結(jié)構(gòu)游戲中的兒童玩具交互設(shè)計(jì)創(chuàng)新

杜娟 于帆

摘要：從交互設(shè)計(jì)的角度對(duì)結(jié)構(gòu)游戲中兒童玩具的交互系統(tǒng)進(jìn)行研究，使結(jié)構(gòu)玩具符合兒童的發(fā)展水平，為結(jié)構(gòu)玩具的智能化提供思路?；趦和l(fā)展過程中的結(jié)構(gòu)游戲分析與結(jié)構(gòu)玩具的發(fā)展歷史分析，立足于交互式結(jié)構(gòu)玩具的交互系統(tǒng)分析、交互技術(shù)分析，結(jié)合用戶體驗(yàn)、交互設(shè)計(jì)理論與方法，提出交互式結(jié)構(gòu)玩具的交互系統(tǒng)框架。并通過實(shí)際設(shè)計(jì)案例分析兒童如何通過交互性結(jié)構(gòu)玩具產(chǎn)生更好的用戶體驗(yàn)，在輕松娛樂的氛圍下提升自身的能力。結(jié)構(gòu)玩具的交互系統(tǒng)應(yīng)該當(dāng)考慮玩具與人、環(huán)境之間的交互關(guān)系，玩具在其中作為樞紐。交互式結(jié)構(gòu)玩具的設(shè)計(jì)應(yīng)符合兒童的發(fā)展水平、功能上弱化強(qiáng)制性的教育性，向寓教于樂的方向發(fā)展，使兒童積極地參與到游戲當(dāng)中，從而提高兒童的創(chuàng)造力、空間思維能力、動(dòng)手能力等。

關(guān)鍵詞：兒童 結(jié)構(gòu)游戲 玩具 交互設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2019）03-0060-03

引言

游戲是兒童的天性，而結(jié)構(gòu)游戲?qū)儆趧?chuàng)造性游戲，對(duì)育兒的創(chuàng)造力發(fā)展具有很強(qiáng)的促進(jìn)作用。然而近來以教育名義出現(xiàn)的教育性游戲正在擠壓兒童真正自由的游戲時(shí)間，由于家長(zhǎng)、社會(huì)對(duì)于教育需求日益增長(zhǎng)，而作為游戲工具的玩具由滿足兒童的娛樂功能逐漸向教育功能靠攏，導(dǎo)致市場(chǎng)上出現(xiàn)很多不利于兒童發(fā)展的玩具。對(duì)于結(jié)構(gòu)玩具的設(shè)計(jì)，基于兒童自身發(fā)展水平出發(fā)，通過對(duì)結(jié)構(gòu)玩具的發(fā)展歷程進(jìn)行分析，以交互設(shè)計(jì)的角度提出交互式結(jié)構(gòu)玩具的系統(tǒng)框架，為結(jié)構(gòu)玩具設(shè)計(jì)提供參考。

一、兒童發(fā)展與結(jié)構(gòu)游戲

兒童的活動(dòng)不外乎游戲、學(xué)習(xí)與勞動(dòng)三種基本形式，其中游戲作為活動(dòng)的主要內(nèi)容，不僅能增強(qiáng)體質(zhì)，還是兒童認(rèn)識(shí)世界，探索世界的最佳途徑[1]。游戲可以促進(jìn)兒童智力的發(fā)展，在兒童認(rèn)識(shí)周圍世界、認(rèn)知事物之間的關(guān)系、人與人之間的關(guān)系中起到至關(guān)重要的作用，對(duì)于培養(yǎng)兒童良好的個(gè)性品格也起到重要的作用。

兒童游戲中的結(jié)構(gòu)游戲是兒童利用各種結(jié)構(gòu)材料和與結(jié)構(gòu)活動(dòng)有關(guān)的各種動(dòng)作來反映周圍生活的一種游戲。瑞士發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰按兒童發(fā)展水平將兒童游戲分為三個(gè)階段，而結(jié)構(gòu)游戲貫穿整個(gè)兒童的發(fā)展過程（如表1）。

結(jié)構(gòu)游戲以生活中的物體或玩具作為游戲材料，不僅對(duì)兒童的空間邏輯能力、思維、推理能力、問題解決能力、創(chuàng)造性具有積極的促進(jìn)作用[2]，而且伴隨著兒童的發(fā)展，結(jié)構(gòu)游戲會(huì)與象征游戲、規(guī)則游戲共同進(jìn)行，兒童在進(jìn)行結(jié)構(gòu)玩具的搭建過程中，也會(huì)將搭建的物品賦予一定的象征意義，使結(jié)構(gòu)玩具也參與到兒童的角色扮演游戲當(dāng)中，促進(jìn)兒童各方面能力的綜合發(fā)展（如圖1）。

二、結(jié)構(gòu)玩具的發(fā)展

游戲是兒童的工作，而玩具就是他們的工具。玩具的發(fā)展與人類自身的發(fā)展存在密切的關(guān)系。在原始社會(huì)時(shí)期，玩具是由人類原始的生存需要演化而來的，人們需要通過游戲使兒童能夠提前進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，從而為原始勞動(dòng)生產(chǎn)打下基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)玩具則是由結(jié)構(gòu)類實(shí)踐的需求演化而來。

人類學(xué)家羅蘭·凱洛斯認(rèn)為，玩具強(qiáng)調(diào)了四種完全不同的需要：模仿、入迷（vertigo）、競(jìng)爭(zhēng)和機(jī)會(huì)[3]。結(jié)構(gòu)玩具由于自身的結(jié)構(gòu)與玩法特點(diǎn)具有可操作性、開放性與重組性、模仿與創(chuàng)造的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)玩具以多元化的形態(tài)滿足兒童不同的模仿需求，開放性的玩法貫穿兒童的發(fā)展過程，同時(shí)靈活多變的游戲模式能夠滿足單人游戲與多人合作進(jìn)而提供了競(jìng)爭(zhēng)的可能，幫助兒童在競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中激發(fā)更大的創(chuàng)造力與潛能。

（一）國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)玩具的發(fā)展

中國(guó)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)玩具有燕幾圖、蝶幾圖、七巧板、益智圖、孔明鎖等。從形式和基本原理上，燕幾圖、明代的蝶幾圖、清代七巧板存在著遞進(jìn)的關(guān)系，發(fā)展軌跡由簡(jiǎn)入繁、由淺入深，都是由幾何形體拼排圖案的結(jié)構(gòu)玩具[4]（如圖2）。不同于前面幾種有基礎(chǔ)形狀在平面拼排圖案的玩法，孔明鎖的玩法是三維立體的拼插與拆解。國(guó)際上，十九世紀(jì)德國(guó)兒童教育家福祿貝爾設(shè)計(jì)的名為Froebel gifts的玩具，對(duì)之后的積木玩具風(fēng)格形成和功能定位產(chǎn)生了影響[5]。十九世紀(jì)，在歐洲與美國(guó)出現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)的積木與拼圖游戲，主要題材是建筑積木，以世紀(jì)歐洲富翁的住宅最為流行。二十世紀(jì)以后，著名的木制裝配玩具萬能工匠Tinertoys，建筑組裝玩具Erector Set，樂高LEGO的相繼出現(xiàn)，但都基本以搭建建筑為主（如圖2）。伴隨著玩具市場(chǎng)內(nèi)結(jié)構(gòu)玩具種類的不斷豐富，結(jié)構(gòu)玩具的結(jié)構(gòu)單元向多元化、模塊化發(fā)展，玩法更多元、玩家年齡涵蓋更廣、玩具科技含量更高。

（二）結(jié)構(gòu)玩具材料的發(fā)展

玩具的材料選擇與材料本身的發(fā)展進(jìn)程密切相關(guān)。隨著基礎(chǔ)學(xué)科和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，玩具材料的可選擇性越來越大，從傳統(tǒng)的木材，逐漸發(fā)展為紙材、金屬、塑料、硅膠等，更加注重材料的安全性與可持續(xù)性，同時(shí)結(jié)構(gòu)玩具的科技成分逐漸增強(qiáng)。受材料的影響，結(jié)構(gòu)玩具的玩法展現(xiàn)更加多元的發(fā)展趨勢(shì)。不同材料的組合，軟質(zhì)彈性材料、金屬等電學(xué)材料的加入極大豐富了結(jié)構(gòu)玩具的玩法。

（三）結(jié)構(gòu)玩具功能的發(fā)展

結(jié)構(gòu)玩具作為兒童進(jìn)行結(jié)構(gòu)游戲的輔助工具，在形成結(jié)構(gòu)的主要功能之外，功能逐漸細(xì)化、強(qiáng)制性的教育功能逐漸減弱。二十世紀(jì)初，對(duì)于玩具總體的定位是在假想的游戲中訓(xùn)練兒童怎樣成為一個(gè)成年人的訓(xùn)練工具[3]。玩具的選擇權(quán)大多掌握在家長(zhǎng)的手中，家長(zhǎng)賦予玩具更多的教育與文化意義，因而出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)玩具玩法大多以模擬生活片段為主，比如：場(chǎng)景搭建或角色扮演為輔助玩法。隨著對(duì)于兒童認(rèn)知發(fā)展的研究不斷深入，成年人逐漸放棄了對(duì)大多數(shù)兒童玩具的控制，使得玩具生產(chǎn)廠家與設(shè)計(jì)師更加以兒童自身的需求為主，結(jié)構(gòu)玩具向更加開放、更加多元的方向發(fā)展，旨在通過玩耍使兒童的各方面能力得到鍛煉與提升，減少?gòu)?qiáng)制性的教育功能與象征意義。

結(jié)構(gòu)玩具的功能逐漸細(xì)化，兒童使用的年齡逐漸細(xì)化，有具有教育功能的教授兒童識(shí)圖、識(shí)字、辨色等功能的積木玩具;有專為幼兒設(shè)計(jì)的大顆粒的積木玩具;有為青少年設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、操作難度更大、可玩性更強(qiáng)的電子積木玩具;有玩法更為開放，更為靈活的，創(chuàng)造性更強(qiáng)的，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單的開放性積木玩具。

三、交互式結(jié)構(gòu)玩具

“交互”是一個(gè)外來概念，泛指人與自然界一切事物的信息交流過程中二者之間的相互作用和影響[6]。交互式結(jié)構(gòu)玩具是將交互的概念融入玩具設(shè)計(jì)和使用的一種結(jié)構(gòu)玩具形式，提供相對(duì)多樣化的積木結(jié)構(gòu)建構(gòu)過程，并讓玩具在搭建過程中或者搭建完成后，能夠?qū)ν饨缧畔ⅲ曇簟⒐饩€、溫度、動(dòng)作等）產(chǎn)生一定的交互反饋，使人與玩具能夠產(chǎn)生一定的交互體驗(yàn)。交互式結(jié)構(gòu)玩具的出現(xiàn)彌補(bǔ)了人與玩具單方向交流的問題，給結(jié)構(gòu)游戲提供更豐富的玩法、體驗(yàn)感受與教育意義。

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)玩具通常是在搭建結(jié)構(gòu)與拆裝結(jié)構(gòu)的循環(huán)當(dāng)中獲得游戲的樂趣，游戲的重心在搭建的過程當(dāng)中。而交互式結(jié)構(gòu)玩具在搭建的過程當(dāng)中增添了使用玩具交互功能的過程，游戲的重心發(fā)生轉(zhuǎn)變，以交互功能的實(shí)現(xiàn)為目的，搭建結(jié)構(gòu)為輔，拓展了結(jié)構(gòu)玩具的功能范圍，豐富了結(jié)構(gòu)游戲的多樣性。

四、結(jié)構(gòu)游戲中的交互設(shè)計(jì)創(chuàng)斷

（一）結(jié)構(gòu)游戲中的交互設(shè)計(jì)元素

結(jié)構(gòu)游戲中的交互設(shè)計(jì)不僅僅包括有形的結(jié)構(gòu)玩具交互設(shè)計(jì)，也包括兒童的游戲行為、游戲活動(dòng)。由于交互式結(jié)構(gòu)玩具的不斷發(fā)展，兒童與結(jié)構(gòu)玩具之間不再是單向交流，而是產(chǎn)生了雙向互動(dòng)。由玩具被兒童機(jī)械化玩耍的低層次交互轉(zhuǎn)變?yōu)橥婢咭材茉趦和嫠５倪^程中獲取信息，“理解”兒童的高層次交互[7]。當(dāng)結(jié)構(gòu)玩具為設(shè)計(jì)目標(biāo)時(shí)，要考慮的不僅僅是玩具的外觀、材質(zhì)、顏色、結(jié)構(gòu)等物理屬性，其交互屬性則更為重要。因?yàn)橥婢吲c兒童之間產(chǎn)生了交互，因此兒童的行為，以及因此而產(chǎn)生的反饋都應(yīng)以系統(tǒng)的高度進(jìn)行考慮。

在兒童結(jié)構(gòu)游戲的交互系統(tǒng)當(dāng)中，包括人與物、人與人、人與環(huán)境的交互。人與物的交互是指兒童與結(jié)構(gòu)玩具直接接觸產(chǎn)生的建構(gòu)行為;人與人的交互是指在游戲過程中兒童之間產(chǎn)生的社交行為，其中包括兒童與教師、兒童與家長(zhǎng)產(chǎn)生的交流與指導(dǎo);人與環(huán)境的交互是指兒童與進(jìn)行結(jié)構(gòu)游戲的活動(dòng)場(chǎng)所、周圍環(huán)境之間的聯(lián)系（如圖3）。

其中結(jié)構(gòu)游戲的交互設(shè)計(jì)最核心的因素有：確定參與者是兒童、玩伴、家長(zhǎng)或者老師;定位兒童的游戲目的;規(guī)劃兒童的游戲過程;設(shè)計(jì)兒童進(jìn)行游戲的游戲工具;營(yíng)造合適的游戲環(huán)境[8]。

（二）結(jié)構(gòu)玩具的交互技術(shù)應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的科技開始運(yùn)用到玩具上，為玩具的創(chuàng)新提供了技術(shù)方面的支持，促進(jìn)了玩具的多維度發(fā)展，從另一維度豐富了結(jié)構(gòu)玩具的種類，拓展了結(jié)構(gòu)玩具的發(fā)展空間。結(jié)構(gòu)玩具的交互技術(shù)主要體現(xiàn)在依靠不同的傳感技術(shù)，使結(jié)構(gòu)玩具能夠通過信息的輸入、處理、輸出的過程，使非交互式結(jié)構(gòu)玩具實(shí)現(xiàn)兒童與玩具之間的交互，從而增加結(jié)構(gòu)玩具的多樣性，擴(kuò)大玩具的適用范圍，為結(jié)構(gòu)玩具提供不同于以前的功能，使結(jié)構(gòu)玩具具有更強(qiáng)的創(chuàng)造性、靈活性、可玩性。隨著傳感器技術(shù)日益發(fā)展，簡(jiǎn)單的聲、光、電技術(shù)早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化過程，而語音識(shí)別技術(shù)、動(dòng)作識(shí)別技術(shù)、顏色識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、熱感應(yīng)技術(shù)、觸覺感應(yīng)技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用在市場(chǎng)現(xiàn)有的交互式結(jié)構(gòu)玩具上，但是受成本制約，導(dǎo)致這類結(jié)構(gòu)玩具價(jià)格較高。而人臉識(shí)別技術(shù)、智能語音系統(tǒng)等高新科技雖然在其他科技產(chǎn)品上有所應(yīng)用，但是并沒有應(yīng)用到玩具的產(chǎn)品，希望以后可以見到這些技術(shù)在玩具上的應(yīng)用。

（三）設(shè)計(jì)案例

樂高（LEGO）玩具是結(jié)構(gòu)玩具的重要代表，樂高提供的模塊化結(jié)構(gòu)玩具單元，不僅為本品牌交互式結(jié)構(gòu)玩具打下結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，并逐步成為市場(chǎng)占比最大的結(jié)構(gòu)玩具基礎(chǔ)模塊。為其他玩具開發(fā)商提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，方便交互式結(jié)構(gòu)玩具在結(jié)構(gòu)層面之上的進(jìn)一步研發(fā)。樂高的交互式結(jié)構(gòu)玩具由樂高教育產(chǎn)品線延伸而出。20世紀(jì)90年代，麻省理工學(xué)院的教育計(jì)算機(jī)研究人員開始研究通過以結(jié)構(gòu)玩具為載體的圖形化編程的電子積木，幫助孩子更容易、更有興趣地進(jìn)行編程學(xué)習(xí)。Steve Ocko開發(fā)的LEGO TC Logo2界面允許年輕發(fā)明人在個(gè)人電腦上編寫Logo程序，以控制由樂高積木構(gòu)建的設(shè)備。Martin，Sargent和Silverman將計(jì)算機(jī)直接構(gòu)建成特殊的可編程樂高積木（又名P-Brick，如圖4），每個(gè)P-Brick包含一個(gè)運(yùn)行Logo解釋器的電池供電的微型計(jì)算機(jī)?？梢詧?zhí)行簡(jiǎn)單的指令，例如按照大小分類樂高棋子。樂高最終將P-Brick商品化，并將其作為L(zhǎng)EGOMindstorms機(jī)器人發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行了出售[9]。樂高出售的LEGOMindstormsNXT配有光敏傳感器、聲音傳感器、紅外傳感器和觸覺傳感器四種基本傳感模塊，以及電動(dòng)馬達(dá)，可以通過編程進(jìn)行控制，使拼搭的樂高積木機(jī)器人服從編程指令。樂高通過交互式結(jié)構(gòu)玩具實(shí)現(xiàn)積木的智能化，通過玩家搭建與編程的相互配合，使兒童在進(jìn)行游戲的同時(shí)，逐漸掌握編程技巧，從而提升動(dòng)手能力，創(chuàng)造能力，邏輯思維能力，學(xué)習(xí)能力等。

與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)玩具相比，樂高開發(fā)的交互式結(jié)構(gòu)玩具通過不同的傳感器模塊、動(dòng)力模塊等與結(jié)構(gòu)單元結(jié)合，在簡(jiǎn)單創(chuàng)建結(jié)構(gòu)的玩法之上，建立“玩具認(rèn)，玩具”的信息通道，為玩家提供來自玩具的反饋，完成玩具到人的高層次交互體驗(yàn)。并針對(duì)不同年齡階段的兒童開發(fā)不同系列的交互式結(jié)構(gòu)玩具，并配置線上線下教學(xué)課程，建立兒童教育中心，將兒童與玩具之間的人與物、人與人、人與環(huán)境整個(gè)交互系統(tǒng)全部納入設(shè)計(jì)范圍。

國(guó)內(nèi)針對(duì)兒童編程學(xué)習(xí)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)所使用的交互式結(jié)構(gòu)玩具主要分為以樂高積木為載體加之不同功能模塊和自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)單元與不同功能模塊相結(jié)合兩種主要形式。廣州艾考教育科技有限公司旗下的METAS項(xiàng)目使用樂高大顆粒積木加之不同功能模塊作為教具，在面向幼兒、兒童的課程中幫助兒童更有針對(duì)性的進(jìn)行游戲活動(dòng)（如圖5）。國(guó)內(nèi)深圳天行創(chuàng)新科技有限公司所開發(fā)的蜂巢積木，是一套由六邊形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成的交互性電子積木STEAM教具（如圖6）。這款玩具提供了不同的玩具套件以滿足不同兒童的興趣需求，例如：Basic Kit基礎(chǔ)套件、Music Kit音樂套件、Queen Kit變成套件、Robot Kit機(jī)器人套件、Camera Kit相機(jī)套件和Lot Kit物聯(lián)網(wǎng)套件。通過基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與不同套件的組合，以滿足兒童不同興趣需求。

與樂高LEGOMindstormsNXT相比，這兩款交互式結(jié)構(gòu)玩具面向的玩家年齡更小，為了適應(yīng)兒童的認(rèn)知水平和精細(xì)動(dòng)作能力，這兩款玩具的結(jié)構(gòu)單元尺寸更大，拼插方式變?yōu)楹?jiǎn)單的一維拼插。同時(shí)，為適應(yīng)兒童的認(rèn)知與編程水平，這兩款玩具將復(fù)雜的機(jī)器人零件進(jìn)行拆分，模塊化、積木化各種不同的功能模塊，使每一種基礎(chǔ)磚塊都能實(shí)現(xiàn)各自不同的功能，兒童可以通過拼插的連接方式，將不同的功能模塊進(jìn)行連接。不同的功能模塊幫助兒童激發(fā)對(duì)聲光電等不同變化的求知欲。這兩款玩具采用直接拼插建立交互邏輯使兒童在積木模塊與不同的功能效果之間建立直接聯(lián)系，從“人-電腦-玩具”簡(jiǎn)化為“人-玩具”的簡(jiǎn)單交互，使兒童擺脫電腦編程，將油象功能具體化，與結(jié)構(gòu)模塊建立直接的交互邏輯，使兒童能夠更直接地得到玩具的反饋，縮短玩具與兒童之間的交互距離，提高交互效率。

結(jié)語

游戲是兒童的工作，而一定程度上游戲的質(zhì)量取決于游戲材料的質(zhì)量、數(shù)量和變化程度[10]。兒童通過游戲使自身能力得到發(fā)展。而結(jié)構(gòu)游戲貫穿兒童整個(gè)童年的游戲過程當(dāng)中，對(duì)兒童的創(chuàng)造力、空間思維能力、動(dòng)手能力的提高起到重要的作用。隨著科技的進(jìn)步，結(jié)構(gòu)玩具的產(chǎn)品線越來越多樣，跨越的維度越來越寬。從結(jié)構(gòu)游戲中的兒童玩具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，加強(qiáng)兒童在結(jié)構(gòu)游戲當(dāng)中的交互體驗(yàn)。交互式結(jié)構(gòu)玩具的設(shè)計(jì)要考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)游戲交互系統(tǒng)的元素之間的關(guān)系，玩具要符合不同年齡階段的兒童不同的發(fā)展水平，使兒童正面積極地進(jìn)行游戲，避免讓兒童感受到過多的教育壓力，向寓教于樂的方向良性發(fā)展。交互式結(jié)構(gòu)玩具的發(fā)展時(shí)間尚短，但是交互式結(jié)構(gòu)玩具能夠?yàn)閮和峁└娱_放的游戲工具，更應(yīng)進(jìn)行更加詳細(xì)、更加科學(xué)的研究。

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