基于ASD兒童需求分析的干預APP交互設計研究

張丙辰，楊俞玲，韋懿洋，孫福旭，王瑞

基于ASD兒童需求分析的干預APP交互設計研究

張丙辰1，楊俞玲2，韋懿洋1，孫福旭1，王瑞1

（1.江蘇師范大學 機電工程學院，江蘇 徐州 221116；2.鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院 汽車與交通學院，江蘇 鹽城 224300）

目前我國自閉癥譜系障礙兒童數(shù)量逐年上升，為提升ASD兒童干預APP的訓練效果、提高界面設計中合理決策的效率，提出一種基于Kano-熵權法的ASD兒童需求分析方法。首先，基于Kano模型收集ASD兒童干預APP的需求，并根據(jù)相對滿意度系數(shù)將其分為基本型、期望型、興奮型三類；其次，運用熵權法計算各項需求指標的客觀權重值；然后，結合權重值大小與ASD兒童干預訓練的相關性進行案例設計實踐，并通過人機交互測試驗證基于ASD兒童需求分析的干預APP是否有效地發(fā)揮了干預APP的效能。融合Kano-熵權法的ASD兒童干預APP交互設計，將需求指標分為內(nèi)容性、操作性和視覺性三個維度且內(nèi)容性需求所占比重最大，在此基礎上運用人機交互測試驗證APP的干預效果，發(fā)現(xiàn)改進后的APP可以豐富界面內(nèi)容、提升干預操作、增強視覺吸引力。基于ASD兒童需求分析的干預APP交互設計通過對內(nèi)容、操作及視覺性需求的優(yōu)化，能夠增強指示性、延長訓練時長，提升干預訓練的有效性，為后續(xù)相關設計提供了參考和依據(jù)。

需求分析；Kano；熵權法；ASD兒童；干預APP

自閉癥譜系障礙（Autism Spectrum Disorders，ASD）是一種發(fā)病于兒童發(fā)育早期，以社會交往、溝通障礙和興趣范圍狹窄及行為重復刻板為主要特征的發(fā)育障礙[1]。錯過早期干預將危害兒童患者的健康成長。隨著特殊教育法規(guī)的制定和完善，自閉癥兒童的干預訓練逐漸從教師為主導轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W習為主[2]。自閉癥譜系障礙兒童對眼睛視線方向的探測機制是完好的，缺損的是根據(jù)眼睛視線方向的信息對他人心理狀態(tài)的判斷推測能力[3]。干預APP作為新技術下的視覺手段，在自閉癥康復領域中得到了廣泛應用，為ASD兒童的康復提供了高效率、低成本的有效途徑[4]。研究發(fā)現(xiàn)ASD兒童具有視覺學習優(yōu)勢，以視覺提示為特征的干預APP訓練有利于其更好發(fā)展[5]。

1 相關研究

1.1 ASD兒童用戶需求分析

如今在市場競爭中，用戶滿意度已成為主要關注點與先決條件，因此從用戶需求出發(fā)可以進一步實現(xiàn)用戶對產(chǎn)品的情感訴求[6]。用戶需求是多層次的，包括功能層面、生理/心理層面和主觀情感層面。ASD兒童通過視覺渠道所獲得的對信息的識別、理解要優(yōu)于其他感官，且在視覺信息的加工上具有獨特的優(yōu)勢[7]。趙玉婉等[8]通過感性工學提取ASD兒童對干預圖卡的視覺需求表現(xiàn)為鮮明的、動感的、流暢的、新穎的、柔和的。王媚雪等[9]通過AHP法分析ASD兒童康復產(chǎn)品的需求，從安全性、耐久性、環(huán)保性、互動性、操作簡單、結構設計合理、娛樂性、益智性、啟發(fā)性9種需求角度對3款產(chǎn)品按優(yōu)先級進行評價，為ASD兒童康復產(chǎn)品設計提供有效參考。呂玥等[10]從趣味性和訓練性角度，采用用戶訪談方式獲取ASD兒童在游戲過程中的語言需求和社交需求，即降低復雜度、設計互動模式、多感官共同作用。姜亮等[11]通過調(diào)研問卷顯示ASD兒童輔助玩具的需求點包括老師和家長可以參與、能夠發(fā)聲、持續(xù)引起孩子注意以及在語言與感覺統(tǒng)合能力方面起到輔助作用。陳李斌等[12]根據(jù)ASD兒童生理和心理特征，對住宅空間的光環(huán)境需求進行深入分析，總結出在生理、安全、學習、生活、定制化五個方面的具體需求，進而創(chuàng)建一個舒適宜人、健康舒適的環(huán)境空間。

從以上多位學者的研究可以看出，由于ASD兒童的行為特征具有特殊性，因此對兒童開展具有針對性的需求分析，有利于增強其積極性、提升干預效果。

1.2 ASD兒童干預APP的研究現(xiàn)狀

ASD兒童線下干預訓練課程通常存在訓練過程較慢、內(nèi)容固定、場地限制、流程單一、兒童興趣低沉等問題。APP是Application Program（應用程序）的簡稱，是指安裝在移動終端設備上的、為用戶提供各種便捷服務的第三方應用程序[13]。作為信息社會下信息需求發(fā)展的結果，近年來APP在自閉癥康復教學領域發(fā)展迅速，已成為一種重要的干預訓練手段[14]。

Neely等[15]發(fā)現(xiàn)，應用程序在對自閉癥個體的社會技能、情感技能、適應行為、溝通能力等的教學上是一個可行的工具。Silva等[16]通過應用程序?qū)SD兒童進行協(xié)作能力和社交技能訓練，結果表明能夠明顯提升其社交互動能力。Cihak等[17]在研究中運用心智解讀軟件對ASD兒童的情緒調(diào)節(jié)能力進行干預，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)行為訓練項目相比，其情緒的自我調(diào)節(jié)能力和社會適應能力皆得到了顯著提高。Fage等[18]研究發(fā)現(xiàn)，利用APP輔助兒童進行語言干預訓練，能夠有效提升ASD兒童在自發(fā)的詞匯和手勢方面的使用效果。

APP交互界面是用戶獲取信息的主要載體，也是實現(xiàn)自我需求的重要入口，其設計的優(yōu)劣能夠直接影響用戶的視覺感受和操作體驗[19]。ASD兒童干預APP交互界面的設計，其目標是滿足ASD兒童的需求，提高其對干預APP交互界面的滿意度，進而提高干預效果。Bozgeyikli等[20]通過研究不同APP人機交互界面屬性的變化對ASD兒童操作體驗的影響，發(fā)現(xiàn)其對低視覺保真度和使用動畫指令的界面設計更有興趣，操作體驗感更佳。Boste等[21]在探討不同APP界面對ASD兒童干預效果的差異性時，結果表明具有吸引力和引導性的界面能夠有效提升其溝通能力。楊靜等[22]研究指出符合ASD兒童視覺需求的簡潔、流暢的APP交互界面能夠提升其滿意度，增加用戶黏性。

通過以上研究可知，符合ASD兒童視覺主導的干預APP憑借其教育性、便捷性、復現(xiàn)成本低等特點在康復訓練中被廣泛應用，因此基于ASD兒童的需求，從視覺、操作、內(nèi)容的角度對干預APP展開研究，將有利于提高積極性、增強體驗感、提升干預效果。

2 基于ASD兒童需求分析的干預APP交互設計研究流程

2.1 Kano模型的原理及應用

日本質(zhì)量管理大師、東京理工大學教授Noriaki Kano于1984年提出了Kano模型，該模型可以幫助設計師了解不同層次的用戶需求，并對用戶需求進行分類和優(yōu)先排序，提高產(chǎn)品設計質(zhì)量[23]。Kano模型將用戶對產(chǎn)品的需求定義為五個層次，包括基本型需求、期望型需求、興奮型需求、無差異需求和反向型需求，見圖1。Kano模型作為一種分析和規(guī)劃質(zhì)量與用戶滿意度的工具，目前已廣泛應用于產(chǎn)品設計、交互設計、服務體驗設計等領域[24-26]。

圖1 Kano模型

Ginting等[27]運用Kano模型對網(wǎng)站界面的需求重要度進行計算，發(fā)現(xiàn)用戶需求主要集中在便利性、安全性和時效性方面，進而對網(wǎng)站界面進行了改良、創(chuàng)新設計。徐凱等[28]基于Kano模型，從30項兒童保健護理服務需求中確定了11項服務屬于改進區(qū)，對其分層次改進以提高護理品質(zhì)。

2.2 熵權法

熵權法是指根據(jù)各項指標觀測值的變異程度確定指標權重的客觀賦權法，能夠從眾多的信息量中找出指標之間隱藏的規(guī)律性，有效避免了主觀因素帶來的偏差。李尋等[29]將熵權法應用于兒童教育APP角色繪圖方式的研究中，有效地評價角色的興趣性、顯著性和引導性，為APP角色設計提供參考依據(jù)。楊俞玲等[30]將AHP-熵權法應用于6種ASD兒童干預APP導航界面設計評價中，篩選出能夠更好地提升導

航界面關注度、吸引力和引導性的最佳方案。

2.3 ASD兒童干預APP界面設計流程

將Kano模型與熵權法相結合運用于ASD兒童干預APP界面的設計研究中，一方面可以削弱Kano模型處理需求指標時的主觀性；另一方面通過熵權法對各項需求指標進行定量分析，進一步對指標的重要度進行量化，提高研究的準確性和可信度，為交互界面的設計完善了方向與思路。研究流程如圖2所示。

2.3.1 獲取用戶需求信息

獲取用戶需求信息是在產(chǎn)品設計和開發(fā)的早期階段對用戶需求所作的調(diào)查與研究，其目的在于優(yōu)化產(chǎn)品價值，提升用戶體驗。常見的獲取用戶需求的方式主要有四種：用戶訪談、調(diào)查問卷、可用性測試和數(shù)據(jù)分析。

圖2 研究流程

2.3.2 基于Kano模型的用戶需求分類

基于Kano模型的用戶需求分類主要包括4個步驟：Kano問卷設計、用戶需求整理、滿意度系數(shù)計算和需求分類、剔除無差異需求和反向型需求。

1）雙因素問卷由每一個需求/功能問題的正向和負向兩個子問題構成，分別是用戶在面對具備或者不具備某項需求時的接受程度。雙因素調(diào)查問卷通過將產(chǎn)品的客觀性與用戶的主觀性聯(lián)系在一起，為產(chǎn)品質(zhì)量評估、用戶滿意度評估、產(chǎn)品設計指導等方面提供了參考[31]。

2）匯總調(diào)查數(shù)據(jù)，按照正向問題和負向問題的回答填寫需求分類表[32]。需求分類表（如表1所示）是指通過把產(chǎn)品服務的具體屬性轉(zhuǎn)化成用戶需求，依據(jù)需求要素的詳細分類，尋求和理解用戶對這些需求的態(tài)度，以指導設計師進行相關決策[33]。

表1 需求分類表

Tab.1 Demand classification table

3）當用戶需求分類的最大值相等或者差距較小時，采用“取最大值”法確定用戶需求的類型缺乏嚴謹性[34]。1993年Berger[35]提出，當用戶對需求指標類型判斷的百分比相差在5%以內(nèi)時，可以通過計算用戶滿意度系數(shù)比值的方式來解決這一問題，如式（1）和式（2）所示：

Tab.2 Demand classification table

4）無差異需求指提供該需求時用戶滿意度不會上升，不提供該需求時，用戶滿意度也不會下降，即用戶對該類需求持無所謂的態(tài)度，不會對整體設計造成影響，應予以剔除；反向型需求指用戶沒有此類需求，提供后反而會造成滿意度下降，會對設計產(chǎn)生反向影響，也應予以剔除。

2.3.3 使用熵值法計算需求指標權重

使用熵權法計算需求指標權重主要包括4個步驟：構造決策矩陣、標準化處理、計算特征值和熵值以及需求指標權重的計算。

2）專家對需求指標的評價越高，說明該需求指標越重要，故判定需求指標屬于正向指標，即指標數(shù)值越大越好。然后使用正相關公式對決策矩陣進行標準化處理：

3 實例研究

3.1 獲取ASD兒童需求

通過對徐州市及周邊縣市特殊教育服務機構（包括徐州市淮海愛舟康復托養(yǎng)中心、徐州市小海豚兒童康復中心、邳州市七彩虹兒童康復中心、沛縣明欣殘障兒童康教中心等）在自身發(fā)展、師資力量、樣本數(shù)量、課程設置、公益活動等方面的實地比較，排除設施不完善、在校人數(shù)較少的機構，最終選擇規(guī)模、影響力、綜合實力都較為出色的徐州市禾潤福利院、五彩鹿兒童發(fā)展中心和兒童康復醫(yī)院3所權威機構（見表3）作為樣本。聯(lián)系禾潤福利院、兒童康復醫(yī)院和五彩鹿兒童發(fā)展中心，與其溝通本次設計的重點與創(chuàng)新點，使其幫助選取本科以上學歷層次、專業(yè)背景為特殊教育或心理學、自閉癥理論扎實、教學能力強、且工作年齡三年以上的9名教輔人員[37]。邀請3位來自ASD兒童產(chǎn)品設計、兒童APP設計、視覺傳達設計領域的設計師，其熟知ASD兒童視覺特點和行為模式、兒童APP設計痛點，能夠設計出具有針對性的干預APP。教輔人員與資深設計師組成的專家團配合完成本次需求獲取以及需求重要度評價。

熊韻佳等[38]將視覺界面的需求總結為層級分明的導航系統(tǒng)、簡潔美觀的界面色彩、清晰合理的界面

布局、簡潔直觀的界面文字等；Ho等[39]將APP的需求劃分為字體樣式直觀、導航清晰明確、翻頁速度適中、內(nèi)容沉浸感強、圖標元素指示性強等；朱南瑾等[40]在兒童美術類APP交互界面研究中，將交互APP需求確定為內(nèi)容豐富多樣、交互操作簡單、卡通形象、色彩明確直觀、界面簡潔明了、導航布局清晰等。通過查閱上述相關文獻，最終整理出40項APP需求指標，在此基礎上與專家團進行深度訪談，篩選出能夠引導ASD兒童持續(xù)關注、激發(fā)兒童興趣、具有清晰指示性，又能滿足家長參與輔助治療、實現(xiàn)有效家庭干預的指標，最終確定了26項干預APP的用戶需求，詳細信息如表4所示。

3.2 基于Kano模型的ASD兒童需求分類

根據(jù)表4中的用戶需求信息，對用戶進行Kano模型的雙因素問卷設計。調(diào)研問卷的部分內(nèi)容見表5。

表3 問卷調(diào)研機構

Tab.3 Questionnaire research institutions

表4 干預APP用戶需求信息整理

Tab.4Intervention in the collation of APP user demand information

表5 問卷示例

Tab.5Sample questionnaire

由于ASD兒童的語言表達能力較弱，為確保問卷的數(shù)量、質(zhì)量和有效性，故本次實驗的被試均為具有豐富經(jīng)驗的教輔人員和家長[41]。調(diào)研之前向教輔人員與家長詳細介紹每個界面需求指標的內(nèi)容及含義，提高該問卷獲取信息的可靠性。

由表6可知，用戶需求7、10、13、14、18、19、20和24為興奮型需求，是提升魅力、帶來愉悅的用戶體驗的關鍵因素，應予以重視；用戶需求9、11和16為期望型需求是影響用戶滿意度的重要的影響因素，也是建立用戶忠誠度的關鍵要素；1、3、4、5和22為基本型需求為基礎設計元素，可以最大程度降低用戶不滿意度[43]；用戶需求2、8、12、15、17、21、23和25為無差異需求，是用戶較少關注的需求，對干預APP界面設計影響較小，應予以剔除；用戶需求26為反向型需求，可能是由于對ASD兒童隱私性的保護，教輔人員與家長不愿意泄露兒童信息，提供個人平臺推送的功能后會導致滿意度下降，故將其剔除。

表6 問卷調(diào)研結果

Tab.6 Questionnaire su`rvey results

3.3 熵值法計算需求指標權重

結合關鍵性技能訓練法（Pivotal Response Treat-ment，PRT），再次邀請專家團對8項興奮型需求、5項基本型需求和4項期望型需求進行重要度評價，過程中采用五級Likert量表，并構造決策矩陣。PRT強調(diào)在自然的教育環(huán)境和家庭環(huán)境中訓練自閉癥兒童，與本文設計干預APP的意圖一致。評價結果如表7所示。評價需求指標時，應著重考慮：簡潔直觀、清晰合理的引導性；可切換模式的關卡內(nèi)容；豐富的獎勵機制；培養(yǎng)關注力與抗干擾能力；提升互動性與趣味性，進而提高干預效果[44]。

然后根據(jù)式（3）對決策矩陣進行標準化處理，得到干預APP界面用戶需求重要度評價的標準化矩陣。接著由式（4）和式（5）計算得出各項用戶需求指標的熵值；在此基礎上，由式（6）可計算出各項用戶需求指標的權重值，如表8所示。

表7 用戶需求重要度評價結果

Tab.7 Evaluation results of user demand importance

表8 干預APP界面用戶需求指標的權重

Tab.8 Weight of user demand index of intervention app interface

4 研究結果

4.1 大數(shù)據(jù)驅(qū)動的服務設計

結合相關文獻研究[45-46]，對實驗所得的需求指標權重進行整理。在Saaty[47]將APP評價指標分為情感性、內(nèi)容性、審美性的基礎上，綜合教輔人員與設計師的意見，根據(jù)ASD兒童干預APP的相關性，將17項指標分為內(nèi)容性指標、操作性指標、視覺性指標三種類型，見圖3。內(nèi)容性指標即從干預APP的內(nèi)容模式和ASD兒童的受眾群體角度進行研究，根據(jù)ASD兒童的視覺認知特點，設計能引起兒童持續(xù)注意力的界面內(nèi)容。操作性指標即從干預APP界面的操作機制角度進行研究，根據(jù)干預APP用戶體驗，使設計符合用戶的操作行為模式。視覺性指標即從文字、色彩、圖像和視頻等多種視覺元素角度進行研究，根據(jù)APP界面圖形的指示性、引導性，設計有效的界面布局、導航層次、色彩搭配及圖標。

第一類包括內(nèi)容界面辨識度高、家庭場景運用、內(nèi)容界面吸引力高、關卡內(nèi)容多樣、獎勵機制豐富以及操作歷史記錄，可以看出，這六項指標主要與干預APP所包含的功能內(nèi)容及用戶認知解碼相關，因此將此類命名為內(nèi)容性指標。第二類包括操作反饋良好、跳轉(zhuǎn)速度適中、語音交互功能、操作簡單便捷和個性功能定制，可以看出，這五項指標主要與干預APP使用過程中的操作機制相關，因此將此類命名為操作性指標。第三類包括布局規(guī)整合理、信息簡潔直觀、造型形象生動、導航清晰明確、人物元素豐富以及趣味字體形式，可以看出，這六項指標主要與干預APP界面的視覺信息編碼形式相關，因此將此類命名為視覺性指標。

圖3 需求指標分類圖

通過分類整理，將各項需求指標的權重值按三種類型分別相加，即可得到內(nèi)容性指標、操作性指標、視覺性指標的權重值，且W內(nèi)容性指標＋W操作性指標＋W視覺性指標＝1。干預APP的三種需求類別權重排序為：內(nèi)容性指標>視覺性指標>操作性指標，即ASD兒童對內(nèi)容性指標的需求度最高（見表9）。因此在設計過程中，可以考慮將內(nèi)容性指標作為最為關鍵性的核心內(nèi)容。

表9 需求指標分類

Tab.9Demand index classification

在ASD兒童干預APP交互設計的內(nèi)容性指標中，“操作歷史記錄”“內(nèi)容吸引力高”和“獎勵機制豐富”三項指標的需求權重值最高，說明干預APP滿足以上三項需求時，用戶的滿意度越高。結合對所有內(nèi)容性指標的降序排列，隸屬基本型需求的“操作歷史記錄”位列首位，說明在設計過程中應首先滿足以更加便捷的方式保存、管理和查看操作歷史記錄的功能；隸屬期望型需求的“內(nèi)容吸引力高”位列第二，因此干預APP中要包含豐富的生活技能、社交技能、職業(yè)技能等內(nèi)容；隸屬興奮型需求的“獎勵機制豐富”位列第三，需完善、豐富獎勵機制，不斷增強界面內(nèi)容的吸引力，以提高ASD兒童的學習興趣。

在ASD兒童干預APP交互設計的操作指標中，數(shù)據(jù)顯示“語音交互功能”和“操作簡單便捷”的需求權重值較高。APP界面設計應滿足用戶對產(chǎn)品易用性的需求，符合用戶認知習慣，以便進行快速操作[48]。因此，在干預APP界面操作功能的設計過程中，將圖片、聲音、視頻及智能語音交互等多種形式結合起來，降低不必要的操作流程，減少學習時間，增強交互體驗感，為自閉癥群體的語言模塊訓練提供更多可能性。

在ASD兒童干預APP交互設計的視覺性指標中，“導航清晰明確”和“人物元素豐富”的需求權重值較高。這說明APP界面的視覺效果設計能夠直接影響用戶對產(chǎn)品的第一印象和用戶的使用情緒，且相比于其他獲取信息的方式，視覺信息更容易引起ASD兒童的關注[49]。因此在設計過程中，要對界面視覺信息進行合理的規(guī)劃，豐富人物元素，使形狀色彩符合視覺認知特點，提供清晰明確、引導性強的導航設計，避免出現(xiàn)干擾信息，從而減少視線流和操作流的無效往復，降低用戶的認知負荷。

4.2 設計案例

在需求指標分類的基礎上，結合ASD兒童的心理特點[50-52]，從內(nèi)容性、操作性、視覺性三個方面，對界面加以改進，界面改進細節(jié)見圖4。

圖4 ASD兒童干預APP界面改進細節(jié)

improvement content

以提升情緒能力為主題，對ASD兒童干預APP進行相關界面設計創(chuàng)新實踐，提高干預效果，如圖5所示。

圖5 ASD兒童干預APP界面設計案例

首先針對內(nèi)容性指標，在設計實踐中應給予適當?shù)臐M足。兒童在使用干預APP過程中，會進行多次同一游戲或不同游戲操作，設計操作歷史記錄功能，能夠詳細記錄兒童對情緒識別、匹配、挑戰(zhàn)、模仿的訓練程度，方便教輔人員能夠充分了解家庭干預過程中兒童的成長動態(tài)和訓練結果（見圖3d），課上與課下相結合可有效提高干預訓練的效率，同時也有效解決了遇到突發(fā)情況而被迫中斷操作的問題[53]。考慮到ASD兒童的視覺認知特點，界面背景中界面背景運用了怪獸、飛船、兒童、地球等元素，豐富了界面背景，提高了吸引力（見圖3a）。此外，在每個關卡結束之后，設計了形式多樣的獎勵機制，能夠激發(fā)兒童的學習興趣，提升干預訓練效果（見圖3f）。

對于操作性指標，在設計實踐中應給予關注。作為一款ASD兒童干預APP，應既能使兒童清晰使用也可以使家長有效參與，為了確保干預APP的實用性、舒適性和便捷性[54]，APP的界面設計應符合圖形簡練、步驟簡單、易于操作的特點，因此，在設計時將導航按鈕分布于界面兩端，均采用簡單的圖形符號，如箭頭表示返回、×號表示關閉、房子表示首頁等，以黃色為底，清晰明顯，指引性強（見圖3e）。游戲開始之前、使用過程中以及游戲結束之后均有語音播報功能，有助于引導家長輔助兒童進行下一步操作，增加沉浸感，提升用戶體驗[55]。

最后是視覺性指標，考慮界面的視覺中心是設計的基礎，必須把有效信息放置在屏幕的視覺焦點[56]，因此將界面中主要內(nèi)容設置為淺藍色，引導兒童的視線向畫面中集中，突出重點。此外，在干預訓練的過程中，需要將訓練內(nèi)容與周圍環(huán)境和實際生活場景相結合，自閉癥兒童才能夠感受和理解訓練內(nèi)容，因此，在界面設計中運用了大量的動物、人物和器物角色，活潑生動，有利于拉近兒童與界面的距離。角色與關卡選擇時使用了白色邊框進行輔助，能夠突出重要內(nèi)容，引起兒童的好奇心，促使其進行屏幕點擊，增強了人機交互的頻率（見圖3b和圖3c）。

4.3 驗證實驗

為了驗證基于ASD兒童需求分析的干預APP交互設計能否有效提高兒童情緒能力，采用眼動實驗進行人機交互測試。

4.3.1 被試

在徐州市五彩鹿兒童發(fā)展中心招募3～6歲的自閉癥兒童28名（男童16名，女童12名）作為被試，所有被試具備一定的理解能力和社交能力。

4.3.2 實驗儀器與程序

本研究使用aSee Glasses眼鏡式眼動儀、分辨率為2 650*1 600 px的微軟12.3英寸Surface Pro 7，以及附帶的aSee Glasses Studio軟件記錄被試眼動數(shù)據(jù)，顯示屏與被試者眼睛之間的距離為65 cm，注視持續(xù)時間大于100 ms為一次注視。整個實驗過程在安靜的房間內(nèi)進行，正式實驗前進行3點校準。正式實驗過程中被試坐在電腦前65 cm，語音提示開始后自動播放樣本。

4.3.3 實驗準備

陸金生等[55]指出，首次注視時間、注視時間比、目標注視率和注視頻率等眼動數(shù)據(jù)指標可以反映被關注的程度，與用戶的興趣性密切相關。張仙峰等[57]發(fā)現(xiàn)，回看時間比、再注視比可以通過用戶視線變化的頻繁程度來反映界面操作的引導性。韓映虹等[58]研究表明，首次注視前時間和首次注視前次數(shù)等眼動指標可以反映事物被察覺的容易程度，與視覺特性關聯(lián)較大。綜上，構建ASD兒童干預APP評價維度及眼動指標，見表10。

在應用商店中選取下載量高且以ASD兒童認識情緒、調(diào)節(jié)情緒為主題的情緒干預APP——《知情解意》，選擇包含登錄界面、內(nèi)容界面、操作界面、和情緒干預界面在內(nèi)的6個樣本作為對照樣本，本文以內(nèi)容性、操作性、視覺性指標的界面設計為實驗樣本，詳細界面樣本見圖6。

4.3.4 實驗結果

為了提高ASD兒童干預APP評價的準確度，使用SPSS 22.0對眼動實驗的數(shù)據(jù)進行信度分析，整體數(shù)據(jù)的克倫巴赫系數(shù)=0.908，即本實驗數(shù)據(jù)滿足信度要求且具有較高說服力；對其進行方差分析，0.05，說明數(shù)據(jù)全部呈現(xiàn)出顯著性差異。ASD兒童干預APP的眼動實驗詳細數(shù)據(jù)見表11。

表10 干預APP評價維度及眼動指標

Tab.10 Intervention in APP evaluation dimension and eye movement index

圖6 干預APP界面對比眼動實驗樣本

表11 干預APP界面對比眼動數(shù)據(jù)

Tab.11Eye movement data of control samples and experimental samples

通過對被試的眼動實驗數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)，實驗樣本相較于對照樣本在內(nèi)容性、操作性、視覺性交互方面均有所提升，為了對實驗結果進行更加準確清晰的分析，配以雷達圖輔助展示實驗數(shù)據(jù)，見圖7—9。

圖7 實驗樣本的FFD與PFD均值雷達圖

圖8 干預APP界面樣本GBTR與RR均值雷達圖

圖9 干預APP界面樣本TFF與FB均值雷達圖

由圖7可知，當FFD=0.40、PFD=0.37時，ASD兒童的偏好最為顯著。根據(jù)表10，首次注視時間和注視時間比越大，說明界面內(nèi)容的吸引力越高，因此，當FFD>0.40、PFD>0.37時，界面內(nèi)容豐富、吸引力高，能夠促使ASD兒童獲得持續(xù)注意力；當FFD<0.40、PFD<0.37時，界面內(nèi)容相對缺乏辨識度與興趣性。

實驗樣本中分別增加了屬于興奮型需求的獎勵機制、動態(tài)信息，屬于期望型需求的界面內(nèi)容元素，屬于基本型需求的歷史記錄功能之后，有效提高了兒童在實際交互過程中對內(nèi)容的關注度。

因此，基于基本型、期望型、興奮型三種需求對內(nèi)容性指標加以強化，可以提升干預訓練的持續(xù)性并延長訓練時間。

由圖8可知，當GBTR=0.40、RR=0.28時，ASD兒童的偏好最為顯著。根據(jù)表10，回看時間比與再注視比越大，說明界面具有良好的操作引導性，因此，當GBTR>0.40、RR>0.28時，界面導航、指示清晰明確，有助于提高界面的點擊率與轉(zhuǎn)化率；當GBTR< 0.40、RR<0.28時，界面指示相對模糊，增加了兒童的操作難度。

實驗樣本中分別增加了屬于興奮型需求的引導視頻與語音播報功能，屬于期望型的箭頭等簡單指示圖形，屬于基本型的界面跳轉(zhuǎn)流暢，在一定程度上提高了用戶滿意度，建立了兒童對APP的忠誠度。

因此，基于基本型、期望型、興奮型三種需求，對操作性指標進行強化可以增強交互反饋的實時性，帶來高效、愉悅的交互體驗。

由圖9可知，當TFF=0.05、FB=4.71時，ASD兒童的偏好最為顯著。根據(jù)表10，首次注視前時間和首次注視前次數(shù)越小，說明界面越符合被試的視覺效應，因此，當TFF<0.05、FB<4.71時，兒童的目光進入界面越快，注目性越強，越能激發(fā)興趣；當TFF> 0.05、FB>4.71時，兒童的目光進入界面相對越慢，產(chǎn)生進入障礙，興趣減退。

實驗樣本中增加了屬于興奮型需求的趣味字體、卡通角色形象，屬于期望型需求的導航，屬于基本型的合理布局、功能分區(qū)，進一步增強層次感、趣味性，通過良好的視覺體驗減少了兒童的焦慮與煩躁行為。

因此，基于基本型、期望型、興奮型三種需求，對視覺性指標進行強化，可以聚焦ASD兒童的注意力，提供流暢的干預訓練。

5 結語

研究以ASD兒童為目標群體，提出將Kano模型和熵值法相結合對ASD兒童干預APP界面進行交互設計研究：

1）在文獻整理所得26項用戶需求信息的基礎上，運用Kano模型提煉出基本型需求、期望型需求和興奮型需求所包含的17項具體指標。

2）結合17項指標與ASD兒童訓練相關性，將其分為內(nèi)容性、操作性和視覺性三種類型。

3）以提升情緒能力為主題展開干預APP界面交互設計實踐，并通過人機交互測試驗證界面的有效性。

融合主觀體驗與客觀量化的Kano-熵權法，能夠更為直觀地解析ASD兒童需求特點，進一步豐富內(nèi)容，改善操作，增強視覺吸引力，完善干預APP界面設計方法，從而提升訓練效果，為后續(xù)相關設計提供參考和依據(jù)。后期可進一步將視覺提示策略與ASD兒童干預APP界面的圖標、色彩聯(lián)系起來，構建更為系統(tǒng)完善的理論框架。

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Interactive Design of Intervention APP Based on Needs Analysis of ASD Children

ZHANG Bing-chen1, YANG Yu-ling2, WEI Yi-yang1, SUN Fu-xu1, WANG Rui1

(1.School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangsu Normal University, Jiangsu Xuzhou 221116, China; 2.School of Automotive and Transportation, Yancheng Polytechnic College, Jiangsu Yancheng 224300, China)

At present, the number of children with autism spectrum disorders in China is increasing year by year. In order to improve the training effect of ASD children's intervention in APP and the efficiency of rational decision-making in interface design, a method of ASD children's needs analysis based on Kano-entropy weight method is proposed. First of all, based on the Kano model, the needs of ASD children's intervention in APP are collected and divided into three categories (basic type, expectant type and excitable type) according to relative satisfaction coefficient. Secondly, the objective weight value of each demand index is calculated by entropy method. Then, combined with the correlation between weight value and ASD child intervention training, case design practice is carried out, and human-computer interaction test is used to verify whether the intervention APP based on ASD needs analysis can effectively play the role of intervention in APP. The interactive design of ASD children's intervention APP integrating Kano-entropy weight method divides the demand indicators into three dimensions: content, operability and vision, and the content demand accounts for the largest proportion. On this basis, the human-computer interaction test is used to verify the intervention effect of APP. It is found that the improved APP can enrich the interface content, improve the intervention operation, and enhance the visual attraction. The intervention APP interaction design based on ASD child needs analysis can enhance indicative performance, extend training duration and enhance the effectiveness of intervention training by optimizing content, operation and visual needs, so as to provide reference and basis for subsequent related design.

demand analysis; Kano; entropy method; ASD children; intervention APP

TB472

A

1001-3563(2022)18-0122-14

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.18.016

2022–04–16

教育部人文社會科學研究規(guī)劃基金項目（18YJAZH123）

張丙辰（1976—），男，博士，副教授，主要研究方向為兒童產(chǎn)品設計、交互設計。

楊俞玲（1997—），女，碩士生，主攻工業(yè)設計及其理論、產(chǎn)品交互設計、兒童產(chǎn)品設計。

責任編輯：馬夢遙