基于TRIZ 理论的ASD 儿童玩具设计研究

ASD，即所谓的自闭症，于日常生活中也叫作孤独症，通常在婴幼儿阶段就会出现。目前专家对其成因持不同看法，同时这一病症是否与遗传存在直接的关联性还尚未确认。然而，可以肯定的是自闭症只是能力上的一种障碍

。在日常生活中虽然很少见到自闭症患者，但实际上国内自闭症患者数量正以惊人的速度逐年增加，由此看来对于自闭症儿童的治疗是十分紧迫的。目前，国内的自闭症儿童玩具市场尚未十分成熟

，大多数玩具并没有考虑到自闭症儿童的真正需求，也没有将相关理论与设计结合

。与此同时，TRIZ 理论（即发明问题的解决理论）在国内正逐步推广和应用，在针对自闭症儿童康复辅助玩具的设计过程中，可以帮助用户明确方向，使用户从数千种解决方案中快速找到解决复杂发明问题的方案

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1 TRIZ 理论概述

TRIZ 理论体系是由科学家阿奇舒勒（GenrikhSaulovich Altshuller）等人提出的一套有关发明问题的基本理论，其通过总结人们进行技术性难题解决过程中所遵循的科学原理和法则，开发出一系列基于创新性思维的方法或方案，创造性解决新产品开发过程中的实际问题

。主要内容包括问题的分析及定义工具、矛盾的分析及定义工具、具体工程问题的定义、发明原理的定义以及使用方法等

。薛凯星在《基于TRIZ 理论的户外运动水杯创新设计研究》中总结TRIZ 的重心是技术系统进化法，在运用该方法进行设计时，需要将具体问题转化为TRIZ 一般问题，再得到最优解运用在具体的设计问题上

。

在引用TRIZ 理论求解问题的过程中，往往伴随着因果分析、功能分析、裁剪等过程，常常还要用克服惯性思维的思维工具，如鱼骨图、九屏图、STC 算子法等

。任秉杰指出运用TRIZ 理论解决问题首先需要对遇到的难以解决的问题进行分析，其次用TRIZ 工具对标准问题得到通用解，最后在经过比较分析通用解和实际问题后从实际状况出发考虑各种限制因素将其转化为特殊解

。

2 ASD 儿童的特征与需求分析

2.1 ASD 儿童的特征

在2013 年颁布的美国《精神疾病诊断与统计手册》第5 版（DSM-V）一书中，列出了自闭症谱系障碍（Autism Spectrum Disorders 即ASD）人群的社会沟通与交往障碍以及重复刻板行为两大核心缺陷，包含了两大诊断领域、七项标准。社会沟通与交往障碍是最典型、最核心的临床表现，存在质的缺陷，他们不同程度地缺乏与人交往的兴趣，也缺乏正常的交往方式和技巧

。

黄河龙口水利枢纽工程水土保持设计理念及实施效果分析………………………………… 朱 文，郭小嬴，冯亚耐(12.29)

张旭阳将TRIZ 理论与人机工程学结合来设计可穿戴医疗袖套，并根据医疗袖套和用户的功能需求进行了配套的APP 交互界面设计，旨在为下一代产品的改进提供范式

；薛凯星利用TRIZ 理论和技术来改进和设计户外运动水杯，该项目的目标是实现户外水杯的针对性和便携性改进，更好地满足用户在使用过程中更高的需求

；王莉莉借助TRIZ 理论的方法来描述自闭症儿童康复辅助玩具的理想解，通过确定玩具设计中的矛盾冲突并运用一系列原理解决矛盾冲突，进而开展设计实践，得出在设计自闭症儿童玩具时应将儿童的快乐和症状的干预结合考虑这一结论

。在TRIZ 理论中诸多分析法里面，因果分析法是最常用的一种。

2.2 ASD 儿童的需求分析

ASD 严重影响患者生活、学习及身心健康，给家庭及社会带来了沉重负担。帮助ASD 儿童重新建立起人际关系，不仅是儿童本身的需要，更是来自外界各种与之相联系的群体的共同期盼。同时，为了更好地进行分析并寻求解决问题的最优设计方案，需要综合考虑到儿童的生理需求、康复需求以及与之相关的父母需求、教育者需求等多方面的需求。图1 是通过查阅相关文献资料，走访自闭症儿童家庭、自闭症康复机构得到的问题和需求分析。

3 基于TRIZ 理论的ASD 儿童玩具设计分析

3.1 ASD 儿童玩具类别分析

因果分析图中显示，在语言发展层面上，自闭症儿童存在语言理解能力差、语言发育迟缓以及交流的时候没有表情动作等问题，如表3 所示。基于自闭症儿童这一特性，可以考虑增加玩具的语言交流、陈述环节，营造孩子语言学习环境，逐步提高语言理解能力，促进语言系统成长。

3.2 TRIZ 理论在ASD 儿童玩具设计中的应用分析

有研究表明自闭症与免疫功能障碍和大脑炎症密切相关，另一方面中医认为自闭症是因为本身先天不足，后天成长又没有得到细心呵护所导致的

。自闭症的威胁性高，若放任不管、不及时进行干预治疗，会导致自闭症儿童发生自残等危险行为以及抑郁的心理，以致于无法融入社会，给他们的人生留下不可磨灭的痛苦经历。

从表3 中可以看出自闭症儿童行为层面对应的玩具以社交互动和语言类玩具为主，目前市面上的这类玩具是陪护型机器人等，虽然很好的解决了语言方面的问题，但是时间长了儿童会对其产生厌烦心理。因此，语言发展的培养需要将社交互动与语言类玩具结合，例如乐高等合作互动型玩具或者Four In A Row 等竞技类玩具，增加陪伴时间，在陪伴的过程中，提高孩子的情感认知能力和语言交流能力。

如图2 所示，在鱼骨图中，社会交往障碍和交流障碍排列在最接近鱼头的位置，即两者为自闭症的核心症状。刻板重复行为、情绪行为异常排在鱼骨图的中间，即两者在ASD 儿童平时表现中比较常见。能力障碍和智力障碍排在鱼尾，这是ASD 儿童症状的两大方面。

目前玩具市场上对于儿童情感认知方面的儿童玩具产品大多设计成图卡、情绪卡片等形式的教辅玩具。姜亮等提出了一种旨在改善自闭症儿童语言、社交、感觉统合能力的十二生肖拼图玩具，且经实验评估发现此类玩具在引导提升其语言交流、改善社交行为能力方面具有积极的辅助作用

，但玩法较为单一。同时玩具又不能够太过于繁琐，因此可以以表情重组、人物部件重组等为出发点进行玩具设计。儿童天生喜欢模仿，通过表情重组的方式可以使儿童靠着自己的理解拼成图样，同时具有一定的直观性。当然身旁要有其他人员的陪同，给予儿童及时的指导，使儿童置身其中，具有一定的体验感，加深对表情的理解，在一定程度上提高儿童的理解和社交能力。

在运用TRIZ 理论设计自闭症儿童康复辅助玩具时，既要满足普通玩具的特性，使其具有一定的趣味性，又需要综合考虑儿童的认知和心理需求，深入研究儿童的生理及心理特点，使这类群体愿意玩玩具，同时在玩的过程中达到切实锻炼手脑机能、辅助康复的目的

。为了实现理想解，设计人员需要结合自闭症儿童这一人群的具体特征，将设计中遇到的矛盾以矩阵的形式列举下来，根据TRIZ 理论中的矛盾解决原理来解决矛盾冲突，完成理想中的玩具设计。

位于自闭症儿童玩具的设计要素首位的是互动性，要促使儿童与他人互动，打破语言交流障碍，实现辅助康复的功能；其次是通用性，玩具的设计应运用通用设计原则，外观造型参考普通玩具，不会给儿童带来被歧视的心理；最后是趣味性，使儿童产生想要玩玩具的兴趣，外形圆润活泼，同时玩具的材料也要具有安全性。

4 基于TRIZ 理论的ASD 儿童玩具设计策略

根据以上的因果分析法及针对自闭症儿童的玩具类别分析，文章针对自闭症儿童玩具的设计方向进行总结并提出相应的设计策略建议。

4.1 社会交往层面设计

岸坡开敞式溢洪道是面板坝最常用、最有效的泄洪保坝建筑物，大多数工程均具备安全运用条件。贵州鱼塘（2006 年）、湖北寺坪（2007 年）等4座面板坝枢纽投运首次泄洪时，岸坡溢洪道泄槽底板即遭受破坏，给工程防洪度汛带来巨大的压力和风险。事后检查鱼塘、寺坪溢洪道泄槽底板抗浮稳定安全系数满足规范要求，布置和结构设计属常规做法，符合规范要求，泄洪槽和挑流段发生破坏的共性原因是止水缺陷，受脉动水压力而破坏，鱼塘底板混凝土厚度、基础锚筋等方面存在不足和缺陷。

在新能源汽车领域，巴尔查斯同样展现出了非凡的技术实力，其涂层已经成功应用于某知名品牌的新能源汽车中的差速器，并将有可能逐步在中国实施量产。由于电动汽车的变速器和差速器的转速更快，其工况也更为复杂，因此就需要有寿命更长、表面质量更好的零件被使用。事实上，在电动机方面，巴尔查斯的高转速轴承涂层已经在进行测试了。除此之外，巴尔查斯的涂层技术也将在充放电、压缩机热管理及空调系统热管理的控制方面进行相应的技术创新，旨在减小新能源汽车的热损失及电损失，使能源的利用率 更高。

4.2 语言发展层面设计

目前国内和国外市场上适用于自闭症儿童的玩具数量日益增长，结合网络上所查询的资料，将市面上的玩具从功能角度上分为六大类：感知类、语言发展类、情感认知类、运动操作类、社交互动类（合作类和竞争类）、学习发展类，见表1。

（2）课题申报过程时间较为紧张，科研人员主要精力放在课题目标、研究方向及研究路径的编写上，对于经费预算编制，则是“拍脑袋，凑凑数”。

因果分析法通过运用鱼骨图进行分析，从而发现了导致问题产生的根本原因。在设计自闭症儿童玩具过程中，采用因果分析法能够为设计提供思路和方向，有助于从问题产生的结果出发，一步一步向前推理，进而寻找产生问题的可能原因，然后进行分析，把其中的相关因素以图形的形式直观清晰地表达出来，从而快速有效地解决问题，最终取得最佳设计方案。

475例高危人群，268例内膜增厚者，占56.42%（268/475）；138例颈动脉斑块，占29.05%（138/475）；69例颈动脉狭窄，占14.53%（69/475）。

在社会交往层面上，可以简单将其分为社交行为障碍和社交交流障碍，自闭自闭症儿童社交层面对应的玩具如表2 所示。通过对比分析可以发现，二者都存在着相同的情感认知方面的问题，这将会导致儿童与他人沟通交流时存在障碍，那么在社会交往层面上的设计，可以更多地考虑情感认知类玩具的设计。

4.3 兴趣发展层面设计

兴趣发展层面的玩具设计，可以将其分为艺术类兴趣发展以及职业类兴趣发展，如表4 所示，两大类所对应的玩具有语言发展类玩具、社交互动类玩具、学习发展类玩具，例如艺术类的敲击琴和职业类的角色扮演等。多数家长和社会教育机构将康复重心放在了自闭症儿童的认知发展和社会交往等核心症状上，积极培养其生活自理能力培养，反而忽视了儿童本身兴趣的发展，目前应当在注重儿童生活自理能力的培养的基础上增加儿童的兴趣发展的机会。

5 结语

文章通过使用TRIZ 理论中的因果分析法，结合其思维工具鱼骨图，以逐渐增强的形式客观地梳理了自闭症儿童的症状。通过调研市场上的各种玩具，从功能角度出发将玩具分类，并分析其对应的特点，以自闭症儿童存在的生理及心理问题为基础，从社会交往层面、语言发展层面、兴趣发展层面几个方面对自闭症儿童玩具的设计提出了一些建议，同时也为自闭症儿童的干预训练提供了一定的参考借鉴。

课堂中教师的职责是什么呢？教师可以设计层次分明的思考题，引导学生认真阅读文本，用已学得的知识解决实际问题，并提供学生各抒己见的机会，最后，教师再通过课堂小结使教学内容系统化、完整化。学习的主动权应交给学生，不能采用“填鸭式”，更不能采用“机灌式”开展教学。教师的任务是根据学生需要，采用“提出任务，学生自学，教师辅导，归纳问题，集中讲授”的任务驱动教学法，从学生实际出发，精选学生感兴趣的文章进行阅读学习，再让学生通过自己的阅读解决问题。在教学苏教版八年级（上）第三单元时，我做了如下设计。

[1]王付巧执.具有早期干预训练功能的自闭症儿童玩具设计研究 [D] .浙江大学，2016.

[2]叶茂腾.自闭症儿童的玩具及其设计方法研究[D].华南理工大学，2017.

[3]赵勇淦，郜红合，张耀跃.基于TRIZ 理论的多功能儿童床设计研究[J].工业设计，2021（09）：30-32.

[4]瞿涛.不同运动方式对ASD 儿童干预效果的对比分析[D].南京体育学院，2021.

[5]林琳，李小涛，徐永利.国内TRIZ 理论及方法的研究热点及发展趋势[J].广东工业大学学报，2021，38（02）：10-19.

[6]薛凯星.基于TRIZ 理论的户外运动水杯创新设计研究[D].四川师范大学，2021.

[7]刘尚，刘冬，王宇清.TRIZ 的设计思维与方法[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2017.

[8]任秉杰.基于TRIZ 和专利规避的智能产品创新设计方法研究[D].齐鲁工业大学，2021.

[9]周晓鹰，唐颖娟，储奕.肥大细胞和脑神经炎症相关疾病[J].中国免疫学杂志，2017，33（05）：793-795+801.

[10]韩笑，林成仁，任钧国，等.中医对孤独症儿童三大核心障碍的认识[J].中国中医基础医学杂志，2016，22（03）：431-433.

[11]杨婷婷，李丹丹，陈璐，等.自闭谱系障碍物理干预的研究进展[J].国际精神病学杂志，2020，47（05）：889-893.

[12]张旭阳.基于TRIZ 理论的可穿戴医疗袖套设计研究[D].西安理工大学，2021.

[13]王莉莉，徐少华.基于TRIZ 理论的自闭症儿童康复辅助玩具设计[J].湖北师范大学学报（哲学社会科学版），2019，39（04）：34-36.

[14]姜亮，韦钰婕.基于认知行为特征的自闭症儿童辅助工具设计研究[J].工业设计，2018（05）：50-52.