面向兒童空間認(rèn)知能力培養(yǎng)的玩教具設(shè)計(jì)研究

劉月林 楊一凡

引言

玩教具是一種融合玩具和教育的產(chǎn)品形式，玩教具雖然沒有特定的形態(tài)，但每一件玩教具在不同程度上對于提刑L童的認(rèn)知能力、身體機(jī)能、社會生活等都具有積極意義。兒童在使用玩教具的過程中，能夠自我激勵，并引導(dǎo)自身認(rèn)知世界。這其中，空間認(rèn)知是人類自身通過對外界事物摸索學(xué)習(xí)發(fā)展而來的重要認(rèn)知能力，且與思維系統(tǒng)的構(gòu)建緊密相連。然而在現(xiàn)實(shí)生活中，應(yīng)試考察的學(xué)習(xí)方式使教師和家長往往忽略了對兒童空間概念和認(rèn)知能力的教育與培養(yǎng)。因此，一款可以輔助提升學(xué)齡前兒童空間認(rèn)知能力的玩教具顯得尤為重要。

一、空間認(rèn)知類玩教具分析

玩教具，是眾多玩具種類之_，主要配合教學(xué)使用，旨在滿足不同年齡段兒童認(rèn)知發(fā)展的需求，最主要的適用人群就是學(xué)齡前兒童。學(xué)齡前兒童多指3周歲后至6-7歲的兒童。在這個(gè)階段內(nèi)，兒童逐漸開始產(chǎn)生自我意識，并且在特定的生活環(huán)境下各類認(rèn)知發(fā)展的程度也各不相同。因此根據(jù)兒童的認(rèn)知發(fā)展程度來選擇針對性的玩教具和游戲形式學(xué)習(xí)，才能達(dá)到預(yù)期的效果。

兒童從出生開始就置身于各式各樣的形狀、色彩和空間方位中，在玩積木、拼圖和電子游戲時(shí)經(jīng)常需要調(diào)動自身的空間能力?？臻g認(rèn)知類玩具如七巧板、磁力片、變形金剛等由簡入繁，其中最具有代表性的是丹麥樂高積木。兒童可以親自動手，充分發(fā)揮想象力，將一些可以自由插接的小零件，搭建成如堡壘、大橋、房屋等現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)存在的空間物體。在游戲中融合現(xiàn)實(shí)情境更容易帶動兒童感同身受，通過觀察現(xiàn)實(shí)中物體的結(jié)構(gòu)、三維形態(tài)，用積木進(jìn)行搭建，手眼結(jié)合，切身實(shí)際地感受現(xiàn)實(shí)世界。

二、兒童空間認(rèn)知能力概述

空間認(rèn)知能力是人們對客體或空間圖形（任意維度）在頭腦中進(jìn)行識別、編碼、貯存、表征、分解與組合和抽象與概括的能力，主要包括空間定向能力、空間想象能力、空間思維能力和空間可視化能力。這種能力讓人以三維空間的角度認(rèn)知事物，亦或是將現(xiàn)實(shí)空間在腦海解構(gòu)、重組后進(jìn)行自我解讀，再現(xiàn)空間內(nèi)物體的方位信息?？臻g認(rèn)知能力也是兒童日后能夠順利解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問題、空間幾何問題及其他邏輯問題的不可或缺的重要能力。對于兒童的科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)（STEAM）等領(lǐng)域的發(fā)展有很大的預(yù)估作用。

學(xué)齡前階段兒童的空間認(rèn)知能力具體表現(xiàn)為：能夠感知身邊事物的大小、位置、方向、形狀、空間形態(tài)等，并可以自主地在腦海中呈現(xiàn)二維或是三維空間。培養(yǎng)空間認(rèn)知能力的途徑有四點(diǎn)：第一，多進(jìn)行肢體類的活動，通過觀察、接觸環(huán)境中的事物，來培養(yǎng)兒童空間定向能力;第二，通過游戲形式傳遞空間方位信息，來提高空間可視化能力;第三，借助科技手段、輔助用具等，將抽象概念形象地轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)出來，來激發(fā)空間想象力;第四，在課堂教學(xué)中對兒童進(jìn)行思維訓(xùn)練，鍛煉其空間思維能力。

玩教具是為適應(yīng)兒童的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律而衍生的產(chǎn)品形態(tài)，其有助于培養(yǎng)兒童的感官協(xié)調(diào)、創(chuàng)新思維以及適應(yīng)社交生活的能力。國外有研究表明，常常使用拼圖、積木等玩具的兒童通常他們的空間能力空間思維也會更強(qiáng)。兒童偶爾也會在與父母、老師對話時(shí)也會聽到許多空間詞匯，聽到空間詞匯的頻率也與空間能力有關(guān)。由此可見，適當(dāng)?shù)挠?xùn)l練能促進(jìn)空間能力的發(fā)展，以玩教具為載體，從學(xué)習(xí)辨識產(chǎn)品功能、學(xué)習(xí)如何使用產(chǎn)品到與產(chǎn)品進(jìn)行互動交流，從而更有效地幫助使用者提升空間認(rèn)知能力、創(chuàng)新能力及數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。

三、玩教具設(shè)計(jì)實(shí)踐

（一）目標(biāo)用戶分析

針對3-7周歲的學(xué)齡前兒童及學(xué)齡兒童為目標(biāo)人群，從兒童空間認(rèn)知發(fā)展特征方面進(jìn)行分析研究。3-7歲學(xué)齡前兒童暫時(shí)還不能進(jìn)行逆向思維，主要憑借感知覺認(rèn)識事物，而不是依靠理性思維。因此，設(shè)計(jì)需要讓兒童在與產(chǎn)品的互動中獲得對空間特性的感知，以另一種形式將抽象難以理解的詞匯轉(zhuǎn)化成了具象可以觸摸的事物，也將兒童的感性思維逐步引導(dǎo)向理性思維靠攏。

（二）設(shè)計(jì)要點(diǎn)總結(jié)

采用實(shí)地觀察法對3-7歲兒童進(jìn)行相關(guān)問題的面對面了解，并觀察兒童在進(jìn)行折紙、搭積木等涉及空間結(jié)構(gòu)的游戲中的表現(xiàn)，為后期設(shè)計(jì)實(shí)踐提供參考依據(jù)。

1.設(shè)計(jì)應(yīng)遵循兒童空間認(rèn)知發(fā)展規(guī)律：兒童的空間認(rèn)知能力并不能自主獲得，其形成和發(fā)展主要源于成長過程中所處環(huán)境的影響，動手使用工具引發(fā)的思考，還有同家長、老師的溝通交流，且部分能力需要學(xué)習(xí)之后才能掌握。但是在兒童學(xué)習(xí)地等實(shí)地調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的教育機(jī)構(gòu)和家長將兒童的學(xué)習(xí)重心更多放在了數(shù)學(xué)科學(xué)、文詞讀寫能力的培養(yǎng)上，而忽略了對兒童空間概念和能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)應(yīng)從兒童認(rèn)知規(guī)律入手，考慮到玩教具識別及操作的難易程度，確保部件使用的獨(dú)立性。

2.充分發(fā)揮玩教具的教育性與易玩性：通過與教育者的溝通中發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過程中很少使用教具來進(jìn)行有關(guān)位置、空間詞匯認(rèn)知的教學(xué)。而在其他使用教具進(jìn)行教學(xué)的課堂中，學(xué)生普遍會注意力集中，并表現(xiàn)出較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣，尤其是學(xué)生可以親自動手操作的教具。既保證教師教學(xué)時(shí)使用便利，又要為兒童考慮平時(shí)易玩的屬性。

3.設(shè)計(jì)體現(xiàn)產(chǎn)品功能的針對性：通過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)家長對于玩具的選擇關(guān)注點(diǎn)，大多都是注意外觀、材料、價(jià)格等，很少會針對于兒童某中特定認(rèn)知能力的鍛煉選擇對應(yīng)的玩具。上文分析可看出，空間類的玩教具雖多，但“玩”的成分更多目針對性不強(qiáng)。利用設(shè)計(jì)手段，突出產(chǎn)品傳達(dá)的有效信息，讓兒童可以動手操作，由此獲得的信息更容易在大腦中形成干預(yù)和信息輸入，兒童能自己構(gòu)建認(rèn)知體系。

（三）玩教具設(shè)計(jì)實(shí)踐

根據(jù)上文，對3-7歲兒童空間認(rèn)知發(fā)展特征的分析以及培養(yǎng)方法的探究，及其給兒童帶來的生理、行為、心理、學(xué)習(xí)能力等方面的積極影響，設(shè)計(jì)一款空間認(rèn)知培養(yǎng)相關(guān)玩教具產(chǎn)品。草圖方案（如圖1）所示，經(jīng)過交流探討，明確設(shè)計(jì)要點(diǎn)后確定產(chǎn)品3為最終方案。該方案不僅可以輕松識別到組件的結(jié)構(gòu)特征，并且易于相對位置前后、左右、上下的拼接和旋轉(zhuǎn)操作，拼接方法難易適中。

該玩教具產(chǎn)品可以在日常生活中有家長陪伴時(shí)兒童使用的玩具，也可用于兒童園或小學(xué)教學(xué)當(dāng)中。方案的設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)分兩方面：第一，根據(jù)該年齡段兒童空間認(rèn)知發(fā)展特征進(jìn)行結(jié)構(gòu)及造型設(shè)計(jì)，兒童自3歲起開始學(xué)會辨別空間方位，“上下”最易、“左右”最難，至7歲左右已能初步將參照物由自身向客觀事物逐漸轉(zhuǎn)移分辨“左右”，心理旋轉(zhuǎn)能力也開始發(fā)展。因此玩教具在視覺上應(yīng)有明確的參照標(biāo)識，并能夠任意移動、旋轉(zhuǎn)，才有利于觀察學(xué)習(xí)。該產(chǎn)品由兩個(gè)模塊部分組成：參照模塊和其他模塊。其他模塊主要形態(tài)為兩個(gè)對立面帶有連接結(jié)構(gòu)，其余四面印有簡單圖案（字母或基礎(chǔ)圖形）的六面體，各個(gè)部分通過卯榫插接方式連接在一起。每個(gè)小模塊的字母圖案都不同，易于分辨，兒童可自由發(fā)揮想象力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、拼接（如圖2）。

第二，考慮到3-7歲學(xué)齡前兒童處于表象思維階段，是將感知覺接收到的信息在腦海中重新構(gòu)建，而不是簡單地記住某個(gè)動作或姿勢，在此過程中主要通過語言、符號進(jìn)行表征活動。因此，只是單純地?zé)o目標(biāo)性的操作，也無法達(dá)到訓(xùn)練空間思維的目的，需要多感官互動體驗(yàn)，將以自身為參照物的辨別模式套用到其他需要認(rèn)知的事物上，建立符號功能。語言上準(zhǔn)確的表達(dá)也是構(gòu)建認(rèn)知體系的重要部分。課堂教學(xué)中可由教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行操作，講解關(guān)于空間方位相關(guān)知識，通過動手操作了解三維立體的旋轉(zhuǎn)方式以及相對平面的表征變化。在整個(gè)教學(xué)過程中盡可能多地使用空間方位詞匯，如“下面請幫助我從左至右按順序排列圖案，從左數(shù)第一個(gè)是參照方塊、左數(shù)第二個(gè)是字母A、最右邊是星星”，或者“請將字母A移至字母B的上方”等諸如此類。課外娛樂時(shí)，兒童自己動手拼接出想要的造型，整個(gè)操作體驗(yàn)也是學(xué)習(xí)、創(chuàng)新的過程。

同時(shí)，產(chǎn)品為純木材質(zhì)，安全性高且木材本身的色彩肌理獨(dú)特有趣，兒童容易對其產(chǎn)生興趣。

綜上，玩教具的使用過程中涉及對于兒童空間認(rèn)知的培養(yǎng)，在游戲中將客觀物體進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換，鍛煉其主體本身進(jìn)行視角與思維轉(zhuǎn)化，而后借助產(chǎn)品誘發(fā)的動作引導(dǎo)使用者對空間動態(tài)，如旋轉(zhuǎn)、橫切、折疊以及可塑性變形狀態(tài)的再思考留存深刻記憶。

結(jié)語

創(chuàng)新能力培育已經(jīng)成為二十一世紀(jì)兒童教育最為重視的培養(yǎng)發(fā)展方向，玩教具在兒童的創(chuàng)新思維發(fā)展過程中扮演著十分重要的角色。面向兒童空間認(rèn)知能力培養(yǎng)的玩教具可以促進(jìn)兒童對空間概念的認(rèn)知和理解，盡可能預(yù)防或改善數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難、空間能力不足的問題出現(xiàn)。設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮兒童的認(rèn)知發(fā)展、操作能力等多方面因素，從中獲取有益的啟示，為優(yōu)化空間認(rèn)知培養(yǎng)玩教具產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出更好的建議。