史耀軍 周婉玉 吳乃群

摘要：為解決市面上無針對(duì)視障兒童早期教育輔助用具帶有智能語(yǔ)音交互功能的產(chǎn)品，導(dǎo)致很多視障兒童無法與正常兒童以常規(guī)方式交流。運(yùn)用物理性（W）、事理性（S）、人理性（R）三個(gè)方面論述如何進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以新型的視障兒童早期教育輔助用具為具體案例，運(yùn)用WSR進(jìn)行分析設(shè)計(jì)研究。得到了基于WSR系統(tǒng)方法論的視障兒童早期教育輔助用具。WSR系統(tǒng)方法論是設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)，更是為傳播新型設(shè)計(jì)方法提供蓬勃的生命力。

關(guān)鍵詞：WSR系統(tǒng)方法論 視障兒童 早期教育 輔助用具設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2019）11-0023-03

引言

視障兒童越來越受到人們乃至社會(huì)的重視，如何讓他們接受良好的教育長(zhǎng)大后能夠融入社會(huì)，是國(guó)際社會(huì)的難題，因此，本文提出運(yùn)用WSR系統(tǒng)方法論來設(shè)計(jì)視障兒童早期教育輔助用具，為當(dāng)代WSR系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法提供重要的參考依據(jù)。

一、視障兒童早教情況及用具研究現(xiàn)狀

（一）視障兒童人格特點(diǎn)分析。眼睛是心靈的窗戶，是心靈的門戶，因此，眼睛對(duì)每個(gè)人都是十分重要的?？茖W(xué)家研究表明，如果兒童的視力存在缺陷甚至失明，會(huì)對(duì)他們的性格產(chǎn)生很大影響，而且跟正常孩子表現(xiàn)出來的特點(diǎn)和意志特征完全不同。視障兒童相對(duì)于普通孩子存在更為敏感的依賴性變現(xiàn)，對(duì)待一些事物產(chǎn)生的消極抑郁心理更明顯，情緒累計(jì)得更快，如圖1。在做事情方面上相對(duì)于正常孩子存在不果敢等問題，在處理較難事件時(shí)，變現(xiàn)出來的韌性較差，特別愛鉆牛角尖，特別焦慮。綜上所述，視障是十分影響孩子的日常生活的。

隨著科學(xué)的進(jìn)步，一些學(xué)者和專家們還發(fā)現(xiàn)，視障兒童在氣質(zhì)、能力和興趣方面都存在著很大不同。在氣質(zhì)方面，根據(jù)專家們的大量觀察，視障兒童多以黏液質(zhì)及抑郁類型為主，生活不夠開朗，對(duì)父母的傾向性較大，對(duì)待生活中的挫折容易怨天尤人。在能力方面，視障兒童普遍存在著應(yīng)變能力差，操作能力差的特質(zhì)，但是這一點(diǎn)的原因有跡可循，科學(xué)家皮亞杰在他的發(fā)展階段論上表明，視障兒童在每個(gè)應(yīng)該發(fā)育的階段都比正常兒童要發(fā)展滯后1年到2年左右，自然生活能力及適應(yīng)能力就較差。在興趣方面，視障兒童因不能視物，因此，對(duì)聽覺及觸覺信息更為感興趣。

（二）視障兒童教育現(xiàn)狀。由于視障兒童對(duì)父母的傾向性較大，而家庭教育是孩子接觸的自從出生以來最早的教育，同樣也是伴隨孩子終身的教育。特別是視障兒童，父母的教育會(huì)直接影響孩子的終身。首先是孩子的言行舉止，有一句警世格言說得好：上梁不正下梁歪。人之初，性本善，孩子如圖一張白紙，視障兒童雖然在白紙上被上天提前染色了。但始終還是孩子，家長(zhǎng)如果前期將孩子引導(dǎo)到爭(zhēng)取的價(jià)值觀和人生觀上，視障兒童就不會(huì)抱怨自己，怨天尤人，不僅僅家長(zhǎng)，社會(huì)也有義務(wù)去幫助視障兒童去走出陰霾，成為能夠在社會(huì)立足的人。

我國(guó)視障兒童教育早在1874年便已經(jīng)誕生，英國(guó)傳教士WilliamMoon在北京創(chuàng)辦了我國(guó)第一所盲校，后來改名為北京盲校。五六十年代，新中國(guó)成立后，周總理及簽發(fā)了一系列針對(duì)盲童教育的批示，并且提出了改善盲童教育的工作方針，在一定程度上滿足了視障兒童對(duì)上學(xué)學(xué)知識(shí)，學(xué)文化的基本需求，為其長(zhǎng)大能夠順利踏入社會(huì)提供了保障。此外，毛主席親自命名了盲人刊物《盲人月刊》，如圖2。

改革開放后，視障兒童的教育事業(yè)取得了巨大的發(fā)展，1987年，徐白侖先生在祖國(guó)多地開展了“金鑰匙盲童教育計(jì)劃”，并且根據(jù)視障兒童的真實(shí)情況及我國(guó)教育的真實(shí)情況，開展隨班就讀的教育實(shí)踐。進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，視障兒童早教計(jì)劃更加被國(guó)家以及國(guó)際社會(huì)重視，學(xué)者專家們將視障兒童早教總結(jié)并提出了新的早教改革計(jì)劃：第一，從社會(huì)心理學(xué)角度對(duì)盲童進(jìn)行早期教育;第二，從個(gè)性化教學(xué)、直觀教學(xué)的角度改進(jìn)早期教育;第三，政策方面改革，使其更支持和推動(dòng)盲童早教;第四，從視障兒童盲態(tài)矯正的角度提出四種矯正策略，使盲童的教育可以有一定的矯正效果。

（三）視障兒童早教輔助用具現(xiàn)狀分析。針對(duì)于視障兒童早期教育多以對(duì)其盲文的認(rèn)知為主，由于視障兒童不能視物，因此，觸覺和聽覺是他們學(xué)習(xí)的主要渠道，早期的教育輔助用具，多以一些有凹凸槽的積木為主，同樣需要專門的老師陪同，但是其結(jié)構(gòu)單一，因此需要大量的刻著不同盲文的積木或者書籍才能完成對(duì)視障兒童盲文認(rèn)知的教育，如圖3。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，視障兒童早教輔助用具不僅僅局限于物理用具上，盲文電話隨著科技大潮應(yīng)運(yùn)而生，不僅可以幫助視障兒童學(xué)習(xí)盲文，更可以幫助他們與其他人交流，使其更加融入社會(huì)，如圖4。

除了對(duì)視障兒童的盲文早教，對(duì)其的性格教育也尤為重要，除了父母的陪伴，時(shí)長(zhǎng)有跟視障兒童聊天的器具會(huì)更好地幫助他們發(fā)展，國(guó)外及國(guó)內(nèi)的很多學(xué)者對(duì)視障兒童機(jī)器人展開了研究，其中分為領(lǐng)路式和居家交互式，如圖5、6。但居家交互式機(jī)器人成本較高，且易出錯(cuò)，所以不被大眾所接受，因此，設(shè)計(jì)一款具有領(lǐng)路式及居家交互式特點(diǎn)的視障兒童早期教育輔助用具是具有重大社會(huì)意義的。

二、基于WSR系統(tǒng)方法論的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究

（一）WSR系統(tǒng)方法論簡(jiǎn)介。WSR系統(tǒng)方法論是由我國(guó)學(xué)者顧基發(fā)教授和博士朱志昌在HULL大學(xué)提出的一種復(fù)雜性設(shè)計(jì)問題的工具。W5R是物理一事理一人理方法論的簡(jiǎn)稱，能夠?qū)⒔鉀Q的問題條理化、層次化，能夠?qū)κ挛锲鸬揭环N化繁為簡(jiǎn)的解決方式，將定性分析和定量分析相結(jié)合。WSR系統(tǒng)方法論能夠綜合各種專業(yè)知識(shí)，去其糟粕，取其精華，互相彌補(bǔ)。此方法具有很大的操作性原則，體現(xiàn)在目標(biāo)、策略、方案上，如圖7。在物理層面對(duì)設(shè)計(jì)的對(duì)象、內(nèi)容分析客觀的物質(zhì)世界、法規(guī)和規(guī)則，并且對(duì)焦點(diǎn)進(jìn)行功能分析，運(yùn)用自然科學(xué)的知識(shí)進(jìn)行最求真理式的談?wù)?在事理上分析組織以及系統(tǒng)做事的道理，對(duì)焦點(diǎn)進(jìn)行邏輯分析，在追求效率的同時(shí)運(yùn)動(dòng)管理科學(xué)及系統(tǒng)科學(xué)協(xié)調(diào)整個(gè)設(shè)計(jì);在人理上分析人和人之間的處世道理，對(duì)焦點(diǎn)進(jìn)行人文分析，運(yùn)用行為科學(xué)追求成效。

（二）基于WSR系統(tǒng)方去論的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程

1.產(chǎn)品物理性設(shè)計(jì)：首先對(duì)產(chǎn)品實(shí)體形態(tài)中的造型進(jìn)行分析，滿足使用者的要求，達(dá)到使用人群和使用場(chǎng)所的要求，然后對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分析，并且結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，使其能夠達(dá)到使用者在功能上的使用需求，并且盡量保持結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)答緊湊。對(duì)于產(chǎn)品的材料盡量滿足使用場(chǎng)地的環(huán)境，比如說需要耐長(zhǎng)時(shí)間高溫，濕熱的環(huán)境，根據(jù)不同使用者不同的使用頻率，使用場(chǎng)合指定適合的產(chǎn)品材料;在產(chǎn)品審美上，需與使用者溝通，使產(chǎn)品在美觀度上滿足使用者的要求。

在對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)因素（包括生產(chǎn)加工工藝和材料處理工藝）進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先分析產(chǎn)品的使用狀態(tài)，根據(jù)使用頻率、是否經(jīng)常拿持、是否經(jīng)常隨身攜帶、如果是電子產(chǎn)品，分析其待機(jī)時(shí)間等分析其色澤、肌理、質(zhì)感、觸感，然后根據(jù)這些因素對(duì)生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行決策。

最后分析產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境、使用環(huán)境及社會(huì)環(huán)境，根據(jù)三者對(duì)產(chǎn)品的實(shí)體形態(tài)和技術(shù)因素進(jìn)行修改，精益求精，如圖8。

2.產(chǎn)品事理性設(shè)計(jì)：針對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的事理性設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在前期的市場(chǎng)調(diào)研上，針對(duì)不同需求，不同年輕，不同社會(huì)階級(jí)的用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)定位，在滿足他們基本的基礎(chǔ)要求上，添加適合他們的功能，并以此為討論目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)立項(xiàng)，并且小組成員進(jìn)行研討，進(jìn)行決策，將設(shè)計(jì)決策告知用戶或者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)研，將調(diào)研結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)反饋，優(yōu)化產(chǎn)品的事理性設(shè)計(jì)，如圖9。

3.產(chǎn)品人理性設(shè)計(jì)：首先要考慮決策者、設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)者、銷售者、使用者的人為因素和心理因素。以人為本，根據(jù)使用者的尺寸、重量、體表面積、比重等特征參數(shù)考慮到設(shè)計(jì)中，使產(chǎn)品符合人體特征研究學(xué)中，同時(shí)結(jié)合反思設(shè)計(jì)，運(yùn)用逆向工程排除產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可能對(duì)用戶產(chǎn)生的困擾，在解決主要的問題的同時(shí)，減少設(shè)計(jì)附帶的一系列問題，以人為本。設(shè)計(jì)出易于理解、方便使用的產(chǎn)品，如圖10。

三、基于WSR系統(tǒng)方法論的視障兒童早期教育輔助用具產(chǎn)品設(shè)計(jì)

目前我國(guó)視障兒童早期教育輔助用具產(chǎn)品市場(chǎng)上充斥著很多良莠不齊的同類產(chǎn)品。但大多數(shù)制造企業(yè)只考慮到用具的功能性需求，對(duì)設(shè)計(jì)用具的WSR分析乃至設(shè)計(jì)很少，在同等功能完成度下，一些視障兒童早教用具得不到大眾的青睞，導(dǎo)致了一些較好的生產(chǎn)廠商的倒閉，一些好的視障兒童早教用具的外觀設(shè)計(jì)被扼殺在搖籃之中。因此，本文將圍繞W5R系統(tǒng)方法論設(shè)計(jì)的視障兒童早期教育輔助用具產(chǎn)品為案例進(jìn)行設(shè)計(jì)-分析，以供相關(guān)產(chǎn)品作設(shè)計(jì)參考，圖11為視障兒童早期教育輔助用具產(chǎn)品設(shè)計(jì)WSR三維模型。

（一）視障兒童早期教育輔助用具物理性設(shè)計(jì)

1.產(chǎn)品實(shí)體形態(tài)因素設(shè)計(jì)：本視障兒童早期教育輔助用具的結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的整體外觀造型是簡(jiǎn)單的長(zhǎng)方體，分為圖片識(shí)別區(qū)和盲文顯示區(qū)兩個(gè)部分。內(nèi)有外殼、主板、攝像頭、音量控制鍵，開關(guān)鍵。該裝置的結(jié)構(gòu)為：在殼體的背面設(shè)有顯示屏和揚(yáng)聲器;殼體內(nèi)設(shè)有主板;殼體上還設(shè)有與主板相連的調(diào)音模塊和進(jìn)程控制鍵;進(jìn)程控制按鍵包括下一首按鍵、暫停、播放按鍵和前一首按鍵;殼體的正面設(shè)有攝像頭和補(bǔ)光燈;殼體上還設(shè)有與主板連接的位置感應(yīng)模塊。該裝置易于實(shí)施，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，功能豐富，特別適合盲人使用，如圖12。

本產(chǎn)品使用鎂鋁合金，其重量是一般塑料的三分之一。該材料具有優(yōu)異的散熱性能，所以經(jīng)常用于電子產(chǎn)品的外殼。表面噴涂工藝可以使其變成個(gè)性化的顏色，但普通塑料和碳纖維都無法實(shí)現(xiàn)。因此，鎂鋁合金可作為盲童早教機(jī)的首選外殼材料。然而，鎂鋁合金的耐磨性卻不是很好，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)有明顯的劃痕。而且，成本高，很少有產(chǎn)品使用鋁鎂合金制造整體的外殼。綜合來看，鋁鎂合金具有強(qiáng)度高、重量輕、散熱性好、外觀美觀等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)，鋁鎂合金具有不耐磨、成本高的缺點(diǎn)。鎂鋁合金相對(duì)于其他的可以用于電子產(chǎn)品材料而言，是盲童早教機(jī)的材料首選。該產(chǎn)品在功能方面，設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互、智能語(yǔ)音識(shí)別和盲文實(shí)時(shí)反饋，在外面活動(dòng)時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)周圍信息，能夠語(yǔ)音提醒視障兒童躲避障礙物，居家時(shí)能夠和視障兒童交互，與其談心，并且能夠交流與教學(xué)二合一，使視障兒童不與社會(huì)脫軌。

2.產(chǎn)品技術(shù)因素設(shè)計(jì)：本視障兒童早期教育輔助用具的表面材料處理工藝采用磨砂處理，質(zhì)感相對(duì)柔和，充滿顆粒感以及摩擦的感覺，在保持肌膚感的同時(shí)使此教育輔助用具不易脫手。生產(chǎn)加工工藝采用整體熱成型，無菱角，無縫，屏幕采用Active Matrix/Organic Light Emitting Diode屏幕及盲文屏幕封裝技術(shù)，保證了幾乎沒有縫隙，不會(huì)出現(xiàn)意外出現(xiàn)夾手的情況。此外，充電模式采用了大功率無線諧振式充電方式，在保證了續(xù)航的同時(shí)，也保證了視障兒童的安全。

3.環(huán)境因素設(shè)計(jì)：本產(chǎn)品由于采用了較為緊密的封裝技術(shù)，因此，無論是雨天還是雪天都可以在戶外使用，而且能夠自動(dòng)連接WiFi.及在沒有可用wifi的情況下能夠使用4G上網(wǎng)，實(shí)時(shí)從互聯(lián)網(wǎng)上更新數(shù)據(jù)，給視障兒童的出行提供便利。

（二）視障兒童早期教育輔助用具事理性設(shè)計(jì)。針對(duì)視障兒童早期教育輔助用具事理性設(shè)計(jì)流程如圖13所示。

1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：本產(chǎn)品在事理性設(shè)計(jì)上針對(duì)是否安裝可變動(dòng)盲文屏幕上進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，并且對(duì)此進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)研的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，使視障兒童早期教育輔助用具的功能更加完善。

2.市場(chǎng)調(diào)研：在視障兒童早期教育輔助用具的交互上，進(jìn)行了設(shè)計(jì)市場(chǎng)調(diào)研和以訪談的方式對(duì)幾位視障兒童以及家長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)研，并分析提出觀點(diǎn)的重要性，結(jié)果表明現(xiàn)在的一些交互的措施和方式不太完善，需要在語(yǔ)言接收和轉(zhuǎn)換的方式上進(jìn)行改進(jìn)。

3.設(shè)計(jì)定位：在明確了要改變的方式以后，對(duì)視障兒童早期教育輔助用具語(yǔ)言轉(zhuǎn)換方式的設(shè)計(jì)進(jìn)行了市場(chǎng)級(jí)的定位，明確了是為了加快盲童接收信息的速度，最終使盲童與正常兒童交流沒有障礙。

4.創(chuàng)意分析：目前市面上用的較多的語(yǔ)言轉(zhuǎn)換方式是將可以將文字轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音或者將語(yǔ)音直接播出，但是在為了輔助視障兒童教育的方面來講，起不到任何輔助作用，應(yīng)該以盲文的形式體現(xiàn)。

5設(shè)計(jì)立項(xiàng)與設(shè)計(jì)決策：本產(chǎn)品采用的可變動(dòng)盲文屏幕是一個(gè)較為成熟的技術(shù)，會(huì)根據(jù)接收到的語(yǔ)音和文字，將其轉(zhuǎn)換為盲文，起到了在鍛煉盲文閱讀能力的同時(shí)，也縮短了視障兒童與正常兒童之間的先天性不足。

6.設(shè)計(jì)反饋：在進(jìn)行事理性設(shè)計(jì)之后，回訪了幾位視障兒童，并且將設(shè)計(jì)成果讓其體驗(yàn)，一致反映良好，大大加快了交流的速度，如圖13。

（三）視障兒童早期教育輔助用具人理性設(shè)計(jì)。本產(chǎn)品主要是根據(jù)視障兒童的生理及心理需要所設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)流程如圖14。

1.確定設(shè)計(jì)對(duì)象：由于本產(chǎn)品主要針對(duì)的事視障兒童這一特殊群體，因此，應(yīng)當(dāng)以視障兒童作為主要的設(shè)計(jì)對(duì)象。

2.分析使用者心理因素及人為因素：視障兒童往往存在著自閉，不擅于與其他人交流等心理及周圍正常兒童對(duì)視障兒童可能會(huì)產(chǎn)生一些影響的情況，針對(duì)這一情況最好的解決辦法是與其實(shí)時(shí)溝通。所以需要設(shè)計(jì)語(yǔ)音交互功能。

3.視障兒童早期教育輔助用具人理性設(shè)計(jì)：針對(duì)本產(chǎn)品需要設(shè)計(jì)的語(yǔ)音交互功能設(shè)計(jì)了智能語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。首先，系統(tǒng)根據(jù)語(yǔ)音的輸入進(jìn)行預(yù)處理，提取語(yǔ)音中的特征值，并將提取的特征值進(jìn)行訓(xùn)練及識(shí)別，通過不斷的訓(xùn)練使模式庫(kù)不斷完善，當(dāng)進(jìn)行識(shí)別決策時(shí)能夠更加穩(wěn)定，準(zhǔn)確。識(shí)別后，采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析使用者語(yǔ)音中需要完成的事，進(jìn)行自我判斷，回答使用者的命令和交談，圖15為基于W5R系統(tǒng)方法論的視障兒童早期教育輔助用具智能語(yǔ)音系統(tǒng)。

結(jié)語(yǔ)

由于目前的視障兒童早期教育輔助用具以功能性為主，導(dǎo)致大部分制造企業(yè)把關(guān)注點(diǎn)聚焦在功能的實(shí)現(xiàn)上，忽略了W5R設(shè)計(jì)在視障兒童早期教育輔助用具中的重要的核心地位，導(dǎo)致現(xiàn)有視障兒童早期教育輔助用具不能引起使用者的共鳴。本文提出了一種新型視障兒童早期教育輔助用具設(shè)計(jì)思路，并以設(shè)計(jì)的新型的視障兒童早期教育輔助用具為實(shí)例，從物理性，事理性和人理性角度出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，為相關(guān)產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)提供參考。