幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品設(shè)計中的數(shù)據(jù)挖掘研究

劉小靜 薛新元 丁喜連

摘要：兒童創(chuàng)造力發(fā)展的關(guān)鍵階段在幼兒期，利用創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品挖掘個體創(chuàng)造力數(shù)據(jù)，了解幼兒發(fā)展需求是目前設(shè)計的新方向。文章結(jié)合創(chuàng)造力測量實驗與人工智能數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，總結(jié)了幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品的數(shù)據(jù)挖掘流程，科學(xué)地優(yōu)化與豐富了產(chǎn)品的內(nèi)容與互動方式。幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品中的數(shù)據(jù)挖掘解決了現(xiàn)有產(chǎn)品忽視幼兒個體發(fā)展差異、培養(yǎng)內(nèi)容片面、互動形式不符合幼兒興趣等問題，同時量化了復(fù)雜的創(chuàng)造力發(fā)展因素如想象力、思維方式等。研究使產(chǎn)品通過數(shù)據(jù)化的形式更加直觀地了解幼兒的優(yōu)勢與不足，有助于在創(chuàng)造力發(fā)展的黃金階段對每位幼兒進(jìn)行個性化的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品 數(shù)據(jù)挖掘 流程設(shè)計

中圖分類號：JB47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）02-0088-03

引言

我國自2016年二胎政策實施起，迎來了生育熱潮，中國數(shù)據(jù)研究院報告顯示，2018上半年學(xué)齡前兒童總量約1.05億，這帶來了培養(yǎng)幼兒智力、鍛煉動手能力等產(chǎn)品規(guī)模的擴(kuò)大。從國家政策來看，隨著《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要》等文件的下發(fā)，培養(yǎng)創(chuàng)造性人才成為我國重要戰(zhàn)略目標(biāo)。著名的托蘭斯創(chuàng)造力測驗結(jié)果表明，幼兒創(chuàng)造力發(fā)展較快的時期是3-5歲，5歲后發(fā)展放緩，可見幼兒期的創(chuàng)造力養(yǎng)成尤為重要，所以3-5歲幼兒的創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品成為本次研究的主要內(nèi)容[1]。

一、幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

目前由于我國灌輸性應(yīng)試教育與過度掌控式家庭等成長環(huán)境限制，幼兒缺乏自主行為能力與想象空間，嚴(yán)重阻礙了創(chuàng)造力的發(fā)展，創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品的教育輔助作用也因此突顯出來。另外，我國對幼兒創(chuàng)造力發(fā)展的關(guān)注較晚，目前對創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品還沒有較明確的定義，可以將其理解為是可以讓幼兒在玩的過程中鍛煉具有新穎、獨特、創(chuàng)造性解決問題能力的產(chǎn)品。[2]隨著創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品逐漸走入大眾視野，產(chǎn)品存在的問題也較為顯著，比如：現(xiàn)有產(chǎn)品片面強(qiáng)調(diào)智力和想象力的培養(yǎng)，忽視了創(chuàng)造力其他要素的均衡發(fā)展;幼兒的個體發(fā)展差異在產(chǎn)品設(shè)計中的重視度不足;在使用各個產(chǎn)品時需要重復(fù)輸入特征信息和個性化需求，使得用戶體驗的連續(xù)性較差。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的成熟，將科技融入幼兒產(chǎn)品提升智能化是目前的發(fā)展趨勢。

二、產(chǎn)品需求分析

創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品的作用是幼兒通過與產(chǎn)品進(jìn)行有效互動以及學(xué)習(xí)產(chǎn)品中的內(nèi)容提升自身創(chuàng)造能力，所以對幼兒創(chuàng)造力的影響因素以及市場現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行總結(jié)，分析幼兒和家長對市場現(xiàn)有產(chǎn)品在功能與使用效果上的期望，可以為產(chǎn)品設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗。

（一）幼兒創(chuàng)造力發(fā)展的影響因素

目前對創(chuàng)造力的研究大多從成人、經(jīng)濟(jì)效益等角度出發(fā)，對創(chuàng)造結(jié)果的質(zhì)量、價值等進(jìn)行探討。[3]但幼兒由于生理與心理的發(fā)展都處于起步階段，大部分創(chuàng)造力研究不符合幼兒簡單、夸張的創(chuàng)造力發(fā)展特點。[4]所以本文研究的重點是選取符合幼兒創(chuàng)造力不斷發(fā)展變化、自發(fā)性強(qiáng)、表現(xiàn)廣泛等特點的理論，并結(jié)合幼兒認(rèn)知程度、人格特質(zhì)等發(fā)展心理學(xué)內(nèi)容，探討幼兒創(chuàng)造力培養(yǎng)的影響因素，以此作為創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品設(shè)計的理論基礎(chǔ)。

當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)界最杰出的學(xué)者之一Sternberg與Robert在創(chuàng)造力構(gòu)成成分理論的基礎(chǔ)上，較完善地總結(jié)了創(chuàng)造力的六種構(gòu)成成分，適用于分析幼兒創(chuàng)造力的組成。[5]將此理論與幼兒發(fā)展心理特點進(jìn)行對應(yīng)，如圖1，可以總結(jié)出幼兒創(chuàng)造力影響因素可以分為環(huán)境、智力、記憶力、想象力、言語能力、思維方式、感知覺、注意力、情緒九方面，都是抽象無法量化的。

（二）幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品的比較研究

目前幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品種類較少且只針對想象力、注意力等創(chuàng)造力要素進(jìn)行單一培養(yǎng)，設(shè)計不完善，可以將其分為三類，分別是重視實際動手操作的傳統(tǒng)型產(chǎn)品、通過軟件進(jìn)行游戲和學(xué)習(xí)教育的虛擬型產(chǎn)品，以及實際操作與虛擬在線內(nèi)容相匹配進(jìn)行互動的結(jié)合型產(chǎn)品。

在產(chǎn)品內(nèi)容設(shè)計上，傳統(tǒng)型產(chǎn)品樂高積木主要是幼兒通過對不同大小、顏色的零件進(jìn)行自由拼接，創(chuàng)造出自身感興趣的形象，但此類產(chǎn)品缺乏玩法的多樣性。虛擬型產(chǎn)品與結(jié)合型產(chǎn)品內(nèi)容相對豐富，虛擬型產(chǎn)品提供在線傳達(dá)內(nèi)容引導(dǎo)操作，結(jié)合型產(chǎn)品在此基礎(chǔ)上還能夠通過外部產(chǎn)品進(jìn)行輔助操作，例如美國Osmo Genius Kit中的七巧板游戲，不僅達(dá)到了自己真正動手嘗試的樂趣，還接受了虛擬平臺給予的幫助和引導(dǎo)，更好地提升了學(xué)習(xí)效果與行為專注力。[6]

在產(chǎn)品互動設(shè)計上，良好的互動方式有助于培養(yǎng)幼兒的好奇心、自信心以及學(xué)習(xí)的主動性。幼兒在使用傳統(tǒng)型產(chǎn)品時僅僅有實體接觸的感知回饋、作品完成后的滿足感以及家長與同伴的稱贊和認(rèn)同，缺乏互動多樣性。虛擬型產(chǎn)品則包合了音樂、圖像等多種互動，可以更好地激發(fā)幼兒的學(xué)習(xí)興趣。[7]結(jié)合型產(chǎn)品則在虛擬型產(chǎn)品中色彩、聲音形式的互動刺激下提升了幼兒的使用興趣，又收獲了實際操作帶來的觸覺感受回饋，如葡萄科技的編程類產(chǎn)品，由于攝像頭可以精準(zhǔn)地捕捉使用者的動作軌跡反饋給程序，所以幼兒既可以通過對零部件進(jìn)行排列組合完成虛擬游戲任務(wù)，又可以在整個過程中享受來自軟件內(nèi)虛擬小精靈的鼓勵與音樂的陪伴，使整個互動過程更加有趣生動。

（三）幼兒創(chuàng)造力數(shù)據(jù)測量的方法

創(chuàng)造力是人類普遍的心理能力，但個體間存在程度上的差異。學(xué)者們?yōu)榱烁茖W(xué)地研究創(chuàng)造力，編制了針對言語能力、邏輯思維能力等多種測量方法，通過大量實驗數(shù)據(jù)分析創(chuàng)造力的普遍年齡規(guī)律與發(fā)展因素等，主要分為以下三類。

1.固化思維突破測驗：鍛煉幼兒多樣化解決問題的能力，有助于其突破固有的思維方式進(jìn)行創(chuàng)造性的活動。R.E.Adamson在斯坦福大學(xué)的一項測試中通過觀察人們?nèi)绾卫煤凶印D釘?shù)亩喙δ芡瓿芍付ㄈ蝿?wù)，分析其解決問題的能力。這類實驗有助于研究幼兒如何克服功能固化思維，提高創(chuàng)造性解決問題的能力。在幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品中可以設(shè)計生活小游戲版塊，選擇幼兒的生活必需品，如杯子、碗、食物、玩偶等，讓他們利用水杯、碗將食物、玩偶不接觸桌面放置，觀察幼兒是否可以突破杯子只能裝水、碗只能裝食物的固化思維特點，記錄幼兒不同組合方式的數(shù)量與完成游戲的時長，以此判斷每個幼兒突破固有認(rèn)知的能力。

2.多樣化作圖能力測驗：發(fā)散思維是測量創(chuàng)造力的重要指標(biāo)，也就是大范圍多角度的思維模式。吉爾福特創(chuàng)造力測驗主要用于測量人們發(fā)散思考的能力。其中圖形測驗滿足幼兒思維直觀、具象化的特點。在幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品中可以設(shè)計作圖練習(xí)專區(qū)，讓幼兒利用顏色鮮艷與大小不一的圖形，如正方形、三角形等，組成媽媽的臉、小汽車等兒童較敏感的形態(tài)。通過記錄幼兒圖形使用的數(shù)量與作品完成的數(shù)量及準(zhǔn)確性，判定幼兒對生活內(nèi)容的記憶力、發(fā)散思考的能力以及思維方式是更規(guī)整的固化思維還是樂于嘗試的自由思維，鍛煉幼兒發(fā)散思維，提高創(chuàng)造過程的反應(yīng)速度與新穎性。

3.自由想象繪畫測驗：自由繪畫測驗?zāi)軌蚬膭钭灾鲃?chuàng)作行為，促進(jìn)想象力發(fā)展。應(yīng)用廣泛的托蘭斯測驗中未完成圖畫實驗為受試者提供簡單線條的抽象圖形，讓他們在此基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)造，主要是分析受試者思考過程的流暢度與新穎性。幼兒的想象力多以無意想象為主，目的不明確、主題不穩(wěn)定，并且以再造想象為主，具有復(fù)制性和模仿性。幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品可以基于此實驗方法，設(shè)計自由繪畫創(chuàng)作板塊，首先確定一個繪畫形象目標(biāo)，如你的手、爸爸的眼睛、小鳥等，提供簡單基礎(chǔ)不完整的圖案，以此繼續(xù)繪畫創(chuàng)作。根據(jù)幼兒完成圖畫的復(fù)雜性與精細(xì)度，分析幼兒想象力發(fā)展的程度，同時可以培養(yǎng)幼兒觀察生活的習(xí)慣與自由聯(lián)想的能力。

三、幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品中數(shù)據(jù)挖掘流程設(shè)計

（一）幼兒創(chuàng)造力發(fā)展要素數(shù)據(jù)挖掘指標(biāo)分析

指標(biāo)是利用數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的，測量某個預(yù)期目標(biāo)的方法。根據(jù)總結(jié)的幼兒創(chuàng)造力發(fā)展要素對應(yīng)到數(shù)據(jù)挖掘指標(biāo)可以將其分為五個層級，如圖2，分別是：創(chuàng)造力環(huán)境層、創(chuàng)造力能力層、創(chuàng)造力思維層、創(chuàng)造力人格層、創(chuàng)造力行為層。本次研究的目標(biāo)是通過幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品了解每位幼兒的個體創(chuàng)造力水平及個性化的培養(yǎng)其創(chuàng)造力發(fā)展，通過確定確定幼兒創(chuàng)造力發(fā)展要素數(shù)據(jù)挖掘指標(biāo)，設(shè)計產(chǎn)品的內(nèi)容和選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集技術(shù)，從幼兒與產(chǎn)品的互動結(jié)果與過程中獲取與分析創(chuàng)造力發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)，達(dá)到精準(zhǔn)高效地促進(jìn)幼兒創(chuàng)造力發(fā)展的效果。

（二）幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品的內(nèi)容設(shè)計及創(chuàng)造力數(shù)據(jù)挖掘方法

下面以自由想象繪畫測驗為例，展示產(chǎn)品內(nèi)容與數(shù)據(jù)挖掘的方法：

步驟1：進(jìn)入創(chuàng)造力測驗游戲主界面1（包合兩種不同的設(shè)計風(fēng)格，根據(jù)幼兒的性別進(jìn)行推送，也可讓兒童根據(jù)喜好自己更換），向幼兒講述這間臥室的故事、物品布局，通過情景再現(xiàn)將幼兒的情緒與注意力帶入到游戲中。

步驟2：進(jìn)入創(chuàng)造力測驗游戲主界面2，向幼兒展示本游戲環(huán)節(jié)的若干個任務(wù)，以任務(wù)1“在臥室擺放一張自己的畫吧”為例，通過確定一個繪畫形象目標(biāo)，如小魚、媽媽的眼睛等幼兒易產(chǎn)生情感共鳴的形象，提供簡單的線條，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行繪畫創(chuàng)作。根據(jù)幼兒完成圖畫的復(fù)雜性與精細(xì)度，分析幼兒創(chuàng)造力發(fā)展的程度，同時可以培養(yǎng)幼兒觀察生活的習(xí)慣與自由聯(lián)想的能力，如圖3、4。

步驟3：通過語音提示，幼兒點擊進(jìn)入游戲1“自由繪畫創(chuàng)作測驗”，以小魚為例，先向幼兒展示一些包含小魚的圖像，讓幼兒進(jìn)行選擇。檢驗幼兒是否認(rèn)識熟悉這一物體，若熟悉則游戲繼續(xù)，若不熟悉則更改繪畫主題。

步驟4：根據(jù)前兩個環(huán)節(jié)對幼兒創(chuàng)造力水平的初步判斷，為幼兒推送不同難易程度的圖像，游戲開始，可以創(chuàng)作多幅圖畫，最終由幼兒自己選擇最滿意的一幅展示在臥室中。除了在軟件上進(jìn)行繪畫外，還為幼兒準(zhǔn)備多張印有圖形的卡紙，幼兒可以在紙上創(chuàng)造，通過攝像頭將繪畫結(jié)果錄入軟件內(nèi)，如圖5。

步驟5：對幼兒的創(chuàng)造過程與結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，如表1。

隨著人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)的興起，新技術(shù)用以實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化已經(jīng)在家居、醫(yī)療等領(lǐng)域趨于成熟，但幼兒產(chǎn)品市場還沒有大范圍涉及。創(chuàng)造力作為一個包合注意力、情緒、思維方式等多種能力共同作用的心理活動，幼兒做事的過程是否愉快、什么事物可以更好地調(diào)動幼兒的積極性等都影響創(chuàng)造活動的進(jìn)行。[8]但這些屬于人類微妙的情感變化，難以對其發(fā)展程度進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，所以下面選擇了面部表情識別、語言情緒監(jiān)測以及人體動態(tài)捕捉這三種新技術(shù)用于輔助產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集，對應(yīng)創(chuàng)造力數(shù)據(jù)挖掘指標(biāo)，可以記錄幼兒使用產(chǎn)品過程中哪些產(chǎn)品內(nèi)容符合幼兒的喜好、情感的變化、專注力的程度等，將原本復(fù)雜且抽象的個人特質(zhì)數(shù)據(jù)化直觀地呈現(xiàn)，有利于家長實時掌握孩子的發(fā)展情況，并根據(jù)其興趣與不足進(jìn)行針對性培養(yǎng)[9]。

（三）幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品中的數(shù)據(jù)挖掘流程設(shè)計

由于目前產(chǎn)品大多按年齡分類，并沒有考慮到先天因素與后天發(fā)育對幼兒個人發(fā)展造成的影響，所以利用數(shù)據(jù)挖掘手段分析每個幼兒的差異化需求是目前的設(shè)計方向。[10]如圖6，本次對幼兒創(chuàng)造力養(yǎng)成產(chǎn)品中數(shù)據(jù)挖掘的設(shè)計首先選擇了目前市場上認(rèn)可較高的攝像頭與麥克風(fēng)輔助信息收集，其次基于應(yīng)用較廣泛的創(chuàng)造力測量實驗設(shè)計了鍛煉與檢測幼兒思維方式、記憶力、發(fā)散思維與想象力的游戲，同時運用面部表情識別、語音檢測、人體動態(tài)捕捉技術(shù)輔助產(chǎn)品更精準(zhǔn)、實時地收集幼兒在游戲過程中的數(shù)據(jù)。這樣產(chǎn)品在數(shù)據(jù)支撐下就可以更好地為幼兒推送感興趣的內(nèi)容并且有利于彌補創(chuàng)造力短板，滿足幼兒細(xì)致化與差異化需求。另外，還能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)系統(tǒng)地建立幼兒個體特征數(shù)據(jù)庫，為幼兒創(chuàng)造力培養(yǎng)提供實踐指導(dǎo)。

結(jié)語

培養(yǎng)創(chuàng)造力人才是各國提升國際競爭力的手段，學(xué)前期作為人類發(fā)展進(jìn)程中的開端，選擇3-5歲階段對創(chuàng)造力進(jìn)行初始啟蒙教育有助于幼兒后期綜合能力的提升。同時數(shù)據(jù)挖掘也為幼兒產(chǎn)品市場提供了新的發(fā)展思路，目前產(chǎn)品間存在信息壁壘，幼兒在面對新產(chǎn)品時需要重復(fù)輸入基本信息，產(chǎn)品與兒童間會存在較長的磨合期，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的使用體驗。而數(shù)據(jù)挖掘在未來則可以通過建立兒童個體特征數(shù)據(jù)平臺解決這個問題，通過平臺的建立連通各產(chǎn)品，基于大數(shù)據(jù)形成信息共享新局面。在幼兒心理學(xué)、行為學(xué)等領(lǐng)域的研究也可以基于龐大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，更科學(xué)地進(jìn)行研究的深入與新問題的探索。

基金項目：工業(yè)設(shè)計價值與績效評價研究一一湖南省哲學(xué)與社會科學(xué)基金16yba369研究成果。

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