楊春蘭， 王育新

(西安工程大學 服裝與藝術設計學院， 西安 710068)

《中國教育現(xiàn)代化2035》中提出：2035年前完成“普及有質(zhì)量的學前教育”。平板電腦是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的有效移動學習終端，其中，交互按鈕是用戶和界面交互的重要媒介，基于人機交互原理的導航按鈕交互設計有利于提高幼兒學習效率及積極性。

目前，交互界面設計研究主要集中在交互界面整體研究方面，對界面按鈕設計及其評價研究還較少。趙艷云[1]從服務于學前兒童的角度出發(fā)，對平板電腦的軟件界面進行了相應的設計與優(yōu)化。劉子昂[2]從兒童平板電腦產(chǎn)品造型設計視角進行分析與研究，提出兒童平板電腦基于人機互動的設計原則。楊志坤[3]針對導航按鈕交互的易用性設計問題，在界面的圖形與文字設計過程中將“動”與“靜”相結合。此外，大量研究集中在認知心理、用戶體驗、開發(fā)技術等領域。如，楊麗等[4]通過對140名5～7歲學前兒童的問卷調(diào)查及10名兒童的觀察和訪談，挖掘學前兒童移動學習資源用戶的認知行為模式和情感行為模式，力求為兒童打造優(yōu)質(zhì)學習資源。Piaget[5]把兒童認知發(fā)展分為：感知運動階段、前運算階段、具體運算階段、形式運算階段。對各個階段的兒童行為及心理特點進行了對比分析，得出了5～7歲的學前兒童屬于前運算階段中的直覺思維分階段結論。該階段的兒童主要通過感知、依靠直觀表象來認識外界事物。李玥[6]將情景感和親子元素融入到功能導航設計中，提高了兒童閱讀電子圖書的愉悅感。沈珉[7]從技術角度有效使用混合多媒體的語法及從文脈角度保證AR童書故事性與情感性的表述, 通過人機交互達到主體交互的目的。上述相關研究為學前兒童平板電腦按鈕交互設計提供了一定的參考和研究基礎。

然而，交互按鈕作為人機交互界面中使用頻率最高的控件，市面上兒童平板電腦導航按鈕交互設計還存在諸多不足。因此，考慮學前兒童心理特征、認知行為特征以及情感行為模式等因素，根據(jù)D-S證據(jù)[8-10]綜合法設計決策矩陣，利用層次分析法[11](analytic hierarchy process,AHP)確定指標權重。最后以基于用戶體驗的優(yōu)學派兒童平板電腦故事導航系統(tǒng)的優(yōu)化設計為例，豐富了學前兒童平板電腦交互按鈕設計的評價方法。

1 設計評價指標

1.1 研究對象

本研究選取大理市黃坪鎮(zhèn)新城幼兒園100名3～6歲幼兒為研究對象，由家長配合兒童共同完成《優(yōu)學派兒童平板電腦故事導航系統(tǒng)交互按鈕界面優(yōu)化方案滿意度調(diào)查》問卷，回收有效問卷100份。共有100名幼兒參加(男生52人，女生48人)。具體如表1所示。

表1 問卷數(shù)量和人口特征表

1.2 評價指標

針對學前兒童平板電腦導航按鈕交互設計評價指標的研究相對較少，尚未形成統(tǒng)一的評價指標體系[2-7]。從學前兒童體驗視角出發(fā)，創(chuàng)建了如表2所示的多維度、多層次(multiple dimensions and levels,MDL)評價指標。該MDL評價指標主要考慮了互動性、識別性、審美性、穩(wěn)定性、實用性5個維度，并從準則層、指標層和指標子層對其進行分析。

表2 導航按鈕交互設計的MDL評價指標

2 評價方法

2.1 決策矩陣

(1)

式中，dij是評價指標i(i=1,2,…，n)相對于指標j(j=1,2,…，n)的專家賦值。

(2)

2.2 一致性檢驗

首先，根據(jù)公式(3)計算決策矩陣D的最大特征值λmax：

(3)

其次，根據(jù)公式(3)的計算結果，求得的一致性指標CI如公式(4)所示。

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(4)

進而，可得隨機一致性比率CR：

(5)

式中，RI是指平均隨機一致性指標，其取值如表3所示。

最后，通過CR的大小來檢驗決策矩陣D是否滿足一致性要求：當CR<0.1時，決策矩陣滿足一致性要求；否則，需要對決策矩陣進行調(diào)整。

3 評價指標權重計算

為了提高設計的可靠性，邀請5位專家對各個評價指標分別進行對比與賦值(其賦值參數(shù)及其意義如表4所示)，進而運用前文所述的方法計算各個評價指標的權重。

表4 專家賦值評價指標參數(shù)及意義

以互動性(A)和識別性(I)評價指標的權重計算為例，其計算結果如表5所示。

表5 評價指標 A / I 的評價結果

為了使綜合評價結果與專家賦值參數(shù)保持一致性，規(guī)定綜合評價結果的取值規(guī)則如公式(6)所示。

(6)

同理，可分別得到準則層及指標層的決策矩陣，進而根據(jù)公式(2)—公式(5)可得到各個指標的權重、矩陣的最大特征值、一致性指標與隨機一致性比率，如表6～表10所示。

表6 準則層評價指標決策矩陣及其一致性檢驗數(shù)據(jù)

表7 互動性指標層決策矩陣及其一致性檢驗數(shù)據(jù)

表8 識別性指標層決策矩陣及其一致性檢驗數(shù)據(jù)

表9 視覺互動指標子層決策矩陣及其一致性檢驗數(shù)據(jù)

表10 操作互動指標子層決策矩陣及其一致性檢驗數(shù)據(jù)

由表2的MDL評價指標可知，審美性、穩(wěn)定性、實用性的指標層以及聽覺互動、色彩知覺、形狀知覺的指標子層的決策矩陣階數(shù)均≤2，所以它們的決策矩陣一定滿足一致性檢驗要求[12]，在表11～表15中給出了它們對應的決策矩陣和指標權重。

表11 審美性指標層決策矩陣及其指標權重

表12 穩(wěn)定性指標層決策矩陣及其指標權重

表13 實用性指標層決策矩陣及其指標權重

表14 聽覺互動指標子層決策矩陣及其指標權重

表15 色彩知覺指標子層決策矩陣及其指標權重

表16 形狀知覺指標子層決策矩陣及其指標權重

4 實例驗證

目前市面上APP交互按鈕的主流形狀如下：

以優(yōu)學派兒童平板電腦的故事導航系統(tǒng)(原始界面按鈕如圖1所示)的優(yōu)化設計為例，按鈕的形狀主要基于以上按鈕的主流形狀進行設計，本文設計了8個導航按鈕交互界面方案，分別如圖2～圖9所示。

圖1 原始界面圖2 方案1

圖3 方案2圖4 方案3

圖5 方案4圖6 方案5

圖7 方案6圖8 方案7

圖9 方案8

本文采用問卷調(diào)查的形式，利用模糊評價法對設計方案進行綜合評價，其主要分為5個評價等級，分別是{不滿意，較不滿意，一般，較滿意，滿意}，對應的分數(shù)分別為{45，60，75，85，100}。根據(jù)問卷調(diào)查的統(tǒng)計結果(有效問卷為100份)，設計方案1中各項指標的多層次評價結果如表17和表18所示。

進而，根據(jù)表6—表16中得到的各個指標的權重，以及表17和表18中的分數(shù)，通過計算可以得到方案1中指標層和準則層的各指標分數(shù)及方案總得分，計算結果如表19所示。

表18 方案1中指標層問卷調(diào)查結果

表19 方案1評價結果

方案2～方案8可用相同的方法計算出各指標的問卷調(diào)查分數(shù)表，最終可進一步計算出其各自的目標層總分數(shù)，計算結果如表20所示。

從準則層看，方案6的界面優(yōu)化設計的互動性、識別性、審美性、穩(wěn)定性4個指標的分值及總分均最高，用戶體驗比較滿意，方案最優(yōu)。方案6中：故事圖片用圓形進行展示，可愛生動；文字及語音提示部分使用橢圓矩形，更聚焦人的視線，圖形與文字部分都容易識別；顏色搭配方面，文字提示欄使用了

表20 各指標在導航交互按鈕優(yōu)化方案中的指標分數(shù)

黃色，與故事圖片的主色調(diào)綠色搭配協(xié)調(diào)，黃色是色彩中比較明快的顏色，給人積極向上的色彩感受，且黃色的明度較高，用在語言提示欄部分，讓按鈕顯得醒目，容易識別，該方案更具可行性。

5 結論

導航按鈕交互性的優(yōu)良會直接影響學前兒童對于平板電腦的使用，影響其學習積極性及效率。利用D-S證據(jù)綜合法搭建了決策判斷矩陣，得到了專家意見綜合問題的解決方案，再結合AHP確定指標權重；構建了學前兒童平板電腦導航交互按鈕的評價指標體系，最后對原有優(yōu)學派“童話故事”導航界面進行了優(yōu)化設計并分析評價。從上述驗證可以得出以下結論：

1)基于D-S證據(jù)綜合法及層次灰關聯(lián)綜合評價方法在學前兒童平板電腦導航交互按鈕設計評價中具有良好指導意義。

2)其結果準確、具有極強的操作性。

3)為具有灰色系統(tǒng)特性的學前兒童平板電腦導航交互按鈕設計評價提供了一種新的方法。

4)對于交互按鈕的大小及顏色如何影響學期兒童平板電腦的使用，將繼續(xù)在以后的研究中進行探討。