針對學齡前兒童的智能親子玩具設計研究

周苗苗

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）10-0120-04

引言

玩具是陪伴孩子成長的重要玩伴，貫穿兒童成長始末，親子玩具是玩具市場上的細分，更注重游戲時父母和孩子的共同參與。隨著時代的發展以及社會文化水平的提高，對于兒童玩具的要求不僅僅是娛樂和益智功能，更賦予了玩具能夠擔任親子交流工具的期望。現代科技發展與新技術新材料在兒童玩具中的應用，既能帶來更多元的感官體驗，同時也給父母參與游戲帶來了更多機會。但是市面上玩具雖然標明可以親子共同游戲，實際上孩子單方面參與即可以完成操作，或者父母在一旁起到單純指導作用，忽略了父母可以作為游戲參與者的角色，沒有真正滿足父母和孩子對于親子玩具需求。文章選取2-6歲兒童為研究對象，提出了基于卡諾模型和TRIZ理論的學齡前兒童親子玩具設計方法，使玩具滿足親子雙方需求，增加親子之間情感交流與互動樂趣。

一、理論背景

（一）卡諾模型

卡諾模型（Kano Model）是一種重要的需求分析方法，實施方法是結構型問卷，由授野紀昭基于卡諾模型對用戶需求的細分原理提出。運用卡諾模性對產品進行屬性分類，可以獲得對用戶滿意度影響比較大的指標，提取出主要用戶需求。根據卡諾模型，可以將產品屬性分為5類，即基本需求、期望需求、魅力需求、無關需求以及逆向需求。基本需求是指用戶對性能的缺失表現為完全不滿，但隨著性能的恢復并不能提高滿意度;如果用戶期望的需求滿足時，滿意度也會相應提高，得不到滿足，用戶滿意度下降;如果魅力需求得到滿足，用戶還會感到驚喜，未被滿足，也不會引起用戶不滿。在設計卡諾問卷時，針對提出的每一種需求，設置正反兩方面問題，分別詢問為用戶提供該需求與不提供該需求時，用戶的態度取向，用5分制李克特量表進行打分。“不喜歡”為1分，“勉強忍受”為2分，“無所謂”為3分，“必須這樣”為4分，“喜歡”為5分。將問卷結果按照卡諾形式進行歸類，歸類方式具有六個屬性，詳情見表1，其中M為必備需求，O為期望需求，A為魅力需求，I為無差異需求，R為逆向需求，Q為可疑需求。之后進行需求滿意度計算，用戶滿意度指數（CSI）計算公式如下：（1）滿意度指數（S11）=（A+O）/（A+O+M+I）;（2）不滿意度指數（DDl）=-（O+M）/（A+O+M+I）。通過對用戶滿意度指數的分析，最終獲得優先考慮需求項。其中SII：是增加后的滿意系數，其數值通常為正，數值越大，用戶滿意度會提升越快：DDI：是消除后的不滿意系數。其數值通常為負，數值越小，用戶滿意度會下降越快。

（二）TRIZ理論

TRIZ理論是“發明問題解決理論”的俄文首字母縮寫，是由阿奇舒勒建立的一套體系化的、實用的發明問題解決方法。能夠發現和消除產品設計過程中出現的技術矛盾以及滿足用戶需求時所遇到的沖突問題，具體過程如圖l。在親子玩具設計時通過卡諾模型獲得用戶需求，建立理想功能模型，利用理想水平衡量公式對其進行評價，滿足功能時會遇到相應矛盾和技術沖突，使用TRIZ理論中39個通用工程參數進行問題描述，進行構造矛盾沖突矩陣，尋找40個發明原理序號，來得到設計最優解。

二、基于卡諾模型的用戶需求提取

（一）親子玩具需求來源

前期卡諾問卷需求獲取采用文獻查閱，玩具市場分析，用戶訪談與半參與式觀察。訪談對象包括兒童，父母，祖父母，以及幼教，并在訪談期間觀察孩子行為與親子之間的互動模式。目標人群是2-6歲學齡前兒童，查閱相關論文和資料，得出學齡前兒童的生理和心理特征以及對親子關系的訴求：幼童從兩歲開始逐漸能夠識別并能準確說出形狀和色彩吲，也逐漸調動更多感覺器官來認識世界，在親子關系上會希望父母能夠更多地陪伴自己，也喜歡和其他人共同玩玩具。通過市場調研和網上資料整理得出玩具類型集中于以下幾種形式：運動型，鍛煉孩子肌肉力量與運動系統;智力型，培養孩子思維能力;技巧型，幫助孩子學習一些生活技能;陪伴型，替代父母陪伴孩子成長。最后對初步調研結果整理歸納，得出親子玩具需求列表，如圖2所示，得出玩具類型，家長角色，玩具功能，玩具屬性四種一級指標，17個二級指標。

（二）問卷收集以及處理

1.問卷回收：本研究選取線上線下結合的形式，回收問卷65份，有效問卷65份，刪除選項中填寫沒有孩子的答卷13份，共計52份答卷，有效率80%，其中家有學齡前兒童人群問卷貢獻率76%，具有較高的代表意義。將問卷數據導入spass 26.O進行信度和效度檢驗，正向問題和反向問題克隆巴赫系數均大于0.8，效度KMO均大于0.7，顯著性為0，說明問卷內在信度比較好，正反問題具有較好一致性，調查結果有可信度。

2.問卷卡諾模型處理：將問卷數據按照卡諾功能分類表進行處理，獲得每種需求頻數，之后進行用戶滿意度指數進行計算，最終結果如表2所示。從圖中可以看出N7益智教育和N12造型是屬于期望需求，是家長在購買玩具時優先考慮的因素，而N1，N3， N4， N10， N13， N14， N17屬于無差異需求，對用戶影響較小。N15使用周期是基本需求，家長不會選擇容易壞，周期太短的親子玩具。從魅力型需求A中也看出手工操作，多人互動，游戲參與，柔軟溫和的玩具會讓用戶更青睞。

為更精確地了解用戶需求及程度，將SSI和DII引入卡諾模型Better-worse四象限圖，SSI值為橫軸，Dll的絕對值為縱軸，具體如圖3所示，排除上文中的無差別需求，并以SSI和Dll的均值為參考數值。

3.需求分析：落在第一象限內有N7益智教育和N9興趣技能，屬期望型需求，能夠對孩子進行智力開發以及激發興趣是家長所喜歡的，同時也是玩具該有的屬性，沒有會導致家長對玩具的不滿意，是急需且重要，設計時應該著重考慮。落在第二象限內有N12造型卡通有趣和N15使用周期，屬于必備需求，造型有趣，能夠激發孩子想要玩的興趣，玩具還具有較長的使用周期，家長認為是必須的，擁有不會造成太大滿意度，沒有便會不滿意。落在第三象限有N6主要執行者、N11操作趣味，屬無差異需求，家長并不喜歡自己占主導的說教型親子玩具，這會讓孩子和家長失去興趣，操作趣味對家長來說也并非必須功能，設計時并非重要考慮因素。落在第四象限有N2手工操作型、N5參與游戲型、N8輔助社交、N16柔軟溫和，屬魅力型需求，此特點增加會讓家長欣喜。手工操作能夠鍛煉孩子的協調能力，同時能夠開發智力;共同參與游戲也能輔助孩子社交，有利于孩子性格的培養。另外，家長對待玩具材質和特性希望是溫和柔軟的，體現了對玩具安全的重視，具備該特質能夠增加玩具親近性。增加魅力需求因素會讓家長產生滿意感，可以納入設計考慮中。

4.重要設計需求提取：綜合Better-worse四象限圖，卡諾模型功能分類和用戶滿意度指數，得出學齡前親子兒童玩具設計需求：1.玩具功能中N7益智教育和N9興趣技能2.玩具屬性中的N12造型趣味以及N15較長的使用周期納入設計主要考慮因素中3.魅力需求中的N5、N2、N8具有很高的SSI值，即手工操作，參與游戲，輔助社交，滿足親子玩具的交互需求，可以共同歸為互動性;N16溫和的材質，從安全和親近性角度考慮，設計時可以采納。提升家長滿意度，魅力需求可以有所側重。所以文章主要著眼點在于功能上益智，使用周期長;體驗上趣味，具有互動性;材質上滿足安全，溫和的特性。

三、基于TRIZ理論的親子玩具設計要素分析

（一）技術沖突描述與解決

TRIZ理論將工程中的沖突分為技術沖突和物理沖突等2類，根據阿奇舒勒的定義，技術沖突是指一個作用同時導致有用和有害等2種結果，常表現為2個子系統A與B之間的沖突，當A改善時，B隨之惡化。

親子玩具設計要素中，家長對玩具的益智教育和培養興趣技能最為看重，提高兒童的認知以及激發他們對事物的興趣也是設計中著重考慮的功能點。對兒童有益智作用的玩具，設計會相對復雜，玩法多樣，但是產品設計復雜會造成認知困難，同時加工會有難度。將這一矛盾用39個工程參數進行描述，可得到能改善的參數是35適用性和多用性，玩法多樣，以及36系統復雜性，滿足孩子的探索心理;相對惡化的參數是32可制造性降低，生產流程變得復雜。

親子玩具設計要素二是產品使用周期。提高玩具使用周期，要求產品可靠性高，結構穩定性好，但是一定程度上會導致玩具多樣性降低，功能比較固化。將這一矛盾用39個工程參數進行描述，需要改善的參數是13結構的穩定性以及33系統的可操作性，相對惡化的參數是35系統的適用性和多用性。

親子玩具設計要素三是趣味因素，可以在造型上多考慮。學齡前孩子對外形卡通有趣的玩具更敏感，家長在選取親子玩具時也會遵循孩子興趣。造型卡通，圓潤安全，這樣會導致曲面較多，生產困難。將這一矛盾用39個工程參數表示，如表5，得到可改善的參數12形狀和35適用性和多用性，相對惡化的參數是32可制造性和34可維修性。

親子玩具設計要素四是互動性，共同參與游戲。玩具能夠實現親子共玩，適用性需要提升，具有多樣的玩法，借用智能技術，用手機將家長和孩子聯系一塊，創造多種玩法。滿足這種需求會帶來玩具設計的復雜性，將這種沖突用39個工程參數表示，可得到可改善的參數是35適用性和多用性以及39自動化，提高兒童玩具的智能化水平，相對惡化的參數是36系統的復雜性。

綜上分析，若是滿足學齡前親子玩具中益智，興趣，互動，使用周期的需求能夠改善的參數是12形狀，13結構穩定性，33可操作性，35適用性和多樣性，39自動化，惡化的參數32制造性，34可維修性以及36系統復雜性，具體見表3。

依據阿奇舒勒沖突矩陣尋找并確定對應的發明原理，得出以下發明原理可以解決上述沖突，如表4所示，N1.分割，即將物體分割成不同材料或者可組裝或拆卸的部分，保證玩具玩法多樣又易于生產，同時玩具也會讓孩子手工操作，開發智力;N5.組合，即玩具組合特性，模塊塊組合，增加玩法，父母也能參與其中;N6.多用性，即不只一種功能，激發孩子創造力和興趣;N7.嵌套，即物體存在穿插關系，玩具可以易于運輸，收納又可以節省空間;Nl0.預先作用，即利用智能特性，家長可提前設置好不同玩法類型，避免膩煩心理;N14.曲面化，即玩具曲面形態，減少尖角，保障安全，同時運用分割原理設計成模塊化，便于制造。N15.動態特征，即玩具結構設計為活動型，方便替換和檢查部件;N17.空間維數變化，即玩具既可以搭建三維立體圖形，又可以通過一定操作變成二維平面，獲得更佳體驗;N23.反饋，即玩具具有動態的操作反饋，親子享受共玩的樂趣，增進親子關系;N26.復制，即可以設計為多個組件構成的玩具，每一塊具有可替換性;N27.廉價替代，即選用便宜的材料，節省成本，保障安全;N30柔性殼體或薄膜;即玩具外部可有軟性材質包裹，增加親近性，也更加可靠;N40.復合材料，集合多種材料優點，高比強度，高比模量，安全，使用周期長。

（二）技術沖突描述與解決總結

通過上述分析，獲得學齡前兒童親子智能玩具需求沖突以及對應解決方案，方案歸類匯總，最終結果如圖4所示。

四、親子玩具設計實踐與驗證

（一）設計方案展示

1.玩具基本介紹：本次實踐針對家庭情景，利用上述矛盾解決方案展開設計。結合5號組合，7號嵌套，26復制，27廉價替代原理，玩具組成包括三部分，如圖5所示，一對親子智能玩具、六種顏色，四種形狀自由組合而成的16塊六邊形積木片，積木四周具有磁性貼片，以及與玩具配套且可選擇游戲模式的微信小程序。目的是通過親子配合提高2-6歲孩子對顏色形狀的認知能力。最終滿足益智與培養興趣技能的需求，同時保證玩具使用周期長，材質溫和，造型和互動有趣。

2.玩法介紹

玩法一：是親子各使用一對親子玩具，尋找地上的同一塊磁性片。父母和孩子依次按下手里的玩具按鈕，其中一個出現磁性片里的形狀，另一個出現磁性片里的顏色，當顏色和形狀正好能對應上16個磁性積木片中一個，即可獲得一分，得到一個星星獎勵，星星數量會在手機里展示，手中玩具并伴有音樂提示。手中玩具里出現某種形狀或者顏色時，會有語音播報，幫助孩子辨認顏色形狀，加強孩子對顏色和形狀的辨識能力，如圖6所示。

玩法二：是考慮2歲以上孩子具有自由行為能力，并結合6號多用性，17號空間多維性原理，如圖7所示，親子共同進行磁性積木塊拼圖，創造自己想要的圖案，然后在上面游戲，提高身體協調性。因為周邊內含磁性貼片，可以拼成立體圖形，期間需要父母協作才能完成，孩子可以從里面爬行穿插。在小程序里有親子拼圖參考的模板。

反饋設計：結合23反饋和10號預先原理，家長還可以通過手機上對應的小程序提前設置玩具聲音反饋，比如選擇系統自帶音樂庫，或者自行錄音，把孩子的聲音設置為提示音樂;同時玩具還可以記錄孩子語音，上傳微信小程序并進行情緒分析，即使家長不在身邊也能了解孩子的狀態;手中玩具開關在左耳，孩子捏動左耳，便可啟動玩具，同時左耳亮起，屏幕出現開機動畫。具體展示如圖8所示。

3.玩具參數：根據40號復合材料和30柔性殼體原理，磁性積木塊外圍選用的是無毒，比強度高的材質，也適合中空注塑成型，內部嵌入磁鐵，進行隨意拼接磁性積木塊;中間是短毛絨布料包裹，營造暖性氛圍，適合孩子爬行;親子玩具外殼，PP材料，無毒耐摔，如圖9所示。表5用戶評價指標

（二）設計方案驗證

智能親子玩具設計完成，再次通過線上形式，面向有學齡前兒童的家長和幼教投放。問卷內容來源前期需求模型和用戶體驗要素，從審美、認知、交互、情感四種體驗維度九個問題進行展開，具體見表5。問卷形式采用七分制李克特量表，從非常不同意1分到非常同意7分。最后問卷結果顯示每一項均分均大于5分，審美體驗，認知體驗和交互體驗層次均分在5.5分以上，其中交互層面互動性6.25分，得分最高，總體具有較高的家長滿意度。具體說明如下：

1.玩具能讓親子雙方共同參與到游戲中，增強親子關系;

2.通過對形狀顏色的認知以及個性化拼圖，有助于提升學齡前兒童行為與認知能力，滿足益智需求;

3.造型圓潤趣味，同時材質與多樣玩法利于玩具生命周期的延長，滿足家長對于玩具使用周期的期望。

結論

文章結合卡諾模型和TRIZ理論優勢，提出了智能親子玩具創新設計方法。卡諾模型對用戶需求進行提取，得出家長和幼教對親子玩具比較看重益智，激發興趣，形態和互動;通過TRIZ理論進行沖突分析，發現技術沖突，并找到相應的解決辦法，最后展開設計實踐和用戶評價。結果表明親子玩具能夠滿足雙方的期望，提升家長參與感并滿足益智和趣味的需求。同時證明該方法的可行性，不僅適用于親子玩具，也可以應用到其他工業創新或者產品設計領域。