劉美美 劉永翔

摘要：為改變國內(nèi)兒童益智玩具缺乏創(chuàng)新性，粗制濫造的現(xiàn)象，本文以榫卯結(jié)構(gòu)的益智性為切入點，基于學(xué)齡前兒童的生理和心理特征，運用模塊化設(shè)計以及仿生設(shè)計的設(shè)計方法，結(jié)合裸眼VR技術(shù)，探索榫卯結(jié)構(gòu)在兒童益智玩具中應(yīng)用的具體實現(xiàn)形式，開創(chuàng)特色“中國風(fēng)”兒童益智玩具。

關(guān)鍵詞：榫卯結(jié)構(gòu);兒童益智玩具;設(shè)計原則;設(shè)計方法

中圖分類號：TB472

文獻標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）02-0070-02

具有益智性的榫卯結(jié)構(gòu)作為我國代表性的傳統(tǒng)工藝文化元素，將其應(yīng)用在兒童益智玩具的設(shè)計中，同時融入現(xiàn)代設(shè)計方法和技術(shù)，將會大大提升我國兒童益智玩具的創(chuàng)新性，同時還兼顧了中國文化傳承和傳統(tǒng)工藝振興的作用。

1榫卯結(jié)構(gòu)

榫卯結(jié)構(gòu)是中國的傳統(tǒng)的連接工藝，更是中國傳統(tǒng)文化的特色代表，體現(xiàn)了我國人民造物的智慧。榫卯結(jié)構(gòu)由榫頭和卯眼組成，一陰一陽穿插在一起，通過摩擦力的作用，使結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定[1]。榫卯結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的穩(wěn)定性強，使用壽命長，并且容易拆卸，同時具有多樣的形態(tài)和組合方式，使得榫卯結(jié)構(gòu)在古代時，大多應(yīng)用在建筑和家具中，并且在玩具中也有應(yīng)用。

2學(xué)齡前兒童認(rèn)知特征分析

著名瑞士心理學(xué)家皮亞杰將兒童認(rèn)知發(fā)展分為四個階段：感覺運動階段（0～2歲）、前運算階段（2～7歲）、具體運算階段（7～11歲）、形式運算階段（12～16歲），每一個階段兒童的思維方式都不同[2]。文章主要研究的兒童群體為學(xué)齡前兒童（3～6歲），此年齡段的兒童屬于前運算階段，這一階段兒童的主要特點是語言機能迅速發(fā)展，他們的內(nèi)心活動豐富，并且由最初的感知活動到通過現(xiàn)在的語言表述，轉(zhuǎn)化為具象活動。2～3歲的兒童，開始對事情的前因后果好奇，總是問為什么，3～6歲的兒童，求知欲增強，并且動手能力增強，他們開始喜歡探索世界，更加具有創(chuàng)造性。所以，針對處于前運算階段的兒童，應(yīng)將語言能力的發(fā)展、認(rèn)知能力的增強和聯(lián)想創(chuàng)造力的提升作為益智玩具設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，研制出具有開放性、探索性和創(chuàng)造性特征的益智玩具[3]。

3基于榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具設(shè)計實例

魯班鎖，如圖1所示，也叫八卦鎖、孔明鎖，魯班鎖是古代益智玩具的一種，以立體幾何分割為基礎(chǔ)，6根木條拼裝形成的樣式多達119963種4。是榫卯結(jié)構(gòu)最早應(yīng)用在益智玩具上的案例，魯班鎖由簡單的木條構(gòu)成，每個木條的開槽和凸起各不相同，不同的木條通過平行或者垂直的空間關(guān)系穿插組合在一起，易鎖難拆，多為成年人把玩，魯班鎖體現(xiàn)了古代匠人偉大的創(chuàng)造力。魯班鎖是中國古代文明的體現(xiàn)，并且也為現(xiàn)代人理解榫卯結(jié)構(gòu)提供了標(biāo)本，魯班鎖有利于開發(fā)人的空間智能和數(shù)理邏輯智能。但是，由于魯班鎖的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不適合兒童玩耍，并且榫卯結(jié)構(gòu)加工精度高，制作難度大，無法應(yīng)用于現(xiàn)代機器大規(guī)模生產(chǎn)，致使榫卯類的益智玩具市面上較少存在。但是可以提取其中榫卯的結(jié)構(gòu)，并將其簡單化處理，從而設(shè)計出適合兒童的益智玩具。寓教于樂，這可以激發(fā)兒童主動認(rèn)知世界、探索世界的興趣，同時也對榫卯結(jié)構(gòu)的傳承起到了積極的作用。

4基于榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具設(shè)計原則

4.1互動性原則

雙向互動尤為重要，主要分為操作指引和情感鼓勵兩部分。操作指引方面，以玩具實時的狀態(tài)反饋，通過對話的方式告知兒童當(dāng)前所處的狀態(tài)，便于進行下一步操作;當(dāng)其遇到難以解決的問題時，并給出相應(yīng)的引導(dǎo)。情感鼓勵上，對兒童攻克的難題以及今日活動成果做出表揚，提高其積極性。通過對學(xué)齡前兒童玩耍過程的分析，將兒童與益智玩具的互動作為基礎(chǔ)，提升兒童的認(rèn)知、創(chuàng)造力以及解決問題的能力。

4.2接近性原則

基于學(xué)齡前兒童思維還未定型，處于探索的階段，益智玩具的設(shè)計理應(yīng)接近其當(dāng)前階段熟悉的事物或者語言，站在學(xué)齡前兒童的角度上來思考玩具設(shè)計的可行性，益智玩具的設(shè)計以提升其創(chuàng)造性和想象力為目標(biāo)。以仿生設(shè)計作為切入點，產(chǎn)品形態(tài)提取兒童當(dāng)前認(rèn)知階段熟悉或者需要認(rèn)識的事物，并且利用榫卯結(jié)構(gòu)的連接方式，在兒童拼接仿生玩具的過程中將榫卯結(jié)構(gòu)的益智性發(fā)揮到極致。如圖2所示，一款仿生大象的榫卯類益智玩具，既讓兒童認(rèn)識了大象，又在拼接的過程中提升了空間思維能力和創(chuàng)造力。

4.3可持續(xù)性原則

傳統(tǒng)的益智玩具只適合特定年齡段的學(xué)齡前兒童使用，而忽略了兒童隨著年齡增長帶來的需求的變更，形成了益智玩具用后即棄的局面，造成了資源的浪費以及環(huán)境的污染。益智玩具的設(shè)計應(yīng)該秉承可持續(xù)的原則，使其具有一定的成長性，滿足不同年齡段的學(xué)齡前兒童的需求。例如，Tripp?Trapp成長椅，4把椅子合而為一，通過簡單更換模塊的位置即可滿足不同年齡段兒童的需求，0～6個月的“抱抱”椅，6月+的餐椅，2歲+的活動椅，7歲+的學(xué)習(xí)椅。榫卯結(jié)構(gòu)多樣性組合的特征可以滿足不同年齡段學(xué)齡前兒童的益智需求。

5基于榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具設(shè)計方法

5.1模塊化設(shè)計與多樣性拼裝

本質(zhì)上來說，模塊化設(shè)計是榫卯結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化的一種方法。模塊化設(shè)計是在市場經(jīng)濟的催生下產(chǎn)生的一種新的設(shè)計方法論，同時兼具多種設(shè)計思維的特征，標(biāo)準(zhǔn)化、通用性、組合化的特征使其具有普適性，適應(yīng)了時代發(fā)展的要求[5]。

榫卯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對形式模塊做多樣性設(shè)計，形成不同的產(chǎn)品形態(tài)。首先，由榫卯結(jié)構(gòu)構(gòu)成的兒童益智玩具理應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)化的特征，榫卯結(jié)構(gòu)的接口設(shè)計成統(tǒng)一規(guī)格，從而利于不同模塊間的拼裝，這也可以實現(xiàn)榫卯結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工業(yè)中規(guī)模化生產(chǎn)的可能;其次，對于形式模塊的設(shè)計可以結(jié)合兒童心智，及其核心認(rèn)知需求作為參考產(chǎn)出多種形式。通過這種簡單榫卯結(jié)構(gòu)的模塊，兒童益智玩具可以組合出多種產(chǎn)品形態(tài)，使兒童在拼裝的過程中，可以盡情地探索不同模塊之間的組合方式。這種多變性的特征對于增強學(xué)齡前兒童的空間思維能力有很大地幫助。

5.2仿生設(shè)計與榫卯結(jié)構(gòu)的結(jié)合

仿生設(shè)計是工業(yè)設(shè)計中重要的創(chuàng)新設(shè)計方法和創(chuàng)新設(shè)計思維。仿生設(shè)計，即模仿自然界的生物，而設(shè)計是一種有目的的創(chuàng)作行為，仿生設(shè)計的最終目標(biāo)是產(chǎn)生創(chuàng)新設(shè)計方案，以模仿自然生物為基礎(chǔ)，經(jīng)過分析、理解、構(gòu)思、應(yīng)用的過程[6]。

學(xué)齡前兒童的思維養(yǎng)成來源于現(xiàn)實的生活，依靠直接感知和實際行動獲得初級思維。從思維發(fā)展的方式來看，學(xué)齡前兒童的思維發(fā)展過程大體可以分為三個階段：直觀行動思維——具體形象思維一抽象邏輯思維[7]。將仿生樣式的榫卯類益智玩具引入到兒童的日常生活中，在與這些玩具互動的過程中，他們由一開始的直接摸索到玩具拼裝完成后的具象感知，再到形成的抽象邏輯思維，最后達到開發(fā)智力的效果。比如，如圖3所示，為一套系列化的仿生積木玩具，提取了牛、羊、馬的形態(tài)特征，通過拆裝仿生玩具，兒童對于周圍環(huán)境與事物的認(rèn)知也更加明確，對于榫卯結(jié)構(gòu)的連接方式也有了深刻地認(rèn)識，提升了其創(chuàng)造力和想象力。

5.3結(jié)合VR技術(shù)增加互動體驗

在榫卯結(jié)構(gòu)兒童益智玩具的設(shè)計中，不僅應(yīng)該考慮實體的交互方式對兒童的影響，更應(yīng)該結(jié)合新興的技術(shù)來打造益智性的兒童玩具，創(chuàng)造全新的體驗，與時俱進。VR（Virtual?Reality）虛擬現(xiàn)實技術(shù)為用戶創(chuàng)造了一種沉浸式的體驗，通過在計算機虛擬環(huán)境中與用戶互動，感知用戶的動作和狀態(tài)，并對用戶一種的或多種感知有明確地反饋[8]。而裸眼VR技術(shù)，則是以原有VR為標(biāo)本，加入新技術(shù)的方式來擴充原有VR的功能和視覺體驗。裸眼VR讓用戶擺脫了可穿戴顯示設(shè)備和力觸覺交互設(shè)備的束縛，用戶可以裸眼體驗虛擬現(xiàn)實。如圖4所示，將裸眼VR技術(shù)應(yīng)用在榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具中，一方面，可以通過語音及屏幕顯示的方式幫助兒童對玩具的操作進行引導(dǎo);另一方面，裸眼VR技術(shù)也可以打造多種沉浸式的場景，既增強了兒童的空間認(rèn)知能力，也增強了他們的觀察能力。

6結(jié)語

在國內(nèi)，兒童益智玩具依舊不夠成熟，存在著諸多弊端，如缺少結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，安全性能低，本文通過對榫卯結(jié)構(gòu)元素的提取，運用新技術(shù)和新的設(shè)計方法，探究其在兒童益智玩具上的應(yīng)用，不僅可以改變國內(nèi)益智玩具的現(xiàn)狀，同時也能充分發(fā)揮榫卯結(jié)構(gòu)的益智性，對于榫卯結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)連接工藝的傳承也有重要的意義。

參考文獻

[1]魏豆豆，儲蕾芳.基于榫卯結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代家居設(shè)計研究[J].設(shè)計，2019，32（05）：136-137.

[2]李志港，穆存遠(yuǎn).淺談魯班鎖的結(jié)構(gòu)及其功能價值[J].設(shè)計，2013（02）：132-133.

[3]董華君，沈雋榫卯結(jié)構(gòu)在兒童益智玩具設(shè)計中的應(yīng)用[U].林產(chǎn)工業(yè)，2018，45（06）：59-62.

[4]盧曉琴，李志英認(rèn)知發(fā)展理論在兒童益智玩具設(shè)計中的運用[J].包裝工程，2009（12）：139-141.

[5]王潔.榫卯結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性研究[J].南京藝術(shù)學(xué)院學(xué)報（美術(shù)與設(shè)計），2018，179（05）：179-82.

[6]羅仕鑒，張宇飛，邊澤，等.產(chǎn)品外形仿生設(shè)計研究現(xiàn)狀與進展[J].機械工程學(xué)報，2018，54（21）：152-169.

[7]殷金旭，錢皓.面向?qū)W齡前兒童益智玩具的設(shè)計策略研究[J].設(shè)計，2017（19）：100-101.

[8]馬寰.裸眼VR交互設(shè)計[J].包裝工程，2018，39（18）：241-245.

[9]曹佳南，王涵乙.兒童益智玩具交互設(shè)計探討[J].工業(yè)設(shè)計，2019（06）：146-147.