■張紅穎，劉 暄，張宗登

(湖南工業(yè)大學包裝設計藝術學院，湖南株洲 412007）

玩具在兒童成長過程中扮演著重要角色，它可以增進認知、激發(fā)聯想，拓展思維，調動兒童的積極性和團隊意識[1]。益智玩具是玩具的一種類型，能促進使用者的智力發(fā)展，具有明顯啟迪智慧的要素（如邏輯思維、空間思維、情感思維、符號思維等）[2]。韓志毅（2004）的《益智玩具》較為系統(tǒng)地梳理了50種益智玩具制作方法[3]；此后，學者們從益智玩具的發(fā)展趨勢、產業(yè)狀況、研發(fā)方向等方面開展了相應的研究，成果較為豐碩。從益智玩具的發(fā)展脈絡來看，兒童益智玩具具有以下幾方面的特征：一是人口出生率呈下降趨勢，家庭結構發(fā)生較大變化，家長育兒觀念也發(fā)生改變，他們愿意在兒童娛樂方面傾注更多的時間與精力。二是信息化、智能化的益智玩具逐漸取代傳統(tǒng)玩具，家長越來越注重兒童玩具的交互方式與體驗感受。三是家長更加青睞寓教于樂的益智玩具，如體驗游戲類玩具（角色扮演、互動游戲等），才藝拓展類玩具（繪畫、閱讀等），音樂啟蒙類玩具（樂器、兒歌等）等。近年來，隨著感性工學、多元智能理論、認知發(fā)展理論、情感層次理論等受到更多關注，兒童益智玩具在創(chuàng)新性和效用性方面得到較快發(fā)展。特別是增強現實（AR）、虛擬現實（VR）、全息投影等技術的廣泛使用，益智玩具的交互體驗得到增強，部分玩具可以提供眼動交互、人機交互、體感交互等多種互動方式。新技術的融入，有效提升了玩具的娛樂性，但玩具的教育性并未得到顯著加強，游戲過程中兒童認知能力的提升并不明顯。因此，如何圍繞兒童接受益智教育過程的反饋要素，開發(fā)出符合兒童心理、認知、教育及健康成長需求的益智交互玩具，更好地幫助兒童智力發(fā)展，成為設計師急需解決的難題。

1 學齡前兒童的基本特征

“兒童”是一個抽象的概念，依據聯合國《兒童權力公約》的規(guī)定，0-18歲都屬于兒童的范疇[4]。但不同年齡階段的兒童，其生理、心理、認知等方面的特征均存在較大差異，且對玩具的需求也是截然不同的，為了更好地開展設計分析，本文的用戶群體界定為3-6歲的學齡前兒童。這一階段兒童的情感意識逐漸增強，語言能力不斷提升，且具有一定的邏輯性與想象力，能開展簡單的游戲與學習，其生理、認知、行為、心理等方面具有明顯的自身特征。

1.1 學齡前兒童的生理特征分析

學齡前階段是兒童生理發(fā)展的關鍵時期，其骨骼、肌肉、身高、體重、神經系統(tǒng)、協調能力等得到快速提升[5]。這一階段的兒童能使用筷子、畫畫等簡單的動作，但動作完成的精準性、靈活性稍有欠缺。由于骨骼與肌肉的快速發(fā)育，兒童的身高與體重顯著提升（表1），骨骼彈性大、硬度低，肌肉發(fā)育不平衡，承受力較差，易受外力損傷。

表1 3-6歲兒童體重/身高發(fā)育情況

在設計玩具時，需充分考慮兒童身高、體重，以及身體發(fā)育情況，玩具的尺寸大小、承重能力要符合人體工程學原理。兒童的各身體部位均處于發(fā)育階段，設計定位時還需考慮兒童的體能負荷，高強度的運動速率與頻率不利于兒童的健康成長。3-6歲是一個年齡區(qū)間，兒童的身高體重在這個區(qū)間存在較大的變化，玩具的尺寸盡量可以調節(jié)，以便充分考慮兒童的成長性。

1.2 學齡前兒童的認知特征分析

人類的感覺分為內在感覺與外在感覺，內在感覺有渴、餓、暈等，外在感覺有視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等。玩具通過外在感覺與兒童產生聯系，設計構思時需將外在感覺作為設計要素之一。學齡前兒童的視覺系統(tǒng)與成年人相差不大，能夠識別基本色，區(qū)分色塊的大小與形狀，還具有自主調整色彩明度與飽和度的能力。學齡前兒童聽覺敏銳，協調性強，對環(huán)境中的聽覺刺激，能形成完善的聽覺記憶。觸覺、嗅覺也發(fā)育完整，能清晰分辨空氣中的氣味，活潑好動。

知覺是人腦感知外在世界的綜合反饋，知覺可以分為形狀、方位、時間等類型[6]。在形狀方面，3-6歲兒童的認知是漸進提升的，最開始可以識別方形、圓形、三角形，接下來能識別半圓形、梯形，最后識別橢圓形、菱形。學齡前兒童的視聽覺已基本具備上下左右等方位識別能力。學齡前兒童能認知短期的時間順序，如昨天、今天、明天、上一周、下一周等，更長的時間區(qū)間（如一個月、一年）很難理解和形成記憶。學齡前兒童注意力尚未發(fā)育完善，以無意注意為主，有意注意處于初始階段，需要成人合理的引導。其語言表達能力也處于發(fā)展階段，能清晰表達一些簡單的話語，喜歡模仿他人言語。

■圖1 感官聯覺效應示意圖

■圖2 玩具對兒童吸引力指數

■圖3 設計草圖構思

1.3 學齡前兒童的行為特征分析

學齡前兒童的動作行為處于不成熟到成熟的過程中，一般3-4歲的學齡前兒童神經系統(tǒng)發(fā)育不完善，跳、跑、自由行走等動作完成度欠佳。4-5歲兒童行動更為靈活，動作控制能力提升，能獨立完成跳動、吃飯、系鞋帶等動作。5-6歲兒童神經系統(tǒng)已基本發(fā)育成熟，協調能力與控制能力明顯提升，能獨立完成精細手工，能自如地控制自己的動作（表2）。

表2 3-6歲兒童動作發(fā)展情況

學齡前階段兒童的社會化行為有明顯發(fā)展，社會適應性增強，主要表現在：與同伴共同完成某個游戲，將喜悅分享給同伴，同伴遇到困難主動幫助，對不幸的遭遇表示同情等等[7]。社會化行為可以提升兒童的語言、協作、想象能力，掌握必備的社會技能，娛樂方式逐漸從獨自性游戲向聯合型游戲和合作型游戲轉變，游戲設計時，可以設置互助、謙讓、協作等環(huán)節(jié)，正向促進兒童親社會行為的發(fā)展。

1.4 學齡前兒童的心理特征分析

學齡前兒童對周邊事物具有強烈的好奇心，對不熟悉的事物習慣向身邊的大人請教，喜歡模仿大人的言行。這一階段兒童對事物的預見性和計劃性不夠，需要大人給予正向引導與反饋。他們的行動容易受到環(huán)境與情緒的支配，碰到困難不能找到有效的解決方式，在情緒低落時需給予鼓勵，適當給予負面教育，以提升未來應對困難的能力。

學齡前兒童受限于語言表達、記憶發(fā)展、感知能力的不完善，其想象力具有感性無規(guī)律的特點[8]。這一階段的兒童無意想象占主導，由于兒童的關注點容易變化，其思維方式容易受環(huán)境刺激，思考方式比較雜亂，想象的內容碎片化、隨意化。玩具設計時，可以適當增加表象信息和物化素材，以促進兒童想象力的發(fā)展。

2 學齡前兒童玩具交互設計模式

玩具的交互行為發(fā)生在兒童與玩具的互動過程中，強調以兒童為中心，通過感官聯覺、動作行為、情感體驗等交互方式，促進兒童的身體、語言、認知、思維、想象和情感的發(fā)展。隨著感官交互、情感計算、多通道交互等新的人機交互技術的發(fā)展，兒童玩具設計也更加智能化、情境化、形象化、多元化。

2.1 感官聯覺交互模式

“聯覺”也稱通感，是一種心理現象，旨在通過聯想，將人體的五官（視、聽、觸、嗅、味）感受連接起來，實現感官關聯與互通，進而產生情緒上的共鳴。人類的五官感覺在生理上稱為“本覺”，在受到外界刺激后，五大感官通道在解析過程中，出現不同通道之間的互連或互通，并產生認知融合和心理映射，從而在心理、思維、情感等層面產生聯覺（移覺）體驗效應（圖1）。

常見的感官聯覺交互有三種類型，一是感官互通，主要發(fā)生在兩種感官之間，二者相互映射或遷移的現象，如：視—觸”“視—聽”“聽—觸”“視—味”等。二是多感官疊加，即一種感官反應觸發(fā)多種感官聯覺的感官體驗。多感官疊加是感官互通的衍生階段，但感覺體驗相對而言更加豐富，包括多種感官的連結與互通。三是意象遷移，即用戶的感官反應能夠引起其思考和情感上的共鳴。意向遷移是用戶情感與產品之間達到心靈融合，用戶的情感體驗在所使用的產品身上找到共鳴，也是設計師與用戶之間心與心的交流。在設計兒童益智玩具時，不同感官之間的融合與疊加，能促進兒童與玩具之間的交流互動，豐富兒童的參與感和體驗感，激起兒童的心理共鳴與反思，達到教育啟蒙的目標。當然，不同兒童在認知、思維、情感體驗方面也存在一定的差異，在使用玩具時，所產生的的體驗效應和體驗結果會存在一定偏差[9]。

2.2 動作行為交互模式

智能玩具的行為交互包括學齡前兒童、家長、玩伴以及玩具等多個角色的互動，隨著智能感知技術的發(fā)展，智能玩具能識別不同的動作，并作出相應的反饋[10]。玩具的大小、尺寸、形狀、重量等要素的確定，要依據兒童的生理、認知、心理、行為等特征開展，力求符合人體工效學。學齡前兒童的肢體、肌肉尚未完全成熟，手的握力與控制力有一定局限，玩具設計時盡量減少操作難度與操作負荷，簡化交互方式。在產生交互行為的部位，盡量設計操作比較簡單的交互行為，按鍵、動作、語音比較容易被兒童接受，引導兒童迅速進入娛樂狀態(tài)。

■圖4 益智磁吸積木玩具設計方案

學齡前兒童動作行為的完成度不夠，操作方式以粗獷的動作為主，盡量少設置比較細致的動作行為。肢體觸碰是智能玩具的常見交互方式，與語音、圖像交互相比，肢體交互拓展了人機交互的范圍。兒童接觸玩具后實現人機交互，玩具能產生聲音、燈光或振動反饋，可以在無形中增加兒童對玩具的興趣。玩具的開機/關機，音量控制，語音對話，媒體播放等按鍵，大多通過肢體碰觸來實現，按鍵設置盡量降低難度，簡化交互程序。在具體的操作過程中，關鍵的步驟需要有明確的操作反饋，如聲音反饋、燈光顏色提示等，以減少學齡前兒童的學習時間，激發(fā)兒童的使用積極性，確保使用過程的趣味性與友好性。

2.3 情感體驗交互模式

情感是個體對外在事物的主觀反應，是一種特殊的心理現象。情感體驗是個體對外在事物的經驗性感受，強調體驗過程與情感內容的一致性[11]。情感體驗包含外顯體驗與內隱體驗兩種類型，外顯體驗的變化一般能夠被設計師明晰發(fā)現，內隱體驗屬于無意識的情感意志，較難清楚地發(fā)現。不論是外顯體驗，還是內隱體驗，個體出現情感體驗時，會有特定的情感表現，并給個體發(fā)展帶來一定是價值，如表3所示。

表3 個體情感體驗的類型

學齡前兒童與玩具之間的情感交互，是玩具設計的較高階段，設計師通過可視化、趣味化、圖形化的功能元素和形式語言，向兒童傳遞出溫暖、真誠、友愛、誠實的情感元素。兒童與玩具交互的界面或結構需簡潔、易于操作與識別，可采用扁平化設計理念，去除多余的裝飾要素。玩具的交互窗口可以創(chuàng)造性地營造出夸張、幽默的氛圍，將兒童對玩具的好奇心轉化為美好的使用體驗。色彩在喚起用戶情感方面具有獨到的效果，色彩所產生的的視覺神經信號能迅速傳遞到腦神經，并與大腦中的色彩感知經驗發(fā)生關聯，讓用戶形成相應的情感體驗與共鳴。兒童玩具一般使用明度與純度較高的暖色，如紅、黃、橙等，鮮艷的色彩能帶來高興、歡快、樂觀、激動的情感體驗，增強互動過程中的專注度與益智效果。

3 學齡前兒童玩具交互設計實踐

交互設計的實質是讓產品更好地服務人，滿足人的功能需求。簡潔的交互功能可以讓用戶帶來新奇、獨特的使用感受，并產生人性化、親切的情感體驗，人在互動的過程中獲得滿足感與成就感[12]。在學齡前兒童玩具交互設計過程中，既要考慮形態(tài)、色彩、功能、圖形、結構等交互要素，還要依據兒童的家庭背景、心理需求、成長經歷、文化元素等方面的差異，提出合適的設計方案。本文以“益智磁吸積木玩具”為設計對象，開發(fā)一款符合學齡前兒童使用需求、認知習慣、行為方式的益智交互玩具[13]。

3.1 用戶需求分析

本次設計對象為3-6歲的學齡前兒童，學齡前兒童的玩具一般由家長購買，而玩具的使用者是兒童。為了更好地掌握用戶的需求與信息，明確設計任務與目標，圍繞交互式兒童玩具的偏好與不足，課題組對3-6歲兒童的親屬開展了問卷調研。本次問卷調查采用線上線下相結合的方式，經統(tǒng)計獲得有效問卷206份。問卷填寫者身份為：爸爸占比38.8%，媽媽占比54.4%，其他親屬占比6.8%，填寫問卷的家長大多有大專以上學歷。

家長們普遍認為，目前市面上的兒童玩具存在：玩法單調、操作難度大、顏色過于艷俗、材質安全性不夠、外觀沒有吸引力等方面的問題，有待進一步優(yōu)化與完善。關于玩具的交互特性，家長們提出很多具有參考性的設計建議：61%的家長希望玩具的交互方式更加多樣，22%的家長指出玩具的交互過程要增加趣味性，11%的家長認為玩具交互過程中可以融入傳統(tǒng)文化元素，7%的家長希望簡化玩具的交互步驟，還有部分家長認為玩具交互方式要易學習、易操作，最好能實現多感官的情感體驗交互體驗[14-15]。

在問卷調查中，圍繞兒童與玩具的交互方式，設置了形態(tài)、材質、色彩、燈光、趣味、聲音、其他等7個要素，玩具對兒童的吸引力指數如圖2所示。從圖中可知，家長在選擇兒童玩具的時候，形態(tài)、色彩、燈光、聲音和材質等幾個要素的吸引力占比較高。在玩具交互設計時，需綜合考慮外觀形態(tài)、智能語音、色彩搭配、燈光設置、材料質感等方面的互動機制。在交互玩具的娛樂方式方面，家長更傾向于培養(yǎng)兒童的數理思維、邏輯思維、空間思維、創(chuàng)造性思維，以及藝術審美素養(yǎng)等[16]。

3.2 使用情景模擬

為了更好地定位兒童玩具交互設計要素，解決設計的痛點，依據3-6歲學齡前兒童的特征，課題組模擬了兒童日常生活中的幾個典型情境（表4）。依據生活情境中學齡前兒童的行為，分析玩具購買者對兒童玩具的相關需求，并對玩具的功能提出了相應的設想。

表4 學齡前兒童生活情境模擬

兒童與玩具的交互過程是一個互動的系統(tǒng)，包括玩具自帶的互動功能、兒童的動作行為、玩具使用的環(huán)境等因素構成。家庭是父母與兒童親子互動的主要場所，玩具設計時需充分考慮兒童的自主性與父母的參與性。在社區(qū)公園、文化空間、親子樂園等公共場所，可以通過多感官的交互設計，增強玩具的體驗性，激起兒童探索環(huán)境的好奇心。

3.3 設計定位及方案

依據使用情境模擬中的用戶需求，玩具類型定位為兒童最喜歡的積木搭建類玩具，并融入學齡前兒童的心理和生理訴求，將玩具結構定位拼搭、磁吸積木玩具。玩具的顏色采用簡約化的單色進行設計，不會有視覺疲勞和顏色對視覺的污染。選用鮮艷的橙色和白色來吸引兒童對顏色敏感的心理，同時家長也更愿意選擇。玩具的形態(tài)提取具有代表性的幾何形態(tài)，主要是立方體和四面體，在保留基本幾何形態(tài)的基礎上盡量美化造型，關注到兒童愈發(fā)提高的智力需求，設計恰到好處的復雜度，盡可能的延長使用周期。玩具的功能定位為：模塊化拼搭+語音交互+磁吸積木。

在設計構思的過程中，磁吸積木的形態(tài)借鑒了樂高積木的拼方式和幾何造型，大量使用簡單的幾何形體進行拼接組合，從中找靈感，草圖平面化，更能夠簡單有效地表達設計語言（圖3）。在單體拼接的過程中，融入了數理和邏輯思辨，考慮將模塊的拼接方式與教育學習的功能結合起來，同時簡化拼搭的流程以便提升拼搭的效率。

此次的產品設計是面向學齡前兒童的益智磁吸積木玩具設計，也是一種模塊化方法的兒童益智玩具（圖4）。這款玩具的設計特點如下：參考模塊化產品優(yōu)化方法、交互方法、人機尺寸規(guī)則對益智玩具進行重構和升級，達到造型美觀，顏色艷麗，玩耍簡單，服務簡單化智能化的要求；造型設計結合積木類玩具的形式，在激發(fā)創(chuàng)造力的同時培養(yǎng)學習基礎達到益智的效果；通過結合“NFC通訊控制模式”和磁吸技術對兒童玩具進行的優(yōu)化，從而達到與時俱進，讓技術服務生活的期望；以造型大方、顏色鮮艷美觀為造型設計要求，以益智、激發(fā)創(chuàng)造力為理念，以“NFC通訊控制模式”為智能技術指導，設計一款能夠適應時代技術特點，且對學齡前兒童真正有益智的交互玩具。益智的功能實現通過磁吸積木拼搭和主模塊的語音教學對話，磁吸積木的拼接簡單，模塊無限制，變化多便于操作，自由度更高，具備通用性和趣味性。而且內植入了單機簡單交互模型和大量的適齡兒童知識，進而實現在玩耍的同時達輔助學習的目的。

4 結語

學齡前階段是兒童身心、認知、情感發(fā)展黃金時期，在玩具設計過程中，需兼顧感官聯覺、動作行為、情感體驗等多種交互方式，以促進兒童身心健康成長。益智與娛樂的平衡，一直是兒童玩具很難抉擇的難題，文中依據學齡前兒童的多方面特征，開發(fā)一款模塊化、多功能、智能語音的磁吸積木，為兒童玩具的交互設計提供實踐支撐。人是社會性的動物，人與物的交互，不可能替代人與人的交流，因此兒童與同伴、親人之間的交互交流，對其社會化情感的發(fā)展至關重要，后續(xù)將在這方面開展更多研究。