創(chuàng)新交互助力編程與益智玩具融合

長(zhǎng)沙師范學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè) 李詩(shī)泳 伍睿 羅聰

雖然國(guó)內(nèi)的兒童編程技術(shù)迅速發(fā)展，但是由于本身的教育資源匱乏，所以有關(guān)的感官體驗(yàn)不佳。本文通過(guò)分析和研究具體的案例，討論和分析一些兒童編程方面的原理和存在的問(wèn)題，提出對(duì)應(yīng)的策略;并通過(guò)有關(guān)編程和益智玩具的基本原理及相關(guān)實(shí)例，探討兒童編程和益智玩具的創(chuàng)新性和安全性及設(shè)計(jì)方向。

從認(rèn)知發(fā)展理論到兒童編程

由著名的心理學(xué)家讓·皮亞杰提出的認(rèn)知發(fā)展理論，是世人公認(rèn)的杰出心理理論。該理論揭示了許多權(quán)威的規(guī)律和發(fā)展方向，成功使兒童心理學(xué)真正發(fā)展成一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，也促進(jìn)了更多的專(zhuān)家進(jìn)一步對(duì)此進(jìn)行研究和探索。

在此基礎(chǔ)上，許多專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)始了兒童編程APP 的研究和設(shè)計(jì)工作。早在十多年前，麻省理工學(xué)院的媒體實(shí)驗(yàn)室就開(kāi)始研發(fā)兒童編程工具，也就是著名的 Scratch。這種工具主要針對(duì)年齡階段是8～16 歲的孩子，其中顯著的特色就是拋開(kāi)了傳統(tǒng)的文本編程，巧妙利用了鼠標(biāo)，用于制造和設(shè)計(jì)不同類(lèi)型的畫(huà)面和小游戲以及故事等。互動(dòng)故事、游戲和動(dòng)畫(huà)，而且與社區(qū)的孩子們進(jìn)行討論和分享。然后發(fā)展成各種模擬場(chǎng)景、適用指令，得出簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)效果。Scratch 結(jié)構(gòu)分為6 個(gè)單元，每個(gè)單元包含6 個(gè)探究活動(dòng)，見(jiàn)下表：

設(shè)計(jì)這種編程的主要目的，就是經(jīng)過(guò)這些游戲設(shè)計(jì)的熏陶，使得孩子們真正理解和看到程序編程的魅力，比較簡(jiǎn)單的模擬方式，幫助展示編程的特色和基本方式，通過(guò)控制屏幕上的一些角色，開(kāi)發(fā)孩子們的智力，培養(yǎng)其想象能力和邏輯思維方式。

當(dāng)我們把編程與玩具結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí)，主旨應(yīng)基于兒童年齡特點(diǎn)和兒童在生活中所經(jīng)歷的所做過(guò)的所取得的一些個(gè)人總結(jié)，同時(shí)，產(chǎn)品應(yīng)該盡可能了解兒童的行為和互動(dòng)方式。

益智玩具的發(fā)展創(chuàng)新

所謂益智玩具，其實(shí)主要的特點(diǎn)就是能夠開(kāi)發(fā)兒童智力，通過(guò)刺激大腦，增加其活躍度的工具。此類(lèi)玩具能夠培養(yǎng)孩子，使其形成比較強(qiáng)的邏輯和競(jìng)技思維，且具有一定的娛樂(lè)性質(zhì)。中國(guó)從古代以來(lái)就有著各種各樣的益智玩具，人們熟知的有九連環(huán)、益智圖以及一些類(lèi)似的雙陸（古代棋盤(pán)游戲）、七巧板，并且流傳至今。

這些益智玩具，能夠讓孩子在玩耍的時(shí)候，全面提升思考和聯(lián)想能力，幫助提升智力。比如源自德國(guó)的邏輯狗，如圖1 所示，其玩法是將問(wèn)卷面插入操作板，根據(jù)問(wèn)題找答案，再找到答案對(duì)應(yīng)的顏色推鈕，將推鈕推到答案對(duì)應(yīng)的位置，最后翻開(kāi)背面核對(duì)答案。邏輯狗適用于3～7 歲兒童，主要訓(xùn)練兒童對(duì)形狀、色彩、空間、方位、日常生活秩序等認(rèn)知；也培養(yǎng)幼兒的觀察力、注意力、簡(jiǎn)單的數(shù)數(shù)和6 以?xún)?nèi)的大小比較。又如有一款名為企鵝排隊(duì)的玩具，如圖2 所示。游戲中，兒童輪流發(fā)號(hào)施令下棋，聽(tīng)到指令后需快速找到圖案所在位置，并放置企鵝旗子。最終誰(shuí)率先將企鵝連成一條線，或擺成三角形、正方形、長(zhǎng)方形，誰(shuí)就獲得勝利。

兒童編程工具Scratch 單元概述

圖1 邏輯狗

類(lèi)似這些的游戲，其實(shí)有較大的難度,且各種變化層出不窮，要求設(shè)計(jì)人員養(yǎng)成創(chuàng)新思維，而不是囚于常規(guī)固有的思維方式中 。

兒童編程玩具案例賞析

兒童編程玩具，它的種類(lèi)很多，這些玩具可以鍛煉孩子的思維和操作能力，還能給孩子的日常生活帶來(lái)快樂(lè)。

其中比較受歡迎的有機(jī)器人以及拼接搭建類(lèi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與工程類(lèi)等STEAM 玩具。比如現(xiàn)在比較流行的編程毛毛蟲(chóng)，如圖3 所示。此玩具可以分成9 節(jié)，不同的指令和安排，在一定的次序下，能夠完成特定的任務(wù)，形成一個(gè)個(gè)連續(xù)的動(dòng)作和模式,可以前進(jìn)以及直行等等。

此外還有機(jī)器人類(lèi)產(chǎn)品，主要是陪伴型機(jī)器，如火火兔可編程機(jī)器人（圖4）。在父母比較忙的時(shí)候，可以陪伴孩子。除了孩子受益外，父母也可以和孩子互動(dòng)，更好地和孩子進(jìn)行交流，培養(yǎng)感情。還有一種科學(xué)實(shí)驗(yàn)與工程類(lèi)，這種類(lèi)型不常見(jiàn)，但是十分生動(dòng)有趣，可以改變孩子學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)的心理狀態(tài)，適合年齡較大的孩子。至于目前還在研究中的3D 打印類(lèi)，從醫(yī)療到建筑，塑料、金屬、陶瓷、混凝土等等材料的選擇，都可以展示孩子的創(chuàng)造力。

兒童編程和益智玩具設(shè)計(jì)方向

益智玩具的顯著特征就是兒童在玩的過(guò)程中能促使想象力的發(fā)揮,鍛煉手指的靈巧性,以促進(jìn)腦部發(fā)育和思維能力的提高。兒童編程和益智玩具研究主要有以下幾個(gè)方向：

首先就是科學(xué)以及安全問(wèn)題，這是因?yàn)槿魏萎a(chǎn)品的設(shè)計(jì)都要以科學(xué)性和安全性為原則,尤其是針對(duì)兒童的設(shè)計(jì)。兒童益智玩具使兒童在玩的過(guò)程中鍛煉記憶力以及邏輯思維能力等,在不同的發(fā)育階段具有不同的生理、心理發(fā)育特點(diǎn)。任何兒童玩具的設(shè)計(jì)都應(yīng)符合相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)入市場(chǎng)。比如注重拆卸部分的大小體積設(shè)計(jì)和玩具的牢固性問(wèn)題等,這都涉及玩具的安全問(wèn)題。

圖2 企鵝排隊(duì)

圖3 編程毛毛蟲(chóng)

圖4 火火兔可編程機(jī)器人

然后就是互動(dòng)性質(zhì)的體驗(yàn)方面。互動(dòng)的基礎(chǔ)是技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。如何在產(chǎn)品中應(yīng)用兩種或兩種以上的元素，需要結(jié)合多種方式來(lái)創(chuàng)造新的交互方式，以提高用戶(hù)的交互體驗(yàn)為。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技和觀念的發(fā)展變化，互動(dòng)交流必然是玩具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。重視消費(fèi)者的感受必然成為設(shè)計(jì)策略的核心要求，這是因?yàn)榕d趣是學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的原動(dòng)力，引導(dǎo)兒童在快樂(lè)中學(xué)習(xí)，在玩耍中學(xué)習(xí)和認(rèn)知是永恒的主題。兒童只有在與周?chē)h(huán)境互動(dòng)中,才能逐漸鍛煉并展示自己的能力。

綜上所述，玩具研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意將教育理念很好地和益智玩具結(jié)合起來(lái)，幫助拓寬孩子編程設(shè)計(jì)的思路和發(fā)展模式，在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，加入一些情感方面的元素，使其將書(shū)本中學(xué)到的知識(shí)和實(shí)踐更好的結(jié)合。在現(xiàn)代教育模式下，有效地設(shè)置和傳承各種知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)和設(shè)定新的理論思維能力，幫助解決一些問(wèn)題，使得孩子能夠更加自信的面對(duì)未來(lái)。