基于榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具設(shè)計(jì)研究

劉美美 劉永翔

摘要：為改變國(guó)內(nèi)兒童益智玩具缺乏創(chuàng)新性，粗制濫造的現(xiàn)象，本文以榫卯結(jié)構(gòu)的益智性為切入點(diǎn)，基于學(xué)齡前兒童的生理和心理特征，運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)以及仿生設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合裸眼VR技術(shù)，探索榫卯結(jié)構(gòu)在兒童益智玩具中應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)形式，開(kāi)創(chuàng)特色“中國(guó)風(fēng)”兒童益智玩具。

關(guān)鍵詞：榫卯結(jié)構(gòu);兒童益智玩具;設(shè)計(jì)原則;設(shè)計(jì)方法

中圖分類號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）02-0070-02

具有益智性的榫卯結(jié)構(gòu)作為我國(guó)代表性的傳統(tǒng)工藝文化元素，將其應(yīng)用在兒童益智玩具的設(shè)計(jì)中，同時(shí)融入現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，將會(huì)大大提升我國(guó)兒童益智玩具的創(chuàng)新性，同時(shí)還兼顧了中國(guó)文化傳承和傳統(tǒng)工藝振興的作用。

1榫卯結(jié)構(gòu)

榫卯結(jié)構(gòu)是中國(guó)的傳統(tǒng)的連接工藝，更是中國(guó)傳統(tǒng)文化的特色代表，體現(xiàn)了我國(guó)人民造物的智慧。榫卯結(jié)構(gòu)由榫頭和卯眼組成，一陰一陽(yáng)穿插在一起，通過(guò)摩擦力的作用，使結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定[1]。榫卯結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的穩(wěn)定性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，并且容易拆卸，同時(shí)具有多樣的形態(tài)和組合方式，使得榫卯結(jié)構(gòu)在古代時(shí)，大多應(yīng)用在建筑和家具中，并且在玩具中也有應(yīng)用。

2學(xué)齡前兒童認(rèn)知特征分析

著名瑞士心理學(xué)家皮亞杰將兒童認(rèn)知發(fā)展分為四個(gè)階段：感覺(jué)運(yùn)動(dòng)階段（0～2歲）、前運(yùn)算階段（2～7歲）、具體運(yùn)算階段（7～11歲）、形式運(yùn)算階段（12～16歲），每一個(gè)階段兒童的思維方式都不同[2]。文章主要研究的兒童群體為學(xué)齡前兒童（3～6歲），此年齡段的兒童屬于前運(yùn)算階段，這一階段兒童的主要特點(diǎn)是語(yǔ)言機(jī)能迅速發(fā)展，他們的內(nèi)心活動(dòng)豐富，并且由最初的感知活動(dòng)到通過(guò)現(xiàn)在的語(yǔ)言表述，轉(zhuǎn)化為具象活動(dòng)。2～3歲的兒童，開(kāi)始對(duì)事情的前因后果好奇，總是問(wèn)為什么，3～6歲的兒童，求知欲增強(qiáng)，并且動(dòng)手能力增強(qiáng)，他們開(kāi)始喜歡探索世界，更加具有創(chuàng)造性。所以，針對(duì)處于前運(yùn)算階段的兒童，應(yīng)將語(yǔ)言能力的發(fā)展、認(rèn)知能力的增強(qiáng)和聯(lián)想創(chuàng)造力的提升作為益智玩具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，研制出具有開(kāi)放性、探索性和創(chuàng)造性特征的益智玩具[3]。

3基于榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具設(shè)計(jì)實(shí)例

魯班鎖，如圖1所示，也叫八卦鎖、孔明鎖，魯班鎖是古代益智玩具的一種，以立體幾何分割為基礎(chǔ)，6根木條拼裝形成的樣式多達(dá)119963種4。是榫卯結(jié)構(gòu)最早應(yīng)用在益智玩具上的案例，魯班鎖由簡(jiǎn)單的木條構(gòu)成，每個(gè)木條的開(kāi)槽和凸起各不相同，不同的木條通過(guò)平行或者垂直的空間關(guān)系穿插組合在一起，易鎖難拆，多為成年人把玩，魯班鎖體現(xiàn)了古代匠人偉大的創(chuàng)造力。魯班鎖是中國(guó)古代文明的體現(xiàn)，并且也為現(xiàn)代人理解榫卯結(jié)構(gòu)提供了標(biāo)本，魯班鎖有利于開(kāi)發(fā)人的空間智能和數(shù)理邏輯智能。但是，由于魯班鎖的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，不適合兒童玩耍，并且榫卯結(jié)構(gòu)加工精度高，制作難度大，無(wú)法應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)器大規(guī)模生產(chǎn)，致使榫卯類的益智玩具市面上較少存在。但是可以提取其中榫卯的結(jié)構(gòu)，并將其簡(jiǎn)單化處理，從而設(shè)計(jì)出適合兒童的益智玩具。寓教于樂(lè)，這可以激發(fā)兒童主動(dòng)認(rèn)知世界、探索世界的興趣，同時(shí)也對(duì)榫卯結(jié)構(gòu)的傳承起到了積極的作用。

4基于榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具設(shè)計(jì)原則

4.1互動(dòng)性原則

雙向互動(dòng)尤為重要，主要分為操作指引和情感鼓勵(lì)兩部分。操作指引方面，以玩具實(shí)時(shí)的狀態(tài)反饋，通過(guò)對(duì)話的方式告知兒童當(dāng)前所處的狀態(tài)，便于進(jìn)行下一步操作;當(dāng)其遇到難以解決的問(wèn)題時(shí)，并給出相應(yīng)的引導(dǎo)。情感鼓勵(lì)上，對(duì)兒童攻克的難題以及今日活動(dòng)成果做出表?yè)P(yáng)，提高其積極性。通過(guò)對(duì)學(xué)齡前兒童玩耍過(guò)程的分析，將兒童與益智玩具的互動(dòng)作為基礎(chǔ)，提升兒童的認(rèn)知、創(chuàng)造力以及解決問(wèn)題的能力。

4.2接近性原則

基于學(xué)齡前兒童思維還未定型，處于探索的階段，益智玩具的設(shè)計(jì)理應(yīng)接近其當(dāng)前階段熟悉的事物或者語(yǔ)言，站在學(xué)齡前兒童的角度上來(lái)思考玩具設(shè)計(jì)的可行性，益智玩具的設(shè)計(jì)以提升其創(chuàng)造性和想象力為目標(biāo)。以仿生設(shè)計(jì)作為切入點(diǎn)，產(chǎn)品形態(tài)提取兒童當(dāng)前認(rèn)知階段熟悉或者需要認(rèn)識(shí)的事物，并且利用榫卯結(jié)構(gòu)的連接方式，在兒童拼接仿生玩具的過(guò)程中將榫卯結(jié)構(gòu)的益智性發(fā)揮到極致。如圖2所示，一款仿生大象的榫卯類益智玩具，既讓兒童認(rèn)識(shí)了大象，又在拼接的過(guò)程中提升了空間思維能力和創(chuàng)造力。

4.3可持續(xù)性原則

傳統(tǒng)的益智玩具只適合特定年齡段的學(xué)齡前兒童使用，而忽略了兒童隨著年齡增長(zhǎng)帶來(lái)的需求的變更，形成了益智玩具用后即棄的局面，造成了資源的浪費(fèi)以及環(huán)境的污染。益智玩具的設(shè)計(jì)應(yīng)該秉承可持續(xù)的原則，使其具有一定的成長(zhǎng)性，滿足不同年齡段的學(xué)齡前兒童的需求。例如，Tripp?Trapp成長(zhǎng)椅，4把椅子合而為一，通過(guò)簡(jiǎn)單更換模塊的位置即可滿足不同年齡段兒童的需求，0～6個(gè)月的“抱抱”椅，6月+的餐椅，2歲+的活動(dòng)椅，7歲+的學(xué)習(xí)椅。榫卯結(jié)構(gòu)多樣性組合的特征可以滿足不同年齡段學(xué)齡前兒童的益智需求。

5基于榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具設(shè)計(jì)方法

5.1模塊化設(shè)計(jì)與多樣性拼裝

本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，模塊化設(shè)計(jì)是榫卯結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化的一種方法。模塊化設(shè)計(jì)是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的催生下產(chǎn)生的一種新的設(shè)計(jì)方法論，同時(shí)兼具多種設(shè)計(jì)思維的特征，標(biāo)準(zhǔn)化、通用性、組合化的特征使其具有普適性，適應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的要求[5]。

榫卯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)形式模塊做多樣性設(shè)計(jì)，形成不同的產(chǎn)品形態(tài)。首先，由榫卯結(jié)構(gòu)構(gòu)成的兒童益智玩具理應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)化的特征，榫卯結(jié)構(gòu)的接口設(shè)計(jì)成統(tǒng)一規(guī)格，從而利于不同模塊間的拼裝，這也可以實(shí)現(xiàn)榫卯結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工業(yè)中規(guī)模化生產(chǎn)的可能;其次，對(duì)于形式模塊的設(shè)計(jì)可以結(jié)合兒童心智，及其核心認(rèn)知需求作為參考產(chǎn)出多種形式。通過(guò)這種簡(jiǎn)單榫卯結(jié)構(gòu)的模塊，兒童益智玩具可以組合出多種產(chǎn)品形態(tài)，使兒童在拼裝的過(guò)程中，可以盡情地探索不同模塊之間的組合方式。這種多變性的特征對(duì)于增強(qiáng)學(xué)齡前兒童的空間思維能力有很大地幫助。

5.2仿生設(shè)計(jì)與榫卯結(jié)構(gòu)的結(jié)合

仿生設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)中重要的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法和創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維。仿生設(shè)計(jì)，即模仿自然界的生物，而設(shè)計(jì)是一種有目的的創(chuàng)作行為，仿生設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是產(chǎn)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，以模仿自然生物為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)分析、理解、構(gòu)思、應(yīng)用的過(guò)程[6]。

學(xué)齡前兒童的思維養(yǎng)成來(lái)源于現(xiàn)實(shí)的生活，依靠直接感知和實(shí)際行動(dòng)獲得初級(jí)思維。從思維發(fā)展的方式來(lái)看，學(xué)齡前兒童的思維發(fā)展過(guò)程大體可以分為三個(gè)階段：直觀行動(dòng)思維——具體形象思維一抽象邏輯思維[7]。將仿生樣式的榫卯類益智玩具引入到兒童的日常生活中，在與這些玩具互動(dòng)的過(guò)程中，他們由一開(kāi)始的直接摸索到玩具拼裝完成后的具象感知，再到形成的抽象邏輯思維，最后達(dá)到開(kāi)發(fā)智力的效果。比如，如圖3所示，為一套系列化的仿生積木玩具，提取了牛、羊、馬的形態(tài)特征，通過(guò)拆裝仿生玩具，兒童對(duì)于周?chē)h(huán)境與事物的認(rèn)知也更加明確，對(duì)于榫卯結(jié)構(gòu)的連接方式也有了深刻地認(rèn)識(shí)，提升了其創(chuàng)造力和想象力。

5.3結(jié)合VR技術(shù)增加互動(dòng)體驗(yàn)

在榫卯結(jié)構(gòu)兒童益智玩具的設(shè)計(jì)中，不僅應(yīng)該考慮實(shí)體的交互方式對(duì)兒童的影響，更應(yīng)該結(jié)合新興的技術(shù)來(lái)打造益智性的兒童玩具，創(chuàng)造全新的體驗(yàn)，與時(shí)俱進(jìn)。VR（Virtual?Reality）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為用戶創(chuàng)造了一種沉浸式的體驗(yàn)，通過(guò)在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中與用戶互動(dòng)，感知用戶的動(dòng)作和狀態(tài)，并對(duì)用戶一種的或多種感知有明確地反饋[8]。而裸眼VR技術(shù)，則是以原有VR為標(biāo)本，加入新技術(shù)的方式來(lái)擴(kuò)充原有VR的功能和視覺(jué)體驗(yàn)。裸眼VR讓用戶擺脫了可穿戴顯示設(shè)備和力觸覺(jué)交互設(shè)備的束縛，用戶可以裸眼體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)。如圖4所示，將裸眼VR技術(shù)應(yīng)用在榫卯結(jié)構(gòu)的兒童益智玩具中，一方面，可以通過(guò)語(yǔ)音及屏幕顯示的方式幫助兒童對(duì)玩具的操作進(jìn)行引導(dǎo);另一方面，裸眼VR技術(shù)也可以打造多種沉浸式的場(chǎng)景，既增強(qiáng)了兒童的空間認(rèn)知能力，也增強(qiáng)了他們的觀察能力。

6結(jié)語(yǔ)

在國(guó)內(nèi)，兒童益智玩具依舊不夠成熟，存在著諸多弊端，如缺少結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，安全性能低，本文通過(guò)對(duì)榫卯結(jié)構(gòu)元素的提取，運(yùn)用新技術(shù)和新的設(shè)計(jì)方法，探究其在兒童益智玩具上的應(yīng)用，不僅可以改變國(guó)內(nèi)益智玩具的現(xiàn)狀，同時(shí)也能充分發(fā)揮榫卯結(jié)構(gòu)的益智性，對(duì)于榫卯結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)連接工藝的傳承也有重要的意義。

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