基于榫卯結構的兒童木制玩具設計

李聰 李偉麗

摘要：研究榫卯結構在兒童木制玩具設計中的創新應用。通過設計案例分析目前市場上榫卯結構與兒童木制玩具結合的優勢，并針對不足之處提出改良設計方法，創新設計出不同類型和特點的兒童木制玩具。將代表校園文化的現代校園建筑形態通過榫卯結構拼裝展現，探討榫卯結構新穎的應用方式，設計出極具榫卯結構特色的兒童木制玩具。不僅為兒童玩具創新設計實踐活動提供了科學合理的方法指導，更是提升了兒童玩具的文化價值，實現了我國傳統文化的創新傳承發展。

關鍵詞：榫卯結構 木制玩具 改良設計 兒童 傳統文化

中圖分類號：J52

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）04-0138-04

引言

當前，人們對精神文化生活的需求已經越來越高，玩具作為提高人們精神生活質量的一類產品，其市場占據很大的比例，并在逐年擴大。榫卯結構是中國文化的代表，在千年傳承和改良之下，不僅有著其自身的科學性和合理性，而且與我國傳統文化中提倡的人與自然協調發展思想相匹配。如今，作為中國傳統文化精髓之一的榫卯結構的運用還大多停留在建筑和家具設計方面，在其他設計方面的探索與應用較少。就玩具設計而言，市場上少見具有現代設計感的中國特色玩具。因此，本文以兒童木制玩具為切入點，探索榫卯結構與兒童木制玩具結合的可能性，并針對不足之處提出改良設計方案，具體設計出一組榫卯結構與校園建筑結合的兒童木制玩具，讓傳統榫卯元素在現代玩具設計中煥發出新的活力，為兒童木制玩具設計提供有效參考。

一、榫卯結構分析

（一）榫卯結構的概念

榫卯結構是構件相互聯結的一種結構，榫和卯相互咬合，從而起到連接作用，常見于古代建筑和家具中[3]。榫卯結構起源很早，出現在距今7000年前，其歷史相比漢字更為悠久。作為中國傳統結構的精華，它是中國最早具有科學設計意義的語言，它的出現體現了古人造物過程的大智慧，是非常重要的文化瑰寶。

（二）榫卯結構的分類

榫卯結構種類豐富，按構合作用可以分為點點結合、面面結合以及構件組合三種類型4，點點結合有銀錠榫、楔釘榫、格肩榫等，面面結合有企口榫、槽口榫、燕尾榫等，構件組合有攢邊接板、夾頭榫、粽角榫等（見表1）。

（三）榫卯結構的特點

榫卯結構的特點主要體現在技術與藝術的完美結合，這也是現代設計思想的表現。榫卯結構將技術美與形式美很好地表現出來，其中技術美主要體現在榫卯結構是榫頭和卯眼的結合，可以通過精巧的結構嚙合從而達到堅固穩定的狀態。此外，榫卯結構也綜合考量人機工程學以及傳統木材的加工方式和特性，從而體現出結構設計的科學性與造型設計的合理性。形式美主要體現在榫卯結構不同于螺栓連接、釘連接、鍵連接等單一表現形式，榫和卯之間有多種拼接方式，從而提供了更多的藝術表達空間。這也是如今設計者對其創新應用的來源之一，設計者們常常在榫卯結構的細節上進行裝飾，從而提高藝術美感。

二、榫卯結構兒童玩具設計改良

榫卯結構與玩具的創新設計也就是將精巧的榫卯結構與玩具設計結合起來，榫卯結構的理性與科學性帶給玩具設計的合理性，榫卯結構的多樣性帶給玩具設計更多的可能性[5]。在種類繁多的玩具市場上，優良的玩具設計能夠激發兒童的興趣與主動性[6]。

本節，對目前市場上榫卯結構的兒童木制玩具按設計內容進行歸類，分析其優缺點，并進行改良設計。

（一）以卡通人物為造型來源

藝術化的造型（見圖1），大多造型來源于電影，動畫片等。此類玩具設計不僅造型豐富、可愛美觀，而且熟悉的人物故事可以激發兒童興趣，更易讓兒童在拼裝過程中產生樂趣，通常榫卯結構難易程度合理，兒童易上手，其很強的裝飾性可以作為擺件，同時讓兒童在動手的過程中了解榫卯結構，促進傳承。家長往往更期待可以提升兒童認知能力與智能發展水平的玩具，但此類玩具結構簡單，兒童的持久度不高，益智能力不夠。鑒于此，本文對此類玩具進行改良，選擇容易被兒童接受并喜愛的熊貓卡通形象（見圖2），以經典電影《功夫熊貓》或者成都文化典型代表的熊貓形象作為造型原型，在結構方面使榫卯結構多樣化（見圖3），增強其可玩性和益智性，同時，將其作為以成都文化為主題的文創產品放置于景點售賣也會具有一定的商業價值。

（二）以功能求解為目的

較為經典的榫卯功能求解型玩具是魯班鎖（見圖4），用榫卯的巧妙結構相互搭接與穿插，讓玩具本身具有趣味性與一定的益智功能，這類玩具能夠鍛煉兒童的認知思考能力和手指靈活度，提高價值。但對于兒童來說比較困難，過難的挑戰設計會讓兒童產生挫敗感，從而失去興趣。因此對此類玩具的改良著重考慮多變性，不再尋求單一解，而是給予兒童更多的自由發揮空間。此改良設計將經典的兒童軌道拼接玩具和圓盤以及圓周迷宮玩具結合在一起（見圖5），同時考慮到零件過多的問題，讓其本身具有玩具收納盒的功能，不僅增加了玩具的可玩性（見圖6），而且讓孩子在潛移默化中形成收納意識，并逐步培養成好習慣[7]，增強兒童的自理能力。

（三）以傳統建筑為載體

榫卯結構的傳統用法（見圖7），在拼裝的過程中了解中國傳統建筑，傳遞文化。此類玩具結構精巧，能開發兒童大腦，同時具有文化性，但由于年齡限制，兒童對古建筑的認識不足，缺少興趣，且此類玩具拼裝具有一定難度，結構復雜，兒童容易放棄。對這類玩具的改良采用傳統與現代相結合的設計方式，將傳統的榫卯結構與現代標志性建筑結合起來（見圖8），而非經典的榫卯結構在古代建筑的應用，這是對榫卯結構的一大創新應用，同時讓兒童更易接受。

三、基于榫卯結構的兒童玩具設計的流程

為探討榫卯結構新穎的應用方式，設計出極具榫卯結構特色的兒童木制玩具，訓練兒童認知能力和智能發展水平的同時提升玩具的文化價值，本文將基于榫卯結構的兒童玩具設計的流程分為設計定位、方案設計和設計驗證3個階段，詳細流程（見圖9）。首先通過調研確定目標人群和設計方向，然后進行方案設計，設計過程具體包括：1）明確榫卯結構兒童玩具的設計原則。2）確定玩具設計原型并進行功能區拆解，拆解過程需考慮設計原型各部分的功能，比如支撐、承接、裝飾功能等。3）進行結構設計并優化整體造型，結構設計需要考慮玩具的結構科學性與玩具拼接的可玩性，即增加榫卯結構的多樣性;依據形式美法則對玩具設計方案進行構件與玩具整體的造型美化，比如可以刪除冗雜的裝飾，進行多個功能區部分構件的比例與形態的統一。最后，為驗證榫卯結構玩具的實用性，需進行設計驗證，具體包括榫卯結構的結構測試（如硬度，強度）和玩具的功能性測試，對玩具模型進行可用性測試，探究產品中的結構、材質、功能及人機工程的可行性，追求藝術性與科學性的有機結合。

四、榫卯結構兒童玩具設計實踐

（一）設計前期

1）明確設計原則：榫卯結構兒童玩具的設計需要遵循以下五個基本原則：1.益智性原則：在科學正確理念的引導下具體展開玩具設計，能夠讓兒童在玩具體驗過程中增強思維能力、動手能力等;2.安全性原則：兒童預估危險的能力較差，在設計過程中應綜合考慮結構、材料、色彩等的安全，比如：在榫卯結構的構件設計中，需要考慮其零件大小是否符合GB-6675，木材構件的木屑是否脫落，木材色彩漆的有毒性等問題;3.可玩性原則：突出玩具的功能，并適度具有創新性，以保證玩具具有一定的可玩性。4.傳承性原則：綜合考量結構的科學合理性以及材料的加工方式，對榫卯結構進行創新設計，使其在兒童木制玩具設計中得到傳承和發展。5.裝飾性原則：玩具具有美感，在不使用的狀態下也能作為觀賞物品。

2）目標人群定位：本次設計基于校園文創產品，目標為西南科技大學附屬小學的學生設計具有校園文化的榫卯結構兒童玩具。兒童依據其年齡段的不同可以劃分嬰兒期、幼童期、學齡前期、中童時期等，兒童在不同時期有著不同的特征，生理和心理需求都有著一定的差異。本次設計具體地將目標用戶確定為6-12歲具有審美和認知能力并且需要通過玩具獲得更多關于榫卯結構的理解、更強的空間想象力和動手操作能力的兒童，旨在從拼接體驗過程中引導提高兒童與玩具之間的有效互動，并逐步訓練兒童的認知能力和智能發展水平。

3）設計方向定位：綜合考慮項目背景與目標人群，依據榫卯結構兒童玩具設計改良方向：“以卡通人物為造型來源”，“以功能求解為目的”，“以傳統建筑為載體”，確定設計方案主題與目標為以傳統建筑為載體的榫卯結構玩具。通過問卷調研與實地考察的調研方法，重點針對兒童行為特征與家長消費心理進行研究分析，得出榫卯結構的兒童玩具設計原則優先級為：安全性，可玩性，益智性，裝飾性、傳承性。

（二）方案設計

1）確定玩具設計原型并進行功能區拆解：綜合項目背景與用戶調研結果，本設計擬從校園文化角度出發，設計基于榫卯結構的校園建筑兒童拼接玩具。以校園（西南科技大學）地標式建筑“科技之光”雕塑和圖書館長廊為產品設計形象，按照功能區分類（見圖10）拆解設計原型：紅色部分為支撐功能、黃色部分為承接功能、藍色部分為裝飾功能，根據所分功能區具體設計榫卯拼接結構。通過榫卯結構拼裝兩款建筑玩具，玩耍過程中需要考慮拼裝的先后順序，結構的匹配，這培養了兒童空間想象能力和動手操作能力，同時也深入地了解校園建筑和巧妙的榫卯結構。

2）進行結構設計并優化整體造型：本設計一共包含兩款玩具模型，他們作為有很強文化內涵的裝飾品（擺件）十分有利于宣揚校園文化和榫卯文化，將此款玩具作為校園紀念品，也極其具有商業價值。在該設計中，綜合考慮了校園建筑結構與榫卯結構的契合性，將傳統與現代文化結合起來，具有較強的裝飾性和可玩性。

1.科技之光榫卯玩具設計：“科技之光”雕塑位于西南科技大學101廣場中央，整體造型為火炬形態，火焰上零和一的字符串代表著隨著時代的發展，科技也在不斷發展進步。作為西南科技大學的地標性建筑，此座雕塑具有很強的學校文化內涵，也因此具有非常不一般的地位。此款設計（見圖11-13）采用槽口榫與龍鳳榫兩種較為合理的榫卯結構類型進行拼接，并在適當部位進行創新，秉承著綠色設計的原則，進而精簡結構，簡化加工方式以達到節約成本，減少浪費的目的。

2.長廊榫卯結構玩具設計：長廊位于西南科技大學新區圖書館旁，長廊上纏繞著紫藤花葉，是學生時常休息玩樂的場所，同時這也是畢業生們常常懷念的地點。此款模型造型簡潔，同樣采用槽口榫與龍鳳榫兩種較為傳統和合理的榫卯結構進行拼接（見圖14-15），雖零件較多，但多為重復構件，拼裝難度適中。

（三）設計驗證

考慮到模型零件的加工，兩個建筑模型均采用的是硬度較大，紋理較清晰的櫸木[10]。模型制作主要有下料、雕刻、打磨、上色、噴漆、組裝等步驟（見圖16）。下料：首先根據已有的數字模型確定尺寸，綜合考慮板材的厚度、零件的數目，盡量提高材料的利用率，同時，需要各個方位的尺寸需要預留多一些材料。雕刻：根據雕刻的加工方式局限性（只能雕刻單面），適當調整數字模型，并且根據零件造型選擇不同的雕刻鉆頭。打磨：對雕刻完后的木件進行打磨，讓木件表面光滑。手工打磨采用不同類型的砂紙，機器打磨采用打磨機。上色：根據效果圖對顏料進行配比然后上色晾干。噴漆：對上色晾干后的木件噴亮漆，讓其更有光澤感，然后靜置晾干。組裝：組裝前期準備好的零件，模型制作完成。分析整個模型的重心以及承力點，對模型進行拆解、組裝，進而對結構做進一步調整，改進后的玩具零件展開圖（見圖17）。

結語

榫卯結構是非常寶貴的古人智慧結晶，是世界的文化瑰寶。近年來，榫卯結構已經被運用得越來越多，尤其在家具設計方面，這也是對國家大力保護非遺文化，發展文化創意行業號召的響應。同樣的，隨著人們消費水平的提高，工作壓力的增加，玩具市場將會不斷被開拓。為將榫卯結構更加科學合理地應用到兒童玩具設計中，本文提出了基于榫卯結構的兒童木制玩具設計方法，對部分榫卯玩具進行了改良，在融入中國文化元素的同時，設計出更加符合現代兒童生理和心理的木制玩具，希望對中國特色玩具設計做出貢獻。

基金項目：青年基金項目（19YJC760044）。

參考文獻

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