基于感性工學的兒童互動型玩具設計研究

西安工程大學 劉瑞杰 孫薇

兒童教育要充分激活兒童的身心，使兒童能更好地融入環境、展示自我[1]。很多家長在子女的培養方面傾注了大量心血[2]，重視兒童的智力開發、體力鍛煉和潛能激發，認為互動類型的玩具有助于兒童的思維、協調、啟蒙等各方面發展。我國雖然是世界玩具生產大國之一，但在玩具設計和生產上的主動創新能力不夠，缺少憂患意識[3]。在玩具設計上精準把握兒童的游戲心態和趣味需求是做好兒童玩具設計的要求和努力方向[4]，增強玩具參與者的溝通性和互動性是兒童玩具設計中的重要一環[5]。感性工學可以將消費者對產品主觀意象的模糊感性詞匯轉變為可量化的設計要素[6]，幫助設計師理解消費者對設計的看法和需求。

1 基于感性工學的玩具設計方法流程

感性工學是將感性與工學相結合，分析研究對象對目標產品的感性意象，獲得更滿足使用者需求的設計[7]。對用戶喜好和訴求的量化分析，有助于建立消費者和設計者之間的聯系，使產品更加滿足消費者的需求[8]。文章中主要運用產品語意差分法，針對產品的各方面要素進行線上線下的感性意象詞匯收集并進行篩選[9]，再根據篩選出的詞匯確定與之含義相對的感性詞匯組成一對感性詞組并作為評分的兩極，將確定好的感性詞組程度劃分為個5—7 個等級[10]。基于感性工學的研究方法，結合對兒童互動型玩具設計要素提取的目的，確定文章中基于感性工學的設計研究流程，如圖1。

圖1 設計研究流程圖

2 代表性樣本與感性意象詞匯的選取

2.1 代表性樣本的獲取

通過網站資料、線下店鋪等對兒童互動玩具進行調研，選擇了部分功能、玩法、特征等具有代表性的樣本建立樣本庫，并對不同功能類型的兒童交互型玩具進行性質判定，確定產品性質類型。最終確定的產品類型及樣本數量分別為：協調訓練類（3 個）、益智思維類（3 個）、技能培養類（3 個）、早期啟蒙類（5 個）、綜合類（3 個）等共17 個樣本，見表1。

表1 兒童互動玩具樣本的選取

2.2 感性意象詞匯的選取

通過查閱相關資料、論文等，收集到與兒童互動玩具有關的感性詞匯共86 個，并進行編號整理。初步篩選后確定了40 個感性詞匯，隨后邀請50 位受訪者（與兒童互動型玩具相關的設計人員、消費者）從40 個感性詞匯中勾選出能夠更加精準表現兒童互動型玩具所選樣本的感性詞匯。對勾選頻率高的感性詞匯進行聚類整合，確定了6 個感性詞匯，見表2。結合其語意相反的詞形成 6 組感性詞組，見表3。

表2 感性詞匯

表3 確定的感性詞組

3 兒童互動型玩具感性數據收集整理與分析

3.1 感性數據的收集

問卷調查中主要采用SD 法對兒童互動玩具樣本和感性詞組進行對應打分，評價尺度分為7 階（-5，-3，-1，0，1，3，5）如表4 所示。同時，問卷中設有對樣本類型的選擇和樣本喜愛度評分的相關問題，收集被調查者對樣本類型的偏好和對樣本喜愛度的數據。本次問卷調查共發放100 份，收回有效答卷94 份，比例為94%。

表4 兒童互動玩具樣本的語義差分量表

3.2 感性數據的整理

由于問卷發放的隨機性，使用Grubbs 檢驗法篩選收集的數據中最大值或最小值是否為離群值，并剔除異樣數值直至數據中無異常數值為止[11]，使后續數據分析更加精準。首先對所有有效問卷數據進行編號，列出感性意象矩陣，見式（1）。

2）檢驗統計量T，當可疑值為最大值時T 根據式（4）計算，當可疑值為最小值時T 根據式（5）計算；

3）通過查Grubbs 檢驗臨界值表得到臨界值Ta，若Ti＞Ta，則該數值為異常值，可將其剔除，重復該計算過程直到數據無異常，計算結束。

將篩選后的測量值導入SPSS 中計算，得到17 個樣品的每一對感性詞組得分的平均值，見表5。

表5 樣本感性詞匯評分的平均值

3.3 感性測量值的分析

將上述平均值導入 SPSS 分析，得到本次數據的KMO 值為0.573，說明該數據適合做因子分析。對主成分提取因子進行分析后得到公因子方差，見表6，表中顯示研究所涉及到的6 組感性詞匯的公因子方差均大于0.5，表明6 組感性詞匯的因子分析結果是有效的。因子貢獻量碎石圖如圖2 所示，圖中可看出從第4 個因子開始，折線趨于平緩，因此提取特征值大于0.5 的3 個主因子。形容詞對的總解釋方差見表7，表8 中3 個主因子的累計方差貢獻率為87.956%，表明這3 個主因子對因子解釋的損失較少，能夠更好地解釋形容詞對的選擇。由成分矩陣見表8 的數據可知，“刻板的—互動的、無趣的—有趣的”兩對形容詞與主成分1 的關系較緊密，根據這2對詞的含義將第1 個因子命名為“交互因子”?！拔ｋU的—安全的、普通的—有功效的”兩對形容詞與主成分2 的關系較緊密，將第2 個因子命名為“品質因子”?！皩憣嵉摹ㄍǖ摹Ⅲw驗式的—沉浸式的”兩對形容詞與主成分3 的關系較緊密，將第3 個因子命名為“趣味因子”。將上述3 個因子定義為“感性要素”。

表7 總方差解釋

表8 成分矩陣圖

圖2 碎石圖

表6 公因子方差結果

3.4 樣本類型選擇的數據分析

在問卷中針對上述兒童互動玩具的產品類型（協調訓練、益智思維等五個類型），要求被調查者給出兩種優先選擇。將選擇結果進行篩選匯總，導入SPSS 中進行數據分析，各項指標結果見表9。其中“益智思維”和“早期啟蒙”兩種產品類型的數據較高，即在兒童互動型玩具設計中，“益智思維”和“早期啟蒙”兩種玩具類型可以優先考慮。將這兩種玩具類型定義為“屬性要素”。

表9 兒童互動型玩具類型的選擇數據分析

4 基于感性工學的兒童互動型玩具設計實踐

4.1 提取的設計要素

通過對17 個樣本的感性測量值進行分析，提取出兒童互動型玩具設計中的“感性要素”分別是：“交互因子”“品質因子”“趣味因子”，設計師可以根據這些感性評價進行更符合消費者需求的玩具設計。結合對樣本類型喜好選擇的分析結果，“益智思維”和“早期啟蒙”兩種玩具類型可以作為設計師在玩具設計的“屬性要素”方面的參考。設計要素提取結果如圖3 所示。

圖3 設計要素提取結果

4.2 設計實例

以提取的兒童互動型玩具設計要素為指導，進行兒童互動型玩具設計，設計產品效果如圖4 所示。該設計主要以海洋元素為主題，一套玩具包括主題板、海豹智能棋子、問題卡片三部分。使用者抽取卡片后根據卡片上的數字或字母進行認知訓練或復習答題，答對者可根據卡片背面的提示對海豹智能棋子在主題板上執行相應的命令，海豹智能棋子在落到對應的位置時，可識別該位置的海洋生物，進而對與該海洋生物相關的知識進行語音播放。

圖4 海豹智能海洋棋

主體板的圖案運用了色彩豐富的海洋生物元素的卡通形象，能更快的吸引兒童的注意力并產生圖像記憶。海豹智能棋子使用了海豹的造型，搭配智能的語音播放，可以提高玩具的趣味性。問題卡片可以提高兒童對文字、數字的敏感度。該玩具將海洋生物知識科普、數字啟蒙、思維訓練、語言訓練等多種對兒童成長學習有益的元素融合，提高玩具的學習性。對卡片命令的理解和對棋子的操作，在兒童的早期啟蒙和思維訓練上有一定的幫助。在功能上，該玩具滿足兩人甚至多人同時參與，設立有抽取卡片、執行命令、移動棋子、語音播放等功能，其中抽取卡片，移動棋子的操作簡單易懂，對于兒童來說易玩性較高。

5 結語

文章運用感性工學提取兒童互動型玩具的設計要素，并進行了海豹智能海洋棋設計實踐。由于研究的調研地區范圍較小，所得的數據不能完全代表所相關人群，只能通過對在取樣和調研得到的數據進行篩選使結果更加精準，在以后實驗的過程中仍會不斷改進，使數據和結果更具有代表性。相信隨著產品生產方式的多樣化，兒童互動型玩具的功能和種類會更加豐富。