劉 靜，陳 功

（中國礦業(yè)大學(xué)建筑與設(shè)計學(xué)院，江蘇徐州 221016）

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)給傳統(tǒng)行業(yè)帶來了新的機會，教育行業(yè)一直是大家關(guān)注的重點話題，我國作為人口眾多的國家之一，兒童占據(jù)人口比例較大，尤其隨著二胎政策的實行，更是讓互聯(lián)網(wǎng)下的教育行業(yè)大放異彩。兒童作為未成年人，自控力較薄弱，在獲取知識的時候通常沒有目標(biāo)和耐心。眾所周知，通過寫作業(yè)可以檢驗學(xué)生在課上的學(xué)習(xí)成果，大部分家長也十分認同寫作業(yè)可以給兒童帶來好處。然而關(guān)于作業(yè)類App，有的家長了解甚少，它的多種功能可以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，涵蓋小學(xué)數(shù)學(xué)、語文、英語三門主要學(xué)科，老師在線布置作業(yè)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、課后學(xué)情分析，幫助老師減負。學(xué)齡初期正是培養(yǎng)兒童寫作業(yè)養(yǎng)成良好習(xí)慣的最佳時機，同時這個時期也是家長關(guān)注孩子教育和健康的關(guān)鍵時期，所以通過將自然交互方式與作業(yè)App結(jié)合起來，注重教學(xué)的引導(dǎo)和良好習(xí)慣的培養(yǎng)。關(guān)注學(xué)齡初期的小學(xué)生的交互方式，給這類用戶帶來更好的用戶體驗，獲得更加良好的學(xué)習(xí)效果，同時讓老師更省心，讓家長更放心。

1 自然交互的相關(guān)概念

自然交互的概念可以從兩個方面理解。第一，指具體的交互方式。人與產(chǎn)品的交互方式有很多種，主要包括數(shù)據(jù)交互、圖像交互、語音交互、動作交互和行為交互等，這些都屬于自然交互方式，數(shù)據(jù)交互除外。第二，指從用戶本身出發(fā)來理解自然交互的概念，在各種設(shè)備及交互技術(shù)的支持下對用戶進行研究，讓用戶可以運用日常生活中已掌握的技能和習(xí)慣與產(chǎn)品進行自然的交互[1]。

自然用戶界面是指具體的自然交互方式下的界面，也是指從用戶行為習(xí)慣出發(fā)對應(yīng)的界面。圖1給出了三種人機界面模式對比，在CUI階段，用戶輸入指令，機器對用戶反饋，人對機器下達的是編碼的、精確的命令；在GUI階段，命令變成圖形，具有可視化，圖形可以用鼠標(biāo)、鍵盤等外設(shè)設(shè)備控制，人們更容易理解和接受，目前我們正處于這個階段；到了NUI（SUI）階段，人與機器的交流變得相對直接和自然，因為人們可以根據(jù)生活中掌握的技能和習(xí)慣去和機器交互，更加友好[2]。所以，很明顯，自然交互的優(yōu)勢就是可以讓人機交流更加自然，讓用戶能依靠直覺和生活習(xí)慣理解界面信息并做出反饋，而不需要花更多時間思考和學(xué)習(xí)。

圖1 三種人機界面模式對比

2 用戶研究對象

本課題研究對象是學(xué)齡初期的兒童，年齡基本處在6～8歲左右。作為特殊的群體，有其獨特的特點。他們的抽象思維比較弱，自控能力比較差，而理解力也相對薄弱[3]，自6歲起，兒童開始漸漸獨立于父母，涉足更為廣泛的領(lǐng)域，在這一年齡段，有的兒童表現(xiàn)高度的活躍、吵鬧，有的則表現(xiàn)得沉默、安靜[4]。同時，他們的身體也開始隨之有了一定的變化，骨骼肌肉正在茁壯成長，但骨骼骨化尚未形成，骨骼硬度小、韌性大，富有彈性，容易彎曲變形[5]，因此，不管是從兒童的身體還是心理、認知都需要成人格外的關(guān)注。在兒童教育軟件的設(shè)計過程中，研究者需要注重利用多種交互技術(shù)和手段來幫助兒童理解系統(tǒng)的工作方式，降低他們的認知負擔(dān)。兒童時期是人類心理過程和個性發(fā)展的重要時期，這個時期形成的很多特點將影響人的一生。所以，研究如何在兒童教育軟件中利用多種交互技術(shù)來降低兒童的認知負擔(dān)，從而更好地發(fā)揮計算機的優(yōu)勢顯得十分重要。

3 作業(yè)App自然交互設(shè)計研究

3.1 作業(yè)App分類

本課題研究作業(yè)類App，作業(yè)App是以大數(shù)據(jù)為技術(shù)基礎(chǔ)的應(yīng)用，輔助兒童進行游戲化學(xué)習(xí)和完成家庭作業(yè)的App，起到批改作業(yè)，上傳作業(yè)的作用，讓兒童學(xué)習(xí)更有樂趣，讓老師更加省心。在Apple App Store中搜索“作業(yè)”，選擇排名比較靠前的作業(yè)App，按照功能將其分類。

拍照搜題類：小猿搜題、作業(yè)幫。核心功能是學(xué)生通過拍照搜題來解決做題困難。該類App面向的學(xué)生用戶包含小學(xué)到高中的所有學(xué)生，目標(biāo)用戶范圍較廣，年齡跨度大，兒童使用移動設(shè)備的習(xí)慣區(qū)別較大，年紀較小的用戶使用時具有一定的難度。

作業(yè)交流類：互動作業(yè)、快對作業(yè)。作業(yè)交流類App是由用戶掃碼來搜索答案并且進行互動交流的學(xué)習(xí)平臺，面向用戶是小學(xué)到高中的所有學(xué)生，將社交與作業(yè)結(jié)合，加強學(xué)生的交流互動。

作業(yè)批改類：愛作業(yè)。核心功能是為學(xué)生批改作業(yè)，學(xué)生與老師、家長使用同樣的操作界面，不能為學(xué)生帶來好的使用體驗。

家校輔助類：作業(yè)盒子小學(xué)、一起小學(xué)學(xué)生（原名：一起作業(yè)）。家校輔助類作業(yè)App面對1～6年級的小學(xué)生，由老師給學(xué)生布置作業(yè)，家長共同監(jiān)督。將家長、老師和學(xué)生作為不同用戶分開設(shè)計，更利于學(xué)生用戶體驗的提升。

根據(jù)課題研究重點，筆者選擇面對小學(xué)生用戶的家校輔助類作業(yè)App做進一步的研究。

3.2 自然交互方式轉(zhuǎn)換要素探究

由自然交互概念的兩層含義出發(fā)，第一，從用戶本身出發(fā)來研究作業(yè)的流程，因為交互流程與用戶息息相關(guān)，不同的操作流程會給用戶帶來不同的感受，以自然匹配原則來衡量作業(yè)App的匹配程度；第二，由具體的交互方式研究不同作業(yè)科目呈現(xiàn)內(nèi)容的形式，從產(chǎn)品不同的輸入方式和輸出方式來分析進而得出結(jié)論。

3.2.1 從作業(yè)流程角度分析

運用自然匹配原則法，可以清楚地對應(yīng)用戶行為與數(shù)字環(huán)境的匹配程度，圖2中，自然匹配原則，是指利用物理環(huán)境類比和文化標(biāo)準理念，設(shè)計出讓用戶一看就明白如何使用的產(chǎn)品。在數(shù)字設(shè)備中用物理元素作為圖標(biāo)，可以讓用戶把生活中的經(jīng)驗過渡到數(shù)字環(huán)境中，而不用閱讀說明書等，一目了然。

圖2 自然匹配原則

下面是兩款A(yù)pp進入作業(yè)的流程分析圖，如圖3、4所示，找出作業(yè)盒子App與一起小學(xué)App的設(shè)計區(qū)別點，根據(jù)自然匹配原則來分析每個區(qū)別點的自然程度，如表1所示。

圖3 作業(yè)盒子App進入作業(yè)交互流程圖

圖4 一起小學(xué)App進入作業(yè)交互流程圖

表1 作業(yè)App自然匹配程度對比

3.2.2 從作業(yè)科目角度分析

作業(yè)App的交互設(shè)計可以從不同的作業(yè)科目來看，因為呈現(xiàn)作業(yè)科目內(nèi)容的交互方式與用戶寫作業(yè)的體驗息息相關(guān)。不同作業(yè)種類對應(yīng)不同的作業(yè)內(nèi)容，作業(yè)內(nèi)容展示方式要與交互方式結(jié)合，從自然交互方式的兩個方面分析，分別是輸入方式和輸出方式。下面是作業(yè)盒子App與一起小學(xué)App的自然交互方式分析表，如表2～表5所示。

表2 作業(yè)盒子App輸入方式分析表

總結(jié)：輸入方式主要集中在觸屏手勢和語音輸入方式，而空中手勢和底盤手勢沒有涉及。在觸屏手勢中，主要操作有單擊、滑動，沒有涉及長按、拖拽等。語文作業(yè)的認讀生字教學(xué)動畫引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)字體筆畫順序，但是學(xué)生不能在屏幕上書寫，應(yīng)該結(jié)合輸入方式來幫助學(xué)生做好全面的預(yù)習(xí)功課。在語音輸入方式中，針對不同的作業(yè)科目選擇不同的輸入方式，比如，在連線題中，應(yīng)該模擬學(xué)生在作業(yè)本用筆畫出線條連接正確答案的方式，而不是通過點擊左右兩側(cè)答案的方式，通過點擊的方式不符合用戶日常作業(yè)的習(xí)慣。由表3可知，語文作業(yè)與英語作業(yè)使用語音識別輸入方式，數(shù)學(xué)作業(yè)沒有使用。

總結(jié)：感覺通道主要以視覺和聽覺輸出為主，沒有涉及觸覺、嗅覺等輸出方式，加入觸覺感知可以讓用戶更真實的感受到反饋力度。在視覺上，數(shù)學(xué)作業(yè)圖片太小，看不清楚，

表3 作業(yè)盒子App輸出方式分析表

題目顯示位置時常變化。作答正確時以綠色的“對號”符號表示；答錯時以紅色“差號”表示，表示警示，模仿老師批改效果。在聽覺上，進入菜單頁面?zhèn)鱽須g快的背景音樂，菜單中“我”與其他菜單音樂不同。

總結(jié)：輸入方式主要以觸屏手勢與語音輸入為主，觸屏手勢以單擊、滑動、拖拽為主。在觸屏手勢中，語文可以手寫輸入；而數(shù)學(xué)題中不能勾畫打草，不便于做題。在首頁滑動選擇作業(yè)種類時，視覺引導(dǎo)不明顯，可以由動態(tài)跳躍的箭頭符號引導(dǎo)用戶點擊或滑動。在語音輸入方式中，語文作業(yè)與英語作業(yè)可以語音輸入幫助用戶發(fā)音練習(xí)。

表4 一起小學(xué)App輸入方式分析表

總結(jié)：感覺通道以視覺和聽覺為主，在觸覺、嗅覺等輸出方式?jīng)]有涉及。在視覺輸出上，出于關(guān)注兒童視力健康的目的，20分鐘后彈出頁面提醒用戶放松眼睛。在視頻專練中教給用戶學(xué)習(xí)方法，應(yīng)該由用戶學(xué)以致用，動手操作進行解題，相比傳統(tǒng)書面作業(yè)發(fā)揮移動設(shè)備觸屏操作的優(yōu)勢。在聽覺輸出上，主要是答題后的反饋聲音和視頻聲音。

表5 一起小學(xué)App輸出方式分析表

4 作業(yè)App自然交互設(shè)計原則探析

4.1 由靜態(tài)轉(zhuǎn)化為動態(tài)

從真實的作業(yè)內(nèi)容出發(fā)，由靜態(tài)的書面作業(yè)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為動態(tài)的可操作作業(yè)內(nèi)容，比如在一起小學(xué)App的重難點視頻專練中的視頻教學(xué)課程中，視頻展示學(xué)習(xí)方法讓學(xué)生掌握并理解，但是學(xué)生理解后并不能操作，若可以讓學(xué)生運用學(xué)習(xí)到的方法實地操作，學(xué)習(xí)效果會事半功倍。同樣，做題時也可以由用戶動手操作，讓題目活起來，增加趣味性。

4.2 反饋要及時有效

用戶在使用產(chǎn)品時，用戶與產(chǎn)品之間要相互溝通交流，產(chǎn)品反饋給用戶信息，用戶才知道自己的操作是否正確，這時建立一套反饋機制十分重要。兒童相比成年人缺乏耐心，所以反饋方式要將視覺與物理感知結(jié)合，從不同維度對兒童的操作進行回應(yīng)。

4.3 隱喻具有關(guān)聯(lián)性

隱喻對于兒童來說是一種很自然的方式，過于抽象的表達不符合兒童認知，在兒童的世界里，他們更關(guān)注具體的事物，尤其是處于學(xué)齡初期的兒童，只是對生活中常見的物體熟識，只有將物理世界的物體與數(shù)字世界的圖形關(guān)聯(lián)起來，并多采用動態(tài)化的效果引起兒童注意力，有利于兒童的理解與關(guān)注。

4.4 題目內(nèi)容與生活密切相關(guān)

作業(yè)內(nèi)容的設(shè)計從生活中汲取，與日常生活息息相關(guān)，讓身邊發(fā)生的事情都融入到題目中，這樣兒童也可以運用生活常識進行解答，降低兒童的學(xué)習(xí)成本。不一樣的生活經(jīng)驗會有不一樣的答案，只有讓兒童在題目中用到生活經(jīng)驗才會印象更加深刻。

4.5 結(jié)合多通道

作業(yè)App結(jié)合多通道設(shè)計更利于兒童接受新事物，經(jīng)研究，兒童與成人不同，不能做到十分精準的輸入，只能嘗試去點擊等操作，而成人具有一定的經(jīng)驗可以下意識做出精確的操作[6]。所以，背誦古詩或者英語單詞時配合故事內(nèi)容設(shè)計的獨特互動模式，可以讓小朋友在觸摸，拖拽，涂抹，旋轉(zhuǎn)，搖晃或更多玩法中不斷發(fā)現(xiàn)驚喜[7]。在多通道的基礎(chǔ)上，多種輸入方式與輸出方式結(jié)合，相輔相成，幫助兒童完成任務(wù)。

4.6 融合書面作業(yè)

由家長反饋可知，家長認為作業(yè)App布置的作業(yè)會增加學(xué)生負擔(dān)，雖然作業(yè)App是本著“給老師減負，給學(xué)生加分”的目的，但是書面作業(yè)終歸不能舍棄，作業(yè)App只是輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的工具。屏幕尺寸相對作業(yè)本較小，這是劣勢，過長的題目不便于作答，不能單純地把題目從作業(yè)本挪到屏幕上，畢竟書面作業(yè)還可以讓兒童在紙上勾勾畫畫，表達自己的做題思路，而在作業(yè)App上卻只能寫最終結(jié)果，做題過程被忽略，因此，針對不同的作業(yè)科目要選擇不同的交互方式，讓作業(yè)App上的內(nèi)容來源于書面作業(yè)，又優(yōu)于書面作業(yè)，發(fā)揮移動設(shè)備的優(yōu)勢，取長補短，才能高效地輔助兒童學(xué)習(xí)。

5 結(jié)束語

如今，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和智能終端技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，教育行業(yè)也隨著更新和變革，人們的需求在不斷擴大，產(chǎn)品越來越以用戶為中心。作業(yè)App作為教育平臺，應(yīng)該為學(xué)生用戶提供最安全、高效的用戶體驗，本文結(jié)合自然交互方式研究作業(yè)App，從自然交互概念的兩層含義進行深入探討，得出自然交互方式下的設(shè)計原則。因此，只有讓學(xué)生與作業(yè)真正融合、互動才能幫助學(xué)生更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。