面向視障家庭用戶多樣性的飲水機設計研究

沈瓊，唐詩源，姚子穎

面向視障家庭用戶多樣性的飲水機設計研究

沈瓊，唐詩源，姚子穎

（東華大學，上海 201620）

針對視障家庭用戶在飲水方面具有多樣性和差異性需求的情況，分析現有飲水機設計研究的不足。基于包容性設計理念，進行家庭用戶操作能力水平多樣性分析，以及飲水機偏好多樣性分析，以此指導飲水機產品的開發設計。運用觀察訪談法對視障家庭飲水需求進行挖掘與整理，通過問卷調研法了解用戶的偏好。其次，對視障家庭中視障者、老年人、中青年三類用戶進行現有飲水機的可用性測試，結合用戶飲水需求和產品偏好提出三個設計策略：多模式簡化使用步驟、水質檢測提升飲水品質、多通道反饋適配操作能力，基于此對飲水機進行再設計。在符合視障家庭用戶多樣能力的前提下，通過設計實踐滿足用戶的多樣需求，提升了視障家庭飲水機的使用體驗，為改善視障家庭飲水問題提供了切實可行的方法參考，對相關產品設計具有一定參考價值。

包容性設計；視障家庭；飲水機；用戶多樣性

隨著老齡化社會的到來以及數字化時代下人均屏幕使用時間的增加，視障者數量具有迅速增長的趨勢。視障者是包括盲人和低視力人群在內的一系列有視力障礙的群體[1]，我國視力損傷分類標準中，按照最佳矯正視力的不同范圍，分為盲水平一級、二級和低視力水平三級、四級[2]。在全球范圍內，視障人士近2.85億，八成以上的視障者年齡在50歲以上[3]。飲水作為生存的必要行為，因居住環境改善及養生理念的不斷普及，衍生出各種場景下的不同需求[4]。目前，有從用戶感性需求出發，對飲水機進行的創新設計[5]，也有從技術角度，研究飲水機遠程無線控制系統的設計[6]。然而，在現有家用飲水機的設計中，針對外出時間少、居家時間更長的視障者的相關設計還比較欠缺。前期研究通過降低飲水機對視障者使用能力要求的方式，展開設計實踐以解決此問題。通過物理按鍵的操作方式、帶有一定角度的出水按鈕和利于視障者識別方向的棱角造型等細節設計，滿足了視障者獨立使用飲水機的需求，改善了視障者的使用體驗。但驗證結果表明視障者和家中視力正常用戶存在需求互斥的情況，僅關注視障者使用能力的研究方法忽略了其他視力正常家庭用戶的需求。本研究基于包容性設計理念，在用戶使用能力的基礎上，創新性地加入對用戶主觀需求的考慮，將視障家庭中多樣用戶的能力和需求視為飲水機設計的根本決定因素并進行設計實踐，使包容性設計更具實踐性和可持續性。

1 能力與需求多樣性

包容性設計（Inclusive Design）是指嘗試設計的產品和服務滿足盡可能多的用戶需求，且無需針對某類用戶特殊設計[7]。通過對比產品使用所要求的能力水平與用戶實際感知、認知和運動能力水平，對產品包容度進行評估[8]。設計排斥理論（Design Exclusion）是包容性設計的核心研究成果之一。當家庭環境中飲水機使用要求能力超過家庭用戶真實能力時，表明此飲水機包容度較低，產生了設計排斥。比如觸控操作的飲水機所要求的使用能力就超過了視障者的能力水平，排斥了視障者。而提高包容度的方法就是降低產品和環境對用戶的能力要求，由此得出設計策略進行產品開發，比如將觸控操作改為物理操作以適應視障者的能力水平。

產品功能滿足用戶需求是發生使用行為的前提，未滿足用戶需求的產品在使用行為發生之前已經被用戶主動排斥。用戶的需求是多樣的，由單一用戶（比如視障者）主導的設計方式很容易與家庭用戶需求的差異化和多樣性產生矛盾。因此，用戶和飲水機之間的交互關系不僅僅是兩者能力的兼容匹配關系，更是用戶多樣性需求與產品僅能滿足有限需求間的競爭選擇關系[9]。視力正常用戶因個人偏好會購買多功能、造型時尚的觸摸屏飲水機，視障者和視力較弱的老年用戶就可能因能力不足而被產品被動排斥。考慮視障者的使用能力，簡化產品功能，提供具有更簡單操作方式的設計方案，則會因未滿足其他視力正常者的使用需求而被其主動排斥。基于此，本研究聚焦視障家庭使用場景，從視障家庭用戶能力多樣性和需求多樣性出發構建研究框架，如圖1所示。總結了視障家庭飲水機設計多模式簡化使用步驟、水質檢測提升飲水品質、多通道反饋適配操作能力三大策略，并基于三大策略進行設計實踐。

圖1 研究框架

2 用戶多樣需求偏好與操作能力水平

2.1 飲水需求的挖掘與整理

為了解不同視障者的飲水需求，分別對10位視障者圍繞基本信息、飲水相關和家庭生活三部分展開半結構化訪談，受訪者的盲視情況涵蓋視力一級殘疾和二級殘疾。同時走入5戶家庭結構不同的視障者家中進行現場觀察，包括獨居男性盲人、夫妻一人全盲家庭、夫妻雙全盲與中青年子女同居家庭、夫妻雙盲與老年父親同居家庭和女兒全盲與中青年父母同居家庭五類。針對采訪結果和觀察現象，發現即熱即飲是視障者的真實需求，通過詢問受訪者對現有即熱即飲飲水機的看法，確定可便攜移動、體積較小的桌面飲水機是滿足視障者需求的合適產品。而飲水機的市場調研表明市面上的桌面飲水機大多為觸控操作。針對此情況，經過焦點小組討論，歸納了以下5點視障者對飲水機的使用需求：體積小巧不占位置；內外均易于清潔；操作簡單快速，即熱即飲；提供語音提示與確認；傾向使用物理操作。按照是否視障可將視障家庭用戶分為視障者和視力正常者，而視力正常者又包括兒童、中青年和老年人等。因考慮到兒童產品較為特殊，且該類人群未經濟獨立，擁有可支配資源過少，許多任務需在成年人幫助下完成，所以為了解視力正常家庭用戶的飲水需求，圍繞家庭飲水行為和以上歸納的5點視障者使用需求，對4位老年用戶和4位中青年用戶展開了半結構化訪談。訪談中發現，相比大部分視障者都使用燒水壺的情況，視力正常者使用的飲水設備功能更加豐富，且大多為觸控操作。

通過對觀察訪談結果的分析，得出視障家庭的共性飲水需求有三點：體積小巧不占位置、符合健康飲水標準、操作簡單快速。視力正常者提出在簡化飲水機操作步驟的同時，需保留滿足個性需求的功能。

視障家庭的視障者、老年人和中青年三類用戶的差異性需求有兩點：選擇物理操作還是觸控操作；是否提供語音提示功能。視力正常者出于時尚和抗污能力更強等考慮更青睞觸控操作。然而，部分觸摸屏上的文字信息太小，老年用戶難以閱讀識別。盡管如此，飲水機觸屏結構及信息內容簡單，老年用戶常通過位置記憶的方式完成獨自操作。隨著技術的進步，家電產品正向著網絡化、信息化和智能化方向發展[10]。對比開模成本高、使用次數受限的物理操作，觸控操作更具可持續性，因此功能多樣化和去按鍵化成為飲水機類家電的發展趨勢。然而視障者往往無法獨自完成觸控操作，觸摸屏的使用邏輯與視障者先探索定位再執行的行為特點并不相符。

中青年用戶因感到吵鬧而不接受語音提示。對于聽力下降的老年用戶，有效的語音提示需達到適配音量。語音提示是視障者獲取信息的重要手段，逐字朗讀的信息傳遞方式需視障者花費時間等待。對于功能復雜需傳遞大量內容的手機類智能產品，視障者樂意付出時間[11]。但對于功能較簡單的飲水機來說，語音提示不僅降低了信息獲取效率，還增加了產品造價，不符合視障者收入較低的現實經濟情況[12]。手機讀屏軟件遠程操作可作為一種解決手段，但僅靠手機控制會限制視障者的使用場景，比如手機沒電時。

綜上所述，對視障家庭的飲水需求進行整理，如表1所示。視障家庭中視障者、老年人、中青年三類用戶擁有三項共性需求，在是否需要語音提示和觸控操作上存在需求差異。可見，當下視障家庭選擇飲水機所面臨的兩大痛點為：在滿足即熱即飲需求的基礎上，符合視障者使用能力的選擇過少或缺乏；二是面對視障家庭用戶的差異性需求，現有飲水機無法滿足。

表1 視障家庭飲水需求

Tab.1 Demand of water dispenser for visually impaired family

2.2 飲水機偏好的獲取

為了解視障家庭用戶的飲水機偏好和為此偏好付出代價的意愿，對視障者、老年人和中青年用戶進行問卷調研，詢問可接受的飲水機價格，針對不同功能的需求度、操作方式偏好等相關問題，對10個相關代表企業的30款飲水機的功能設計進行調研與整理，確定了問卷中桌面飲水機的調研功能名單。邀請受訪者根據題目按照李克特五級量表進行打分，1代表“非常不接受”，2代表“不接受”，3代表“一般”，4代表“接受”，5代表“非常接受”，其中受訪視障者涵蓋了視力殘疾一級到四級的用戶。對問卷結果進行信度分析，Cronbachα系數達到0.912，大于0.9，表明該問卷信度很高[13]。收回問卷137份，有效問卷134份，有效問卷中，視障者占22份，老年用戶占48份，中青年用戶占64份。

問卷結果表明，500元上下的飲水機價格是三類用戶可接受的合適價格，此價位飲水機不帶過濾功能，需自行添加純凈水。將功能需求度、操作方式、溫度調節方式和信息反饋方式接受度四項問題數據結果在spss 20.0軟件中進行單因素方差分析，當<0.05認為差異有統計學意義，計算結果如表2所示。

分析結果表明，水質檢測需求度最高（均值= 4.01），可見使用桌面飲水機的第一訴求仍是水質的安全。需求度差異最明顯的附加功能為語音控制（=0.009<0.05），大屏顯示（=0.025<0.05）和水量記憶（=0.041<0.05）次之。在附加功能上，老年用戶對大屏顯示需求度較高，視障者對語音控制和手機控制有較高需求度；在操作方式上，視障者更加青睞手機控制，視力正常用戶最喜歡觸控操作，結合飲水機功能需求度，可提供多種飲水機操作模式供選擇；在溫度調節方式上，老年用戶最偏愛以用途表示溫度選項的方式，中青年用戶則喜歡常規三檔的表示方式，視障者最喜歡使用手機設定，最不接受用途表示溫度選項的方式，在溫度選擇方式設計上，可同時提供多種選擇方式滿足不同用戶的偏好；對于信息反饋方式，視力正常用戶對擬人語音提示不太接受，最偏愛指示燈提示的方式，視障者則最偏愛擬人語音提示方式，在考慮用戶使用能力水平的基礎上，信息反饋方式的設計可考慮多通道反饋方式。

2.3 飲水機使用能力水平的分析

為了解不同能力水平的家庭用戶使用飲水機時遇到的困難，邀請20位擁有飲水設備使用經驗的被試者進行可用性測試，其中視障者8名（平均年齡= 52，標準差=15.03），包括3名全盲、4名半盲和1名低視力用戶，老年用戶（平均年齡=64，標準差=5.39）和中青年用戶（平均年齡=41，標準差=14.73）各6名。實驗采用九陽JYW-H9型即熱式臺式飲水機進行。要求被試對目標飲水機進行以下任務操作：蓄滿水箱；接200～300 mL、40℃～60℃的飲用水；接600 mL（接水時水箱水量小于600 mL）、100℃的飲用水，并判斷停止出水的原因，三次任務共進行兩輪。正式實驗前，讓被試者學習和掌握產品，確保所有被試者均了解目標飲水機各項功能的使用方式。實驗結束后，對被試進行訪談收集主觀意見。實驗觀測變量為任務完成率（獨自完成記1分，引導者幫助下完成記0.5分，失敗/放棄記0分）、出錯次數和訪談結果。實驗員通過回看實驗視頻記錄出錯次數，描述錯誤情況，分析使用者如何組織與處理信息。

表2 飲水機問卷調研結果

Tab.2 Results of questionnaire survey on water dispenser

注：常規三檔指常溫、溫水和開水三檔。

測試結果顯示，視障者組任務完成率M=51.0%，中青年組完成率=80.7%，老年組完成率=70.8%。對任務完成率進行單因素方差分析。視力正常組和視障組完成率有顯著差異（=0.000<0.05），老年組和中青年組完成率無明顯差異（=0.219>0.05），結果表明視力水平對任務完成率有顯著影響。錯誤情況和次數統計如表3所示。被試所提修改意見綜合為以下3點：可取消童鎖；預設水量不合適；飲水機高度不足以放下普通保溫杯。此外，中青年用戶提出按鍵聲音較大，有些吵鬧；老年用戶則希望增加按鍵文字大小，突出出水按鍵；視障者希望額外增加手機操作或語音提示功能。

對用戶操作錯誤結果進行分析。首先，在目標飲水機造型設計方面，統計結果表明，因目標飲水機水箱為隱藏式設計，無法識別水箱提手使用方式（=9）和無法識別水箱位置（7）是視力正常組出現較多的錯誤，而目標飲水機不明顯的水箱歸位的卡位結構使視力水平較低的視障組（=8）和老年組（=5）多次犯錯。此外，因設計語義不詳，視力正常組多次將飲水機裝飾性部件錯誤識別為出水按鈕（本應操作屏幕）（=18），而不靠視覺的視障組犯此錯誤較少（=3）。

在目標飲水機的觸控操作設計方面，忘記打開童鎖是三組被試者共有且易犯的錯誤。在提前熟悉產品使用步驟的情況下，老年組和視障組多次未選擇水量，表明在其認知中仍習慣于自行判斷水量。通過對測試過程的觀察，與中青年組和老年組視覺定位方式不同，視障者會通過手部的摸索定位后再進行下一步行動。因目標飲水機可在未解鎖情況下修改參數，所以在摸索定位過程中，會多次出現視障者因誤觸屏幕改變參數（=8）而導致任務失敗的情況。此外，視障者組也因無法對設定參數進行二次確認，出現了多次水溫選擇錯誤的情況（=8）。僅響一次的水箱缺水提示音和不夠明顯的閃爍白燈也導致老年組和視障組常忽略掉該提示信息。

表3 任務操作錯誤情況與次數

Tab.3 Task operation error and times 單位/次

3 面向視障家庭用戶多樣性的飲水機設計策略

結合觀察訪談、可用性測試和問卷調研結果，以滿足飲水機三項共性需求，以及解決視障家庭用戶在語音提示與觸控操作需求上存在差異性的問題為目標，發掘和剖析設計問題，提出以下三項視障家庭飲水機設計策略。

3.1 多模式簡化使用步驟

根據家庭用戶使用習慣和個人偏好，重新定義操作步驟，向用戶提供多模式操作方式。突出飲水機確認溫度和接水兩核心步驟，用戶自主決定是否需要使用水量選擇等非核心功能，此類功能選擇與否不影響核心步驟的操作。如此，視障者和視力正常者可根據自己當下需求與使用能力主動選擇操作模式，從而達到簡化使用步驟、滿足個性化需求的目的，提升視障家庭多樣用戶的產品體驗。

針對視障家庭用戶在語音提示與觸控操作需求上存在差異性的問題，基于多模式簡化使用步驟的策略，對觸控操作和物理操作兩種方式均進行了保留。通過設計實體接水按鍵，降低了用戶使用核心步驟的能力要求，視力正常者則使用觸控界面操作非核心功能。讀屏軟件是視障者使用較頻繁的輔助技術，相比于專業的盲文電顯器和盲文點觸設備等輔助工具，讀屏軟件使用門檻更低，價格更加實惠，前期采訪的8位（共10位）視障受訪者和可用性測試8位視障被試者正使用讀屏軟件輔助日常生活，較年輕視障者可熟練地使用手機完成網購、點外賣等與視力正常者無異的活動。結合問卷調研中視障者對手機操作飲水機面板的高需求（4.09/5），使視障者通過手機操作使用此類功能。通過僅向視障者操作路徑提供簡要語音提示的方式，在保證視障者獨立使用飲水機的同時亦不會影響視力正常用戶的使用體驗。

3.2 水質檢測提升飲水品質

前期觀察訪談發現，視障者因無法感知飲水機清潔程度，會每日早晨清洗飲水設備。對飲水機定期清洗，可有效防止水垢的沉淀與附著。為對飲水機清潔進行更加科學高效的指導，需要設計系統自動記錄機器使用時長的功能。超過飲水機設定時長（可通過手機修改默認天數）時，通過觸控大屏提示燈發出清潔提醒，清潔后數據歸零，開始新一輪記錄。TSD（總溶解固體）是影響水質的重要因素，當TSD濃度高于1 000 mg/L時，水的口感變差，造成了飲水機的結垢問題[14]，因此，當TSD濃度過高時，觸控大屏上的TDS紅燈常亮提醒用戶更換水源，以有效保證用戶的飲水健康。TDS檢測功能參考張秋艷等[15]提出的基于單片機控制器為主的水質檢測儀系統設計，在飲水機內部放置數字TDS水質傳感器、溫度采集等模塊進行數據采集，后通過WiFi模塊將信號發送至手機應用程序查看TDS具體數值。使用飲水機前，通過對清潔和水質提示燈的觀察，或對手機上具體水質數值的了解，可消除用戶的飲水擔憂，提升用戶飲水品質。

3.3 多通道反饋適配操作能力

JYW-H9原有界面僅有一種音效反饋，視障者和老年用戶使用體驗不佳。前期觀察訪談表明視障家庭中飲水機常放置于廚房，在廚房背景噪聲強烈的情況下，觸覺通道比聽覺通道受到的負面影響更小[16]。針對視障者使用路徑，在不削弱視覺導向的前提下，設計以觸覺主導聽覺輔助的信息反饋方式。針對視力正常者使用路徑，增加指示燈引導和多樣易于區分的提示音效，以提高用戶在使用過程中的感知力。視覺老化是老年用戶使用信息科技的最大障礙[17]，觸控界面的設計需符合老年用戶視力水平和認知水平。

4 設計實踐

結合前文所述的設計策略，通過前期的研究以及包容性設計方法的理論指導，進行視障家庭飲水機設計實踐。設計實踐造型方案以小巧和整體感為關鍵詞，造型上突出實體接水按鍵引導用戶。此造型有以下4個特點：高出水口設計，滿足不同高度的杯具；外露式水箱設計讓用戶更明晰產品結構和水箱使用方式；方形加厚水箱蓋，使用更方便；3 L大容量水箱，適合家庭使用。

視障家庭中視障者、老年人和中青年的使用步驟如圖2所示。首先，使用飲水機前，用戶可通過機身上的二維碼獲得電子說明書，二維碼凸起的造型與上方盲文利于視障者定位。借此方式，視障者可通過讀屏軟件主動高效地獲取文字信息并享受客服咨詢等售后服務，也可在說明書的指導下，連接手機與飲水機，修改默認熱水溫度、默認水量并查看水質情況。

為減輕視障者使用摸索時的定位負擔，按照視力正常者和視障者使用模式，將飲水機分為上下兩個操作空間。下層為視障者使用的物理操作區域，符合視障者能力水平。帶有凹槽的接水盤便于水杯定位，接水按鈕上的水滴符號提醒用戶此處為下方接水按鈕，凸起的設計利于視障者觸覺識別，按鍵同時伴隨語音提示溫度，按下一次出常溫水，連續按下兩次出熱水，接水途中再次按下按鍵，接水停止。系統默認熱水溫度為75 ℃，默認無極水量。通過出水口上方的紅外檢測傳感器檢測水杯位置，在未放置水杯按下出水按鍵時，關閉出水系統并語音提示無水杯。經過時間累積確定用戶習慣后，視障者使用手機調整水溫和水量的頻率將降低，此操作方式的設計滿足了視障者安全獨立使用飲水機的需求，且符合視障者兩操作步驟飲水（選溫度和出水）的使用習慣。

飲水機上層區域為非核心功能的觸摸屏和實體接水按鍵，觸摸屏上觸控鍵為符合價格預期的電容式觸摸按鍵[18]。黑色屏幕搭配白色大號文字符合老年用戶視力水平，點擊任意區域將默認態屏幕激活確認此刻水溫與水量，激活狀態下打開童鎖修改參數，若無操作6 s后恢復為默認態。若需編輯參數則必須二次確認，這樣可避免老年用戶或視障者在摸索中誤觸屏幕。按下實體接水鍵開始接水，并伴隨燈光提醒溫度，接水途中可隨按隨停。此操作方式的設計符合中青年和老年用戶對飲水機的選擇偏好。

圖2 設計實踐

5 結語

本研究針對視障家庭用戶的多樣性、飲水機如何滿足相應需求進行了調研分析。通過觀察訪談、問卷調研和可用性測試獲得了定性結果和定量數據，并得出飲水機設計三大策略：多模式簡化使用步驟、水質檢測提升飲水品質和多通道反饋適配操作能力。按照視障者和視力正常者的飲水機偏好和使用能力，將飲水機分為上層觸控操作區和下層物理操作區，并輔助手機控制模式。為視障者提供聽覺反饋，為視力正常者增加視覺引導和多樣提示音效，可以提高用戶在使用過程中的感知力。用戶根據自己當下需求與使用能力主動選擇操作模式，從而在符合使用能力的基礎上滿足個性化需求，提升視障家庭用戶的產品體驗。單一產品滿足不同能力用戶的多樣需求有一定限度，從需求和能力多樣性出發的飲水機研究路徑為解決此問題提供了方法參考，尊重了用戶的多樣性和差異性，在提高視障者獨立生活能力的基礎上，滿足了更多用戶的需求。將視障者視為多樣用戶一員的設計視角，傳遞出了情感關懷，使設計成為人、環境和產品三者之間良性互動的媒介與橋梁。

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Water Dispenser Design from the Perspective of Diversity of Visually Impaired Family

SHEN Qiong, TANG Shi-yuan, YAO Zi-ying

(Donghua University, Shanghai 201620, China)

Visually impaired family members have diverse and different needs, but a water dispenser can only meet limited needs. The paper aims to solve this problemunder the guidance of inclusive design, and perform the analysis of family members of operating ability levels and drinking fountain preferences to design the water dispenserbased on the results of the analysis. The needs of drinking water are analyzed and organized by observing and interviewing visually impaired families. Then, visually impaired family’s preferences of water dispenser are obtained through a questionnaire. Usability testing of the selected water dispenser is conducted for the visually impaired, the elderly, and the young. Three design strategies are proposed based on the results of observing and interviewing, questionnaire, and usability testing: Multi-route simplifies the procedure, detection of water improves drinking quality, multi-channel feedback adapts to various abilities. Then, the water dispenser is redesigned. Under the premise of meeting the diverse abilities of visually impaired families, a water dispenser has been designed to meet the diverse needs of families. The design improves the experience of water dispensers for visually impaired families, providing a reference for solving the drinking problems of visually impaired families and related product design.

inclusive design; visually impaired family; water dispenser; diversity

TB472

A

1001-3563(2022)18-0255-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.18.030

2022–04–19

海市藝術科學規劃項目（YB2019G07）；東華大學2020年度本科重點教改項目（XJG20-09）

沈瓊（1975—），女，博士，副教授，主要研究方向為包容性設計、產品服務系統設計。

姚子穎（1979—），男，講師，主要研究方向為產品創新設計。

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