針對(duì)學(xué)齡前兒童的智能親子玩具設(shè)計(jì)研究

周苗苗

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

文章編號(hào)：1003-0069（2021）10-0120-04

引言

玩具是陪伴孩子成長(zhǎng)的重要玩伴，貫穿兒童成長(zhǎng)始末，親子玩具是玩具市場(chǎng)上的細(xì)分，更注重游戲時(shí)父母和孩子的共同參與。隨著時(shí)代的發(fā)展以及社會(huì)文化水平的提高，對(duì)于兒童玩具的要求不僅僅是娛樂和益智功能，更賦予了玩具能夠擔(dān)任親子交流工具的期望?，F(xiàn)代科技發(fā)展與新技術(shù)新材料在兒童玩具中的應(yīng)用，既能帶來更多元的感官體驗(yàn)，同時(shí)也給父母參與游戲帶來了更多機(jī)會(huì)。但是市面上玩具雖然標(biāo)明可以親子共同游戲，實(shí)際上孩子單方面參與即可以完成操作，或者父母在一旁起到單純指導(dǎo)作用，忽略了父母可以作為游戲參與者的角色，沒有真正滿足父母和孩子對(duì)于親子玩具需求。文章選取2-6歲兒童為研究對(duì)象，提出了基于卡諾模型和TRIZ理論的學(xué)齡前兒童親子玩具設(shè)計(jì)方法，使玩具滿足親子雙方需求，增加親子之間情感交流與互動(dòng)樂趣。

一、理論背景

（一）卡諾模型

卡諾模型（Kano Model）是一種重要的需求分析方法，實(shí)施方法是結(jié)構(gòu)型問卷，由授野紀(jì)昭基于卡諾模型對(duì)用戶需求的細(xì)分原理提出。運(yùn)用卡諾模性對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行屬性分類，可以獲得對(duì)用戶滿意度影響比較大的指標(biāo)，提取出主要用戶需求。根據(jù)卡諾模型，可以將產(chǎn)品屬性分為5類，即基本需求、期望需求、魅力需求、無關(guān)需求以及逆向需求?；拘枨笫侵赣脩魧?duì)性能的缺失表現(xiàn)為完全不滿，但隨著性能的恢復(fù)并不能提高滿意度;如果用戶期望的需求滿足時(shí)，滿意度也會(huì)相應(yīng)提高，得不到滿足，用戶滿意度下降;如果魅力需求得到滿足，用戶還會(huì)感到驚喜，未被滿足，也不會(huì)引起用戶不滿。在設(shè)計(jì)卡諾問卷時(shí)，針對(duì)提出的每一種需求，設(shè)置正反兩方面問題，分別詢問為用戶提供該需求與不提供該需求時(shí)，用戶的態(tài)度取向，用5分制李克特量表進(jìn)行打分。“不喜歡”為1分，“勉強(qiáng)忍受”為2分，“無所謂”為3分，“必須這樣”為4分，“喜歡”為5分。將問卷結(jié)果按照卡諾形式進(jìn)行歸類，歸類方式具有六個(gè)屬性，詳情見表1，其中M為必備需求，O為期望需求，A為魅力需求，I為無差異需求，R為逆向需求，Q為可疑需求。之后進(jìn)行需求滿意度計(jì)算，用戶滿意度指數(shù)（CSI）計(jì)算公式如下：（1）滿意度指數(shù)（S11）=（A+O）/（A+O+M+I）;（2）不滿意度指數(shù)（DDl）=-（O+M）/（A+O+M+I）。通過對(duì)用戶滿意度指數(shù)的分析，最終獲得優(yōu)先考慮需求項(xiàng)。其中SII：是增加后的滿意系數(shù)，其數(shù)值通常為正，數(shù)值越大，用戶滿意度會(huì)提升越快：DDI：是消除后的不滿意系數(shù)。其數(shù)值通常為負(fù)，數(shù)值越小，用戶滿意度會(huì)下降越快。

（二）TRIZ理論

TRIZ理論是“發(fā)明問題解決理論”的俄文首字母縮寫，是由阿奇舒勒建立的一套體系化的、實(shí)用的發(fā)明問題解決方法。能夠發(fā)現(xiàn)和消除產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的技術(shù)矛盾以及滿足用戶需求時(shí)所遇到的沖突問題，具體過程如圖l。在親子玩具設(shè)計(jì)時(shí)通過卡諾模型獲得用戶需求，建立理想功能模型，利用理想水平衡量公式對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿足功能時(shí)會(huì)遇到相應(yīng)矛盾和技術(shù)沖突，使用TRIZ理論中39個(gè)通用工程參數(shù)進(jìn)行問題描述，進(jìn)行構(gòu)造矛盾沖突矩陣，尋找40個(gè)發(fā)明原理序號(hào)，來得到設(shè)計(jì)最優(yōu)解。

二、基于卡諾模型的用戶需求提取

（一）親子玩具需求來源

前期卡諾問卷需求獲取采用文獻(xiàn)查閱，玩具市場(chǎng)分析，用戶訪談與半?yún)⑴c式觀察。訪談對(duì)象包括兒童，父母，祖父母，以及幼教，并在訪談期間觀察孩子行為與親子之間的互動(dòng)模式。目標(biāo)人群是2-6歲學(xué)齡前兒童，查閱相關(guān)論文和資料，得出學(xué)齡前兒童的生理和心理特征以及對(duì)親子關(guān)系的訴求：幼童從兩歲開始逐漸能夠識(shí)別并能準(zhǔn)確說出形狀和色彩吲，也逐漸調(diào)動(dòng)更多感覺器官來認(rèn)識(shí)世界，在親子關(guān)系上會(huì)希望父母能夠更多地陪伴自己，也喜歡和其他人共同玩玩具。通過市場(chǎng)調(diào)研和網(wǎng)上資料整理得出玩具類型集中于以下幾種形式：運(yùn)動(dòng)型，鍛煉孩子肌肉力量與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng);智力型，培養(yǎng)孩子思維能力;技巧型，幫助孩子學(xué)習(xí)一些生活技能;陪伴型，替代父母陪伴孩子成長(zhǎng)。最后對(duì)初步調(diào)研結(jié)果整理歸納，得出親子玩具需求列表，如圖2所示，得出玩具類型，家長(zhǎng)角色，玩具功能，玩具屬性四種一級(jí)指標(biāo)，17個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

（二）問卷收集以及處理

1.問卷回收：本研究選取線上線下結(jié)合的形式，回收問卷65份，有效問卷65份，刪除選項(xiàng)中填寫沒有孩子的答卷13份，共計(jì)52份答卷，有效率80%，其中家有學(xué)齡前兒童人群?jiǎn)柧碡暙I(xiàn)率76%，具有較高的代表意義。將問卷數(shù)據(jù)導(dǎo)入spass 26.O進(jìn)行信度和效度檢驗(yàn)，正向問題和反向問題克隆巴赫系數(shù)均大于0.8，效度KMO均大于0.7，顯著性為0，說明問卷內(nèi)在信度比較好，正反問題具有較好一致性，調(diào)查結(jié)果有可信度。

2.問卷卡諾模型處理：將問卷數(shù)據(jù)按照卡諾功能分類表進(jìn)行處理，獲得每種需求頻數(shù)，之后進(jìn)行用戶滿意度指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最終結(jié)果如表2所示。從圖中可以看出N7益智教育和N12造型是屬于期望需求，是家長(zhǎng)在購(gòu)買玩具時(shí)優(yōu)先考慮的因素，而N1，N3， N4， N10， N13， N14， N17屬于無差異需求，對(duì)用戶影響較小。N15使用周期是基本需求，家長(zhǎng)不會(huì)選擇容易壞，周期太短的親子玩具。從魅力型需求A中也看出手工操作，多人互動(dòng)，游戲參與，柔軟溫和的玩具會(huì)讓用戶更青睞。

為更精確地了解用戶需求及程度，將SSI和DII引入卡諾模型Better-worse四象限圖，SSI值為橫軸，Dll的絕對(duì)值為縱軸，具體如圖3所示，排除上文中的無差別需求，并以SSI和Dll的均值為參考數(shù)值。

3.需求分析：落在第一象限內(nèi)有N7益智教育和N9興趣技能，屬期望型需求，能夠?qū)⒆舆M(jìn)行智力開發(fā)以及激發(fā)興趣是家長(zhǎng)所喜歡的，同時(shí)也是玩具該有的屬性，沒有會(huì)導(dǎo)致家長(zhǎng)對(duì)玩具的不滿意，是急需且重要，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該著重考慮。落在第二象限內(nèi)有N12造型卡通有趣和N15使用周期，屬于必備需求，造型有趣，能夠激發(fā)孩子想要玩的興趣，玩具還具有較長(zhǎng)的使用周期，家長(zhǎng)認(rèn)為是必須的，擁有不會(huì)造成太大滿意度，沒有便會(huì)不滿意。落在第三象限有N6主要執(zhí)行者、N11操作趣味，屬無差異需求，家長(zhǎng)并不喜歡自己占主導(dǎo)的說教型親子玩具，這會(huì)讓孩子和家長(zhǎng)失去興趣，操作趣味對(duì)家長(zhǎng)來說也并非必須功能，設(shè)計(jì)時(shí)并非重要考慮因素。落在第四象限有N2手工操作型、N5參與游戲型、N8輔助社交、N16柔軟溫和，屬魅力型需求，此特點(diǎn)增加會(huì)讓家長(zhǎng)欣喜。手工操作能夠鍛煉孩子的協(xié)調(diào)能力，同時(shí)能夠開發(fā)智力;共同參與游戲也能輔助孩子社交，有利于孩子性格的培養(yǎng)。另外，家長(zhǎng)對(duì)待玩具材質(zhì)和特性希望是溫和柔軟的，體現(xiàn)了對(duì)玩具安全的重視，具備該特質(zhì)能夠增加玩具親近性。增加魅力需求因素會(huì)讓家長(zhǎng)產(chǎn)生滿意感，可以納入設(shè)計(jì)考慮中。

4.重要設(shè)計(jì)需求提?。壕C合Better-worse四象限圖，卡諾模型功能分類和用戶滿意度指數(shù)，得出學(xué)齡前親子兒童玩具設(shè)計(jì)需求：1.玩具功能中N7益智教育和N9興趣技能2.玩具屬性中的N12造型趣味以及N15較長(zhǎng)的使用周期納入設(shè)計(jì)主要考慮因素中3.魅力需求中的N5、N2、N8具有很高的SSI值，即手工操作，參與游戲，輔助社交，滿足親子玩具的交互需求，可以共同歸為互動(dòng)性;N16溫和的材質(zhì)，從安全和親近性角度考慮，設(shè)計(jì)時(shí)可以采納。提升家長(zhǎng)滿意度，魅力需求可以有所側(cè)重。所以文章主要著眼點(diǎn)在于功能上益智，使用周期長(zhǎng);體驗(yàn)上趣味，具有互動(dòng)性;材質(zhì)上滿足安全，溫和的特性。

三、基于TRIZ理論的親子玩具設(shè)計(jì)要素分析

（一）技術(shù)沖突描述與解決

TRIZ理論將工程中的沖突分為技術(shù)沖突和物理沖突等2類，根據(jù)阿奇舒勒的定義，技術(shù)沖突是指一個(gè)作用同時(shí)導(dǎo)致有用和有害等2種結(jié)果，常表現(xiàn)為2個(gè)子系統(tǒng)A與B之間的沖突，當(dāng)A改善時(shí)，B隨之惡化。

親子玩具設(shè)計(jì)要素中，家長(zhǎng)對(duì)玩具的益智教育和培養(yǎng)興趣技能最為看重，提高兒童的認(rèn)知以及激發(fā)他們對(duì)事物的興趣也是設(shè)計(jì)中著重考慮的功能點(diǎn)。對(duì)兒童有益智作用的玩具，設(shè)計(jì)會(huì)相對(duì)復(fù)雜，玩法多樣，但是產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜會(huì)造成認(rèn)知困難，同時(shí)加工會(huì)有難度。將這一矛盾用39個(gè)工程參數(shù)進(jìn)行描述，可得到能改善的參數(shù)是35適用性和多用性，玩法多樣，以及36系統(tǒng)復(fù)雜性，滿足孩子的探索心理;相對(duì)惡化的參數(shù)是32可制造性降低，生產(chǎn)流程變得復(fù)雜。

親子玩具設(shè)計(jì)要素二是產(chǎn)品使用周期。提高玩具使用周期，要求產(chǎn)品可靠性高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，但是一定程度上會(huì)導(dǎo)致玩具多樣性降低，功能比較固化。將這一矛盾用39個(gè)工程參數(shù)進(jìn)行描述，需要改善的參數(shù)是13結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及33系統(tǒng)的可操作性，相對(duì)惡化的參數(shù)是35系統(tǒng)的適用性和多用性。

親子玩具設(shè)計(jì)要素三是趣味因素，可以在造型上多考慮。學(xué)齡前孩子對(duì)外形卡通有趣的玩具更敏感，家長(zhǎng)在選取親子玩具時(shí)也會(huì)遵循孩子興趣。造型卡通，圓潤(rùn)安全，這樣會(huì)導(dǎo)致曲面較多，生產(chǎn)困難。將這一矛盾用39個(gè)工程參數(shù)表示，如表5，得到可改善的參數(shù)12形狀和35適用性和多用性，相對(duì)惡化的參數(shù)是32可制造性和34可維修性。

親子玩具設(shè)計(jì)要素四是互動(dòng)性，共同參與游戲。玩具能夠?qū)崿F(xiàn)親子共玩，適用性需要提升，具有多樣的玩法，借用智能技術(shù)，用手機(jī)將家長(zhǎng)和孩子聯(lián)系一塊，創(chuàng)造多種玩法。滿足這種需求會(huì)帶來玩具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，將這種沖突用39個(gè)工程參數(shù)表示，可得到可改善的參數(shù)是35適用性和多用性以及39自動(dòng)化，提高兒童玩具的智能化水平，相對(duì)惡化的參數(shù)是36系統(tǒng)的復(fù)雜性。

綜上分析，若是滿足學(xué)齡前親子玩具中益智，興趣，互動(dòng)，使用周期的需求能夠改善的參數(shù)是12形狀，13結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，33可操作性，35適用性和多樣性，39自動(dòng)化，惡化的參數(shù)32制造性，34可維修性以及36系統(tǒng)復(fù)雜性，具體見表3。

依據(jù)阿奇舒勒沖突矩陣尋找并確定對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理，得出以下發(fā)明原理可以解決上述沖突，如表4所示，N1.分割，即將物體分割成不同材料或者可組裝或拆卸的部分，保證玩具玩法多樣又易于生產(chǎn)，同時(shí)玩具也會(huì)讓孩子手工操作，開發(fā)智力;N5.組合，即玩具組合特性，模塊塊組合，增加玩法，父母也能參與其中;N6.多用性，即不只一種功能，激發(fā)孩子創(chuàng)造力和興趣;N7.嵌套，即物體存在穿插關(guān)系，玩具可以易于運(yùn)輸，收納又可以節(jié)省空間;Nl0.預(yù)先作用，即利用智能特性，家長(zhǎng)可提前設(shè)置好不同玩法類型，避免膩煩心理;N14.曲面化，即玩具曲面形態(tài)，減少尖角，保障安全，同時(shí)運(yùn)用分割原理設(shè)計(jì)成模塊化，便于制造。N15.動(dòng)態(tài)特征，即玩具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為活動(dòng)型，方便替換和檢查部件;N17.空間維數(shù)變化，即玩具既可以搭建三維立體圖形，又可以通過一定操作變成二維平面，獲得更佳體驗(yàn);N23.反饋，即玩具具有動(dòng)態(tài)的操作反饋，親子享受共玩的樂趣，增進(jìn)親子關(guān)系;N26.復(fù)制，即可以設(shè)計(jì)為多個(gè)組件構(gòu)成的玩具，每一塊具有可替換性;N27.廉價(jià)替代，即選用便宜的材料，節(jié)省成本，保障安全;N30柔性殼體或薄膜;即玩具外部可有軟性材質(zhì)包裹，增加親近性，也更加可靠;N40.復(fù)合材料，集合多種材料優(yōu)點(diǎn)，高比強(qiáng)度，高比模量，安全，使用周期長(zhǎng)。

（二）技術(shù)沖突描述與解決總結(jié)

通過上述分析，獲得學(xué)齡前兒童親子智能玩具需求沖突以及對(duì)應(yīng)解決方案，方案歸類匯總，最終結(jié)果如圖4所示。

四、親子玩具設(shè)計(jì)實(shí)踐與驗(yàn)證

（一）設(shè)計(jì)方案展示

1.玩具基本介紹：本次實(shí)踐針對(duì)家庭情景，利用上述矛盾解決方案展開設(shè)計(jì)。結(jié)合5號(hào)組合，7號(hào)嵌套，26復(fù)制，27廉價(jià)替代原理，玩具組成包括三部分，如圖5所示，一對(duì)親子智能玩具、六種顏色，四種形狀自由組合而成的16塊六邊形積木片，積木四周具有磁性貼片，以及與玩具配套且可選擇游戲模式的微信小程序。目的是通過親子配合提高2-6歲孩子對(duì)顏色形狀的認(rèn)知能力。最終滿足益智與培養(yǎng)興趣技能的需求，同時(shí)保證玩具使用周期長(zhǎng)，材質(zhì)溫和，造型和互動(dòng)有趣。

2.玩法介紹

玩法一：是親子各使用一對(duì)親子玩具，尋找地上的同一塊磁性片。父母和孩子依次按下手里的玩具按鈕，其中一個(gè)出現(xiàn)磁性片里的形狀，另一個(gè)出現(xiàn)磁性片里的顏色，當(dāng)顏色和形狀正好能對(duì)應(yīng)上16個(gè)磁性積木片中一個(gè)，即可獲得一分，得到一個(gè)星星獎(jiǎng)勵(lì)，星星數(shù)量會(huì)在手機(jī)里展示，手中玩具并伴有音樂提示。手中玩具里出現(xiàn)某種形狀或者顏色時(shí)，會(huì)有語(yǔ)音播報(bào)，幫助孩子辨認(rèn)顏色形狀，加強(qiáng)孩子對(duì)顏色和形狀的辨識(shí)能力，如圖6所示。

玩法二：是考慮2歲以上孩子具有自由行為能力，并結(jié)合6號(hào)多用性，17號(hào)空間多維性原理，如圖7所示，親子共同進(jìn)行磁性積木塊拼圖，創(chuàng)造自己想要的圖案，然后在上面游戲，提高身體協(xié)調(diào)性。因?yàn)橹苓厓?nèi)含磁性貼片，可以拼成立體圖形，期間需要父母協(xié)作才能完成，孩子可以從里面爬行穿插。在小程序里有親子拼圖參考的模板。

反饋設(shè)計(jì)：結(jié)合23反饋和10號(hào)預(yù)先原理，家長(zhǎng)還可以通過手機(jī)上對(duì)應(yīng)的小程序提前設(shè)置玩具聲音反饋，比如選擇系統(tǒng)自帶音樂庫(kù)，或者自行錄音，把孩子的聲音設(shè)置為提示音樂;同時(shí)玩具還可以記錄孩子語(yǔ)音，上傳微信小程序并進(jìn)行情緒分析，即使家長(zhǎng)不在身邊也能了解孩子的狀態(tài);手中玩具開關(guān)在左耳，孩子捏動(dòng)左耳，便可啟動(dòng)玩具，同時(shí)左耳亮起，屏幕出現(xiàn)開機(jī)動(dòng)畫。具體展示如圖8所示。

3.玩具參數(shù)：根據(jù)40號(hào)復(fù)合材料和30柔性殼體原理，磁性積木塊外圍選用的是無毒，比強(qiáng)度高的材質(zhì)，也適合中空注塑成型，內(nèi)部嵌入磁鐵，進(jìn)行隨意拼接磁性積木塊;中間是短毛絨布料包裹，營(yíng)造暖性氛圍，適合孩子爬行;親子玩具外殼，PP材料，無毒耐摔，如圖9所示。表5用戶評(píng)價(jià)指標(biāo)

（二）設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證

智能親子玩具設(shè)計(jì)完成，再次通過線上形式，面向有學(xué)齡前兒童的家長(zhǎng)和幼教投放。問卷內(nèi)容來源前期需求模型和用戶體驗(yàn)要素，從審美、認(rèn)知、交互、情感四種體驗(yàn)維度九個(gè)問題進(jìn)行展開，具體見表5。問卷形式采用七分制李克特量表，從非常不同意1分到非常同意7分。最后問卷結(jié)果顯示每一項(xiàng)均分均大于5分，審美體驗(yàn)，認(rèn)知體驗(yàn)和交互體驗(yàn)層次均分在5.5分以上，其中交互層面互動(dòng)性6.25分，得分最高，總體具有較高的家長(zhǎng)滿意度。具體說明如下：

1.玩具能讓親子雙方共同參與到游戲中，增強(qiáng)親子關(guān)系;

2.通過對(duì)形狀顏色的認(rèn)知以及個(gè)性化拼圖，有助于提升學(xué)齡前兒童行為與認(rèn)知能力，滿足益智需求;

3.造型圓潤(rùn)趣味，同時(shí)材質(zhì)與多樣玩法利于玩具生命周期的延長(zhǎng)，滿足家長(zhǎng)對(duì)于玩具使用周期的期望。

結(jié)論

文章結(jié)合卡諾模型和TRIZ理論優(yōu)勢(shì)，提出了智能親子玩具創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法?？ㄖZ模型對(duì)用戶需求進(jìn)行提取，得出家長(zhǎng)和幼教對(duì)親子玩具比較看重益智，激發(fā)興趣，形態(tài)和互動(dòng);通過TRIZ理論進(jìn)行沖突分析，發(fā)現(xiàn)技術(shù)沖突，并找到相應(yīng)的解決辦法，最后展開設(shè)計(jì)實(shí)踐和用戶評(píng)價(jià)。結(jié)果表明親子玩具能夠滿足雙方的期望，提升家長(zhǎng)參與感并滿足益智和趣味的需求。同時(shí)證明該方法的可行性，不僅適用于親子玩具，也可以應(yīng)用到其他工業(yè)創(chuàng)新或者產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域。