基于用戶心智模型的兒童益智玩具設計探究

鄧衛斌 范沐苗

摘要：當前益智玩具已經成為兒童學習的方式之一，玩具市場百花齊放，種類繁多，卻存在玩耍方式單一、趣味性不足等問題。心智模型可以通過用戶行為探究其內心活動和思維方式，了解用戶的根本需求，提升用戶的體驗。文章通過分析心智模型及其在兒童益智玩具設計中的應用，以構建心智模型親和圖為基礎，為尋找設計機會點優化益智玩具的用戶體驗提出理論依據。

關鍵詞：兒童益智玩具；心智模型；設計；用戶

中圖分類號：TS958.02 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）02-00-03

隨著信息化時代的快速發展，各種物聯網、大數據、人工智能等類型的科技產品開始充斥人們生活的方方面面，學習環境也開始呈現智能化趨勢。而游戲是兒童學習的主要形式之一，玩具作為游戲的一種載體也成了兒童探索學習的重要方式。如何讓兒童在玩樂過程中培養實踐能力、突破思維定式和認知約束，比掌握了多少課程知識更加引人關注。根據社會常識劃分，0～14歲的人被稱作兒童。本文探討的益智玩具設計與兒童不同階段的行為、思維特征有關，因此主要分析7～11歲的適齡兒童。心智模型作為用戶內心對產品的真正需求，是設計人員明確產品設計方向的基礎。

1 心智模型的理論及相關分析

1.1 心智模型的概念

用戶心智模型概念最早出現于20世紀，由蘇格蘭心理學家Kenneth Craik（肯尼思·克雷克）提出。在他所闡述的觀點中，心智模型是在人接收到外部世界的信息后對其的描摹刻畫，即人腦中對現實世界的一種“映射”［1］。心智模型本質上是一種對事物的認知，人們不斷地與外界接觸、學習、積累經驗，在不同的生活環境中生發出對事物的不同觀察角度及解決方式，由此形成心智模型。它深植于人們的潛意識中，與知識結構認知表征融合，影響人們對萬物的解析和互動方式。兒童的心智模型即兒童對外部世界的認識。7～11歲的兒童正處于具體運算階段，抽象和概括能力快速提升，思考和行為具有一定的邏輯性，對事物已經有一些客觀的認識，同時不再以自我為中心。

1.2 心智模型在設計中的研究與應用

1984年，Norman（諾曼）在《設計心理學》一書中首次將心智模型與設計相結合，將設計中的心智模型分為三個部分：設計模型、用戶模型、系統表象［2］。設計模型即設計人員頭腦中對產品的概念和期望；用戶模型則是用戶所理解的操作方式；系統表象即產品的可視部分，也是設計人員和用戶之間的橋梁。在實際設計過程中，設計人員為了讓設計模型與用戶模型一致達到設計最優解，需要精確判斷和細致觀察用戶想法、行為習慣、使用感受、內心心智模型，二者缺一不可。同時，心智模型作為人們應對外部世界事物時理解和推理過程中的一種表征，在處理問題時會將記憶作為原型與事物對比。同樣，每一個被兒童記住的物理行為習慣，都像是不同生活場景中前進的導航，帶領他們做出符合自己思維方式的行動。

應用在產品設計方面，設計人員應保持產品有一定的共同特征，順應用戶的直覺行為，提供更佳的使用體驗。以上行為模式可以概括出用戶初次接觸一個產品并進行交互的三個階段：熟悉、精通、掌握。由于現存的心智模型可能存在不足或錯誤的認知，因此熟悉作為第一階段決定了用戶是否要重新構建心智模型，在此階段，用戶需要了解產品語言和完成交互操作所需的步驟。第二階段是精通，在對產品語言有一定的理解，了解到基本操作之后，得到了一定的反饋或期望的結果，將其作為激勵來讓自己繼續深入使用、掌握核心功能。第三階段以上一階段為基礎，讓用戶對產品的理解繼續向下延伸。至此，用戶又對自身的有效經驗進行了一次完善，或是建立了一個全新的心智模型。

1.3 心智模型親和圖的構建

因蒂·楊提出心智模型可以由行為“親和圖”概括，即從目標對象中收取信息進行統計歸納而來［3］。設計人員可以通過訪談、調查、觀察等方式了解目標對象及其行為模式，并總結為心智模型行為親和圖（見圖1）。

圖1 心智模型親和圖

在親和圖的橫軸以上部分為心智空間，設計人員可以通過上文的觀察方法收集整合用戶信息，若干個心智空間按照時間或行為排列，每個心智空間又由若干任務組成。橫軸以下的部分，每個任務下方則對應所需的產品或產品功能，設計人員可以通過這種方式來發現新的產品機會點或優化產品方案細節。

2 心智模型的應用策略

用戶模型無論是在產品設計流程中的前期還是后期，都有不可或缺的作用。心智模型在產品設計中包含填補與歸并、拆解與優化等應用策略［4］，通過了解、構建學齡兒童的心智模型，在開發和評估的過程中明確其認知、感受、決策、構建行為的路徑，結合心智模型親和圖，使益智玩具設計方案與學齡兒童心理和行為更加貼合。

2.1 心智模型的填補與歸并

填補心智模型的目的在于，優化任務下方對應的產品或產品功能，對缺失的功能或設計進行填補。在設計過程中，可能出現心智模型與產品設計無法完全適配的情況。心智模型親和圖橫軸下方若出現缺口，則說明用戶的期許并未完成，設計人員需要完善。首先設計人員要找出所有親和圖橫軸下方的產品功能缺口，歸納出相應的機會點，再依據設計成本、技術可行性等因素選擇最需要完善添加的功能需求。

歸并心智模型的過程就好似園丁修剪枝丫，在設計流程當中有原則地修整合并心智空間內的任務，在用戶最終體驗不受影響的情況下，簡化用戶的操作步驟。這種策略一般在心智空間內存在較多冗雜任務時應用，雖然都是用戶自身的需求，但是設計人員不應該一味盲從。

2.2 心智模型的拆解與優化

心智模型的拆解是通過豐富心智空間任務提升用戶體驗，適用于用戶不太了解自身需求時，需要拆解心智模型細化任務點探尋用戶的深層需求，因此對設計人員的同理心、洞察能力有較高的要求。拆解心智模型的方式分為兩種，在心智空間任務內容較少時進行橫向擴充細化任務，在任務與產品、功能無法完全匹配時進行橫向擴充。心智模型的優化則是指隨著科技發展等客觀因素，用戶有了新的行為方式和任務需求，因此需要更新產品及其功能，完成更迭。

3 兒童益智玩具設計

3.1 兒童益智玩具發展現狀

目前，世界上最大的玩具消費市場是美國，其中結合STEAM教育的兒童玩具是最受當地消費者青睞的一類。此外，來自歐洲的玩具品牌樂高更是在玩具市場中占有一席之地，其小巧的外形和靈活有趣的拼搭方式除了受到兒童喜愛之外，也受到大批成年用戶的追捧。中國作為全球最大的玩具生產國和出口國，出現了許多不同類別的玩具廠商，隨著近年來二孩政策的全面放開，兒童玩具設計更是蓬勃發展。同時，許多益智類型的玩具公司猶如雨后春筍般出現，其中不乏科技產品公司向下延伸出玩具類別的分支。

國際市場的益智玩具主要分為原理式益智玩具、結構式益智玩具和科學實驗式益智玩具，不僅覆蓋了聲光電領域的科學知識，還有生物學科。國內的益智玩具則主要分為邏輯訓練類益智玩具、結構類益智玩具和規律探索式益智玩具，經典代表有魯班鎖、華容道、九連環等，近年來逐步向國際市場靠攏，豐富了益智玩具的類別。與國際市場對比，國內市場的益智玩具研發較為遜色，但目前正在不斷拓展、細化，逐步實現更加貼合兒童生理心理發展特征及邏輯思維特點的目標。

3.2 針對7～11歲兒童的益智玩具調研

著名心理學家皮亞杰將兒童的心理結構和心理發展分為四個階段，其中7～11歲的兒童處于具體運算階段。這一階段的兒童認知結構較為完善，思維開始具有可逆性，對概念也有了概括能力。據皮亞杰的兒童認知發展理論，在相同或者近似的環境中，兒童的行為由于不斷地循環反復而得到遷移或概括，他將這一過程稱為圖式。最初，圖式由遺傳決定，但在成長過程中隨著環境的變化，主體會產生不同的反饋，圖式也會不斷豐富，經過同化、順應、平衡發展成新的圖式。此階段的兒童邏輯思維能力正在快速提升，創造力也在不斷增強，能根據從具體事物中獲得的表象進行邏輯思維和群集運算，因此在學習玩耍的過程中可以加入有關科學的基本邏輯概念和邏輯分類的訓練活動，以此豐富兒童的圖示內容。

由于需要發揮開發智力的作用，因此兒童益智玩具需要遵守四項原則：益智性、安全性、娛樂性、互動性［5］。在前文所提到的益智玩具類別中，通過市場調研及資料搜集得到，該年齡段兒童最青睞的是綠色能源組合玩具、火山噴發模擬玩具、拼裝軌道滾珠玩具、廚房食品科學玩具這幾類。太陽能玩具在帶給兒童環保知識的同時能鍛煉兒童的思維能力，使兒童對電力原理有初步的認識和探索。火山噴發模擬玩具和廚房食品科學玩具都對場景進行了模擬，同時與科學實驗相結合，通過火山噴發、糖果結晶等現象引發兒童對化學實驗原理和物理現象的思考，但缺點在于實驗的容錯范圍有限，需要家長的正確引導并陪同完成。軌道拼裝滾珠類型的玩具將視覺、聽覺相結合，兼顧了物理學、美學以及概率學，讓兒童自主設計移動路徑，鍛煉兒童的動手能力，并開發其對色彩、規律和概率概念的認知。

4 基于心智模型的益智玩具設計方法

兒童的心智模型一直處于動態變化的狀態，不斷地更替。心智模型的修改或重建，正是其對外界信息的反饋過程。這也說明了由于所處的環境和接收的信息不同，兒童會據此修正了解事物和解決問題的方式。基于兒童心智模型思考改進益智玩具的設計方法，可以豐富產品形態，提升人機交互體驗，讓兒童體驗科學思維方法。

4.1 明確產品功能特點

設計師可以通過用戶心智模型了解其真實的感受，通過肢體動作、語言表達明確用戶的期望。從華容道到電子積木，層出不窮的益智玩具進入學齡兒童的視線。由于溝通能給人帶來愉悅感，因此語言類玩具能滿足兒童語言表達的期望；社交能夠促進兒童與外界交流，因此衍生出角色扮演類玩具；而兒童的創意發揮需求則由空間類玩具來滿足。在與不同類型益智玩具交互的過程中，兒童的五感都參與了了解事物的過程，包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺各個感官的感受隨之加強，深入記憶中。例如，兒童觀察到家長的烹飪行為，就會在心智空間建立對應的任務需求。要讓兒童在觀察時感受到香味、色澤變化，是需要設計人員在設計模型中體現的。因而觀察、記錄兒童玩益智玩具的反應、頻率，能知曉兒童的真實想法，可以明確產品功能特點，并解決對應痛點。

4.2 優化用戶體驗

由于年齡不同及多樣的生活體驗，因此設計人員的心智與兒童的心智自然是不同的，在設計過程中需要同理心，并以用戶為中心，觀察兒童的玩耍習慣，考量其身心發展特點，這是探究兒童用戶的必然途徑。例如，因學齡兒童邏輯能力發展需求，產品應該更具有技巧性、益智性以及更強的交互體驗；兒童的文字理解能力還未發育完全，因此在玩具中應多用簡潔明了的詞句和概括性的圖示來表達產品功能、玩法；兒童注意力不易集中，則可用燈光、音樂等元素來提醒兒童。具有安全性、趣味性、益智性或許只是一款益智玩具的及格標準，而是否具備科學可驗證性、社交互動性、人機性決定了它是否能帶給兒童更好的使用感受。

4.3 推進產品功能創新

市場上益智玩具種類繁多，但質量參差不齊，有些同質化嚴重的智能機器人講述的故事千篇一律，卡片類則玩法單一，缺乏對兒童心智模型的構建思考。應認真觀察兒童的行為與設計模型所預期的行為之間的差距，延伸出創新點來平衡前期設計模型的不足。例如，孩子在外出跟隨家長途經加油站加油時，會對整個操作步驟非常好奇，但家長會考慮都安全問題而不讓兒童靠近，據此，Fisher-Price公司在賽車比賽游戲玩具中加入了加油站部分，讓兒童能夠了解從賽車運行到燃料耗盡的整體運作流程，這款玩具在美亞上獲得了將近滿分的評分，足以顯示出用戶對其的喜愛。

5 結語

通過構建心智模型親和圖，了解到如何透過用戶的行為模式探尋其根本的任務需求，并與產品功能相匹配，并在此基礎上對心智空間內的任務實行填補、歸并、拆解、優化等策略。同時與兒童益智玩具的設計相結合，通過應用兒童心智模型可以明確產品功能設計目標，并在后期評估過程中加以優化，提升用戶的體驗。

參考文獻：

［1］ 胡鴻，孔祥斌，顏棽.基于心智模型的新聞資訊APP適老化設計探究［J］.包裝工程，2022，43（24）：106-117，134.

［2］ 唐納德·A.諾曼.設計心理學3：情感化設計［M］.北京：中信出版社，2015：63.

［3］ 趙辰羽.心智模型在以用戶為中心設計中的應用研究［D］.北京：清華大學，2013.

［4］ 孫寧娜，張露.心智模型在產品創新設計中的應用策略研究［J］.包裝工程，2018，39（20）：212-216.

［5］ 鄧衛斌，余一萌.兒童益智玩具設計原則與要素的研究［J］.大眾文藝，2019（2）：68.

作者簡介：鄧衛斌（1970—），男，湖北武漢人，碩士，教授，系本文通訊作者，研究方向：娛樂產品設計、工業產品設計。

范沐苗（1998—），女，湖北武漢人，碩士在讀，研究方

向：娛樂產品設計、玩具設計。