李曉英　董銥垚

關鍵詞：Kano模型 兒童 交互玩具 聯(lián)覺體驗 Processing

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2022）02-0060-04

引言

隨著國家二胎政策的開放以及兒童教育意識和水平的提高，兒童玩教具產(chǎn)品的市場需求愈發(fā)明顯，同時，也對兒童玩教具產(chǎn)品和服務的專業(yè)質量、內容水平、安全環(huán)保和人文情感等提出了更高的要求。玩具以其特有的物品屬性特征在兒童的啟蒙教育中扮演著重要角色，對于發(fā)展兒童的運動能力、激發(fā)創(chuàng)造力、訓練知覺和培養(yǎng)性格等方面起到基礎作用。雖然我國是玩具生產(chǎn)大國，但目前在面向兒童玩具的設計上，很多玩具僅考慮娛樂性和益智性，缺乏體驗感和創(chuàng)新性。本文通過提取現(xiàn)有兒童交互玩具共性設計要素，通過Kano模型獲取目標用戶需求的設計要素，結合聯(lián)覺體驗與Kano模型中興奮型需求要素相匹配的特性，作為本文的設計切入點，進行兒童交互玩具創(chuàng)新設計，以提升用戶使用的體驗感和滿意度，更好地發(fā)揮玩具的功能屬性。

一、相關研究

（一）兒童交互玩具現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，交互玩具開始出現(xiàn)于人們視野。以其功能更全面，促進兒童全面發(fā)展的優(yōu)勢，被國內外各大玩具公司爭相研究開發(fā)。國內對于交互玩具的設計與生產(chǎn)雖已形成一定規(guī)模，但其綜合質量良莠不齊，因此兒童交互玩具的市場導向目前仍由歐美玩具品牌占據(jù)，并且國內兒童交互玩具市場份額也一直由國外玩具品牌主導。通過調研和網(wǎng)絡檢索總結了4款以3-6歲兒童為目標用戶，銷量及口碑俱佳的交互玩具，分別為：WEDRAW Eggy. Osmo偵探事務所、AT Robot和B.Toys兒童交響樂，對四款玩具的共性設計要素進行了以下總結：（1）注重細節(jié)（2）啟蒙性（3）互動性強（4）引導探索（5）激發(fā)創(chuàng)造力（6）交互方式自然（7）體驗感（8）易接受（9）趣味性（10）材質優(yōu)良（11）智能化（12）引導用戶模仿。見表1。

為對交互式兒童玩具創(chuàng)新優(yōu)化設計提供參考與指導，本文采用Kano模型對以上十二項共性設計要素結合Better-Worse系數(shù)進行設計側重排序。

（二）Kano模型理論

Kano模型理論由日本東京理工大學教授狩野紀昭（Noriaki Kano）提出，經(jīng)不斷的發(fā)展與完善，被廣泛應用于產(chǎn)品設計中。從用戶體驗出發(fā)，將產(chǎn)品的功能層級進行劃分，獲取用戶需求及滿意度并進行排序，以指導產(chǎn)品創(chuàng)新設計。

根據(jù)用戶主觀認知，Kano模型將影響用戶滿意度的需求分為五類：即基本型需求、期望型需求、興奮型需求、無差異需求、反向型需求。

基本型需求（M）：產(chǎn)品所必備的功能或屬性，滿足此需求對于用戶滿意度并不會有提升，一旦不滿足此需求，用戶滿意度將極大降低。

期望型需求（O）：此需求與用戶的痛點相關聯(lián)，用戶滿意度與此需求的滿足程度呈正相關性。

興奮型需求（A）：不會令用戶有過多期望的需求，滿足此需求會令用戶感到驚喜。但如果不滿足此需求，也不會降低用戶的滿意度。

無差異需求（I）：此需求是否滿足都不影響用戶滿意度。

逆向型需求（R）：滿足后令用戶體驗度、滿意度降低，若不滿足此需求反而可使用戶滿意度提高。

Kano模型與用戶滿意度及需求間的關系，如圖1。

二、研究過程

（一）基于Kano模型的兒童交互玩具設計要素分析

為了解用戶對目前交互式兒童玩具的需求與體驗，采用Kano模型評價表對用戶進行調研。由于3-6歲的兒童尚不具備完成問卷的能力，因此調研對象為兒童家長及兒童教育從業(yè)者。問卷中每個備選功能都設置為雙向選擇，以獲取用戶對于是否具備此功能的態(tài)度，見表2。以上述歸納的12項設計特點進行問卷設置。其選項分為五級，分別是“理所應當”“驚喜”“討厭”“無所謂”“勉強接受”，見表3。

（二）兒童交互玩具產(chǎn)品設計要素滿意度系數(shù)

回收線上和線下的問卷，剔除17份無效問卷，獲得有效問卷113份。以兒童交互玩具為例。

通過計算滿意系數(shù)（SI）和不滿意系數(shù)（DSI）確定用戶需求的層級。

SI=（A+O）/（A+O+M+1）

DSI=-1X （O+M）/（A+O+M+I）

根據(jù)此公式算法結合問卷回收數(shù)據(jù)，計算目標用戶對于各功能需求的滿意度系數(shù)，如表4所示。

（三）確立功能需求優(yōu)先級

統(tǒng)計問卷調研的滿意度系數(shù)，以SI為縱坐標，DSI為橫坐標，建立Better-Worse系數(shù)的四分位圖，更為直觀、明確的獲取用戶對于交互式玩具的需求要素層級，見圖2。

根據(jù)Better-Worse系數(shù)四分位圖排除逆向性需求和無差異型需求，并對必備型需求、期望型需求和興奮型需求的備選功能進行重要度排序。

必備型需求：（9）趣味性>（3）互動性>（10）材質優(yōu)良

期望型需求：（4）引導探索>（1）注重細節(jié)>（11）智能化

興奮型需求：（5）激發(fā)創(chuàng)造力>（2）啟蒙性>（6）交互方式自然>（7）體驗感

結合三類需求屬性的備選功能重要度排序，將這9項備選功能結合交互玩具分成以下三類：1.外觀：（10）材質優(yōu)良;2.基本功能：（1）趣味性、（11）陪伴性;3.附加功能：（3）激發(fā)創(chuàng)造力（2）體驗感（5）啟蒙性（7）互動性強（9）易接受。

根據(jù)Better-Worse系數(shù)四分位圖可以得出：這4款玩具在滿足用戶必備型需求的同時，還滿足用戶的期望型和興奮型需求，并且12項共性設計要素，其興奮型需求中占比超過平均值。因此，為獲得用戶體驗及提升用戶滿意度，在設計中將側重于4項興奮型需求的設計要素。

三、聲趣——兒童交互玩具設計方案

（一）激發(fā)創(chuàng)造力

1.聯(lián)覺體驗為切入點：根據(jù)Kano模型問卷的結果得出其興奮型需求主要體現(xiàn)于教育啟蒙性和用戶體驗。在此基礎上，參考其他兒童交互玩具的創(chuàng)新設計和學者研究進行設計實踐。

熊寧輝在《聯(lián)覺與創(chuàng)造性一西方聯(lián)覺在跨學科領域中的研究與應用》中指出：聯(lián)覺體驗在教育中本質上就是一種啟蒙作用，聯(lián)覺訓練旨在激活大腦，將個人的潛意識與主觀靈感相聯(lián)系，激發(fā)想象力與創(chuàng)造力。黃小蕊將聯(lián)覺應用于藝術教育中，激發(fā)兒童對藝術的興趣，提高認知水平，發(fā)展創(chuàng)造性思維。李玉瓊通過研究及實驗得出在兒童的玩教具中運用聯(lián)覺體驗，具有培養(yǎng)藝術興趣和提升創(chuàng)造力的促進作用。程寬設計了名為“prism”，以小車為造型的兒童玩具，小朋友在紙上用彩筆涂鴉出彩色軌跡，讓“prism”沿著軌跡駛過，“prism”識別不同色彩的軌跡，轉化成相應的音符，兒童通過與玩具的游戲互動獲得聯(lián)覺啟發(fā)，培養(yǎng)創(chuàng)造力。英國設計師設計一音樂交互系統(tǒng)一互動音樂漆機（Interacting with the Music Paint Machine），創(chuàng)造一個游戲場景，讓用戶戴上移動傳感器進行樂器演奏并隨機移動身體，移動范圍內有顏色各異的壓力墊，沿不同方向移動身體，通過踩踏壓力墊進行顏色選擇來創(chuàng)建數(shù)字繪畫，通過給演奏者同步的畫面反饋，來引導體驗者進行創(chuàng)造，見圖3。

通過對現(xiàn)有兒童交互玩具創(chuàng)新設計和學者研究分析得出，將聯(lián)覺體驗應用于兒童玩具設計有助于激發(fā)兒童創(chuàng)造力，并且聯(lián)覺體驗所產(chǎn)生的影響符合Kano模型所得出的興奮型需求。

2.聯(lián)覺體驗的理念：聯(lián)覺又稱“通感”，人類在受到外界刺激時，各感官在解析過程中并不是各司其職，而是在共同發(fā)揮作用，從而產(chǎn)生了感覺上的融合。聯(lián)覺是人體的感官系統(tǒng)受到刺激后，產(chǎn)生感覺上的共鳴，從而形成內心映射，這就是“聯(lián)覺”效應。

視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺是人的五大感官通道。聯(lián)覺由感官的連結和互通觸發(fā)，因此引起聯(lián)覺效應的產(chǎn)生形式是多樣的，如視覺與聽覺、視覺與觸覺、聽覺與觸覺等。聯(lián)覺體驗是本覺和移覺共同作用的結果，即通過已有的經(jīng)驗認知伴隨聯(lián)想，再由一種或者多種感官體驗的刺激共同觸發(fā)。

3.聯(lián)覺體驗對于激發(fā)兒童創(chuàng)造力的意義：兒童認知與智力的發(fā)展主要是以感官系統(tǒng)的發(fā)展為基礎，意大利兒童教育學家Maria Montessori認為，3至6歲的兒童對于大小、形狀、聲音、氣味和顏色等刺激物的感覺性特征特別敏感，是兒童通過感覺獲取信息并轉化為自我認知的關鍵時期。兒童的智力和思維成長情況與感官能力提升呈正相關性。聯(lián)覺體驗在兒童啟蒙中的意義在于從多感官體驗出發(fā)，在生理角度對兒童進行刺激，促進其思維和智力發(fā)育。引導兒童調動各項感知去認識與感受信息，在這個過程中會產(chǎn)生聯(lián)想和共鳴，不僅能夠深化他們的印象與理解，還能拓展想象力和創(chuàng)造力。

（二）啟蒙性

藝術熏陶與啟蒙是兒童的潛在需要，對于藝術活動和藝術創(chuàng)作的喜愛是兒童的天性。研究表明，兒童在進行藝術活動時心情更為愉悅，表現(xiàn)也更為積極。由于觸發(fā)聯(lián)覺體驗的形式是多樣的，視覺與聽覺較其他感官聯(lián)覺更容易被兒童接受和理解，基于視聽聯(lián)覺體驗的設計更能激發(fā)出兒童對音樂和美術的多維體驗的想象，引起內心共鳴并形成心理映射，是美術和音樂的審美啟蒙中重要的心理過程。因此在兒童交互玩具的設計中，將以視聽聯(lián)覺作為聯(lián)覺體驗的觸發(fā)形式。

（三）交互方式自然

本文擬定的研究人群為3-6歲的兒童，這個階段的兒童大腦呈現(xiàn)活躍狀態(tài)并形成大量突觸，身體機能發(fā)展迅速且趨于完善。3-6歲也是兒童視、聽覺能力發(fā)展的關鍵時期，兒童對造型、色彩和聲音等的認知處于發(fā)展階段，已經(jīng)具有感知旋律和節(jié)奏的洞察力。對聽到的旋律能夠迅速接受并進行哼唱，因此兒童交互玩具設計實踐將以兒童喜歡哼唱這個行為特征作為該交互式玩具的設計開發(fā)對象。根據(jù)用戶習慣行為進行游戲交互，滿足用戶對于交互方式自然的設計要素需求。

（四）體驗感

聯(lián)覺體驗由感官體驗相互聯(lián)結而觸發(fā)，是感官至思維層面甚至心理層面的一種全新的體驗。通過前期研究，本文提出基于交互玩具的用戶聯(lián)覺體驗轉化流程，見圖4。在用戶與聲趣玩具載體交互過程中，為提升用戶體驗并充分觸發(fā)聯(lián)覺體驗，兒童交互玩具的內置程序會對用戶的音頻進行解析，并在顯示器中轉化成為隨聲音頻率、音高、停頓等特征進行實時變化的視覺影像。

四、聲趣——兒童交互玩具設計實踐

（一）“聲趣”的交互設計及游戲形式

聲趣的游戲流程如圖5所示：為促進用戶的社交，增強親子之間的互動，將游戲設為三種體驗模式;以兒童喜歡哼唱和咿呀學語這個行為為切入點，在玩具的引導下讓用戶通過發(fā)聲的形式輸入用戶的音頻，聲趣會迅速對音頻數(shù)據(jù)進行解析并予以視覺反饋;根據(jù)實際使用需求，用戶可選擇靜幀圖片和視頻等媒介保存其動態(tài)交互影像，便于家庭成員之間的記錄、分享和傳播，豐富家庭氛圍和樂趣。

（二）“聲趣”的交互實現(xiàn)

根據(jù)聲趣的游戲形式，為使用戶通過沉浸式體驗情境獲得聯(lián)覺體驗，需通過玩具屏幕對用戶的輸入進行實時的影像反饋。本文選擇以主觀的影像畫面編輯，結合客觀的聲音屬性為設計視覺動態(tài)影像的要素?；诼暼τ诼曇舴答伒膶崟r性和互動性，本文研究采用Processing軟件來創(chuàng)建界面影像的顯示，具體項目如下：

1.“聲趣”在程序上的“聲畫”對應關系：用戶個體的聲音特征各有差異，對聲音特征進行解析匹配相應的視覺影像。聲音中有音調、音色、頻率、音長和響度等特征要素，這些特征都可成為數(shù)字化影像的成像依據(jù)，如頻譜、振幅、響度、頻率分別對應顏色、尺寸、飽和度和畫面元素的運動速度。畫面具有啟發(fā)兒童審美意識的功能，在色彩變化范圍上應設置合適的區(qū)間，過度使用明度和飽和度較高的顏色也會對兒童的視力帶來負擔。所以在色彩的搭配上應進行和諧有序的組合，圖案設計上也不宜太過復雜，如圖6（以鈷藍為例）。

Processing中動態(tài)圖形設計主要由兩個要素構成：視覺構成元素和動態(tài)運動。根據(jù)兒童對于視覺影像的偏好，結合聲音屬性利用Processing建立聲畫對應關系，如表5。

2.游戲實例：畫面元素隨聲音的響度和頻率特征變化，響度越高，頻率越快，畫面逐漸飽滿，畫面顏色的飽和度、明度也隨聲音的響度和頻率產(chǎn)生變化，見圖7、8。

3.聲趣的硬件系統(tǒng)設計：硬件主要有顯示器、Arduino Uno單片機、微處理器、麥克風和電機等組成。程序主要由Processing的Java語言編寫，程序編寫完成后，設定相應的參數(shù)，將程序下載存儲至 Arduino Uno單片機。

硬件系統(tǒng)應用流程說明：①麥克風作為輸入端，單片機通過麥克風采集用戶的音頻和聲音信號，并轉化為電壓信號進入單片機。②單片機對采集到的電壓信號進行解析，根據(jù)電壓信號的頻率變化進行接收，輸出到顯示器。③顯示器進行動態(tài)刷新顯示，實現(xiàn)畫面與聲音信息同步的實時可視化影像。

（三）“聲趣”的產(chǎn)品原型

美觀易用的造型設計是玩具設計的重要要素之一，還可以向用戶傳達該玩具的功能、特點和使用方式。3-6歲的兒童進入了秩序敏感期，需要和諧、明快、鮮明的色彩，對事物的認知簡單而直觀，喜歡直觀、夸張、圓潤和熟悉的形態(tài)，對于具有娛樂性的卡通造型尤為青睞。玩具的尺寸大小也應符合兒童的體型以及3-6歲兒童這一年齡段的行為習慣，見圖9。

結語

本文通過Kano模型對現(xiàn)有兒童交互玩具案例進行共性設計要素提取并以此設置問卷，挖掘用戶對于兒童交互玩具的潛在設計需求，并通過Better-Worse系數(shù)對于“必備型需求”“期望型需求”和“興奮型需求”的需求要素進行優(yōu)先級排序，最終得出設計要素的側重點，結合聯(lián)覺體驗進行兒童交互玩具的優(yōu)化創(chuàng)新設計。以聯(lián)覺體驗為切入點滿足用戶對于激發(fā)創(chuàng)造力、提升體驗感以及增強互動性的需求。以期對兒童啟蒙教育產(chǎn)生良性作用，幫助兒童在更多元的成長環(huán)境中實現(xiàn)更加全面的發(fā)展，也為兒童交互玩具設計提供一種參考。

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