學齡前兒童教育類APP交互設計原則探究

摘要：通過對國內(nèi)外學齡前兒童教育類APP交互設計現(xiàn)狀研究，分析總結情感化設計理論支撐下的APP交互設計范式，結合學齡前兒童的生理特征、思維特征、情緒特征、心理需求等多方面的研究總結，綜合討論學齡前兒童教育類APP界面設計方法，為學齡前兒童教育APP提供設計方法和理論指導。

關鍵詞：兒童教育；界面設計；交互設計

引言

隨著智能手機、觸屏等交互終端設備的普及，以及數(shù)據(jù)時代背景下教育理念的迭代發(fā)展，推進兒童教育信息化也變得日益重要，《中國教育現(xiàn)代化2035》為兒童教育事業(yè)展現(xiàn)了發(fā)展藍圖。2010年以來，國家多次提倡、鼓勵學校、幼兒園開展信息化教學，進行信息化教育。目前，學齡前兒童父母受教育的程度普遍較高，是伴隨著快速發(fā)展的信息技術成長起來的一代，使得教育類APP很容易讓家長和兒童接受。教育APP應和學齡前兒童之間形成良性互動，并契合兒童認知特點，產(chǎn)生持續(xù)性情緒投射與情感共鳴，增加兒童教育類APP產(chǎn)品競爭力和增強用戶黏度。本文從APP交互設計研究范式和交互設計七大規(guī)則的角度分析入手，對學齡前兒童教育類APP的界面元素布局策略進行研究，在學齡前兒童交互行為設計方面提供新的策略和思路。

1. 國內(nèi)外兒童教育類APP交互設計研究現(xiàn)狀

兒童教育APP憑著優(yōu)秀的互動性和使用的便捷性，成為家長和學校教育的主要輔助工具，但只有在良好的界面元素布局和層級指引下，輔助作用才會凸顯。交互設計是兒童教育類APP的設計研究中討論最多的內(nèi)容。

方浩（2016）[1]等人認為，兒童教育類APP設計應從學齡前兒童的生理與心理特征表現(xiàn)研究出發(fā)，分別從視覺、聽覺、觸覺和心理特征等角度對交互設計原則進行闡釋。祝源（2017）[2]指出，情感化設計理論對APP的用戶界面的視覺設計給出了指導原則和方法。王馨（2018）[3]等人通過情感化設計理論中的反思層面，提出了兒童教育類APP情感化設計方法，即界面語義承載具體情緒、交互操作加入隱式交流和品牌IP化傳遞文化內(nèi)涵。此外還有關于體驗設計和界面設計的研究，如林倩倩（2016）[4]從內(nèi)容、感官、交互反饋、信息結構、視覺設計等方面，探討了學齡前兒童教育類APP的體驗設計要求。在國外研究中，兒童教育類APP是否存在教育意義以及存在多大的教育價值，是大多數(shù)學者所關注的問題。Callaghan MN（2018）[5]等人認為兒童教育APP雖然提供了很多功能，但應用程序設計應為發(fā)展科學服務。

目前，對于兒童教育類APP交互設計的研究，普遍將重點集中在以兒童為中心的用戶體驗設計的界面元素的感官設計，對于以學齡前兒童為主體的認知行為研究為基礎進行的APP界面布局、交互設計范式和交互法則缺少相應的研究。因此，從兒童的認知行為特點研究出發(fā)，分析情感化設計理論下APP交互設計研究范式，總結適應學齡前兒童心理行為特征的教育類APP界面布局策略，提出基本布局方法和原則，是本文研究重點。

2. 情感化設計理論支撐下的APP交互設計研究范式

美國學者唐納德·諾曼（Donald Arthur Norman）提出了情感化設計，將其分為三個層面，即本能層、行為層、反思層[6]。反思層面的設計作為意識、情緒、認知的最高水平，強調(diào)以用戶為中心。

用戶體驗的概念源自交互設計范疇，具有功能性、穩(wěn)定性、易用性、智能性、愉悅創(chuàng)造性五個需求層次。交互設計應完成用戶體驗的目標，即令人得到滿足、心情愉悅、心理上情感上滿意。APP交互設計研究的內(nèi)容包括用戶界面設計、交互行為設計、信息架構與交互流程的設計三個層面。將上述理論基礎結合，再引入認知心理學研究用戶，得出基于情感化設計理論的APP交互設計研究范式，如圖1所示[7]。

情感化設計理論支撐下的APP交互設計研究范式分為四個層次，即功能收集層、內(nèi)容組織層、互動操作層和情感表達層。除功能收集層之外，其他三個層面分別和情感化設計的三個層面相對應，且每個層面都有各自的重點研究內(nèi)容。四個層面之間相對獨立且內(nèi)部存在一定關聯(lián)。

2.1 功能收集層

功能收集層是APP設計的第一階段，主要是在調(diào)研用戶的基礎上分析用戶需求，建立用戶情感模型，通過競品分析確定產(chǎn)品的使用功能，也接受情感表達層的反饋，成為APP迭代更新的基礎。另外，也考慮為獲得利潤和品牌價值為目標的產(chǎn)品定位，以期獲得開發(fā)者和使用者雙贏的局面。

2.2 內(nèi)容組織層

內(nèi)容組織層通過對功能收集層收集來的信息進行信息重組，重組后呈現(xiàn)給用戶的信息應符合用戶使用場景和用戶的行為邏輯。信息的重組方式可以從用戶需求進行結構設計分類，并逐步細分，也可以將獲得的所有信息資料進行分類，再統(tǒng)一整理進行歸納，逐步精簡。通過分析了解用戶使用產(chǎn)品的邏輯心理，將分類的功能模塊通過任務流程進行轉(zhuǎn)換和跳轉(zhuǎn)，考慮傳達給用戶的信息要素進行內(nèi)容安排布局，讓用戶更好地理解和使用。

2.3 互動操作層

互動操作層是關注用戶行為請求以及APP系統(tǒng)如何配合和響應用戶的設計，是用戶與產(chǎn)品的“對話進行時”。具體是對使用者的行為方式、系統(tǒng)的反饋形式、功能模塊間的流轉(zhuǎn)等人機交互方式的研究。該層最能體現(xiàn)“交互”一詞。

2.4 情感表達層

用戶的情感通過前三層的精心準備和設計，并通過多種激勵和引導使用戶情感得以激發(fā)，給用戶帶來出色的感官體驗。設計內(nèi)容包括用戶接觸感知到的圖形、文字、聲音、配色方案、排版和風格等視覺設計要素來引導用戶注意力，以及聽覺感知和觸覺感知，使用戶情感得到滿足和表達。情感化設計理論支撐下的APP交互設計研究范式告訴我們，只有在充分研究用戶需求基礎上，APP才能進行完美的情感表達體現(xiàn)，即視覺界面設計，其設計的合理性和便利性直接影響使用者的感受。在元素布局、操作流程、頁面的轉(zhuǎn)換、內(nèi)容展示等方面，如何根據(jù)兒童的心理認知特點進行界面的完美設計，是本文研究的重點。

3. 學齡前兒童教育類APP交互設計原則

“交互設計之父”阿蘭·庫珀（Alan Cooper）說過“除非有更好的選擇，否則就遵從標準”。交互設計理論是在設計心理學、認知心理學、行為設計或者行業(yè)經(jīng)驗的基礎之上測試和總結而來。認知心理學被公認為是連接設計與客戶、形態(tài)、技能、產(chǎn)品、服務的重要理論基礎。將兒童用戶的認知特征作為一個參考因素反作用于兒童教育APP設計是一種必然。因此，本文從學齡前認知心理學的視角分析學齡前兒童，總結出切合該群體特性的APP界面交互設計原則。

3.1 菲茨定律（FittsLaw）

菲茨定律是人機交互和人體工程學中人類活動的模型，是人機交互界面最成功的指導模型之一。其主要作用是從任意位置快速移動到目標位置所需時間進行預測，這個時間由目標位置的距離（D）和目標大?。⊿）兩個參數(shù)決定[8]。其在產(chǎn)品界面中的主要作用是提高產(chǎn)品的可用性中的效率指標，幫助用戶快速準確完成操作和任務流。按鈕等可點擊的區(qū)域在合理的范圍之內(nèi)越大越容易點擊，反之，越小越不容易操作。觸覺是學齡前兒童認識世界的主要方式。兒童常用8種手勢交互方式有點擊、雙擊、拖拽等，點擊任務是圖形用戶界面的基本任務，也是學前兒童使用最便利的手勢交互。在APP界面優(yōu)化設計的過程中，點擊拖曳目標和返回前進等重要“任務型”按鈕應盡量設置范圍大的目標區(qū)域（菲茨定律中的S參數(shù)），同時配合多種手勢組合動作，充分培養(yǎng)兒童小腦的發(fā)育，刺激大腦皮層，促進大腦皮層機制的提升，通過多元的觸覺輔助提升兒童行為和認知發(fā)展。

3.2 ?？硕桑℉icks Law）

一個人面臨的選擇越多，所需要做出決定的時間就越長。當選項增加的時候，做決定的時間就會增加。選項分類分層。信息分清主次，減少用戶選擇，或者給用戶提供默認值，太多的功能不要都放在首頁上面。給兒童提供較少的選擇，故事情節(jié)用單線程進行聯(lián)系。

市面上兒童教育APP分為兒童自主學習型和家長孩子共同參與型。家長和孩子共同參與體驗和學習的APP，增加親子關系的同時，也培養(yǎng)了家庭教育的環(huán)境，這類APP可以使用稍微復雜的界面。而許多教育類APP需要兒童親身參與并單獨完成，界面的設計應盡量簡潔有效，給兒童提供較少的學習選項，推進教育目標的順利進行。

3.3 米勒定律（7±2法則）

米勒定律，也叫神奇的7±2法則，指出普通人在工作記憶中可以保持感知“信息塊”的數(shù)量是7±2項，也就是5～9項。比如生活很多場景中的電話號碼、銀行卡號、身份證號。我們總是喜歡把一長串數(shù)字拆分開來讀寫和記憶，目的就是降低記憶成本，減少用戶認知負荷，提高信息的易讀性，從而達到防錯的作用[9]。

學齡前兒童大腦發(fā)育不完善，相對于成人的5～9個記憶選項來說，已經(jīng)遠超出了他們的認知負荷，所以在界面設計的時候應充分考慮兒童的記憶成本，必要時候可以用選擇代替記憶，減少目標選項，簡化界面布局，增加產(chǎn)品實用度。

3.4 接近法則（The Law of Proximity）

接近法則反映界面元素之間的親密性，描述觀察者看到對象的彼此鄰近，空間上或者時間上物體靠近的時視為一個整體，我們通常把位置相對靠近的事物當成一個整體，并且在分組過程中，接近法則不會因物體的顏色或者形狀而改變分組，它的權重非常大。

界面中的“接近法則”對于信息分組很重要。把相關信息塊組合在一起，不太相關的信息分離開，從而增強元素之間的關聯(lián)性，強調(diào)空間和位置的分配。接近法則產(chǎn)生群組，減少信息設計的復雜性，引導用戶的視覺流，便于用戶對界面的解讀，減少用戶的認知度，起到至關重要的作用。

相似的信息和功能類別進行分組和布局。目的是讓用戶在視覺上通過組與組之間的區(qū)分，劃分出功能之間的關聯(lián)性，幫助用戶感知界面中傳達的信息組和信息層次之間的關系。

3.5 泰斯勒定律/復雜性守恒定律（Teslers Law）

該定律認為，每一個過程都有其固有的復雜性，這個復雜性存在一個臨界點，超過了這個點就不能再簡化了，只能將固有的復雜性從一個地方移動到另外一個地方。利用新的規(guī)則、設備、技術把復雜轉(zhuǎn)移出用戶的視野，或者簡化掉。復雜自始至終存在，復雜度也是守恒的，但可以通過創(chuàng)新，對用戶的視覺、觸覺和聽覺進行減負，從而達到易用的目的。

學齡前兒童APP界面層級設計中，學習內(nèi)容的層級處理應盡可能清晰明了，把不相關的學習內(nèi)容進行分頁分類處理。針對學齡前兒童尚未建立文字認知，APP的層級識別不能使用文字提示等方式。減少頁面層級的跳躍，使用單線程線性模式展開內(nèi)容教學，或者簡單對內(nèi)容進行分頁分類都是不錯的層級分類方式。例如寶寶巴士APP中將學習內(nèi)容分成看、聽、玩3個大類，每個大類使用一個頁面進行層級處理，層級處理的圖標也使用顏色鮮艷并且生動形象的動物圖標進行展示，符合兒童的形象記憶模式，容易被用戶接受和使用。

3.6 新鄉(xiāng)重夫防錯原則

防錯原則最初用于工業(yè)管理，但在交互設計中也十分適用。認為大部分的意外都是由于設計的疏忽，而不是人為操作的疏忽，通過改變設計可以把過失降到最低。

對于學齡前兒童來說，抽象思維是一件很難的事情，具體直觀的載體是兒童思考問題主要的方式。若產(chǎn)品需要進行廣告植入或者獎勵機制，應盡可能使用語音提示伴隨動畫提示的方式來指導屏幕前的兒童，引導他們完成任務，激發(fā)他們的興趣和積極性，避免因系統(tǒng)設計不當而給他們帶來認知負荷。避免使用不易被發(fā)現(xiàn)的關閉按鈕等不當操作給兒童帶來生氣難過的情緒，產(chǎn)生消極的行為。

3.7 奧卡姆剃刀原理（簡單有效原理）（Occams Razor）

該原理的核心思想是用較少東西可以完成的事情切勿浪費較多的資源。界面中應合并多余流程，減少點擊的次數(shù)和不必要的功能，給出合理選項，提升用戶使用效率。

奧卡姆剃刀原理向我們揭示了解決問題的原則，即抓住本質(zhì)，復雜問題簡單化。這個理論對于兒童教育方面更為有效，學前兒童的記憶精確度不高的特點和無意識的注意行為[10]特征決定了產(chǎn)品的界面設計應簡潔明了，刪除或簡化APP中無用的功能，一些輔助功能可以通過頁面層級的方式或者簡化操作的方法處理。界面布局的簡化可以使用交互方式來處理，引導性交互方式可以簡化交互流程并且符合兒童認知特點。復雜的交互行為對于學齡前兒童來說，除非有一定的教育需求，否則會給他們帶來差的身體體驗和心理感受。

結語

學齡前兒童APP教育模式已經(jīng)被廣大家庭廣泛使用并認可，教育產(chǎn)品的開發(fā)必定會對教育類APP產(chǎn)生深遠影響，因此，做好學齡前兒童教育類APP相關方面設計理論方法研究，具有重大的生產(chǎn)意義和使用價值。本文從分析總結交互設計范式出發(fā)，以APP交互設計七大設計原則理論為突破口，結合學齡前兒童發(fā)育特征、認知特點，從界面的維度明晰適合學齡前兒童APP的交互設計理論方法，提出交互設計原則，為教育APP交互設計經(jīng)驗和理論向更深層次發(fā)展以及兒童類教育APP行業(yè)指明方向。

參考文獻：

[1]方浩，張言林，周婷婷，等.學齡前兒童教育類APP交互設計研究[J].包裝工程.2016， （20）：113-117.

[2]祝源，學前兒童益智教育APP界面的情感化設計研究[D].上海：東華大學，2017.

[3]王馨，王峰.反思層面的兒童教育類App情感化設計研究[J].裝飾，2018，（7）：95-97.

[4]林倩倩，孫遠波.學齡前兒童教育類APP的體驗設計[J].包裝工程 ，2016，（20）：194-197.

[5]Callaghan MN，Reich SM.Are educational preschool apps designed to teach？An analysis of the app market[J].Learning，Media and Technology，2018，（8）：280-291.

[6][美]唐納德·諾曼.設計心理學—3：情感化設計[M].北京：中信出版社，2015.

[7]王曉芳.基于用戶體驗的兒童教育類APP交互設計研究[D].武漢：華中師范大學，2017.

[8]涂華偉.人機交互課程中費茨定律的講授方案探析[J].科教導刊（下旬），2016，（24）：33-34.

[9]輝輝講設計.交互設計必讀的七大定律及設計細節(jié)[EB/OL].（2021-08-13）.https：//www.bilibili.com/video/BV15y4y1V7f1/？spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=dd143cfc316aea1be1492f3dca0475df.

[10]王永強.基于學齡前兒童特征的教育動畫交互設計理念及形式[J].大學，2021， （43）：149-151.

作者簡介：王永強，碩士，高級實驗師，研究方向：計算機視覺動畫。

基金項目：江蘇高校哲學社會科學基金項目（編號：2021SJA0456）；南京工程學院文化藝術創(chuàng)意設計研究院（NJIT Cultural and Artistic Creativity Design Institute）立項課題資助（編號：CACD202011）。