基于KANO-AHP-QFD的兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具設(shè)計(jì)

摘要：本研究旨在設(shè)計(jì)一款兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具，以增進(jìn)兒童的使用意愿與使用體驗(yàn)為目標(biāo)，改善感覺(jué)統(tǒng)合失調(diào)（SID）現(xiàn)象，促進(jìn)兒童健康發(fā)展。集成KANO- AHP- QFD的方法，運(yùn)用KANO模型劃分用戶屬性需求，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)模型。采用AHP方法評(píng)估各需求的綜合權(quán)重，最終建立QFD模型將需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)指標(biāo)。研究結(jié)果表明，在兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具設(shè)計(jì)中，“材料無(wú)毒無(wú)害”“專業(yè)性指導(dǎo)”“互動(dòng)性反饋”等指標(biāo)至關(guān)重要，設(shè)計(jì)工作應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這些指標(biāo)本研究的結(jié)果為兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩具的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)合理的方向，對(duì)兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公眾對(duì)兒童全面健康成長(zhǎng)的關(guān)注顯著提升。兒童成長(zhǎng)的初期是大腦和身體綜合能力發(fā)展的關(guān)鍵階段，然而許多兒童在這一時(shí)期常出現(xiàn)感覺(jué)統(tǒng)合失調(diào)（SID），且這一現(xiàn)象的發(fā)生比例仍在逐年上升。研究表明，學(xué)齡前兒童中大約 $5＼%$ 至 $10＼%$ 表現(xiàn)出此癥狀，3至6歲是兒童感覺(jué)統(tǒng)合能力發(fā)展的關(guān)鍵期，但目前的相關(guān)產(chǎn)品不能很好地滿足兒童的多樣化需求。本文將通過(guò)集成KANO模型、AHP層次分析法和QFD質(zhì)量功能部署方法，將感覺(jué)統(tǒng)合訓(xùn)練理念融入兒童玩具設(shè)計(jì)中，以激發(fā)兒童興趣，改善使用體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)齡前兒童的健康發(fā)展。

一、兒童感覺(jué)統(tǒng)合現(xiàn)狀概述

在兒童早期發(fā)展研究中，感覺(jué)統(tǒng)合理論已成為支持兒童成長(zhǎng)的核心框架。該理論由美國(guó)南加州大學(xué)的艾爾絲博士（A.Jean Ayres）于20世紀(jì)60年代末提出，解釋了感官信息整合對(duì)兒童認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)技能和情感調(diào)節(jié)的影響。感覺(jué)統(tǒng)合涉及視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、前庭覺(jué)和本體覺(jué)等感官系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，直接影響兒童的行為和學(xué)習(xí)能力[4]。

我國(guó)在感覺(jué)統(tǒng)合研究領(lǐng)域起步較晚，主要依賴專業(yè)機(jī)構(gòu)的訓(xùn)練干預(yù)，家庭教育和行為支持仍不足。同時(shí)，市場(chǎng)上的感覺(jué)統(tǒng)合玩教具多為傳統(tǒng)蒙臺(tái)梭利玩具，存在設(shè)計(jì)和功能上的不足。許多玩具僅針對(duì)單一感官系統(tǒng)，忽視了多感官整合的需求，同時(shí)一些產(chǎn)品缺乏科學(xué)依據(jù)和系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，難以有效支持兒童的感覺(jué)統(tǒng)合。因此，創(chuàng)新和優(yōu)化感覺(jué)統(tǒng)合玩教具變得尤為重要，這種優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅幫助了兒童在游戲和學(xué)習(xí)中進(jìn)行感官整合，提升兒童的協(xié)調(diào)、認(rèn)知和社交能力，還為教育工作者和家長(zhǎng)提供更有效的工具，改善兒童的學(xué)習(xí)效果。

二、集成KANO-AHP-QFD的設(shè)計(jì)流程構(gòu)建

設(shè)計(jì)方法涵蓋規(guī)范性程序、技術(shù)和工具，用于指導(dǎo)實(shí)踐。KANO模型能系統(tǒng)地分類和解釋用戶需求，但在評(píng)估這些需求相對(duì)重要性方面存在不足。將AHP（層次分析法）引入KANO模型，通過(guò)計(jì)算需求項(xiàng)之間的相對(duì)權(quán)重，能夠在KANO模型的框架下明確各需求項(xiàng)目的優(yōu)先級(jí)和重要性，從而優(yōu)化用戶需求的綜合排序。雖然KANO- AHP模型能夠精準(zhǔn)識(shí)別關(guān)鍵需求，但其在設(shè)計(jì)階段仍缺乏針對(duì)性的指導(dǎo)，而QFD（質(zhì)量功能部署）模型可以將明確的用戶需求轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計(jì)特性，并進(jìn)一步細(xì)化設(shè)計(jì)特征的重要性。這種系統(tǒng)化的整合不僅幫助將用戶需求與設(shè)計(jì)要求精準(zhǔn)對(duì)接，還為產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的決策提供了有力支持，優(yōu)化了設(shè)計(jì)效果和效率。針對(duì)學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合產(chǎn)品現(xiàn)存問(wèn)題的總結(jié)和分析，通過(guò)集成KANO、AHP和QFD3種方法形成以下產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程。

1. KANO模型用戶需求分析：使用KANO模型從不同個(gè)層面對(duì)學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求進(jìn)行研究，明確學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必要性、可實(shí)現(xiàn)性;2.AHP分析需求綜合權(quán)重：將KANO模型獲得的初步需求轉(zhuǎn)化為AHP3層級(jí)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具設(shè)計(jì)的AHP分析模型。通過(guò)專家評(píng)分建立需求判斷矩陣，最終確定需求的重要性排序;3.QFD質(zhì)量屋確定設(shè)計(jì)要素權(quán)重：利用QFD將用戶需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)特征，并將相關(guān)數(shù)據(jù)填入QFD質(zhì)量屋中，以進(jìn)行設(shè)計(jì)要素的權(quán)重排序;4.設(shè)計(jì)實(shí)踐：根據(jù)KANO-AHP-QFD綜合分析得到的學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特征和要素開(kāi)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐。

三、基于KANO的兒童感覺(jué)玩教具需求獲取及分類

為確保設(shè)計(jì)輸出與用戶期望相符，運(yùn)用了KANO模型來(lái)開(kāi)展用戶需求調(diào)研與分析。通過(guò)整理調(diào)查結(jié)果以及開(kāi)展用戶訪談，共訪談了8位相關(guān)用戶，分別為4位兒童家長(zhǎng)以及4位感統(tǒng)培訓(xùn)教師，對(duì)訪談內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)提煉，得到了兒童感統(tǒng)玩具的初步需求特征。同時(shí)將重復(fù)的和互為反義的需求歸納到同一類別中，并最終得出了20項(xiàng)具有代表性的需求，詳見(jiàn)表1。

參照KANO問(wèn)卷設(shè)計(jì)原則，制作了李克特5級(jí)問(wèn)卷以獲取用戶需求。問(wèn)卷從正向和負(fù)向兩個(gè)維度評(píng)估需求。邀請(qǐng)了兒童家長(zhǎng)和感統(tǒng)訓(xùn)練相關(guān)從業(yè)人員填寫(xiě)問(wèn)卷，采用線上問(wèn)卷方式共發(fā)放107份，回收有效問(wèn)卷100份，有效率為 $93.46＼%$ 。對(duì)收集到的用戶需求數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，對(duì)相同類別的數(shù)值進(jìn)行歸納匯總，并計(jì)算各類屬性條目的累計(jì)數(shù)量[10]。根據(jù)每個(gè)編號(hào)下數(shù)值最大的項(xiàng)確定其KANO屬性，將用戶需求項(xiàng)的分析結(jié)果匯總于表2。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)和計(jì)算公式，得出了各功能的Better- Worse系數(shù)，并繪制了對(duì)應(yīng)的四分位圖，見(jiàn)圖1。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可以得出兒童感統(tǒng)玩教具用戶需求項(xiàng)中，魅力型需求（A）包括科學(xué)引導(dǎo)、智能交互等6個(gè)需求項(xiàng);期望型需求（O）包括情感聯(lián)系、效果反饋等5個(gè)需求項(xiàng);必備型需求（M）包括使用效果和可操作性等4個(gè)需求項(xiàng)。其中，必備型需求（M）代表著在產(chǎn)品中本應(yīng)該存在的功能，因此可在魅力型需求（A）以及期望型需求（O）相關(guān)需求項(xiàng)上深入展開(kāi)設(shè)計(jì)。

三、基于AHP的兒童感統(tǒng)玩教具需求權(quán)重分析

（一）兒童感統(tǒng)玩教具設(shè)計(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)層級(jí)構(gòu)建

根據(jù)KANO問(wèn)卷的調(diào)研結(jié)果，鑒于無(wú)差異需求（I）不對(duì)提升用戶滿意度產(chǎn)生直接效應(yīng)，本研究將其排除在外。將必備需求（M）、期望需求（O）與魅力需求（A）下所包含的需求項(xiàng)目匯總為15個(gè)需求要素，以此作為評(píng)估兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具的標(biāo)準(zhǔn)，并運(yùn)用層次分析法建立了需求的層級(jí)架構(gòu)，詳見(jiàn)圖2。依照學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具的用戶需求與設(shè)計(jì)目的，該結(jié)構(gòu)層次模型被劃分為3個(gè)層級(jí)：（1）頂層為目標(biāo)層，代表兒童感統(tǒng)玩教具的設(shè)計(jì)目標(biāo);（2）中間層為準(zhǔn)則層，細(xì)分為必備需求（M）、期望需求（O）與魅力需求（A）;（3）子準(zhǔn)則層（方案層）涵蓋了具體需求項(xiàng)，分別為使用效果、多感官協(xié)調(diào)、材質(zhì)安全等15項(xiàng)。

（二）判斷矩陣構(gòu)建與需求權(quán)重計(jì)算

以兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具為評(píng)價(jià)對(duì)象，采取用戶訪談的形式，邀集16名了解感統(tǒng)產(chǎn)品的兒童家長(zhǎng)、玩具設(shè)計(jì)師、設(shè)計(jì)專業(yè)研究生作為訪談對(duì)象，對(duì)用戶需求指標(biāo)進(jìn)行判斷評(píng)價(jià)。評(píng)判過(guò)程中采納了九級(jí)量表法，通過(guò)1至9的數(shù)值及其倒數(shù)來(lái)具體量化各對(duì)需求指標(biāo)之間的相對(duì)重要性[11]。使用德?tīng)柗品ǘ啻斡?jì)算，直到調(diào)研的結(jié)果接近一致，并對(duì)各層次指標(biāo)的判斷矩陣進(jìn)行構(gòu)造[12]。

為確保判斷矩陣所得出的權(quán)重可靠性，完成判斷矩陣與各評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的確定后，實(shí)施一致性檢驗(yàn)，具體計(jì)算方法見(jiàn)式（1）。

式中：RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)， 為判斷矩陣最大特征值，n為矩陣階數(shù)，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，當(dāng)時(shí)，可以認(rèn)定該判斷矩陣具有一致性。其中準(zhǔn)則層 為：0.0096，子準(zhǔn)則層ICR分別為：0.0080，0.0527，0.0333，全部小于0.1，符合一致性檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

根據(jù)用戶需求權(quán)重排序結(jié)果，見(jiàn)表3，兒童感統(tǒng)玩教具的設(shè)計(jì)除確保用戶必備屬性，即材質(zhì)安全、使用效果等之外，還應(yīng)著重關(guān)注位于期望需求與魅力需求前列的若干要素，即效果反饋、循序漸進(jìn)的目標(biāo)、科學(xué)引導(dǎo)等，一旦這些關(guān)鍵需求得到了滿足，將極大提升用戶對(duì)兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具的滿意度水平。

四、基于QFD的兒童感統(tǒng)玩教具設(shè)計(jì)需求分析

參照2012年教育部頒布的《3～6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》所述的學(xué)前教育兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展的目標(biāo)[10]。采用焦點(diǎn)小組討論，激集6名有玩具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師，將各項(xiàng)用戶需求指標(biāo)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性映射，通過(guò)整合與概括所得信息，總結(jié)出12條關(guān)鍵設(shè)計(jì)特點(diǎn)，詳列于表4。構(gòu)建兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具QFD質(zhì)量屋模型，見(jiàn)表5：左側(cè)墻代表經(jīng)整合加權(quán)的用戶需求，天花板則設(shè)定為能夠?qū)崿F(xiàn)用戶期望所必需的設(shè)計(jì)要素部分，而用戶需求與設(shè)計(jì)要素之間的關(guān)聯(lián)性構(gòu)成了質(zhì)量屋的主體房間，設(shè)計(jì)要素的相互影響權(quán)重及其絕對(duì)重要性則被置于模型的地下室部分。

為評(píng)估兒童感統(tǒng)玩教具的用戶需求與其設(shè)計(jì)特點(diǎn)之間的相關(guān)性，組建了專家小組。采取兩兩比較法進(jìn)行評(píng)分，5分表示兩者存在強(qiáng)烈的相關(guān)性;3分表示為中等程度的相關(guān)性;1分則意味著較弱的相關(guān)性;0分則表明兩者之間不存在相關(guān)性。關(guān)聯(lián)的緊密度以特定符號(hào)標(biāo)注，其中

匯總評(píng)價(jià)結(jié)果至質(zhì)量屋模型的主房間中，計(jì)算得到設(shè)計(jì)特性重要性的絕對(duì)與相對(duì)權(quán)重，并將此數(shù)據(jù)導(dǎo)入模型的地下室部分，其計(jì)算方法參照公式（2）。

Wj表示設(shè)計(jì)特性的絕對(duì)重要度權(quán)重，" 表示用戶需求指標(biāo)的綜合權(quán)重，" 表述的是用戶需求與設(shè)計(jì)特性之間的關(guān)聯(lián)程度，通過(guò)相關(guān)性系數(shù)來(lái)衡量， 為設(shè)計(jì)特性相對(duì)重要性的權(quán)重值，并依據(jù)計(jì)算出的相對(duì)權(quán)重進(jìn)行排序。

五、學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具設(shè)計(jì)實(shí)踐

（一）兒童感統(tǒng)玩教具設(shè)計(jì)原則

根據(jù)用戶需求調(diào)研與設(shè)計(jì)特征分析得到的結(jié)論，總結(jié)得到了學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具的設(shè)計(jì)原則，為后續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)踐提供了參考。

1. 玩教具造型設(shè)計(jì)：玩具應(yīng)通過(guò)多感官刺激（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等）提升兒童的訓(xùn)練體驗(yàn)，不僅能吸引兒童的興趣，同時(shí)可以有效促進(jìn)感覺(jué)統(tǒng)合訓(xùn)練。

2. 反饋機(jī)制：在游戲過(guò)程中加入反饋機(jī)制，以提升兒童的參與感和獲得感。及時(shí)反饋能夠增強(qiáng)兒童的積極性，使訓(xùn)練過(guò)程更具吸引力和有效性。

3. 游戲化設(shè)計(jì)元素：融入游戲化元素來(lái)利用兒童的游戲心理，激發(fā)他們自主開(kāi)展游戲。玩具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便易懂，同時(shí)應(yīng)分階段控制難度，以適應(yīng)不同階段的感統(tǒng)失調(diào)兒童。

4. 使用場(chǎng)景：玩教具設(shè)計(jì)應(yīng)以家庭環(huán)境為主，多數(shù)家長(zhǎng)希望兒童在家中開(kāi)展感統(tǒng)游戲，不僅能保證安全，還能促進(jìn)親子關(guān)系，同時(shí)提高訓(xùn)練的持續(xù)性。

（二）學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)特征排序和要素，完成了一款結(jié)合線上App的學(xué)齡前兒童感覺(jué)統(tǒng)合玩教具的設(shè)計(jì)。依據(jù)OFD中的無(wú)毒無(wú)害材料、互動(dòng)反饋和清晰目標(biāo)等特征，進(jìn)行了實(shí)物產(chǎn)品設(shè)計(jì)，如圖3，主體使用ABS塑料，并配有LED燈帶和OLED屏幕。ABS塑料既降低成本又確保材料的安全性，OLED屏幕提供優(yōu)良畫(huà)質(zhì)，保護(hù)兒童視覺(jué)，其安全性和耐用性適合兒童使用。踩壓面設(shè)計(jì)考慮了兒童的身體發(fā)育，以符合人體工程學(xué)要求，確保安全和舒適性，產(chǎn)品具體使用方式見(jiàn)圖4所示。產(chǎn)品體積較小，適合在家庭等室內(nèi)環(huán)境中使用，兒童在使用過(guò)程中通過(guò)感知腳部觸感（紋理和材料質(zhì)感）和觀察顏色變化進(jìn)行感覺(jué)統(tǒng)合訓(xùn)練。產(chǎn)品還支持與家長(zhǎng)端設(shè)備連接，使家長(zhǎng)能夠與兒童互動(dòng)，直觀監(jiān)測(cè)訓(xùn)練進(jìn)展，并根據(jù)表現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃。為適應(yīng)家長(zhǎng)購(gòu)買多種玩具的情況，產(chǎn)品設(shè)計(jì)為扁平結(jié)構(gòu)，顯著減小了存儲(chǔ)空間需求，并降低了使用過(guò)程中的受傷風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)OFD中得到的專業(yè)性指導(dǎo)等特征，產(chǎn)品配備了家長(zhǎng)端應(yīng)用App。家長(zhǎng)可通過(guò)該App定制兒童訓(xùn)練內(nèi)容，提供鼓勵(lì)和獎(jiǎng)勵(lì)。設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮了家長(zhǎng)需求，減少了無(wú)用交互以降低理解成本。低保真流程和高保真界面分別見(jiàn)圖5和圖6。App整體采用綠色基調(diào)和高灰度色調(diào)，減輕眼部壓力，幫助家長(zhǎng)更耐心地陪伴兒童。家長(zhǎng)可通過(guò)App查看每日訓(xùn)練情況，利用數(shù)據(jù)自定義后續(xù)訓(xùn)練內(nèi)容，并通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)頁(yè)面激發(fā)兒童興趣，積分可兌換為數(shù)字收藏品。

與傳統(tǒng)單一感官刺激玩具相比，本設(shè)計(jì)提供了綜合的感官體驗(yàn)。玩具表面使用了多種觸感材料（如ABS塑料、粗糙橡膠和毛絨），讓兒童在游戲中體驗(yàn)不同質(zhì)感。同時(shí)通過(guò)屏幕在游戲過(guò)程中能有多種聲音與視覺(jué)反饋。而色彩則選用高明度和高純度的鮮艷色彩，以最大程度地吸引兒童的注意力，激發(fā)兒童的自主使用意愿。這種多感官刺激的設(shè)計(jì)能更好地滿足兒童對(duì)感官體驗(yàn)的多樣化需求。

同時(shí)，為提升互動(dòng)性和教育效果，本設(shè)計(jì)還將物理玩具與數(shù)字平臺(tái)結(jié)合。通過(guò)手機(jī)軟件，玩具能夠與家長(zhǎng)端應(yīng)用連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互反饋。這種結(jié)合不僅增強(qiáng)了玩具的互動(dòng)體驗(yàn)，還提供了個(gè)性化的教育支持，使訓(xùn)練效果最大化。相較于傳統(tǒng)玩教具，這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)更具趣味性和科學(xué)性，確保了教育過(guò)程的有效性。

結(jié)語(yǔ)

為滿足學(xué)齡前兒童對(duì)感覺(jué)統(tǒng)合玩教具的多元化需求，本研究綜合運(yùn)用了KANO模型、AHP層次分析法以及QFD質(zhì)量屋模型，通過(guò)分析整合，實(shí)現(xiàn)了用戶需求的權(quán)重排序優(yōu)化，增強(qiáng)了需求評(píng)估的精確度。此過(guò)程導(dǎo)出了針對(duì)兒童感統(tǒng)玩教具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素，并完成了兒童感統(tǒng)玩教具產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐，同時(shí)為該領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了系統(tǒng)的理論框架與實(shí)踐路徑，確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性，提升了兒童對(duì)感統(tǒng)玩教具的使用意愿及體驗(yàn)質(zhì)量。然而，在執(zhí)行問(wèn)卷調(diào)研階段，兒童家長(zhǎng)的主觀因素可能對(duì)結(jié)果構(gòu)成一定影響;未來(lái)研究中可通過(guò)對(duì)感統(tǒng)失調(diào)兒童進(jìn)行產(chǎn)品適用性測(cè)試等方式來(lái)完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，使結(jié)果更加準(zhǔn)確。

基金項(xiàng)目：浙江省教育廳一般科研項(xiàng)目（專業(yè)學(xué)位專項(xiàng)）（Y202147735）

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