幼兒創造力養成產品設計中的數據挖掘研究

劉小靜 薛新元 丁喜連

摘要：兒童創造力發展的關鍵階段在幼兒期，利用創造力養成產品挖掘個體創造力數據，了解幼兒發展需求是目前設計的新方向。文章結合創造力測量實驗與人工智能數據挖掘技術，總結了幼兒創造力養成產品的數據挖掘流程，科學地優化與豐富了產品的內容與互動方式。幼兒創造力養成產品中的數據挖掘解決了現有產品忽視幼兒個體發展差異、培養內容片面、互動形式不符合幼兒興趣等問題，同時量化了復雜的創造力發展因素如想象力、思維方式等。研究使產品通過數據化的形式更加直觀地了解幼兒的優勢與不足，有助于在創造力發展的黃金階段對每位幼兒進行個性化的培養。

關鍵詞：創造力養成產品 數據挖掘 流程設計

中圖分類號：JB47 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）02-0088-03

引言

我國自2016年二胎政策實施起，迎來了生育熱潮，中國數據研究院報告顯示，2018上半年學齡前兒童總量約1.05億，這帶來了培養幼兒智力、鍛煉動手能力等產品規模的擴大。從國家政策來看，隨著《國家中長期人才發展規劃綱要》等文件的下發，培養創造性人才成為我國重要戰略目標。著名的托蘭斯創造力測驗結果表明，幼兒創造力發展較快的時期是3-5歲，5歲后發展放緩，可見幼兒期的創造力養成尤為重要，所以3-5歲幼兒的創造力養成產品成為本次研究的主要內容[1]。

一、幼兒創造力養成產品的發展現狀及趨勢

目前由于我國灌輸性應試教育與過度掌控式家庭等成長環境限制，幼兒缺乏自主行為能力與想象空間，嚴重阻礙了創造力的發展，創造力養成產品的教育輔助作用也因此突顯出來。另外，我國對幼兒創造力發展的關注較晚，目前對創造力養成產品還沒有較明確的定義，可以將其理解為是可以讓幼兒在玩的過程中鍛煉具有新穎、獨特、創造性解決問題能力的產品。[2]隨著創造力養成產品逐漸走入大眾視野，產品存在的問題也較為顯著，比如：現有產品片面強調智力和想象力的培養，忽視了創造力其他要素的均衡發展;幼兒的個體發展差異在產品設計中的重視度不足;在使用各個產品時需要重復輸入特征信息和個性化需求，使得用戶體驗的連續性較差。隨著人工智能、大數據等新技術的成熟，將科技融入幼兒產品提升智能化是目前的發展趨勢。

二、產品需求分析

創造力養成產品的作用是幼兒通過與產品進行有效互動以及學習產品中的內容提升自身創造能力，所以對幼兒創造力的影響因素以及市場現有產品進行總結，分析幼兒和家長對市場現有產品在功能與使用效果上的期望，可以為產品設計奠定理論基礎與實踐經驗。

（一）幼兒創造力發展的影響因素

目前對創造力的研究大多從成人、經濟效益等角度出發，對創造結果的質量、價值等進行探討。[3]但幼兒由于生理與心理的發展都處于起步階段，大部分創造力研究不符合幼兒簡單、夸張的創造力發展特點。[4]所以本文研究的重點是選取符合幼兒創造力不斷發展變化、自發性強、表現廣泛等特點的理論，并結合幼兒認知程度、人格特質等發展心理學內容，探討幼兒創造力培養的影響因素，以此作為創造力養成產品設計的理論基礎。

當代認知心理學界最杰出的學者之一Sternberg與Robert在創造力構成成分理論的基礎上，較完善地總結了創造力的六種構成成分，適用于分析幼兒創造力的組成。[5]將此理論與幼兒發展心理特點進行對應，如圖1，可以總結出幼兒創造力影響因素可以分為環境、智力、記憶力、想象力、言語能力、思維方式、感知覺、注意力、情緒九方面，都是抽象無法量化的。

（二）幼兒創造力養成產品的比較研究

目前幼兒創造力養成產品種類較少且只針對想象力、注意力等創造力要素進行單一培養，設計不完善，可以將其分為三類，分別是重視實際動手操作的傳統型產品、通過軟件進行游戲和學習教育的虛擬型產品，以及實際操作與虛擬在線內容相匹配進行互動的結合型產品。

在產品內容設計上，傳統型產品樂高積木主要是幼兒通過對不同大小、顏色的零件進行自由拼接，創造出自身感興趣的形象，但此類產品缺乏玩法的多樣性。虛擬型產品與結合型產品內容相對豐富，虛擬型產品提供在線傳達內容引導操作，結合型產品在此基礎上還能夠通過外部產品進行輔助操作，例如美國Osmo Genius Kit中的七巧板游戲，不僅達到了自己真正動手嘗試的樂趣，還接受了虛擬平臺給予的幫助和引導，更好地提升了學習效果與行為專注力。[6]

在產品互動設計上，良好的互動方式有助于培養幼兒的好奇心、自信心以及學習的主動性。幼兒在使用傳統型產品時僅僅有實體接觸的感知回饋、作品完成后的滿足感以及家長與同伴的稱贊和認同，缺乏互動多樣性。虛擬型產品則包合了音樂、圖像等多種互動，可以更好地激發幼兒的學習興趣。[7]結合型產品則在虛擬型產品中色彩、聲音形式的互動刺激下提升了幼兒的使用興趣，又收獲了實際操作帶來的觸覺感受回饋，如葡萄科技的編程類產品，由于攝像頭可以精準地捕捉使用者的動作軌跡反饋給程序，所以幼兒既可以通過對零部件進行排列組合完成虛擬游戲任務，又可以在整個過程中享受來自軟件內虛擬小精靈的鼓勵與音樂的陪伴，使整個互動過程更加有趣生動。

（三）幼兒創造力數據測量的方法

創造力是人類普遍的心理能力，但個體間存在程度上的差異。學者們為了更科學地研究創造力，編制了針對言語能力、邏輯思維能力等多種測量方法，通過大量實驗數據分析創造力的普遍年齡規律與發展因素等，主要分為以下三類。

1.固化思維突破測驗：鍛煉幼兒多樣化解決問題的能力，有助于其突破固有的思維方式進行創造性的活動。R.E.Adamson在斯坦福大學的一項測試中通過觀察人們如何利用盒子、圖釘的多功能完成指定任務，分析其解決問題的能力。這類實驗有助于研究幼兒如何克服功能固化思維，提高創造性解決問題的能力。在幼兒創造力養成產品中可以設計生活小游戲版塊，選擇幼兒的生活必需品，如杯子、碗、食物、玩偶等，讓他們利用水杯、碗將食物、玩偶不接觸桌面放置，觀察幼兒是否可以突破杯子只能裝水、碗只能裝食物的固化思維特點，記錄幼兒不同組合方式的數量與完成游戲的時長，以此判斷每個幼兒突破固有認知的能力。

2.多樣化作圖能力測驗：發散思維是測量創造力的重要指標，也就是大范圍多角度的思維模式。吉爾福特創造力測驗主要用于測量人們發散思考的能力。其中圖形測驗滿足幼兒思維直觀、具象化的特點。在幼兒創造力養成產品中可以設計作圖練習專區，讓幼兒利用顏色鮮艷與大小不一的圖形，如正方形、三角形等，組成媽媽的臉、小汽車等兒童較敏感的形態。通過記錄幼兒圖形使用的數量與作品完成的數量及準確性，判定幼兒對生活內容的記憶力、發散思考的能力以及思維方式是更規整的固化思維還是樂于嘗試的自由思維，鍛煉幼兒發散思維，提高創造過程的反應速度與新穎性。

3.自由想象繪畫測驗：自由繪畫測驗能夠鼓勵自主創作行為，促進想象力發展。應用廣泛的托蘭斯測驗中未完成圖畫實驗為受試者提供簡單線條的抽象圖形，讓他們在此基礎上進行再創造，主要是分析受試者思考過程的流暢度與新穎性。幼兒的想象力多以無意想象為主，目的不明確、主題不穩定，并且以再造想象為主，具有復制性和模仿性。幼兒創造力養成產品可以基于此實驗方法，設計自由繪畫創作板塊，首先確定一個繪畫形象目標，如你的手、爸爸的眼睛、小鳥等，提供簡單基礎不完整的圖案，以此繼續繪畫創作。根據幼兒完成圖畫的復雜性與精細度，分析幼兒想象力發展的程度，同時可以培養幼兒觀察生活的習慣與自由聯想的能力。

三、幼兒創造力養成產品中數據挖掘流程設計

（一）幼兒創造力發展要素數據挖掘指標分析

指標是利用數據呈現的，測量某個預期目標的方法。根據總結的幼兒創造力發展要素對應到數據挖掘指標可以將其分為五個層級，如圖2，分別是：創造力環境層、創造力能力層、創造力思維層、創造力人格層、創造力行為層。本次研究的目標是通過幼兒創造力養成產品了解每位幼兒的個體創造力水平及個性化的培養其創造力發展，通過確定確定幼兒創造力發展要素數據挖掘指標，設計產品的內容和選擇相應的數據收集技術，從幼兒與產品的互動結果與過程中獲取與分析創造力發展相關數據，達到精準高效地促進幼兒創造力發展的效果。

（二）幼兒創造力養成產品的內容設計及創造力數據挖掘方法

下面以自由想象繪畫測驗為例，展示產品內容與數據挖掘的方法：

步驟1：進入創造力測驗游戲主界面1（包合兩種不同的設計風格，根據幼兒的性別進行推送，也可讓兒童根據喜好自己更換），向幼兒講述這間臥室的故事、物品布局，通過情景再現將幼兒的情緒與注意力帶入到游戲中。

步驟2：進入創造力測驗游戲主界面2，向幼兒展示本游戲環節的若干個任務，以任務1“在臥室擺放一張自己的畫吧”為例，通過確定一個繪畫形象目標，如小魚、媽媽的眼睛等幼兒易產生情感共鳴的形象，提供簡單的線條，以此為基礎進行繪畫創作。根據幼兒完成圖畫的復雜性與精細度，分析幼兒創造力發展的程度，同時可以培養幼兒觀察生活的習慣與自由聯想的能力，如圖3、4。

步驟3：通過語音提示，幼兒點擊進入游戲1“自由繪畫創作測驗”，以小魚為例，先向幼兒展示一些包含小魚的圖像，讓幼兒進行選擇。檢驗幼兒是否認識熟悉這一物體，若熟悉則游戲繼續，若不熟悉則更改繪畫主題。

步驟4：根據前兩個環節對幼兒創造力水平的初步判斷，為幼兒推送不同難易程度的圖像，游戲開始，可以創作多幅圖畫，最終由幼兒自己選擇最滿意的一幅展示在臥室中。除了在軟件上進行繪畫外，還為幼兒準備多張印有圖形的卡紙，幼兒可以在紙上創造，通過攝像頭將繪畫結果錄入軟件內，如圖5。

步驟5：對幼兒的創造過程與結果進行數據采集與分析，如表1。

隨著人工智能技術、大數據的興起，新技術用以實現產品的智能化已經在家居、醫療等領域趨于成熟，但幼兒產品市場還沒有大范圍涉及。創造力作為一個包合注意力、情緒、思維方式等多種能力共同作用的心理活動，幼兒做事的過程是否愉快、什么事物可以更好地調動幼兒的積極性等都影響創造活動的進行。[8]但這些屬于人類微妙的情感變化，難以對其發展程度進行準確判斷，所以下面選擇了面部表情識別、語言情緒監測以及人體動態捕捉這三種新技術用于輔助產品的數據采集，對應創造力數據挖掘指標，可以記錄幼兒使用產品過程中哪些產品內容符合幼兒的喜好、情感的變化、專注力的程度等，將原本復雜且抽象的個人特質數據化直觀地呈現，有利于家長實時掌握孩子的發展情況，并根據其興趣與不足進行針對性培養[9]。

（三）幼兒創造力養成產品中的數據挖掘流程設計

由于目前產品大多按年齡分類，并沒有考慮到先天因素與后天發育對幼兒個人發展造成的影響，所以利用數據挖掘手段分析每個幼兒的差異化需求是目前的設計方向。[10]如圖6，本次對幼兒創造力養成產品中數據挖掘的設計首先選擇了目前市場上認可較高的攝像頭與麥克風輔助信息收集，其次基于應用較廣泛的創造力測量實驗設計了鍛煉與檢測幼兒思維方式、記憶力、發散思維與想象力的游戲，同時運用面部表情識別、語音檢測、人體動態捕捉技術輔助產品更精準、實時地收集幼兒在游戲過程中的數據。這樣產品在數據支撐下就可以更好地為幼兒推送感興趣的內容并且有利于彌補創造力短板，滿足幼兒細致化與差異化需求。另外，還能夠基于數據科學系統地建立幼兒個體特征數據庫，為幼兒創造力培養提供實踐指導。

結語

培養創造力人才是各國提升國際競爭力的手段，學前期作為人類發展進程中的開端，選擇3-5歲階段對創造力進行初始啟蒙教育有助于幼兒后期綜合能力的提升。同時數據挖掘也為幼兒產品市場提供了新的發展思路，目前產品間存在信息壁壘，幼兒在面對新產品時需要重復輸入基本信息，產品與兒童間會存在較長的磨合期，嚴重影響了產品的使用體驗。而數據挖掘在未來則可以通過建立兒童個體特征數據平臺解決這個問題，通過平臺的建立連通各產品，基于大數據形成信息共享新局面。在幼兒心理學、行為學等領域的研究也可以基于龐大的數據基礎，更科學地進行研究的深入與新問題的探索。

基金項目：工業設計價值與績效評價研究一一湖南省哲學與社會科學基金16yba369研究成果。

參考文獻

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[3]楊宜，欣沈杰.基于創造力開發的新老年健智產品及服務設計探究[J].設計，2018（05）：47-49.

[4]張世慧.創造力[M].臺灣：五南圖書出版公司，2018.

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[10]方竹馨.交互設計在兒童美術教育類APP中的應用研究[J].設計，2019（17）：92-93.