一種益智算數(shù)開鎖玩具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

李卓韋

（江蘇師范大學(xué)，江蘇 徐州221116）

0 引言

在21世紀(jì)科技引領(lǐng)發(fā)展的當(dāng)下，人們的生活節(jié)奏不斷加快。家長本著“不要讓孩子輸在起跑線上”的想法，希望孩子在早期玩玩具的過程中就受到科技吸引，培養(yǎng)孩子對科技的興趣。據(jù)調(diào)查，在兒童玩具中，46%是智慧型玩具，34%是電子型玩具，20%是高檔毛絨布偶型玩具[1]?？梢?，具有科技因素的智慧型玩具和電子型玩具市場潛力大、前景好，而毛絨布偶型玩具市場占有率偏低。根據(jù)皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論，7~11歲兒童思維處于具體運(yùn)算階段，已經(jīng)具有了抽象的概念，可以進(jìn)行邏輯推理，以及簡單的空間想象[2]。因此，這一階段的兒童應(yīng)多做事實(shí)性的技能訓(xùn)練，而益智算數(shù)玩具正好可以作為兒童成長的“啟蒙”導(dǎo)師。

1 需求分析

從玩具吸引力上看，在大多數(shù)情況下，兒童選擇玩具往往受外觀造型影響較大，如玩具車、超人玩具等，其通過對生活中的實(shí)物模仿或者角色扮演，給兒童帶來了新鮮感。而兒童對任何事物的新鮮感都是短時間的，一個玩具玩時間長了難免會失去興趣。這就需要玩具設(shè)計(jì)師不斷深入生活，在兒童玩具外觀設(shè)計(jì)上保持持續(xù)創(chuàng)新。

從用戶心理需求上看，現(xiàn)代社會的發(fā)展使家長不能常常陪伴在兒童身邊，少子化現(xiàn)象與隔代培養(yǎng)現(xiàn)象疊加，更加重了兒童的孤獨(dú)感。對兒童來說，玩具不僅僅是“具”，更是最親密的“玩伴”、可以傾訴心聲的“好朋友”。因此，交互互動性成為現(xiàn)代兒童玩具設(shè)計(jì)的方向。強(qiáng)調(diào)人機(jī)互動的兒童玩具，既可以滿足兒童內(nèi)心所需要的安全感、歸屬感，又可以提高兒童的表達(dá)能力與自信心等，從而增強(qiáng)孩子在現(xiàn)實(shí)中與他人的溝通能力。

從促進(jìn)兒童成長發(fā)育上看，玩具應(yīng)該在“玩”中見“益”。動手能力對孩子來說是一項(xiàng)非常重要的能力。益智類兒童玩具可以讓兒童通過拼接、組裝等活動，充分發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力以及表現(xiàn)力，進(jìn)行自我發(fā)明創(chuàng)造，使大腦一直處于活躍狀態(tài)，激智增慧，開發(fā)右腦。孩子們通過自己的雙手，一步一步完成“杰作”，是優(yōu)秀動手能力的體現(xiàn)。父母讓孩子多動手，比孩子每天在家里看電視、刷視頻要更有意義。在一定程度上也可以幫助孩子擺脫對電子產(chǎn)品的吸引，養(yǎng)成多思考、多創(chuàng)造，用自己的雙手去探索奇妙有趣的世界的習(xí)慣。

從市場發(fā)展上看，目前智慧型玩具中關(guān)于數(shù)字、數(shù)字計(jì)算的玩具設(shè)計(jì)都過于簡單，如僅利用數(shù)字形態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行拼接的造型玩具，以及僅進(jìn)行數(shù)字之間加減運(yùn)算的玩具等。而在智慧型玩具中，關(guān)于開鎖的玩具設(shè)計(jì)，有的找到正確的鑰匙即可完成游戲過程，缺乏對兒童邏輯思維的培養(yǎng)；有的結(jié)合中國傳統(tǒng)文化的精髓，著重培養(yǎng)兒童的綜合思維能力，如孔明鎖等，但其大多缺乏電子屬性，在電動玩具占比較大的今天，已不能滿足市場發(fā)展需求。

2 設(shè)計(jì)思路

針對以上情況，本產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路一是將智慧型玩具與電子型玩具結(jié)合起來，集合了兩者優(yōu)點(diǎn)，回避了玩具單一類型的不足；二是將數(shù)字玩具與開鎖玩具結(jié)合起來，去掉了簡單化，增強(qiáng)了益智屬性；三是產(chǎn)品外形與制造材料，新穎安全，具有現(xiàn)代感，可視化強(qiáng)。

智慧型玩具具體設(shè)計(jì)中，本著創(chuàng)新的原則，打破數(shù)字二維平面模式，采用三維空間立體呈現(xiàn)，利用數(shù)字的形態(tài)特點(diǎn)，相互進(jìn)行組合，使之具有“俄羅斯方塊”的特點(diǎn)。同時，將三維立體數(shù)字與抽象化的鎖形結(jié)合起來，使數(shù)字計(jì)算過程與三維組裝過程相統(tǒng)一，以組裝帶計(jì)算。計(jì)算是組裝的手段，計(jì)算成功方能組裝成功，組裝成功意味著闖關(guān)成功，可帶給孩子樂趣，做到寓教于樂。作品的外觀設(shè)計(jì)，以地球儀為基礎(chǔ)，并與“開鎖”的概念相結(jié)合，做到形態(tài)簡單，避免尖銳的外形為兒童使用玩具留下安全隱患，能很好地達(dá)到保護(hù)兒童的目的。作品采用富有美感的球形透明外殼，可以將內(nèi)部信息很直觀的表達(dá)，以可視帶動可感、可思，給兒童動手拼接時提供解題思路，以便于順利完成整個游戲過程。其顏色搭配以冷色系中的藍(lán)色為基色，配以暖色系中的紅色以及粉紅色，使之冷暖呼應(yīng)，增強(qiáng)視覺美學(xué)效果以及對兒童的持久吸引力。

3 建模方案

模制尺寸統(tǒng)一的三維數(shù)字如圖1所示，用于任意拼組，同時，數(shù)字模型內(nèi)部搭載有電子系統(tǒng)，與基座加載的題目信息相連，特定數(shù)字的特定部分會轉(zhuǎn)變?yōu)樘厥忸伾?（如圖1所示黃色部分），提示用戶解題信息（由圖2可看出數(shù)字2、3拐角處同為特殊部分，示意我們這些拐角是數(shù)字之間的連接部分，至于怎樣連接還需要通過觀看顯示器表面顯示的三視圖）。

圖1 三維數(shù)字立體模型

圖2 益智算數(shù)開鎖玩具的外觀以及構(gòu)成

按鈕1：題目按鈕，按下該按鈕，智能語音系統(tǒng)會給出題目內(nèi)容，用戶以此為基礎(chǔ)信息，進(jìn)行拼裝解題。

按鈕2：判題按鈕，拼接完成之后，按動該按鈕，將解題鑰匙通過通道放入玻璃球內(nèi)部，金屬立方體顯示器會顯示檢測結(jié)果是否正確。

按鈕3：提示按鈕，若要得到一些提示信息，按下該按鈕，智能語音系統(tǒng)會給出提示信息。

闖關(guān)芯片：闖關(guān)芯片設(shè)計(jì)難度等級分為低、中、高，可根據(jù)用戶對算數(shù)的簡單或復(fù)雜的需求來配置如圖3所示。低等級芯片內(nèi)容包含十以內(nèi)的加減法；中等級芯片內(nèi)容包含乘法口訣、除法運(yùn)算等內(nèi)容；高等級芯片內(nèi)容會繼續(xù)增加難度。

圖3 數(shù)字拼裝結(jié)果示例

類似于地球儀的外觀，方便用戶更加立體地觀察。用戶可以在可滑動層的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動球體，從而更直觀的觀察金屬顯示器各個平面上顯示的目標(biāo)三維結(jié)構(gòu)的三視圖如圖4所示。基座是電子產(chǎn)品，配備了智能語音系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)自身需要，在基座后面的插口內(nèi)插入不同難度的芯片，就可以挑戰(zhàn)不同難度的題目。

圖4 三視圖效果展示

4 操作說明

益智型玩具以訓(xùn)練孩子的空間想象能力、思維敏捷能力、以及實(shí)際動手能力為目的，采用“闖關(guān)式”游戲模式，在完成本關(guān)卡之后，方可進(jìn)入下一關(guān)。

在使用前，用戶可以根據(jù)自身情況選擇適宜難度的芯片，插入基座卡槽中，等待基座中心系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)。等待提示音“已加載完畢，快開始闖關(guān)吧”。

按下題目按鈕，智能語音介紹題目內(nèi)容，用戶根據(jù)題目內(nèi)容進(jìn)行基本邏輯運(yùn)算，得出結(jié)果。在可滑動層范圍內(nèi)，任意轉(zhuǎn)動球體觀察智能顯示器上所顯示的目標(biāo)三維結(jié)構(gòu)的三視圖，并根據(jù)三視圖做拼接。立體數(shù)字同樣也是智能電子設(shè)備，會根據(jù)讀取的題目的目標(biāo)結(jié)果，在拼接的數(shù)字本體上的需要互相組合部分，會有醒目顏色的提示，提示用戶在該數(shù)字上，這一部分是需要與其他數(shù)字互相組合在一起。完成題目，并放入顯示器內(nèi)，顯示器會自動檢測拼接是否正確，如果正確會有提示“恭喜你小朋友，你太棒了，好聰明啊，繼續(xù)努力哦”等，如果失敗會有“別灰心，快看看‘提示按鈕’有哪些提示吧，按下按鈕3即可獲得提示”益智算數(shù)開鎖玩具的操作流程如圖5所示。

圖5 益智算數(shù)開鎖玩具的操作流程

5 結(jié)語

兒童的成長離不開玩具，有趣的玩具將使兒童受益終身。在科技創(chuàng)新引領(lǐng)時代發(fā)展的今天，兒童玩具市場必將是益智類玩具的天下。本產(chǎn)品結(jié)合了智慧玩具與電子玩具的優(yōu)點(diǎn)，安全性好、可玩性強(qiáng)、性價(jià)比高，符合市場發(fā)展，前景可觀。當(dāng)然，要占領(lǐng)消費(fèi)者市場，還需要在品牌宣傳、使用感受等方面下功夫。在產(chǎn)品進(jìn)入市場初期，廠家與商家可以通過舉行促銷、抽獎、發(fā)紅包等活動，激發(fā)起消費(fèi)者的購買欲望。并在售出科學(xué)實(shí)驗(yàn)套裝后積極做好玩具售后服務(wù)，搜集用戶反饋信息、及時解決用戶的意見，進(jìn)一步完善功能、豐富設(shè)計(jì)，不斷提升品牌知名度，爭做創(chuàng)新的兒童玩具名優(yōu)品牌。