宋豐伊，劉鍵，鄒鋒，黃賽，趙靜

面向“雙碳”目標(biāo)的生態(tài)環(huán)保材料感知評(píng)價(jià)方法及外觀美化研究

宋豐伊，劉鍵，鄒鋒，黃賽，趙靜

（北京工業(yè)大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，北京 100124）

提煉一套用戶感知層面的評(píng)價(jià)技術(shù)和方法。分別運(yùn)用文獻(xiàn)綜述、案例研究和實(shí)證研究的方法，提出了生態(tài)材料的樣本、材料感知評(píng)價(jià)層次模型、材料感知評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置及感知評(píng)價(jià)方法的4個(gè)主要層面。通過(guò)總結(jié)材料的感知評(píng)價(jià)研究中的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)流程、評(píng)價(jià)方法及優(yōu)缺點(diǎn)分析，構(gòu)建了一套適用于生態(tài)材料感知評(píng)價(jià)方法模型。通過(guò)實(shí)證研究，驗(yàn)證了提出的感知評(píng)價(jià)模型具有較高的可行性，對(duì)推動(dòng)生態(tài)材料的多模態(tài)品質(zhì)可持續(xù)性設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)價(jià)值。

可持續(xù)設(shè)計(jì)；多模態(tài)感知；生態(tài)材料；感知評(píng)價(jià)模型

碳中和背景下，生態(tài)材料工業(yè)是我國(guó)重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，關(guān)系到終端產(chǎn)品的美學(xué)、情感體驗(yàn)、可靠性、人類健康生活的品質(zhì)，提高生態(tài)材料的設(shè)計(jì)水平也是助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略的有力保障。其中，生態(tài)材料多模態(tài)品質(zhì)的可持續(xù)性設(shè)計(jì)，是可持續(xù)設(shè)計(jì)或者環(huán)保設(shè)計(jì)的升級(jí)?？沙掷m(xù)設(shè)計(jì)起源于20世紀(jì)80—90年代，國(guó)外興起了綠色設(shè)計(jì)的風(fēng)潮，此時(shí)環(huán)保設(shè)計(jì)可以理解為把廢舊材料打碎，再回收利用。從CMF的視角出發(fā)，這種再回收利用的材料，其多模態(tài)品質(zhì)難以媲美石油能源制成的材料，但當(dāng)時(shí)的環(huán)保人士和比較先進(jìn)的消費(fèi)者能夠容忍這種美學(xué)缺陷，而且對(duì)使用環(huán)保材料感到非常自豪。

但是到了今天，用戶對(duì)生態(tài)材料的需求發(fā)生了變化，表現(xiàn)出既環(huán)保又美觀的新需求特征。因此，如何提高生態(tài)材料工藝加工水平，使環(huán)保材料能形成越來(lái)越好的多模態(tài)品質(zhì)，是設(shè)計(jì)學(xué)、感性工學(xué)、心理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)共同關(guān)注的問(wèn)題。本研究按照感知評(píng)價(jià)研究主體、樣本類型、感知評(píng)價(jià)的層次、實(shí)驗(yàn)設(shè)置、評(píng)價(jià)方法的順序，旨在梳理感知評(píng)價(jià)和跨學(xué)科領(lǐng)域的研究方法，并結(jié)合生態(tài)材料的特點(diǎn)和實(shí)證研究，最終總結(jié)并構(gòu)建一個(gè)生態(tài)材料感知評(píng)價(jià)模型，對(duì)生態(tài)環(huán)保材料的可持續(xù)設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)價(jià)值。

1 生態(tài)材料

關(guān)于生態(tài)材料的命名以及定義，學(xué)術(shù)界和業(yè)界尚無(wú)蓋棺定論，例如有研究將其命名為“綠色環(huán)保材料”“最小環(huán)境負(fù)荷材料”“可持續(xù)材料”等，筆者總結(jié)了現(xiàn)有研究，這種材料泛指具有良好的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料，一般具有生態(tài)環(huán)保、可降解、可持續(xù)、可回收四大特點(diǎn)，文中，以“生態(tài)材料”命名。國(guó)外的數(shù)據(jù)庫(kù)MaterialDistrict里面記錄了豐富的材料，包括15個(gè)一級(jí)標(biāo)簽和55個(gè)二級(jí)標(biāo)簽。通過(guò)查找篩選，將標(biāo)有“Ecology–生態(tài)的”“Sustainable–可持續(xù)的”“Biodegradable–可生物降解的”“Recycling–回收”標(biāo)簽的材料進(jìn)行匯總分類，構(gòu)成生態(tài)材料的大類，部分材料見(jiàn)表1。

Veelaert等[1]總結(jié)了50篇有關(guān)材料的研究。這些研究中，材料選擇的主要原因是人們習(xí)慣選擇最熟悉、最典型的產(chǎn)品，例如金屬、塑料。同時(shí)，現(xiàn)有材料領(lǐng)域感知評(píng)價(jià)研究中的主體是常用的材料，但對(duì)新型生態(tài)材料研究還尚存空缺，設(shè)計(jì)師在對(duì)不同生態(tài)材料做對(duì)比時(shí)，缺乏系統(tǒng)化的感知評(píng)價(jià)方法做判斷。

表1 生態(tài)材料及分類（部分）

Tab.1 Ecological materials and classification (part)

2 感知評(píng)價(jià)研究及綜述

感知評(píng)價(jià)研究最早起源于心理學(xué)，包含人的感知和認(rèn)知。感知即通過(guò)人體器官和組織對(duì)外部世界進(jìn)行信息交流和溝通，認(rèn)知是通過(guò)大腦進(jìn)行信息傳遞。感知評(píng)價(jià)研究應(yīng)用領(lǐng)域很廣，例如在汽車領(lǐng)域，應(yīng)用靜態(tài)感知質(zhì)量評(píng)價(jià)，通過(guò)精細(xì)化設(shè)計(jì)給消費(fèi)者帶來(lái)超出預(yù)期的感官體驗(yàn)，其“第一感受”及車輛使用過(guò)程中所感知到的產(chǎn)品質(zhì)量，決定其是否繼續(xù)體驗(yàn)或購(gòu)車消費(fèi)；在景觀環(huán)境與服務(wù)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中，通過(guò)對(duì)其類型、空間分布、消費(fèi)者體驗(yàn)等多維度進(jìn)行感知評(píng)價(jià)和改進(jìn)，讓消費(fèi)者產(chǎn)生價(jià)值認(rèn)同感和地方依戀。

為了研究生態(tài)環(huán)保材料，本研究選取了大量材料與設(shè)計(jì)領(lǐng)域的感知評(píng)價(jià)相關(guān)研究進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，以達(dá)到研究方法和內(nèi)容的最大適配性。下面從感知評(píng)價(jià)的主體樣本類型、層次、實(shí)驗(yàn)設(shè)置和評(píng)價(jià)方法4個(gè)方面進(jìn)行研究和綜述，并在小結(jié)中對(duì)其應(yīng)用的可行性和生態(tài)材料適配性作出思考和評(píng)價(jià)。

2.1 感知評(píng)價(jià)材料樣本類型

材料感知評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)需要研究團(tuán)隊(duì)去設(shè)計(jì)材料樣本，并邀請(qǐng)目標(biāo)用戶做測(cè)試。材料樣本指材料以一種什么方式呈現(xiàn)給用戶，一般包括文字描述型、建模圖片、扁平、塊狀的4種材料樣本。

2.1.1 文字描述型樣本

文字描述型樣本經(jīng)常用在問(wèn)卷中，例如，Choi[2]在研究中使用12對(duì)雙極形容詞組編制了材料感知問(wèn)卷，橫軸是材料名稱和最大值，縱軸是雙極形容詞組，見(jiàn)表2。該種樣本有一定的局限性，評(píng)價(jià)的結(jié)果過(guò)度依賴被試者的主觀印象，且問(wèn)卷中的材料通常是人們熟知的，類別有限。

2.1.2 建模圖片樣本

用建模圖片樣本可以節(jié)省大量地尋找和制作原材料的成本。Veelaert等[3]在研究中用軟件建模的方式來(lái)表示材料表征，并最終以渲染圖片的形式提供給被試者。Karana等[4]將一組模型賦予玻璃、金屬和塑料3種不同的材料，組成12種材料樣本，建模及渲染見(jiàn)圖1。該樣本類型的弊端是建模圖片的使用只是視覺(jué)方面，忽略了觸覺(jué)等多模態(tài)的評(píng)估，最終結(jié)論是欠全面與欠完整的。

表2 材料感知問(wèn)卷（部分）

Tab.2 Material perception questionnaire (part)

圖1 建模圖片[3-4]

2.1.3 扁平的材料樣本

扁平的材料樣本是常用的選擇。例如，Roberta Etzi等人對(duì)觸覺(jué)刺激的審美偏好展開(kāi)了研究，扁平的材料樣本由相同區(qū)域（10 cm×10 cm）的硬紙板組成，硬紙板上覆蓋不同的紋理材料，見(jiàn)圖2。該樣本的規(guī)格一般制成統(tǒng)一尺寸，例如設(shè)置為L(zhǎng) 205 mm× W 205 mm×H 25 mm，質(zhì)量1.19 kg，有利于減少因?yàn)榇笮?、體積不同帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差[5]。

圖2 扁平材料[5]

2.1.4 塊狀的材料樣本

塊狀的材料樣本經(jīng)常用在某些新型復(fù)合材料的感知評(píng)價(jià)研究中，例如Karana等[6]用咖啡渣、黏合劑等原料制成塊狀復(fù)合材料，并開(kāi)展感知評(píng)價(jià)研究。Sauerwein等[7]用菌絲基復(fù)合材料制成塊狀材料樣本，來(lái)研究“粗糙度”在視覺(jué)感官和觸覺(jué)感官之間的關(guān)系。塊狀材料樣本見(jiàn)圖3，塊狀材料樣本比扁平的材料樣本更立體，有更豐富的體驗(yàn)感受；但塊狀材料樣本存在加工成型更復(fù)雜、規(guī)格難統(tǒng)一、體驗(yàn)誤差大等缺點(diǎn)。

2.1.5 小結(jié)

匯總了上文四類材料樣本的優(yōu)缺點(diǎn)，見(jiàn)表3。其中，由于文字描述型和建模圖片樣本類型，都局限在視覺(jué)水平，而生態(tài)材料感知評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建需要全方位地感知，因此不適用；扁平的材料樣本與塊狀的材料樣本各自存在缺陷，在未來(lái)研究中，可以通過(guò)制作樣本模具等方式，得到有一定厚度、尺寸規(guī)格統(tǒng)一的生態(tài)材料樣本。

2.2 感知評(píng)價(jià)層次

感知評(píng)價(jià)層次是指在材料感知評(píng)價(jià)的過(guò)程中，被試者對(duì)材料的直觀感受、對(duì)材料感知的經(jīng)驗(yàn)、對(duì)材料的反應(yīng)和實(shí)踐的過(guò)程，分別對(duì)應(yīng)生理層次、心理層次、行為層次。

圖3 塊狀材料[6-7]

表3 材料樣本示例及優(yōu)缺點(diǎn)

Tab.3 Examples of material samples and advantages and disadvantages

注：推薦程度1-4，數(shù)字1為最高，4為最低。

Merleau-Ponty[8]認(rèn)為材料感知是人和物體之間的相互作用。材料感知是指感知評(píng)價(jià)研究的主體——材料，也稱為“刺激物”，與被試者的感官、審美、心理等相互作用。Giaccardi等[9]定義了構(gòu)成材料感知的4個(gè)水平，即感官、解釋、情感和施為，這4個(gè)水平相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成用戶的感知。在不同的研究中，筆者共發(fā)現(xiàn)了10種不同的材料感知交互方式，分別是：五感；通感；自由探索；人格特征化；想象和聯(lián)想；定義、解釋判斷；賦予意義；心理感覺(jué)；思想、信念、態(tài)度；行為反應(yīng)。這些不同的材料感知交互方式，與Karana等定義的材料感知4個(gè)水平之間存在交叉、補(bǔ)充和融合，共同構(gòu)成一個(gè)完整的材料感知評(píng)價(jià)層次框架，見(jiàn)圖4。

2.2.1 生理層次

在材料感知評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中，被試者會(huì)在生理層次上感知材料，例如拿到一個(gè)材料刺激物，觸覺(jué)是軟還是硬、視覺(jué)是什么顏色等。生理層次由感官水平構(gòu)成，包括單模態(tài)感知和多模態(tài)感知。

單模態(tài)感知是指被試者五感中的單獨(dú)一個(gè)感官的感受。在感知過(guò)程中，無(wú)法完全限制被試者感官之間的互聯(lián)，因此需要做限制條件，在過(guò)程中隔離相互關(guān)聯(lián)的感官，例如耳罩、眼罩等[10]。Camera開(kāi)發(fā)了一套工具包，其中描述了22種觸覺(jué)感知的手勢(shì)動(dòng)作，包括摩擦、掠過(guò)等，見(jiàn)圖5。

多模態(tài)感知是指被試者五感中兩個(gè)及以上感官的通感。Zuo等進(jìn)行了一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)來(lái)研究被試者的視—觸覺(jué)和盲—觸覺(jué)的感知，見(jiàn)圖6。研究者應(yīng)用雙極形容詞組對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的感知結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以分別得到多模態(tài)感官對(duì)材料感知過(guò)程影響的量化結(jié)果[11-12]，進(jìn)而幫助設(shè)計(jì)師識(shí)別材料創(chuàng)意機(jī)會(huì)。

圖5 觸覺(jué)感知的手勢(shì)動(dòng)作[13]

圖6 一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)[12]

其中，自由探索是更全面、更深層的多模態(tài)感知方式。通過(guò)這種不受限的感知方式，被試者可以進(jìn)行更全面的材料體驗(yàn)。例如Giboreau等[14]對(duì)汽車內(nèi)部紡織材料做感知實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到紡織品專家的4個(gè)主要手勢(shì)，分別用來(lái)評(píng)估材料的粗糙度、柔軟度、厚度、整體質(zhì)量、舒適度、硬度等。見(jiàn)圖7。

圖7 紡織品感知手勢(shì)[14]

2.2.2 心理層次

被試者還會(huì)在心理層次上感知材料。心理層次表現(xiàn)為被試者對(duì)材料感知的經(jīng)驗(yàn)，由解釋水平和情感水平構(gòu)成。解釋水平是在感官水平之后的產(chǎn)生的，解釋水平與被試者如何定義、解釋和判斷材料和賦予材料意義直接相關(guān)聯(lián)，它構(gòu)成了被試者對(duì)材料感知的一部分的經(jīng)驗(yàn)[9]。例如應(yīng)用在電子產(chǎn)品中，經(jīng)過(guò)拉絲、拋光等工藝處理后的ABS工程塑料，在視覺(jué)上看起來(lái)更光滑，引起用戶“像金屬一樣的質(zhì)感”聯(lián)想。

情感水平通常是無(wú)意識(shí)產(chǎn)生的，本質(zhì)上由內(nèi)心的思想、信念和態(tài)度交織而生，是一種心理上的感覺(jué)外化現(xiàn)象，通常表現(xiàn)為被試者對(duì)某種材料感到著迷、失望、厭惡等心理情感。在感知評(píng)價(jià)中，情感水平可以反映出材料應(yīng)用到終端產(chǎn)品上的價(jià)值，例如，金屬材質(zhì)的筆記本電腦十分有光澤，讓被試者感到著迷；某種材料讓被試者感到厭惡，被試者則可能不會(huì)買這種材料質(zhì)地的產(chǎn)品[9]。

2.2.3 行為層次

行為層次是指在感知評(píng)價(jià)研究過(guò)程中，被試者對(duì)材料做出的反應(yīng)和實(shí)踐等行為。行為層次是感知評(píng)價(jià)的第3個(gè)層次，受到不同生理層次、心理層次的影響，被試者會(huì)做出不同的行為反應(yīng)。例如，在對(duì)某種材質(zhì)的感知評(píng)價(jià)研究中，被試者在觸覺(jué)上感到很軟，心理上感覺(jué)到很舒服、放松，喚起“揉”“搓”“躺”等行為。

2.2.4 小結(jié)

總之，單模態(tài)感知可以控制其他感官的影響，如通過(guò)戴墨鏡控制視覺(jué)，避免在材料感知評(píng)價(jià)過(guò)程中發(fā)生“先入為主的偏見(jiàn)”。但單模態(tài)感知過(guò)程中，心理過(guò)程和已有的材料經(jīng)驗(yàn)會(huì)影響感知評(píng)價(jià)的結(jié)果。此外，若非增加控制，感官本身是不會(huì)孤立的。綜合生理、心理的感知可以提供心理層次上更精準(zhǔn)的判斷，并影響人們最終的行為。解釋水平和情感水平受到過(guò)去經(jīng)驗(yàn)的影響，適用秸稈等常規(guī)生態(tài)材料，對(duì)某些新型復(fù)合生態(tài)材料，例如咖啡渣，需要進(jìn)一步改進(jìn)評(píng)價(jià)層次框架，即通過(guò)預(yù)先在生理層次進(jìn)行感知，見(jiàn)圖8。在未來(lái)的研究中，生態(tài)材料感知實(shí)驗(yàn)可以根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需要，選擇不同類型的感官水平來(lái)進(jìn)行。

圖8 改進(jìn)的評(píng)價(jià)層次框架

2.3 感知評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置

2.3.1 快速分類實(shí)驗(yàn)（Napping）

為了快速獲得大量材料樣本中不同材料的相似度和差異性，有研究者提出了快速分類實(shí)驗(yàn)（Napping），這是一種快速、有效、精度較低的材料分類實(shí)驗(yàn)，可用于零經(jīng)驗(yàn)的被試者，適用于在大量材料樣本的感知評(píng)價(jià)研究中，對(duì)材料的分類。例如，F(xiàn)aucheu等[15]為了探究材料樣本表面紋理粗糙和光滑度，通過(guò)Napping進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)樣本快速分類。

1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：一張半透明桌子，背光燈及桌子下方攝像頭。桌子上實(shí)驗(yàn)區(qū)是一個(gè)75 cm×75 cm的正方形，見(jiàn)圖9。

2）被試者選擇：需要10位被試者，年齡在20～50歲，所有被試者視力正?；虺C正到正常，無(wú)色盲情況，觸覺(jué)正常，被試者皆沒(méi)有材料方面的專業(yè)知識(shí)，曾經(jīng)沒(méi)有過(guò)感知評(píng)價(jià)相關(guān)研究經(jīng)歷。

3）實(shí)驗(yàn)材料：11個(gè)不同的紋理和飾面的材料樣本，放置在一個(gè)10 cm×10 cm的標(biāo)準(zhǔn)樣本架子上，有一個(gè)5 cm×5 cm的窗口顯示樣本。

4）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：第1組實(shí)驗(yàn)是在黑暗中進(jìn)行的觸覺(jué)實(shí)驗(yàn)，這樣被試者無(wú)法看到材料的表面紋理；第2組實(shí)驗(yàn)是有照明條件下進(jìn)行的視覺(jué)實(shí)驗(yàn)，要求被試者觀察樣本表面而不接觸它；第3組實(shí)驗(yàn)是視覺(jué)—觸覺(jué)實(shí)驗(yàn)，與前一個(gè)測(cè)試的條件相似，不同的是允許被試者用手指觸摸樣品表面[15]。

5）實(shí)驗(yàn)步驟：被試者站在桌子前用他們的手指探索樣本的表面；被試者根據(jù)自己的感知，按照位置相近則相似、相遠(yuǎn)則差異的原則，擺放材料；擺放結(jié)束后，攝像頭記錄每個(gè)材料樣本的、軸坐標(biāo)。

2.3.2 攝影棚實(shí)驗(yàn)

攝影棚實(shí)驗(yàn)每次只對(duì)某個(gè)材料樣本單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此耗時(shí)長(zhǎng)、速度慢，精度較高，常用于評(píng)估用途相同材料的感知差異。例如，Overvliet等[16]用攝影棚實(shí)驗(yàn)的方法，觀察被試者對(duì)樣本材料“粗糙度”“柔軟度”等自然性的感知評(píng)價(jià)。

圖9 快速分類實(shí)驗(yàn)[15]

1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：一張桌子，一個(gè)80 cm×80 cm×80 cm的攝影日光帳篷，6個(gè)50 W燈泡照明，一個(gè)降噪耳機(jī)，見(jiàn)圖10。

圖10 攝影棚實(shí)驗(yàn)[16]

2）被試者選擇：32名被試者，年齡在18～33歲。所有被試者視力正常或矯正到正常，無(wú)色盲情況，觸覺(jué)正常，被試者皆沒(méi)有紡織品方面的專業(yè)知識(shí)，曾經(jīng)沒(méi)有過(guò)感知評(píng)價(jià)相關(guān)研究經(jīng)歷。

3）實(shí)驗(yàn)材料：天然紡織品、人造紡織品以及混合紡織品。樣品包裹在8 cm×8 cm×0.5 cm的片上，裝入12 cm×12 cm×5.5 cm的灰色塑料盒中，通過(guò)8 cm×8 cm的窗口只能觀察樣品的頂面。

4）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：第1組實(shí)驗(yàn)是觸覺(jué)實(shí)驗(yàn)，帳篷的前部用白布覆蓋，以防止被試者看到樣本；第2組實(shí)驗(yàn)是視覺(jué)實(shí)驗(yàn)，被試者可以看到樣本，但不能觸摸樣本；第3組實(shí)驗(yàn)是視覺(jué)—觸覺(jué)實(shí)驗(yàn)，被試者結(jié)合以上兩種探索方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

5）實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)前，被試者洗手并擦干，為了排除聽(tīng)覺(jué)影響，被試者需要戴耳機(jī)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，被試者坐在桌子前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；被試者在3 s內(nèi)探索樣本，完成后，實(shí)驗(yàn)人員移除樣本，被試者對(duì)其感知到的屬性進(jìn)行評(píng)級(jí)[16]。

2.3.3 配對(duì)比較實(shí)驗(yàn)

為了在相同感知指標(biāo)下，觀察被試者對(duì)不同材料的感知評(píng)價(jià)結(jié)果的差異，有研究者提出了配對(duì)比較實(shí)驗(yàn)的方法。配對(duì)比較是一種敏捷實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)單，主要應(yīng)用于兩個(gè)材料樣本之間的對(duì)比評(píng)估。例如，Piselli等為了評(píng)估被試者是否能感知到材料磨損或老化后表面粗糙度的變化，進(jìn)行了材料的配對(duì)比較試驗(yàn)。

1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：一張桌子，一盞日光燈，一個(gè)用來(lái)放樣本的45°支架，黑色護(hù)目鏡，見(jiàn)圖11。

圖11 配對(duì)比較[17]

2）被試者選擇：12名被試者，平均年齡為30.2歲。所有被試者視力正?；虺C正到正常，無(wú)色盲情況，觸覺(jué)正常，被試者皆沒(méi)有材料方面的專業(yè)知識(shí)，曾經(jīng)沒(méi)有過(guò)感知評(píng)價(jià)相關(guān)研究經(jīng)歷。

3）實(shí)驗(yàn)材料：老化程度及粗糙度不同的兩個(gè)相同材料樣本，尺寸為10 cm×10 cm。

4）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：第1組實(shí)驗(yàn)是在佩戴黑色護(hù)目鏡的條件下進(jìn)行，以防止被試者看到樣本；第2組實(shí)驗(yàn)是視覺(jué)實(shí)驗(yàn)，被試者可以看到樣本，但不能觸摸樣本。第3組實(shí)驗(yàn)是視覺(jué)—觸覺(jué)實(shí)驗(yàn)，被試者結(jié)合以上兩種探索方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

5）實(shí)驗(yàn)步驟：被試者坐在桌子前，保持固定的坐姿和距離；被試者在兩個(gè)材料樣本間進(jìn)行探索；被試者對(duì)其感知到的屬性進(jìn)行評(píng)級(jí)[17-18]。

2.3.4 小結(jié)

以上3種實(shí)驗(yàn)都基本報(bào)告了實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)條件，例如桌子、控制光照等，有的還有定制的實(shí)驗(yàn)箱，在實(shí)驗(yàn)材料方面，均是統(tǒng)一規(guī)格大小、扁平塊狀的材料樣本，適合生態(tài)材料。后續(xù)研究可以按需選擇，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)比總結(jié)見(jiàn)表4。

表4 材料體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)小結(jié)

Tab.4 Summary of the material experience experiment

2.4 感知實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，被試者需要對(duì)材料進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法主要以材料的視覺(jué)和觸覺(jué)為重點(diǎn)，用以測(cè)量和解釋被試者對(duì)材料的感知過(guò)程[15,19]。主要分為辨別測(cè)試和描述性分析兩類[17]，接下來(lái)對(duì)其闡釋。

2.4.1 辨別測(cè)試

辨別測(cè)試用于檢驗(yàn)材料的相似性或差異性，包括排序測(cè)試、映射測(cè)試和分層分組。排序測(cè)試是一種簡(jiǎn)單而快速的評(píng)價(jià)方法，基于材料的某種特定屬性，邀請(qǐng)被試者按照主觀偏好對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行排序[17]。Patrizia等[19]采用排序測(cè)試的方法，對(duì)12種材料進(jìn)行了評(píng)價(jià)，見(jiàn)圖12。排序測(cè)試適用于扁平和塊狀的材料樣本的評(píng)價(jià)。只需要在桌布上畫(huà)出一條尺度分界線，即可進(jìn)行排序，缺點(diǎn)是每次只能根據(jù)一對(duì)形容詞組進(jìn)行排序。

映射測(cè)試是一個(gè)在二維平面上的四象限評(píng)價(jià)方法，允許用兩對(duì)形容詞組進(jìn)行評(píng)估。目的是在兩個(gè)形容詞組定義的感官空間上，研究被試者對(duì)材料感知的相關(guān)性和差異性，越靠近相似性越高[17]，見(jiàn)圖13。映射測(cè)試適用于建模、扁平和塊狀的材料樣本的評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)之前，需要將坐標(biāo)軸制作出來(lái)，映射測(cè)試提供了兩對(duì)形容詞組進(jìn)行排序評(píng)價(jià)，過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。

為了邏輯清晰且快速分類大量的材料樣本，有學(xué)者提出了分層分組的評(píng)價(jià)方法。被試者根據(jù)相似性將一組材料樣本分為兩個(gè)或多個(gè)亞組[1]。例如在Chang等[20]的研究中，被試者將一組樣本分成兩個(gè)子組，并表示出分類的依據(jù)，見(jiàn)表5。分層分組適用于全部材料樣本的評(píng)價(jià)，在過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)設(shè)置分類依據(jù)，這樣的評(píng)價(jià)方法更靈活且更復(fù)雜。以上3種辨別測(cè)試評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，見(jiàn)表6。

圖12 排序測(cè)試[19]

圖13 映射測(cè)試[17]

2.4.2 描述性分析

描述性分析主要用于定性和定量評(píng)價(jià)材料樣本，包括問(wèn)卷法、量表法及開(kāi)放式評(píng)價(jià)。UEQ團(tuán)隊(duì)提供了一份問(wèn)卷，其中包含26對(duì)雙極形容詞組，用戶從1-7進(jìn)行打分，見(jiàn)表7。問(wèn)卷法是感知評(píng)價(jià)方法中應(yīng)用最多的方法之一，適用于全部的材料樣本。問(wèn)卷法需要提前設(shè)計(jì)好問(wèn)卷的內(nèi)容，且在雙極形容詞組和材料樣本的數(shù)量上沒(méi)有限制，是一種十分靈活的評(píng)價(jià)方法。

為了以某一雙極形容詞組為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料樣本進(jìn)行排序打分，有研究者提出了用語(yǔ)義差異量表法的評(píng)價(jià)方法。例如Lilley等[21]使用語(yǔ)義差異量表法來(lái)調(diào)查用戶對(duì)手機(jī)殼的材料態(tài)度。實(shí)驗(yàn)者提供一個(gè)標(biāo)有序號(hào)用于排序的區(qū)域，被試者在實(shí)驗(yàn)后將材料樣本排列。例如，根據(jù)光滑到粗糙，從1-10進(jìn)行材料樣本的排序，見(jiàn)圖14。量表法適用于扁平和塊狀的材料樣本的評(píng)價(jià)，需要提前準(zhǔn)備帶序號(hào)的排序區(qū)域，只支持一對(duì)形容詞組的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)論更加精確，且相對(duì)便捷。

開(kāi)放式評(píng)價(jià)即通過(guò)訪談技術(shù)來(lái)發(fā)現(xiàn)總結(jié)被試者對(duì)材料體驗(yàn)過(guò)程的印象，通常分為結(jié)構(gòu)化訪談、半結(jié)構(gòu)訪談、自由訪談3種方式，可以收集到比較詳細(xì)的評(píng)價(jià)結(jié)論和數(shù)據(jù)，但流程麻煩、耗時(shí)[1]。開(kāi)放式評(píng)價(jià)適用于全部材料樣本的評(píng)價(jià)。與前兩種相比，該方法自由度最高，可以挖掘到除雙極形容詞組以外的評(píng)價(jià)信息，但訪談的準(zhǔn)備過(guò)程復(fù)雜。問(wèn)卷法、量表法、開(kāi)放式評(píng)價(jià)3種描述性分析評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，見(jiàn)表8。

表5 分層分組

Tab.5 Hierarchical grouping

注：表中M代表Material材料英文單詞的縮寫(xiě)。

表6 辨別測(cè)試評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)

Tab.6 Identification of advantages and disadvantages of the test evaluation method

表7 UEQ團(tuán)隊(duì)26對(duì)評(píng)價(jià)形容詞問(wèn)卷

Tab.7 26 pairs of evaluation adjectives questionnaires in UEQ team

圖14 語(yǔ)義差異量表法排序[21]

2.4.3 小結(jié)

辨別測(cè)試的3種材料感知評(píng)價(jià)方法主要是用來(lái)歸類和尋找相似或互斥的材料特性，尋找多個(gè)材料之間的相互關(guān)系的方法；而描述性分析的3種方法則主要應(yīng)用于對(duì)每種材料樣本進(jìn)行定性或者定量的分析。在未來(lái)對(duì)生態(tài)材料實(shí)踐研究中，需要通過(guò)對(duì)同一目標(biāo)產(chǎn)品做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以判斷生態(tài)材料在美學(xué)和理化特性等方面是否可以替代工程材料，適用于描述性分析中的方法。辨別測(cè)試中的方法則可以用來(lái)為構(gòu)建生態(tài)材料庫(kù)提供豐富的數(shù)據(jù)或幫助大量生態(tài)材料的預(yù)先篩選工作。

表8 描述性分析評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)

Tab.8 Advantages and disadvantages of descriptive analysis evaluation methods

3 生態(tài)材料感知評(píng)價(jià)方法模型構(gòu)建

3.1 理論方法

扎根理論起源于格拉斯和斯特勞斯兩人在20世紀(jì)60年代在一所醫(yī)院里對(duì)醫(yī)務(wù)人員處理即將去世的病人的一項(xiàng)實(shí)地觀察，目前，該理論廣泛應(yīng)用于社會(huì)學(xué)、管理學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)等領(lǐng)域，很多研究者都借助于該理論提出了具有較高學(xué)術(shù)價(jià)值的論點(diǎn)和理論模型[22-23]，有較高的普適性。例如：周浩等[24]采用扎根理論的方法，構(gòu)建了本土籃球球迷的球隊(duì)認(rèn)同概念模型。范歐莉[25]在研究中立足扎根理論，構(gòu)建了民宿評(píng)價(jià)模型。

研究旨在構(gòu)建一套適用于生態(tài)材料的感知評(píng)價(jià)方法模型。通過(guò)該模型，對(duì)批量生產(chǎn)制造的生態(tài)材料進(jìn)行感知評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)，并與其他材料分析比較，有助于提升生態(tài)材料終端產(chǎn)品的多模態(tài)品質(zhì)。目前相關(guān)領(lǐng)域的研究處于前期階段，因此，本研究以扎根理論自下而上的研究方式對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行歸納分析，見(jiàn)圖15。

3.2 研究材料編碼

本研究以文獻(xiàn)為研究材料，遵循扎根理論的原則對(duì)文獻(xiàn)資料進(jìn)行整理和編碼，編碼方法依次為開(kāi)放式編碼、主軸編碼、選擇性編碼。嚴(yán)格按照“持續(xù)比較”的原則，對(duì)范疇和理論進(jìn)行提煉和修改，直至達(dá)到理論飽和[26]。

3.2.1 開(kāi)放式編碼

開(kāi)放式編碼是對(duì)原始材料辨別、強(qiáng)調(diào)和標(biāo)記有意義單元的過(guò)程，這些單元可能是詞語(yǔ)、短語(yǔ)或更長(zhǎng)的文本片段。本研究的文獻(xiàn)材料收集與開(kāi)放式編碼同步進(jìn)行，每次材料收集后就對(duì)材料進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和編碼，編碼結(jié)束后以編碼結(jié)果引導(dǎo)下一步文獻(xiàn)材料的選取，直至信息飽和[24]，合并相似度大、內(nèi)涵接近的詞句，飽和狀態(tài)時(shí)，共提取39條原始語(yǔ)句。本研究中，開(kāi)放式編碼遵循3個(gè)步驟：貼標(biāo)簽→概念化→范疇化。本文首先從現(xiàn)有文獻(xiàn)中梳理反映與材料感知評(píng)價(jià)相關(guān)的主體及樣本、層次、實(shí)驗(yàn)、評(píng)價(jià)方法4個(gè)方面相關(guān)的原始語(yǔ)句，并分析進(jìn)行貼標(biāo)簽。

例如，研究中的兩句原始語(yǔ)句顯示：“茶梗人造板彎曲彈性模量較弱，原因是茶梗本身的纖維形態(tài)長(zhǎng)寬比所導(dǎo)致，本次加工中嘗試通過(guò)粉碎、篩選、分層鋪裝的方法改變纖維狀態(tài)提升材料性能”“除了增加儲(chǔ)物功能之外，包括可移動(dòng)性、增加使用面積、改變使用方式從而賦予新的功能這些”。將上兩句原始語(yǔ)句分別貼上“彈性模量弱、重組加強(qiáng)材料性能”和“儲(chǔ)物功能、移動(dòng)功能、增大面積、改變方式”的標(biāo)簽。而后，將反映同一類現(xiàn)象的標(biāo)簽總結(jié)成相應(yīng)的概念，分別用“強(qiáng)度”和“功能”來(lái)標(biāo)識(shí)，然后，對(duì)這兩個(gè)概念進(jìn)行歸納并形成對(duì)應(yīng)的范疇，用“物理質(zhì)量指標(biāo)”標(biāo)識(shí)。遵循以上步驟，經(jīng)過(guò)反復(fù)歸納、提煉和比較，盡量排除個(gè)人預(yù)設(shè)和偏見(jiàn)后，得到32個(gè)概念和19個(gè)范疇，部分內(nèi)容見(jiàn)表9。

3.2.2 主軸編碼

主軸編碼通過(guò)挖掘范疇間的潛在內(nèi)涵和邏輯關(guān)系，發(fā)現(xiàn)和建立各個(gè)獨(dú)立范疇之間的各種聯(lián)系，歸納為主范疇。本研究在開(kāi)放式編碼基礎(chǔ)上，挖掘19個(gè)基本范疇之間的關(guān)聯(lián)。主軸編碼按照“條件→行動(dòng)→結(jié)果”這一典范模型對(duì)開(kāi)放式編碼形成的19個(gè)基本范疇進(jìn)行歸類、抽象和提煉，并把范疇之間的關(guān)系按照這個(gè)邏輯展現(xiàn)。其中條件是指某一現(xiàn)象發(fā)生的情境，行動(dòng)是指針對(duì)該情境所做出的反應(yīng)，結(jié)果是行動(dòng)后果。例如，開(kāi)放式編碼形成的“生理層次”“心理層次”“行為層次”3個(gè)基本范疇可以在這一模型范式下整合為一條邏輯“軸線”，納入主范疇——“感知評(píng)價(jià)層次”。在感知過(guò)程中，首先被試者用手觸摸樣本材料、用眼睛觀察，在感官上建立了感知評(píng)價(jià)的條件；其次被試者對(duì)樣本產(chǎn)生心理上的認(rèn)知情感；最后被試者被者喚起某種行為，例如撫摸。其中，實(shí)驗(yàn)材料可以用其他基本范疇概括，故篩去這個(gè)基本范疇。遵循以上步驟，最終歸納形成了7個(gè)主范疇：感知評(píng)價(jià)主體、材料樣本類型、實(shí)驗(yàn)設(shè)置、感知評(píng)價(jià)層次、感知評(píng)價(jià)方法、理化性能、審美體驗(yàn)，見(jiàn)表10。

表9 原始材料概念化與范疇化（部分）

Tab.9 Conceptualization and categorization of raw materials (part)

表10 主軸編碼形成的主范疇

Tab.10 Main category formed by the spindle encoding

3.2.3 選擇性編碼

選擇性編碼是扎根理論分析的最后步驟，是指通過(guò)描述現(xiàn)象或事件的“故事線”來(lái)梳理和發(fā)現(xiàn)核心范疇，把核心范疇與主范疇系統(tǒng)地聯(lián)結(jié)起來(lái)，搜集新的資料驗(yàn)證其間的邏輯關(guān)系。通過(guò)歸納和整合主軸編碼階段的7個(gè)主范疇，探究核心范疇與主范疇之間內(nèi)在聯(lián)系和關(guān)系，發(fā)現(xiàn)感知評(píng)價(jià)主體是生態(tài)材料，生態(tài)材料及樣本類型可以歸納為物質(zhì)層，實(shí)驗(yàn)設(shè)置可以歸納為實(shí)驗(yàn)層，感知評(píng)價(jià)層次和方法可以歸納為評(píng)價(jià)層，理化性能和審美體驗(yàn)是產(chǎn)品因素，可以歸納為產(chǎn)品層。由此得到故事線：為了幫助企業(yè)破除雙碳指標(biāo)制約企業(yè)正常生產(chǎn)的剛性約束，研究人員尋找可能有機(jī)會(huì)替代工程材料的主體（某種“生態(tài)材料”），并設(shè)計(jì)成適合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)估的統(tǒng)一規(guī)格樣本類型，完成實(shí)驗(yàn)前物質(zhì)層面的準(zhǔn)備。根據(jù)目的、設(shè)備、被試者選擇、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟5個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)置，滿足實(shí)驗(yàn)層面的需求。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，研究人員指導(dǎo)被試者按照感知評(píng)價(jià)層次，采用合理的感知評(píng)價(jià)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，完成評(píng)價(jià)層面的工作。最后通過(guò)分析評(píng)價(jià)層結(jié)果，得到“審美體驗(yàn)”的數(shù)據(jù)結(jié)論，再結(jié)合“理化性能”數(shù)據(jù)結(jié)論，幫助判斷是否能夠替代工程材料進(jìn)行批量化生產(chǎn)，達(dá)到批量生產(chǎn)的產(chǎn)品層面的要求。根據(jù)以上分析，提煉出4個(gè)核心范疇：物質(zhì)層、實(shí)驗(yàn)層、評(píng)價(jià)層、產(chǎn)品層，見(jiàn)表11。

3.3 模型構(gòu)建

本研究嘗試在批量生產(chǎn)制造的終端產(chǎn)品材料選擇上，提供一種新的生態(tài)環(huán)保材料的可行性解決方案和用于驗(yàn)證的評(píng)價(jià)方法模型。經(jīng)過(guò)開(kāi)放式編碼、主軸編碼和選擇性編碼3個(gè)階段，各范疇之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)已基本確定。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了面向生態(tài)材料的感知評(píng)價(jià)模型，見(jiàn)圖16，并對(duì)生態(tài)材料感知評(píng)價(jià)方法模型進(jìn)行進(jìn)一步闡釋[25]。

表11 選擇性編碼形成的核心范疇

Tab.11 Core category formed by the selective encoding

圖16 生態(tài)材料感知評(píng)價(jià)方法模型

物質(zhì)層是基礎(chǔ)，在感知評(píng)價(jià)進(jìn)行前，首先要選擇一種或多種材料，作為評(píng)價(jià)模型的物質(zhì)基礎(chǔ)。從文獻(xiàn)資料中，研究人員挖掘生態(tài)環(huán)保材料，并嘗試替代石油制成的塑料材料，無(wú)論是像金屬等建筑廢棄材料，還是通過(guò)實(shí)驗(yàn)制備的復(fù)合天然材料（咖啡渣）或天然生長(zhǎng)材料（菌絲體）等，都是作為物質(zhì)基礎(chǔ)，用來(lái)制備成某個(gè)產(chǎn)品。

實(shí)驗(yàn)層是手段，當(dāng)確定并制備了生態(tài)環(huán)保材料后，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)置。從文獻(xiàn)資料中，研究人員可以用快速分類實(shí)驗(yàn)的設(shè)置來(lái)對(duì)材料的某種屬性進(jìn)行相似度和差異性的分類；通過(guò)攝影棚實(shí)驗(yàn)的設(shè)置來(lái)評(píng)估單個(gè)材料的各方面屬性；還可以通過(guò)配兌實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)對(duì)比兩種材料的差異和共性。

評(píng)價(jià)層是方法，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，感知評(píng)價(jià)層次指導(dǎo)了被試者根據(jù)什么層次去體驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，感知評(píng)價(jià)方法指導(dǎo)了被試者根據(jù)何種指標(biāo)和維度去進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。

產(chǎn)品層是驗(yàn)證，在主觀評(píng)價(jià)過(guò)程中，依據(jù)評(píng)價(jià)層，對(duì)生態(tài)環(huán)保材料制備成的產(chǎn)品的審美體驗(yàn)各個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)產(chǎn)品理化性能進(jìn)行理化實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，最終根據(jù)數(shù)據(jù)和結(jié)合被試者訪談結(jié)果，對(duì)檢驗(yàn)未通過(guò)的產(chǎn)品，進(jìn)一步創(chuàng)新原材料并優(yōu)化制造工藝，并再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和評(píng)價(jià)，直到檢驗(yàn)通過(guò)。

4 實(shí)踐應(yīng)用

本研究選取了混凝土材料制成的無(wú)線充電寶產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)。混凝土是在拆除建筑過(guò)程中產(chǎn)生量最大的建筑垃圾，因此消除混凝土對(duì)環(huán)境的污染，提高混凝土再生經(jīng)濟(jì)效益是工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的重要課題。

當(dāng)前，消費(fèi)者對(duì)混凝土制成的生活類產(chǎn)品的接受度不高，以及當(dāng)前缺乏相應(yīng)的感知評(píng)價(jià)方法，無(wú)法指導(dǎo)材料研發(fā)企業(yè)根據(jù)用戶的需求提高混凝土材料的外觀美化。鑒于此，基于準(zhǔn)確的感知評(píng)價(jià)系統(tǒng)，指導(dǎo)企業(yè)開(kāi)發(fā)出一種外觀美化且有良好理化性能的混凝土制備工藝材料具有廣闊的市場(chǎng)需求。

4.1 實(shí)驗(yàn)一

4.1.1 物質(zhì)層（刺激物選擇）

首先研究選取了應(yīng)用混凝土再回收一般制備工藝，即涂覆涂層工藝和浸漬硅烷工藝制成的無(wú)線充電器，進(jìn)行了感知評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，為了便于多模態(tài)感知，刺激物選用扁平化的材料樣本設(shè)計(jì)，按照上述文中2.1部分標(biāo)準(zhǔn)參考制成，即直徑為119.52 mm、厚度為20.74 mm、質(zhì)量為551.7 g，見(jiàn)圖17a。對(duì)照刺激物為當(dāng)前在某購(gòu)物平臺(tái)消費(fèi)者滿意度最高且銷量最高的無(wú)線充電產(chǎn)品，其主要材質(zhì)為塑料，除厚度為14.77 mm外，其余規(guī)格與實(shí)驗(yàn)刺激物一致，見(jiàn)圖17b。

4.1.2 實(shí)驗(yàn)層與體驗(yàn)層（程序與方法）

選擇60名被試者（26名女性，34名男性；平均年齡為20.5歲的年輕消費(fèi)人群）。所有被試者視力正?；虺C正到正常，無(wú)色盲情況，觸覺(jué)正常，被試者皆沒(méi)有混凝土材料方面的專業(yè)知識(shí)，曾經(jīng)沒(méi)有過(guò)感知評(píng)價(jià)相關(guān)研究經(jīng)歷。研究團(tuán)隊(duì)為了探究實(shí)驗(yàn)刺激物的感知特性及與對(duì)照刺激物的相似和差異性，邀請(qǐng)60名被試者分別開(kāi)展了攝影棚實(shí)驗(yàn)和配對(duì)比較實(shí)驗(yàn)，在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求被試者填寫(xiě)主觀問(wèn)卷和接受訪談。其中，主觀評(píng)價(jià)即進(jìn)行1～7分的美觀評(píng)定和喜愛(ài)度評(píng)定，主要從上述文獻(xiàn)中抽取了愉快-不愉快，光滑–粗糙，硬–軟、粘–滑、有吸引力–無(wú)吸引力、新穎的–老舊的、美觀的–難看的等作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4.1.3 產(chǎn)品層（結(jié)果分析和解決方案）

采用SPSS22.0對(duì)兩種材料制成的無(wú)線充電器的美觀評(píng)分、喜愛(ài)程度評(píng)分進(jìn)行了重復(fù)測(cè)量分析。結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，被試者對(duì)對(duì)照刺激物（塑料）的喜愛(ài)程度和美觀評(píng)定顯著高于實(shí)驗(yàn)刺激物（混凝土），(1,19)= 18.60，<0.01，存在主效應(yīng)。結(jié)合被試者訪談的結(jié)果綜合來(lái)看，混凝土制成的產(chǎn)品外觀質(zhì)量差、表面粗糙、表面存在色差、長(zhǎng)時(shí)間使用容易出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象、質(zhì)感檔次低廉，與塑料制成的產(chǎn)品有一定的差距。由此，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)專利檢索和多次實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)及試驗(yàn)，提出了一種基于有機(jī)硅樹(shù)脂的混凝土外觀美化材料制備工藝，采用純丙乳液和苯丙乳液與其進(jìn)行復(fù)配，旨在解決實(shí)驗(yàn)一中出現(xiàn)的問(wèn)題，修復(fù)混凝土表面的色差，保持混凝土自然的質(zhì)感和肌理的同時(shí)，還具有表面光滑和防腐蝕性能，使混凝土結(jié)構(gòu)保持良好的美學(xué)和耐久性。

a 實(shí)驗(yàn)刺激物（混凝土） b 對(duì)照刺激物（塑料）

4.2 實(shí)驗(yàn)二

4.2.1 物質(zhì)層（刺激物選擇）

實(shí)驗(yàn)二的刺激物同樣按照2.1部分參考制成，采用了基于有機(jī)硅樹(shù)脂的混凝土外觀美化材料制備工藝，以混凝土為凝劑，并采用純丙乳液和苯丙乳液與其進(jìn)行混合硬化，經(jīng)表面研磨、拋光而成，其外觀結(jié)構(gòu)、耐久性等理化性能保持穩(wěn)定，最終成型效果見(jiàn)圖18。

4.2.2 實(shí)驗(yàn)層與體驗(yàn)層（程序與方法）

被試者和實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)一相同，分別開(kāi)展了攝影棚實(shí)驗(yàn)、配對(duì)比較實(shí)驗(yàn)，在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求被試者填寫(xiě)主觀問(wèn)卷和接受訪談，應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)一相同的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了感知性能評(píng)價(jià)。

圖18 實(shí)驗(yàn)二的刺激物

4.2.3 產(chǎn)品層（結(jié)果分析與討論）

采用SPSS22.0對(duì)兩種材料制成的無(wú)線充電器的美觀評(píng)分、喜愛(ài)程度評(píng)分進(jìn)行了重復(fù)測(cè)量分析。結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，被試者對(duì)照刺激物（塑料）的喜愛(ài)程度和美觀評(píng)定與新制成的實(shí)驗(yàn)刺激物（混凝土）之間無(wú)顯著性差異（=1.82，=0.126），不具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而后采用最小顯著性差異法（Least Significant Difference，LSD）進(jìn)行事后兩兩比較后，發(fā)現(xiàn)對(duì)照刺激物（塑料）與新制成的實(shí)驗(yàn)刺激物（混凝土）之間無(wú)顯著差異。

結(jié)合上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果表，被試者對(duì)照刺激物（塑料）和新制成的實(shí)驗(yàn)刺激物（混凝土）在外觀喜好方面無(wú)差異，研究基于有機(jī)硅樹(shù)脂的混凝土外觀美化材料制備工藝制成混凝土的產(chǎn)品外觀質(zhì)量較好，在用戶審美喜好上可以用來(lái)替代對(duì)照刺激物（塑料），產(chǎn)品表面光滑、色彩豐富且色差小，還原產(chǎn)品質(zhì)感且保留了天然肌理，在外觀質(zhì)量方面得到了顯著的提升。有效改善了一般制備工藝混凝土制成的產(chǎn)品表面粗糙、色差的問(wèn)題，并有效保持了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)大量制造業(yè)為完成雙碳目標(biāo)，需要尋找低碳能源代替石油制成的材料，雖然生態(tài)材料的發(fā)展前景十分廣闊，但當(dāng)前制約其發(fā)展的因素是，生態(tài)環(huán)保材料經(jīng)過(guò)重新加工后，在理化性能與審美體驗(yàn)層面，與石油制成的材料有較大的品質(zhì)差距，消費(fèi)者主體審美接受度不高、使用體驗(yàn)較差。本研究結(jié)合心理學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、感性工學(xué)等科學(xué)研究和材料研究促進(jìn)與自然合作的解決方案，旨在為碳中和背景下，可持續(xù)設(shè)計(jì)提供跨學(xué)科方法和研究技術(shù)。首先，研究通過(guò)文獻(xiàn)梳理，甄選了適用于生態(tài)環(huán)保材料的感知評(píng)價(jià)方法，以及結(jié)合實(shí)驗(yàn)心理學(xué)，豐富了感知評(píng)價(jià)方法的維度和細(xì)則，并最終構(gòu)建了一套評(píng)價(jià)模型，對(duì)現(xiàn)有可持續(xù)設(shè)計(jì)、接受美學(xué)等理論有所增值；其次，基于該模型對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的感知評(píng)分進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；最后，基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了基于有機(jī)硅樹(shù)脂的混凝土外觀美化材料制備工藝，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，本研究構(gòu)建的評(píng)價(jià)模型能夠有效指導(dǎo)生態(tài)環(huán)保材料的設(shè)計(jì)方向，幫助獲得理想的制備工藝和配方，從而創(chuàng)新原材料與優(yōu)化制造工藝，優(yōu)化廢棄物排放機(jī)制，助力企業(yè)破除雙碳指標(biāo)制約企業(yè)正常生產(chǎn)的剛性約束。

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Perception Evaluation and Appearance Beautification of Environmental Protection Materials Facing Carbon Peaking and Carbon Neutrality (dual carbon) Goals

SONG Feng-yi, LIU Jian, ZOU Feng, HUANG Sai, ZHAO Jing

(College of Art and Design, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)

The work aims to refine a set of evaluation techniques and methods at the user perception level. The methods of literature review, case study and empirical research were used to propose four main levels of ecological material samples, material perception evaluation hierarchy model, experimental setup of material perception evaluation and perception evaluation method. By summarizing the advanced experimental procedures, evaluation methods and analysis of advantages and disadvantages in the research on the perception evaluation of materials, a set of models for the perception evaluation methods of ecological materials was constructed. Through empirical research, it is verified that the proposed perception evaluation model has high feasibility, and has realistic guidance value for the sustainable design to promote the multimodal quality of ecological materials.

sustainable design; multimodal perception; ecological materials; perception evaluation model

TB472

A

1001-3563(2023)10-0079-16

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.10.008

2022–12–14

北京市宣傳文化高層次人才項(xiàng)目；2021北京市社科基金重點(diǎn)項(xiàng)目（21YTA002）；教育部2021年第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（202102055017）；教育部人文社科項(xiàng)目（20YJC760034）

宋豐伊（1998—），男，碩士生，主攻碳中和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

劉鍵（1987—），男，博士，副教授，主要研究方向?yàn)閯?chuàng)新設(shè)計(jì)研究方法、智能化設(shè)計(jì)。

責(zé)任編輯：陳作