自然交互下的小學生作業App設計研究

劉 靜，陳 功

（中國礦業大學建筑與設計學院，江蘇徐州 221016）

0 引言

互聯網的出現給傳統行業帶來了新的機會，教育行業一直是大家關注的重點話題，我國作為人口眾多的國家之一，兒童占據人口比例較大，尤其隨著二胎政策的實行，更是讓互聯網下的教育行業大放異彩。兒童作為未成年人，自控力較薄弱，在獲取知識的時候通常沒有目標和耐心。眾所周知，通過寫作業可以檢驗學生在課上的學習成果，大部分家長也十分認同寫作業可以給兒童帶來好處。然而關于作業類App，有的家長了解甚少，它的多種功能可以幫助學生更好地學習，涵蓋小學數學、語文、英語三門主要學科，老師在線布置作業，學生自主學習、課后學情分析，幫助老師減負。學齡初期正是培養兒童寫作業養成良好習慣的最佳時機，同時這個時期也是家長關注孩子教育和健康的關鍵時期，所以通過將自然交互方式與作業App結合起來，注重教學的引導和良好習慣的培養。關注學齡初期的小學生的交互方式，給這類用戶帶來更好的用戶體驗，獲得更加良好的學習效果，同時讓老師更省心，讓家長更放心。

1 自然交互的相關概念

自然交互的概念可以從兩個方面理解。第一，指具體的交互方式。人與產品的交互方式有很多種，主要包括數據交互、圖像交互、語音交互、動作交互和行為交互等，這些都屬于自然交互方式，數據交互除外。第二，指從用戶本身出發來理解自然交互的概念，在各種設備及交互技術的支持下對用戶進行研究，讓用戶可以運用日常生活中已掌握的技能和習慣與產品進行自然的交互[1]。

自然用戶界面是指具體的自然交互方式下的界面，也是指從用戶行為習慣出發對應的界面。圖1給出了三種人機界面模式對比，在CUI階段，用戶輸入指令，機器對用戶反饋，人對機器下達的是編碼的、精確的命令；在GUI階段，命令變成圖形，具有可視化，圖形可以用鼠標、鍵盤等外設設備控制，人們更容易理解和接受，目前我們正處于這個階段；到了NUI（SUI）階段，人與機器的交流變得相對直接和自然，因為人們可以根據生活中掌握的技能和習慣去和機器交互，更加友好[2]。所以，很明顯，自然交互的優勢就是可以讓人機交流更加自然，讓用戶能依靠直覺和生活習慣理解界面信息并做出反饋，而不需要花更多時間思考和學習。

圖1 三種人機界面模式對比

2 用戶研究對象

本課題研究對象是學齡初期的兒童，年齡基本處在6～8歲左右。作為特殊的群體，有其獨特的特點。他們的抽象思維比較弱，自控能力比較差，而理解力也相對薄弱[3]，自6歲起，兒童開始漸漸獨立于父母，涉足更為廣泛的領域，在這一年齡段，有的兒童表現高度的活躍、吵鬧，有的則表現得沉默、安靜[4]。同時，他們的身體也開始隨之有了一定的變化，骨骼肌肉正在茁壯成長，但骨骼骨化尚未形成，骨骼硬度小、韌性大，富有彈性，容易彎曲變形[5]，因此，不管是從兒童的身體還是心理、認知都需要成人格外的關注。在兒童教育軟件的設計過程中，研究者需要注重利用多種交互技術和手段來幫助兒童理解系統的工作方式，降低他們的認知負擔。兒童時期是人類心理過程和個性發展的重要時期，這個時期形成的很多特點將影響人的一生。所以，研究如何在兒童教育軟件中利用多種交互技術來降低兒童的認知負擔，從而更好地發揮計算機的優勢顯得十分重要。

3 作業App自然交互設計研究

3.1 作業App分類

本課題研究作業類App，作業App是以大數據為技術基礎的應用，輔助兒童進行游戲化學習和完成家庭作業的App，起到批改作業，上傳作業的作用，讓兒童學習更有樂趣，讓老師更加省心。在Apple App Store中搜索“作業”，選擇排名比較靠前的作業App，按照功能將其分類。

拍照搜題類：小猿搜題、作業幫。核心功能是學生通過拍照搜題來解決做題困難。該類App面向的學生用戶包含小學到高中的所有學生，目標用戶范圍較廣，年齡跨度大，兒童使用移動設備的習慣區別較大，年紀較小的用戶使用時具有一定的難度。

作業交流類：互動作業、快對作業。作業交流類App是由用戶掃碼來搜索答案并且進行互動交流的學習平臺，面向用戶是小學到高中的所有學生，將社交與作業結合，加強學生的交流互動。

作業批改類：愛作業。核心功能是為學生批改作業，學生與老師、家長使用同樣的操作界面，不能為學生帶來好的使用體驗。

家校輔助類：作業盒子小學、一起小學學生（原名：一起作業）。家校輔助類作業App面對1～6年級的小學生，由老師給學生布置作業，家長共同監督。將家長、老師和學生作為不同用戶分開設計，更利于學生用戶體驗的提升。

根據課題研究重點，筆者選擇面對小學生用戶的家校輔助類作業App做進一步的研究。

3.2 自然交互方式轉換要素探究

由自然交互概念的兩層含義出發，第一，從用戶本身出發來研究作業的流程，因為交互流程與用戶息息相關，不同的操作流程會給用戶帶來不同的感受，以自然匹配原則來衡量作業App的匹配程度；第二，由具體的交互方式研究不同作業科目呈現內容的形式，從產品不同的輸入方式和輸出方式來分析進而得出結論。

3.2.1 從作業流程角度分析

運用自然匹配原則法，可以清楚地對應用戶行為與數字環境的匹配程度，圖2中，自然匹配原則，是指利用物理環境類比和文化標準理念，設計出讓用戶一看就明白如何使用的產品。在數字設備中用物理元素作為圖標，可以讓用戶把生活中的經驗過渡到數字環境中，而不用閱讀說明書等，一目了然。

圖2 自然匹配原則

下面是兩款App進入作業的流程分析圖，如圖3、4所示，找出作業盒子App與一起小學App的設計區別點，根據自然匹配原則來分析每個區別點的自然程度，如表1所示。

圖3 作業盒子App進入作業交互流程圖

圖4 一起小學App進入作業交互流程圖

表1 作業App自然匹配程度對比

3.2.2 從作業科目角度分析

作業App的交互設計可以從不同的作業科目來看，因為呈現作業科目內容的交互方式與用戶寫作業的體驗息息相關。不同作業種類對應不同的作業內容，作業內容展示方式要與交互方式結合，從自然交互方式的兩個方面分析，分別是輸入方式和輸出方式。下面是作業盒子App與一起小學App的自然交互方式分析表，如表2～表5所示。

表2 作業盒子App輸入方式分析表

總結：輸入方式主要集中在觸屏手勢和語音輸入方式，而空中手勢和底盤手勢沒有涉及。在觸屏手勢中，主要操作有單擊、滑動，沒有涉及長按、拖拽等。語文作業的認讀生字教學動畫引導學生學習字體筆畫順序，但是學生不能在屏幕上書寫，應該結合輸入方式來幫助學生做好全面的預習功課。在語音輸入方式中，針對不同的作業科目選擇不同的輸入方式，比如，在連線題中，應該模擬學生在作業本用筆畫出線條連接正確答案的方式，而不是通過點擊左右兩側答案的方式，通過點擊的方式不符合用戶日常作業的習慣。由表3可知，語文作業與英語作業使用語音識別輸入方式，數學作業沒有使用。

總結：感覺通道主要以視覺和聽覺輸出為主，沒有涉及觸覺、嗅覺等輸出方式，加入觸覺感知可以讓用戶更真實的感受到反饋力度。在視覺上，數學作業圖片太小，看不清楚，

表3 作業盒子App輸出方式分析表

題目顯示位置時常變化。作答正確時以綠色的“對號”符號表示；答錯時以紅色“差號”表示，表示警示，模仿老師批改效果。在聽覺上，進入菜單頁面傳來歡快的背景音樂，菜單中“我”與其他菜單音樂不同。

總結：輸入方式主要以觸屏手勢與語音輸入為主，觸屏手勢以單擊、滑動、拖拽為主。在觸屏手勢中，語文可以手寫輸入；而數學題中不能勾畫打草，不便于做題。在首頁滑動選擇作業種類時，視覺引導不明顯，可以由動態跳躍的箭頭符號引導用戶點擊或滑動。在語音輸入方式中，語文作業與英語作業可以語音輸入幫助用戶發音練習。

表4 一起小學App輸入方式分析表

總結：感覺通道以視覺和聽覺為主，在觸覺、嗅覺等輸出方式沒有涉及。在視覺輸出上，出于關注兒童視力健康的目的，20分鐘后彈出頁面提醒用戶放松眼睛。在視頻專練中教給用戶學習方法，應該由用戶學以致用，動手操作進行解題，相比傳統書面作業發揮移動設備觸屏操作的優勢。在聽覺輸出上，主要是答題后的反饋聲音和視頻聲音。

表5 一起小學App輸出方式分析表

4 作業App自然交互設計原則探析

4.1 由靜態轉化為動態

從真實的作業內容出發，由靜態的書面作業內容轉化為動態的可操作作業內容，比如在一起小學App的重難點視頻專練中的視頻教學課程中，視頻展示學習方法讓學生掌握并理解，但是學生理解后并不能操作，若可以讓學生運用學習到的方法實地操作，學習效果會事半功倍。同樣，做題時也可以由用戶動手操作，讓題目活起來，增加趣味性。

4.2 反饋要及時有效

用戶在使用產品時，用戶與產品之間要相互溝通交流，產品反饋給用戶信息，用戶才知道自己的操作是否正確，這時建立一套反饋機制十分重要。兒童相比成年人缺乏耐心，所以反饋方式要將視覺與物理感知結合，從不同維度對兒童的操作進行回應。

4.3 隱喻具有關聯性

隱喻對于兒童來說是一種很自然的方式，過于抽象的表達不符合兒童認知，在兒童的世界里，他們更關注具體的事物，尤其是處于學齡初期的兒童，只是對生活中常見的物體熟識，只有將物理世界的物體與數字世界的圖形關聯起來，并多采用動態化的效果引起兒童注意力，有利于兒童的理解與關注。

4.4 題目內容與生活密切相關

作業內容的設計從生活中汲取，與日常生活息息相關，讓身邊發生的事情都融入到題目中，這樣兒童也可以運用生活常識進行解答，降低兒童的學習成本。不一樣的生活經驗會有不一樣的答案，只有讓兒童在題目中用到生活經驗才會印象更加深刻。

4.5 結合多通道

作業App結合多通道設計更利于兒童接受新事物，經研究，兒童與成人不同，不能做到十分精準的輸入，只能嘗試去點擊等操作，而成人具有一定的經驗可以下意識做出精確的操作[6]。所以，背誦古詩或者英語單詞時配合故事內容設計的獨特互動模式，可以讓小朋友在觸摸，拖拽，涂抹，旋轉，搖晃或更多玩法中不斷發現驚喜[7]。在多通道的基礎上，多種輸入方式與輸出方式結合，相輔相成，幫助兒童完成任務。

4.6 融合書面作業

由家長反饋可知，家長認為作業App布置的作業會增加學生負擔，雖然作業App是本著“給老師減負，給學生加分”的目的，但是書面作業終歸不能舍棄，作業App只是輔助學生學習的工具。屏幕尺寸相對作業本較小，這是劣勢，過長的題目不便于作答，不能單純地把題目從作業本挪到屏幕上，畢竟書面作業還可以讓兒童在紙上勾勾畫畫，表達自己的做題思路，而在作業App上卻只能寫最終結果，做題過程被忽略，因此，針對不同的作業科目要選擇不同的交互方式，讓作業App上的內容來源于書面作業，又優于書面作業，發揮移動設備的優勢，取長補短，才能高效地輔助兒童學習。

5 結束語

如今，隨著互聯網技術的不斷成熟和智能終端技術的不斷發展和普及，教育行業也隨著更新和變革，人們的需求在不斷擴大，產品越來越以用戶為中心。作業App作為教育平臺，應該為學生用戶提供最安全、高效的用戶體驗，本文結合自然交互方式研究作業App，從自然交互概念的兩層含義進行深入探討，得出自然交互方式下的設計原則。因此，只有讓學生與作業真正融合、互動才能幫助學生更好地完成學習任務。