأکید کرد که تکامل انرژی استعاره نیست. تکنولوژی به معنای واقعی کلمه تکامل می یابد. چیزهای جدیدی که در جهان ظاهر می شوند مبتنی بر چیزهایی هستند که قبلاً وجود داشته اند. نظریه ی تکاملی او در مورد تکنولوژی شامل 4 عنصر است:

1# ظهور: ایجاد مصنوعات جدید. تکنولوژی شامل طراحی مصنوعات اولیه است.

1. نوع در مورد فرم: جالب است که بسیاری از راه حل های مشابه در مورد یک مسئله تقریباً همزمان پدیدار می شوند.
2. مکانیزم انتخابی تعیین فرم هایی که شانس بیشتری دارند. مکانیزم های مختلف، هم اقتصادی و هم احتمالی، ممکن است نقش داشته باشند.
3. عدم وجود ناپیوستگی ناگهانی مهم هر مصنوع را می توان به برخی از آثار مصنوع قبلی و یا به طبیعت نسبت داد.

بنابراین باسلا توسعه مصنوعات جدید را نه به عنوان محصولی از فرآیندهای سیستماتیک، بلکه به عنوان ترکیبی از خلاقیت فرصت طلبانه و انتخاب‌های سیستماتیک می‌دید.

این امر چگونه با توسعه دانش مرتبط است؟ هولتون (1988) توسعه ایده‌های علمی را از کپلر تا انیشتین بررسی کرد. او فهمید که 4 مکانیزم وجود دارد که می توانند توسعه ایده های علمی را توضیح دهند.

در ابتدا، یک مکانیزم برای تداوم وجود دارد. در تداوم علم، یک ماهیت عملیاتی خاص و کمی در مورد مفاهیم مهم وجود دارد. مکانیزم دوم، جهش، فرصت ثابت برای تغییرات فردیست. مکانیزم سوم تعدد تلاش است.

ما چه چیزی درباره طراحی ایده های علمی میدانیم؟

پارکینز(1986) در مورد مفهوم دانش به عنوان طراحی نوشت. او مطرح کرد که می‌شود به دانش به عنوان نوعی طراحی فکر کرد. بنابراین ما می توانیم 4 سؤال طراحی در مورد موضوعات دانش بپرسیم.

1. هدفش چیست؟
2. ساختمانش چیست؟
3. وضعیت های مدل آن چه هستند؟
4. استدلال‌هایی که آن را توضیح می‎دهند و ارزیابی می کنند چه هستند؟

برای مثال، ما می‌توانیم تئوری‌های منظومه شمسی را به عنوان طرح به کار بریم. آنها دارای هدف، ساختار و وضعیت های مدل هستند.به همین ترتیب استدلال هایی هست که آنها را توضیح می دهد و به ما اچازه می دهد که آنها را ارزیابی کنیم.

به طور مشابه، ما می توانیم به ادعاها به صورت یک طرح فکر کنیم. ادعاها یکی از مهمترین نمونه های طرح های دانش هستند. تئوری های علمی ادعا هایی هستند که هدف، اثبات و پیشبینی دارند.

هدف قضایای ریاضی توضیح یک رابطه در سیستم بزرگتر است. ادعاها می توانند بر اساس حقیقیت داشتن و مفید بودن ارزیابی شوند.

ما همچنین می توانیم مجموعه ای از موضوعات دانش به عنوان طرح فکر کنیم.ما اگر به مجموعه ای از روش ها به عنوان طرح فکر کنیم،می توانیم فکر کنیم که آیا آنها دارای ویژگی های مشترک هستند یا نه؟

پرکینز ایده ی منابع مشترک مانند کتابخانه ها،چشمه های شرب، ماشین های کرایه ای و سواحل عمومی را امتحان کرد. چنین منابع مشترکی می توانند به صورت در محل یا بیرون بردنی، ثبت کردنی یا ناشناس، پولی یا رایگان باشند.آنگاه می توانیم مجموعه ها را به استعاره ها بسط دهیم. ماشین های کرایه ای می توانند وسایل نقلیه ی کرایه ای باشند. وسایل نقلیه می توانند هر چیز حمل کننده ای باشند.چه به صورت فیزیکی، چه مجازی! یک استدلال می تواند یک وسیله نقلیه ای باشد که ما را به سمت یک هدف هدایت می کند. استدلال ها می توانند به صورت اثبات کننده، توضیحی، فرضی و یا مجاب کننده باشند. اگر به آنها مانند ماشین های کرایه ای نگاه کنیم، آنگاه نرم افزار ها می توانند استدلال های ساخت یافته ای را برای هدفی برای ما فراهم کنند و سپس برگردانده شوند.

در این روش با فکر کردن به دانش به عنوان یک طرح، می توانیم بعضی عملیات را که می تواند به منظور ایجاد دانش جدید به دانش موجود اعمال شود را شناسایی کنیم.

ویژگی های ابزار طراحی دانش

ما دیده ایم که مفاهیم سنتی طراحی که به عنوان حلال مسئله استفاده می شوند نتوانسته اند به پیشرفت در تولید روش های علمی و سیستمی بیشتر منجر شوند.

مشابهاً دیده ایم که طراحان حرفه ای از روش های طراحی تجویز شده تبعیت نمی کنند. اما در ازای آن با استفاده از اطلاعاتی که از تعریف مجدد مسئله بدست آورده اند، فرصت طلبانه از یک ایده ی کلی به مسائل جزئی و بر عکس، حرکت می‌کنند.

با توجه به این اطلاعات، گویندون (1990) توصیه‌های زیر را برای طراحی ابزاری که میتواند فرآیند طراحی نرم‌افزار را پشتیبانی کند، پیشنهاد کرد:

• سیستم نباید در بر دارنده ی روشی باششد که طراحان را در یک سری فعالیت های ثابت قفل کند.
• سیستم باید دسترسی سریع و انتقال بین ابزارها را برای ارائه و دستکاری بین انواع مختلف اشیاء فراهم کند.
• سیستم باید ناوبری سریع بین این اشیاء را فراهم کند.
• زبان ارائه باید بتواند به راحتی از رسمی به غیر رسمی تغییر پیدا کند.
• سیستم باید از ویرایش و باز سازی آسان حمایت کند.
• سیستم باید تشخیص نیاز های اصلی را فراهم کند.
• سیستم باید از ارائه اشیاء طزاحی جزئی و موقتی حمایت کند.

با ترکیب این ایده ها با داده ای که قبلاً ارائه شد، ما می توانیم یک سری خصوصیاتی را برای ابزار شناختی برشماریم. این ابزار باید ما را قادر سازند که بتوانیم:

1. یک هدف را شناسایی کنیم
2. یک ساختار را شناسایی کنیم
3. وضعیت های مدل را برشماریم
4. استدلال هایی بسازیم که به ما اجازه ی توضیح دادن مسائل را بدهد
5. استدلال هایی بسازیم که به ما اجازه ارزیابی آن را بدهد
6. ایده را گسترش دهیم
7. رکورد تاریخچه ی طراحی را نگه داریم
8. ایده ها را به روش های متنوعی ارائه دهیم.مانند زیر که توسط بالی(1987) ارائه شد

• ارائه ی رویه ای
• مدل های سه بعدی
• ماتریس ها
• پیش بینی های ارتوگرافیک
• مفاهیم
• نقاشی های تجسمی
• ابعاد

۹ اجازه حرکت های فرصت طلبانه بین دیدها و سطوح مختبف را بدهد.

۱۰ ارائه را به زبان های مختلف ترجمه کنیم

11.به راحتی اشیاء و رابطه ها را ویرایش کنیم

12.اجازه ی سفارشی سازی برای سبک های طراحی شخصی را بدهد

13.ورود هستی شناسی را فراهم کند

14. ایده های کامل نشده را ارائه کنیم

15. فرایندها را شبیه سازی کنیم

16. ایده هایی را که با یکدیگر رقابت می کنند مقایسه کنیم

17. هدف های کشف شده را ضمیمه کنیم

نتیجه گیری

هربرت سیمون (1981) نوشت:«... مطالعه ی مناسب درباره ی بشریت، علم طراحی است.....»

من نشان داده ام که ادبیات گسترده ای درباره ی روند طراحی و فرآیند محدودی برای "علمی کردن" طراحی موجود است. همچنین نشان داده ام که با ادراک دوباره پیدا کردن از الگوی سیمون، ما می توانیم از ادبیات طراحی برای تولید ابزاری که طراحی ایده های علمی را تسهیل کند، بهره بگیریم. از این دیدگاه، ما ممکن است بگوییم که مطالعه مناسب درباره بشریت "طراحی علمی" است.