摘 要 使用口頭協(xié)議分析方法，我們描述了一項關于原型建構幫助工程類學生如何處理設計任務的潛力。從我們對8名不同年級段的學生的分析報告中，我們發(fā)現(xiàn)開放式的設計中，原型建構可以幫助學生更好的收集評估構想，更好的展現(xiàn)他們的構想，以及幫助學生更好的發(fā)現(xiàn)真實行為和概念原型之間的差異。原型建構同樣可以提高創(chuàng)新構想，幫助學生認識到他們的元認識設計策略，我們同樣發(fā)現(xiàn)，不管他們開始構圖還是建構，多數(shù)學生的建構進度時間是一致的。
　　關鍵詞 設計教育；設計認知；工程設計；草案分析；工程教育
　　
　　這份研究報告就是用來調(diào)查是夠親自建構原型可以促使學生跟好的理解工程設計過程，并利用口頭協(xié)議分析，我們從8位進行開放式建構設計任務的工程學生中收集數(shù)據(jù)，這份報告反映了這項研究成果。
　　
　　1.背景
　　我們視建構為工程設計過程的一種輔助，原因有很多。首先，學生們經(jīng)常很難從草圖中去看到結構丙炔進場盲目的接受電腦分析的結果卻不去檢查。二是建構一個物理原型可以展現(xiàn)學生的非理想工程，并給予他們機會去了解真實行為和概念原型預測行為的差異性，設計的初始階段作出的假設可以在建構時候顯示并且可以被優(yōu)化或者重新設計以此來檢測概念。三是建構可以讓學生更快的得知有形的結果。最后，這份報告中引用的所有研究者都注意到大多數(shù)學生喜歡快速原型建構，這樣原型建構在工程設計過程中對學生是個十分有用的工具就得以解釋了。
　　
　　2.方法
　　我們想要研究工程類學生在一個開放式原型建構任務中的認知過程。由于我們看不到認知過程，唯一的方法來知道他們在任務中想什么就是問他們。一個曾經(jīng)用來促使我們了解工程學生面對復雜問題時候怎么找出解決辦法的方法就是口頭協(xié)議分析。在口頭協(xié)議分析數(shù)據(jù)收集時，主體要求在他們展示任務的同事大聲的思考。我們并不認為這樣就是通向了他們的認知過程，但是他們能告訴一些短暫記憶的內(nèi)容。從這些口頭描述中，我們可以深入了解到他們是怎么從問題中收集并加工信息的，他們是怎么找到解決方案的。這份研究中，我們展示八位參與者的分析。
　　2.1 實驗對象
　　來自本校的8名學生前來參與這項設計任務。這幾名學生都認識研究報告的的作者，所以非常方便，其中有5名男生，3名女生，他們來自不同的工程專業(yè)和年級。
　　除了他們的年級不一樣，他們的設計經(jīng)驗也大不相同。有些學生會有一些設計經(jīng)驗的選修課。有些會參加能從中接觸到設計過程的暑期實踐或者一些課外活動。所以，學生設計經(jīng)驗有很大的差別。
　　2.2 設計任務
　　任務標準應該是可聚集的并相對容易快速簡便修改的；應該是學生參與設計過程的；應該是可以快速上傳到其他網(wǎng)站的；應該有一個相對簡單的應用并且最后可以被一些獨立的，電腦傳送的評估工具修改的。搜索范圍縮小至由國家科學基金會資助的用來提供幫助殘疾人研究計劃的項目。該程序包含的項目是一些轉(zhuǎn)為個人生理挑戰(zhàn)而量身定制的輔助設備，由本科的工程學生研發(fā)的。有非常多元化的選擇可以供項目選擇，大多數(shù)都是相對輕巧簡便，符合我們?nèi)蝿盏臉藴�。最后我們選擇的任務是建立一個單手開瓶器的原型。
　　2.3 過程
　　我們通過伊妹兒直接問研究參與者他們是否愿意參加工程設計的研究實驗。學生們在給予承諾后就會被要求在學校的小會議室單獨進行測試。天花板上會安裝一個小型自動錄像的相機以便來記錄他們的演說以及學生的手勢（臉型不會被錄制）。在開始錄制之前，我們會告知參與者研究的目的，即用來調(diào)查工程設計的過程，并給他們一個有24道題目的大聲思考的項目。
　　當他們做完這些題目后，我們就給他們一張信息表用來解釋他們的設計任務：每個人開發(fā)開瓶器只能用手。學生只能從大桌上放的15套列有的行動來做。每套行為由5到8張?zhí)峁┎煌�信息的卡片組成。信息表上說明了參與者可以選擇他們覺得可以幫助他們制定方法的任何卡片。
　　我們使用樂高積木來建構原型。當他們選擇了建構原型的卡片后我們就會提供一個樂高積木的工具包并且大致指導他們該如何使用。當參與者設計并建造出他們的原型后，另外2名研究者就會觀察記錄并問他們一些相關的簡短的問題。
　　
　　3.分析
　　轉(zhuǎn)錄的文本隨著時間會形成我們要分析的主要數(shù)據(jù)。內(nèi)容分析法是我們使用的方法，使用超研究，我們形成一個定量的數(shù)據(jù)軟件包。這種分析的形式包括通過文本尋找重復的詞，句或者主題。頻率和模式可以幫助定義創(chuàng)建分類或者編碼。有些句子被編為多個類目。一旦分類創(chuàng)建后，就會不斷的比較來確認類目內(nèi)部的同質(zhì)性和外部的異質(zhì)性。
　　
　　4.結論
　　從學生們的口頭協(xié)議分析中，我們可以發(fā)現(xiàn)原型建構具有幫助學生產(chǎn)生，展現(xiàn)并評估設計想法，以及在草圖階段發(fā)現(xiàn)缺點的潛能。同樣可以幫助學生及時的調(diào)整真是行為和用來預測那種行為的概念化原型的差異。原型建構作為開放式為題的一部分為創(chuàng)造性思維提供了有利機會。大部分的學生表明親自動手進行建構原型可以更好的幫助他們產(chǎn)生創(chuàng)新思想。分析和指正他們的作品和想法在工程設計過程中非常重要，而建構原型可以提高一些學生的進程。通過建構原型，這些學生開始明白原型建構是怎樣來修正他們最開始的想法的了。此外原型建構可以在學生們草圖階段暴露暴露出他們的不正之處。最后，原型建構可以讓同學們開始關注他們的元認知策略以及學習方式。
　　
　　
　　參考文獻
　　[1] Atman, C., & Bursic, K. (1998). Verbal protocol analysis as a method to documentengineering student design processes. Journal of Engineering Education,87(1), 121―131.
　　

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