以功能為導向的兒童感統產品設計評價研究

周 祺, 彭靜文, 張云煙

(湖北工業大學工業設計學院, 湖北 武漢 430068)

國家衛健委在發布《健康兒童行動計劃(2021-2025年)》時,明確提出了兒童心理發展問題,指出“到2025年,積極干預兒童心理和行為異常等健康問題?！?023年,中國兒童中心發布的數據顯示,在2120名受訪者中,有556名幼兒有不同程度的感官障礙,檢出率為26.23%,其中23.68%有輕度障礙,2.55%有嚴重障礙[1]。社會和經濟的快速發展讓人們的生活方式也在不斷地改變,兒童的游戲時間減少、活動空間受到限制、父母的過度保護、隔代養育等因素都可能會導致兒童的感官失調。隨著家庭教育觀念的提高,進行兒童訓練的場所不僅限于感統訓練中心機構和兒童醫院,越來越多的家長將目光投向了家用兒童室內產品。室內訓練產品在日常生活中就能夠使兒童的感官發展得到有效鍛煉,有利于培養兒童可持續的感覺統合能力。

1 兒童感統產品設計研究

1.1 研究思路

愛麗絲于1972年基于神經生理學理論提出了感覺統合理論(Sensory Integration Theory, SID),該理論完美結合了兒童行為理論和兒童心理學,意為人的大腦和身體互相配合的過程[2]。20世紀70年代,感覺統合的理論和方法在美國和英國等西方發達國家迅速傳播,“感覺統合訓練”被開發和實施,并在兒童群體中取得了巨大的成功[3]?！案杏X統合訓練”是指通過對兒童的肢體運動實施外界干預,以促進神經系統以及身體的發育,進而調節兒童的心理。目前,由此方法在學齡前兒童的群體中展開的產品設計已經被廣泛研究運用,相關文獻表明,感覺統合訓練產品能夠從多方面有效提高兒童的認知、動作、人際互動等方面的能力[4]。李靜等[5]基于AHP和FCE對兒童多動癥相關的感統產品進行研究,從兒童的體能方面著手達到感覺統合訓練的目的。吳聯凡等[6]基于五感體驗理論,分析了視覺、聽覺、觸覺、嗅覺與味覺這五個感官與學齡前兒童玩具產品的關系并運用于設計實踐。趙艷梅[7]以兒童的色彩感知為基礎,探討了兒童醫療器械色彩設計的方法以此提高兒童的就醫體驗。趙玉婉等[8]以自閉癥兒童的視覺認知為特點,針對兒童的視覺偏好進行感統干預訓練。Yuan X等[9]利用達爾克羅茲法在兒童感覺統合訓練中的作用,從運動學習和音樂的方面對感統訓練產品展開分析。以上研究從多角度證明“感覺統合訓練產品”對兒童各方面發展有著促進作用,但“感覺統合失調”的原因與種類復雜多樣,無法做到產品功能與兒童癥狀相對應,并且不同年齡的階段兒童對感統產品有著不同的需求。

因此,本文以功能因素為導向,結合定量分析的方法,針對學齡前兒童“感覺統合失調”的問題對產品進行設計研究。該方法可衡量功能因素在感統產品設計中所發揮的作用,強調功能因素在感統產品設計中的重要地位,并借助數學方法定量的進行分析,使研究內容與研究結果更加客觀、科學、合理。

本文以兒童感統產品設計為基礎,從功能因素的角度出發,結合FDM-AHP方法,對學齡前兒童感統產品進行定量的綜合分析,并在設計方案中體現。首先,通過用戶訪談與感統市場調研設計感統產品功能因素的Kano調研問卷,并通過FDM模型獲取指標體系;其次,運用AHP方法對指標體系結合專家打分計算各項指標的權重;最后,通過模糊綜合評價為產品設計方案進行功能性評價,分析優缺點提出改進意見以待設計優化。研究思路見圖1。

1.2 構建功能因素指標體系

通過對學齡前兒童室內感統產品的主要功能進行分析,使用Kano模型對直接用戶(兒童)與間接用戶(家長)設計問卷并進行計算,最后結合FDM方法以及采取專家學者觀點,得出較為科學客觀的數據作為設計方案的指標體系[10]。

1)感統產品功能因素分析

兒童通過感覺器官接收外界的刺激信息,傳達到感覺中樞系統進行整合,逐步形成成長所需的各種感覺統合能力。使用感覺統合產品,可以改善學齡前兒童感統失調行為,幫助其養成良好的娛樂游戲習慣,以充滿活力與健康的心理面對未來的學習生活,更好地融入社會環境。從當前研究來看,感統失調的癥狀主要分為軀體運動協調、觸覺防御、身體平衡功能、空間知覺和視聽覺語言5個方面。不同失調癥狀對應感統產品的不同功能因素。因此,對市面上現有的具有代表性的感統訓練產品從功能層面進行內涵拆解,將其與感統失調癥狀相對應,以獲取癥狀與產品功能因素之間的內在聯系(圖2)。

圖2 感統產品對應功能

通過淘寶、京東等網絡購物平臺搜索“感統產品”得到銷售排行,線下調研武漢市洪山區某幼兒園,采用抽樣調研方式對使用過該類似產品的直接用戶(兒童)與間接用戶(家長)進行深入訪談,記錄用戶對該產品的評價意見,并跟蹤采訪家長有關兒童日常感統行為的訓練方式,整理成問題反饋表與感官能力訪談表(表1,表2)。

表1 現有感統產品問題反饋

表2 感官能力行為訪談

對以上分析與調研所獲取的功能因素設計指標進行匯總整理,設計Kano模型線上調研問卷,并對問卷結果進行計算,利用親和圖法從功能、外觀、內在與特殊四個需求方面繪制用戶期望的感統產品設計要素(圖3)。由結果分析可得,除外觀需求外,用戶的內在需求與特殊需求均有對產品的感統功能提出要求,可與功能需求進行系統整合,為學齡前兒童感統產品構建具有針對性的功能因素指標體系。

圖3 用戶期望的感統產品必備要素

2)感統產品指標體系確定

對上述需求分析所獲得的兒童感統的產品必備要素制作問卷進行模糊德爾菲法分析。邀請家長、幼兒教師、感統專家以及玩具設計師四類用戶組成專家團隊進行評分,評分采用0～10分制,得分越高說明其重要性越高。評分內容包括評估準則重要性排序、評估準則相對重要性的配對對比[11]。收回問卷后,統計分析每個評估指標的最大值和最小值,排除超過2個標準偏差以外的極限數據[12]。將符合兒童感統產品的功能因素P作為設計評價指標要素,經過專家的多輪DM分析評定后,得出學齡前兒童感統產品設計功能因素評定的一級準則層4項指標和二級指標層16項指標,見圖4。

圖4 層次分析法指標體系

2 層次分析法權重計算

2.1 AHP模型構建

層次分析法是由T.L.Saaty教授于1970年所提出的多標準決策方法。該方法把文字與數值比較相結合,通過量化分析,建立數學模型,將有限的數據系統化、模型化,避免了分析與決策時的主觀偏差[13]。實施步驟如下:首先,構建層次分析法指標體系:目標層—準則層—指標層;其次,使用1～9標度法對指標體系中的各項評價指標進行兩兩比較,構建判斷矩陣;最后,求出各矩陣的權重向量,并對其進行一致性檢驗[14]。

2.1.1構建判斷矩陣判斷矩陣表示在某一要素中,專家針對各子要素之間進行相互重要性比較,得出判斷矩陣

(1)

其中aij代表判斷矩陣中的因素i和因素j的重要數值,其中n為項目要素個數。式(1)中:

使用1～9標度法(見表3)進行比較賦值,將指標體系中準則層A1,A2,A3,A4兩兩相互比較。將指標體系中指標層A11,A12,…,A43,A44兩兩相互比較。

表3 數值判斷程度

2.1.2計算最大特征根及特征向量本文使用yaahp軟件進行計算,利用一致性指標CI,隨機一致性指數RI和一致性比率CR做一致性檢驗,若檢驗通過,歸一化后的特征向量即為權向量;若未通過則需重新構建比較矩陣[15]。計算步驟如下:

1)根據非負矩陣定理(Perron-Frobenius)可知判斷矩陣A具有唯一非零特征根即最大特征根(λmax)及對應特征向量(ω),即:

Aω=λmaxω

(2)

2)運用算數平均法(和積法)將判斷矩陣A中的每一列數據作按列歸一化處理,即:

(3)

3)將按列歸一化的判斷矩陣作同行求和處理,即:

(4)

計算最大特征根:

(5)

式中,n為判斷矩陣A的階數。

4)判斷矩陣的一致性檢驗。一致性指標:

(6)

當CI=0時,λmax=n,判斷矩陣完全一致。引入隨機一致性指數RI值(表4)。

表4 不同階數矩陣的RI值[16]

隨機一致性比率:

(7)

2.2 層級指標權重計算

表5 準則層(S1層)指標的判斷矩陣

表6 指標層(S2層)指標的判斷矩陣

根據評判矩陣的大小,確定各個層次指標的權重及絕對權重,排序數據見表7。

表7 評價指標權重數據總排序

2.3 模糊綜合評價

模糊綜合評價是基于模糊數學的一種綜合評判方法,其實用性強,能夠解決各種模糊、難以量化的問題以及各類不確定性問題[17]。對于具有高度主觀性的設計評估,可以采用模糊綜合評價法對各指標的評價結果進行定量處理,步驟如下:

1)邀請兒童家長、感統專家、設計師共15人組成專家團隊參與兒童感統玩具設計方案的評價。

2)設評價者對目標做出的評價結果組成集合為V,確定評價集V={V1,V2,…,Vn},評價等級分為四級,分別為:(10)很好、(8～10)較好、(6～8)一般、(0～6)差。

3)確定設計方案的隸屬度與模糊評判矩陣:

(8)

4)確定各層級指標的權重向量。各因素的權重集合的模糊集:W={w1,w2,…,wm}。該處權重由上文層次分析法計算獲得。

5)模糊綜合評價。合成評價權向量W與模糊評價矩陣R,得到主體的綜合評價結果向量:

英格曼迅速抬起臉，看著少佐微垂著頭，眉眼畢恭畢敬。他一把奪過請柬，打開信封，不祥的預感使他患有早期帕金森癥的手大幅度顫抖。少佐讓一個士兵給神甫打手電照明。請柬是發給唱詩班的女孩的。

(9)

6)將B與評價值V結合得到綜合得分:

Z=B*V

(10)

3 兒童感統產品設計實例

3.1 設計分析

通過對學齡前兒童感統產品不同功能因素指標進行統計和分析,得到各項指標的權重。由表6可知,準則層內前庭覺功能(0.4147)權重占比最高,其次是觸覺功能(0.2959)位居第二。從指標層內的各個要素的絕對權重值可知,對產品影響較大的功能有平衡(0.1615)、安全(0.1486)、運動(0.1451)、空間(0.0901)和刺激(0.0745)等因素。感統產品作為兒童學齡前時期感覺器官發育的重要干預手段,是否具備多樣有效訓練的功能是不可避免的衡量標準之一。

3.2 方案設計

方案一:手足“有”措感統玩具。設計靈感來源于中國傳統諺語“摸著石頭過河”。該產品可通過不同的排列組合,構建一個手腳放置類游戲,幫助兒童改善身體協調問題。產品材質采用泡沫塑料板,形狀選取規則的幾何六邊形作為基礎模塊。不同模塊提供自由拼接擺放軌道的空間,讓兒童勇于嘗試不同方向、不同順序的“過河”游戲。不同紋理、圖案和凹凸感的材料板,為兒童的觸覺感知提供變化性的反饋過程。模塊化拼接而成的玩具模型使得游戲形式簡潔,結構輕巧,能夠更好地與環境相適應、利于收納,適合在室內與親屬好友互動(圖5)。

圖5 手足“有”措兒童感統玩具

方案二:積木沙發兒童感統套組。此方案中將立體形態與積木元素結合,利用“跳房子”的游戲形式訓練兒童的前庭覺平衡能力。材質上利用沙發布藝,表面增加凸起的觸摸肌理,發展兒童的觸覺感知能力,內里結構利用木材框架搭建,安全牢固。整體采用馬卡龍色調,豐富兒童的視覺認知,給予兒童情感關懷與溫暖。方案運用不同的造型構成單獨模塊,達到一物多用的效果,自主搭建玩法與組合形式提高了玩具的利用率與可持續性(圖6)。

圖6 積木沙發兒童感統套組

方案三:木質鯨魚感統訓練套組。材質上選取環保材料木材,整體采用可愛的動物鯨魚造型來吸引學齡前兒童的注意力。訓練套組由三種玩具構成,訓練學齡前兒童色彩和形狀識別的鯨魚異形拼圖、訓練學齡前兒童平衡和手眼協調能力的鯨魚迷宮以及訓練學齡前兒童空間與思維能力的鯨魚魯班鎖。拼圖的同類色與相似形狀區分增加了視覺和觸覺的訓練難度,可替換的鯨魚迷宮增加了游戲的趣味性,立體榫卯鯨魚魯班鎖為其增加益智功能。方案整體從平面到立體、由易到難,能夠對學齡前兒童進行分段訓練(圖7)。

圖7 木質鯨魚感統訓練套組

3.3 方案評價

根據評分標準,由上述的15名專家對三種設計方案進行各項指標的評分。其中,P代表了三種方案,V1,V2,V3,V4為各評價等級的打分(表8)。

表8 各方案指標評價打分矩陣

將表7數據帶入式(9)與式(10)中,可得出各方案的模糊矩陣R和綜合評價結果向量B:

(11)

根據式(10)和式(11)可計算出各方案的綜合得分值:

由上可知,Z3>Z2>Z1,各方案的得分排序為方案P3>方案P2>方案P1,因此方案三為最佳設計方案。

3.4 方案改進意見

方案三最終得分為8.024分,處于較好的評價等級。由表7的評價分值可知,方案對于表達、反饋與合作等功能作用較為欠缺,感官功能傾向中對于視聽覺的訓練不甚明顯,但對于本體覺的訓練有較為顯著的認同表現。專家提到方案三的空間性與便捷性更符合用戶的日常需求,因此打分較高。

綜上,對室內學齡前兒童感統訓練產品設計提出改進意見。

1)增加產品的運動訓練功能。頭部和軀干的穩定、跳躍運動等引起的肌肉張力的變化均可改善前庭覺-視覺-本體覺的矛盾,例如搖擺、旋轉、翻滾等動作對感官的鍛煉都是有益的[18]。如方案一“搭橋過河”與方案二“跳房子”。方案三更多是對于手部的訓練(鯨魚拼圖、鯨魚魯班鎖),鯨魚迷宮組件的加入增加了學齡前兒童在使用時左右搖擺訓練。

2)提高產品的互動功能。三個方案在互動性上均有提升的空間,缺少多人玩耍的游戲方式。另外,互動性功能能夠在過程中增加兒童與伙伴的交流,鍛煉言語、表達能力,增進親子感情,是感統訓練中較為重要的一部分。

3)加強產品的聽覺訓練功能。上述方案中均缺少對于聽覺功能訓練的反饋,利用音樂可以使兒童通過感受聲音、體態的律動、樂器的敲擊和演奏等方式來提高自控能力、注意力和人際關系等能力[19]。

4)注意室內兒童感統產品的收納與使用功能。家長用戶更偏向自己的孩子在家中使用小體積、可玩性強、壽命長的訓練產品。

4 結論

兒童感覺統合產品在當前研究領域沒有較為清晰的設計評價標準,而多樣化的功能需求以及復雜的感統失調用戶種類使得設計這一過程所需考慮的功能因素更加雜糅混亂。因此,本研究從室內兒童感統訓練產品需求著手,以產品功能為導向,通過模糊數學、層次分析法等方法量化感統產品設計過程中的不確定因素,評估各功能指標數據,使感統產品設計更具有科學性與客觀性,使產品的后續優化改進方向能夠更加清晰。本研究圍繞兒童感統產品設計中的功能因素展開討論,是市場分析與用戶調研后關于產品設計的具體實施思考,但設計并不能僅通過數據推導出唯一結果,后續的研究中還需擴大調研范圍,結合產品的實際使用反饋,獲得較有代表性的群體意見,以進一步完善本研究。