基于感性工学的儿童互动型玩具设计研究

西安工程大学 刘瑞杰 孙薇

儿童教育要充分激活儿童的身心，使儿童能更好地融入环境、展示自我[1]。很多家长在子女的培养方面倾注了大量心血[2]，重视儿童的智力开发、体力锻炼和潜能激发，认为互动类型的玩具有助于儿童的思维、协调、启蒙等各方面发展。我国虽然是世界玩具生产大国之一，但在玩具设计和生产上的主动创新能力不够，缺少忧患意识[3]。在玩具设计上精准把握儿童的游戏心态和趣味需求是做好儿童玩具设计的要求和努力方向[4]，增强玩具参与者的沟通性和互动性是儿童玩具设计中的重要一环[5]。感性工学可以将消费者对产品主观意象的模糊感性词汇转变为可量化的设计要素[6]，帮助设计师理解消费者对设计的看法和需求。

1 基于感性工学的玩具设计方法流程

感性工学是将感性与工学相结合，分析研究对象对目标产品的感性意象，获得更满足使用者需求的设计[7]。对用户喜好和诉求的量化分析，有助于建立消费者和设计者之间的联系，使产品更加满足消费者的需求[8]。文章中主要运用产品语意差分法，针对产品的各方面要素进行线上线下的感性意象词汇收集并进行筛选[9]，再根据筛选出的词汇确定与之含义相对的感性词汇组成一对感性词组并作为评分的两极，将确定好的感性词组程度划分为个5—7 个等级[10]。基于感性工学的研究方法，结合对儿童互动型玩具设计要素提取的目的，确定文章中基于感性工学的设计研究流程，如图1。

图1 设计研究流程图

2 代表性样本与感性意象词汇的选取

2.1 代表性样本的获取

通过网站资料、线下店铺等对儿童互动玩具进行调研，选择了部分功能、玩法、特征等具有代表性的样本建立样本库，并对不同功能类型的儿童交互型玩具进行性质判定，确定产品性质类型。最终确定的产品类型及样本数量分别为：协调训练类（3 个）、益智思维类（3 个）、技能培养类（3 个）、早期启蒙类（5 个）、综合类（3 个）等共17 个样本，见表1。

表1 儿童互动玩具样本的选取

2.2 感性意象词汇的选取

通过查阅相关资料、论文等，收集到与儿童互动玩具有关的感性词汇共86 个，并进行编号整理。初步筛选后确定了40 个感性词汇，随后邀请50 位受访者（与儿童互动型玩具相关的设计人员、消费者）从40 个感性词汇中勾选出能够更加精准表现儿童互动型玩具所选样本的感性词汇。对勾选频率高的感性词汇进行聚类整合，确定了6 个感性词汇，见表2。结合其语意相反的词形成 6 组感性词组，见表3。

表2 感性词汇

表3 确定的感性词组

3 儿童互动型玩具感性数据收集整理与分析

3.1 感性数据的收集

问卷调查中主要采用SD 法对儿童互动玩具样本和感性词组进行对应打分，评价尺度分为7 阶（-5，-3，-1，0，1，3，5）如表4 所示。同时，问卷中设有对样本类型的选择和样本喜爱度评分的相关问题，收集被调查者对样本类型的偏好和对样本喜爱度的数据。本次问卷调查共发放100 份，收回有效答卷94 份，比例为94%。

表4 儿童互动玩具样本的语义差分量表

3.2 感性数据的整理

由于问卷发放的随机性，使用Grubbs 检验法筛选收集的数据中最大值或最小值是否为离群值，并剔除异样数值直至数据中无异常数值为止[11]，使后续数据分析更加精准。首先对所有有效问卷数据进行编号，列出感性意象矩阵，见式（1）。

2）检验统计量T，当可疑值为最大值时T 根据式（4）计算，当可疑值为最小值时T 根据式（5）计算；

3）通过查Grubbs 检验临界值表得到临界值Ta，若Ti＞Ta，则该数值为异常值，可将其剔除，重复该计算过程直到数据无异常，计算结束。

将筛选后的测量值导入SPSS 中计算，得到17 个样品的每一对感性词组得分的平均值，见表5。

表5 样本感性词汇评分的平均值

3.3 感性测量值的分析

将上述平均值导入 SPSS 分析，得到本次数据的KMO 值为0.573，说明该数据适合做因子分析。对主成分提取因子进行分析后得到公因子方差，见表6，表中显示研究所涉及到的6 组感性词汇的公因子方差均大于0.5，表明6 组感性词汇的因子分析结果是有效的。因子贡献量碎石图如图2 所示，图中可看出从第4 个因子开始，折线趋于平缓，因此提取特征值大于0.5 的3 个主因子。形容词对的总解释方差见表7，表8 中3 个主因子的累计方差贡献率为87.956%，表明这3 个主因子对因子解释的损失较少，能够更好地解释形容词对的选择。由成分矩阵见表8 的数据可知，“刻板的—互动的、无趣的—有趣的”两对形容词与主成分1 的关系较紧密，根据这2对词的含义将第1 个因子命名为“交互因子”。“危险的—安全的、普通的—有功效的”两对形容词与主成分2 的关系较紧密，将第2 个因子命名为“品质因子”。“写实的—卡通的、体验式的—沉浸式的”两对形容词与主成分3 的关系较紧密，将第3 个因子命名为“趣味因子”。将上述3 个因子定义为“感性要素”。

表7 总方差解释

表8 成分矩阵图

图2 碎石图

表6 公因子方差结果

3.4 样本类型选择的数据分析

在问卷中针对上述儿童互动玩具的产品类型（协调训练、益智思维等五个类型），要求被调查者给出两种优先选择。将选择结果进行筛选汇总，导入SPSS 中进行数据分析，各项指标结果见表9。其中“益智思维”和“早期启蒙”两种产品类型的数据较高，即在儿童互动型玩具设计中，“益智思维”和“早期启蒙”两种玩具类型可以优先考虑。将这两种玩具类型定义为“属性要素”。

表9 儿童互动型玩具类型的选择数据分析

4 基于感性工学的儿童互动型玩具设计实践

4.1 提取的设计要素

通过对17 个样本的感性测量值进行分析，提取出儿童互动型玩具设计中的“感性要素”分别是：“交互因子”“品质因子”“趣味因子”，设计师可以根据这些感性评价进行更符合消费者需求的玩具设计。结合对样本类型喜好选择的分析结果，“益智思维”和“早期启蒙”两种玩具类型可以作为设计师在玩具设计的“属性要素”方面的参考。设计要素提取结果如图3 所示。

图3 设计要素提取结果

4.2 设计实例

以提取的儿童互动型玩具设计要素为指导，进行儿童互动型玩具设计，设计产品效果如图4 所示。该设计主要以海洋元素为主题，一套玩具包括主题板、海豹智能棋子、问题卡片三部分。使用者抽取卡片后根据卡片上的数字或字母进行认知训练或复习答题，答对者可根据卡片背面的提示对海豹智能棋子在主题板上执行相应的命令，海豹智能棋子在落到对应的位置时，可识别该位置的海洋生物，进而对与该海洋生物相关的知识进行语音播放。

图4 海豹智能海洋棋

主体板的图案运用了色彩丰富的海洋生物元素的卡通形象，能更快的吸引儿童的注意力并产生图像记忆。海豹智能棋子使用了海豹的造型，搭配智能的语音播放，可以提高玩具的趣味性。问题卡片可以提高儿童对文字、数字的敏感度。该玩具将海洋生物知识科普、数字启蒙、思维训练、语言训练等多种对儿童成长学习有益的元素融合，提高玩具的学习性。对卡片命令的理解和对棋子的操作，在儿童的早期启蒙和思维训练上有一定的帮助。在功能上，该玩具满足两人甚至多人同时参与，设立有抽取卡片、执行命令、移动棋子、语音播放等功能，其中抽取卡片，移动棋子的操作简单易懂，对于儿童来说易玩性较高。

5 结语

文章运用感性工学提取儿童互动型玩具的设计要素，并进行了海豹智能海洋棋设计实践。由于研究的调研地区范围较小，所得的数据不能完全代表所相关人群，只能通过对在取样和调研得到的数据进行筛选使结果更加精准，在以后实验的过程中仍会不断改进，使数据和结果更具有代表性。相信随着产品生产方式的多样化，儿童互动型玩具的功能和种类会更加丰富。