基于用户心智模型的儿童益智玩具设计探究

邓卫斌 范沐苗

摘要：当前益智玩具已经成为儿童学习的方式之一，玩具市场百花齐放，种类繁多，却存在玩耍方式单一、趣味性不足等问题。心智模型可以通过用户行为探究其内心活动和思维方式，了解用户的根本需求，提升用户的体验。文章通过分析心智模型及其在儿童益智玩具设计中的应用，以构建心智模型亲和图为基础，为寻找设计机会点优化益智玩具的用户体验提出理论依据。

关键词：儿童益智玩具；心智模型；设计；用户

中图分类号：TS958.02 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）02-00-03

随着信息化时代的快速发展，各种物联网、大数据、人工智能等类型的科技产品开始充斥人们生活的方方面面，学习环境也开始呈现智能化趋势。而游戏是儿童学习的主要形式之一，玩具作为游戏的一种载体也成了儿童探索学习的重要方式。如何让儿童在玩乐过程中培养实践能力、突破思维定式和认知约束，比掌握了多少课程知识更加引人关注。根据社会常识划分，0～14岁的人被称作儿童。本文探讨的益智玩具设计与儿童不同阶段的行为、思维特征有关，因此主要分析7～11岁的适龄儿童。心智模型作为用户内心对产品的真正需求，是设计人员明确产品设计方向的基础。

1 心智模型的理论及相关分析

1.1 心智模型的概念

用户心智模型概念最早出现于20世纪，由苏格兰心理学家Kenneth Craik（肯尼思·克雷克）提出。在他所阐述的观点中，心智模型是在人接收到外部世界的信息后对其的描摹刻画，即人脑中对现实世界的一种“映射”［1］。心智模型本质上是一种对事物的认知，人们不断地与外界接触、学习、积累经验，在不同的生活环境中生发出对事物的不同观察角度及解决方式，由此形成心智模型。它深植于人们的潜意识中，与知识结构认知表征融合，影响人们对万物的解析和互动方式。儿童的心智模型即儿童对外部世界的认识。7～11岁的儿童正处于具体运算阶段，抽象和概括能力快速提升，思考和行为具有一定的逻辑性，对事物已经有一些客观的认识，同时不再以自我为中心。

1.2 心智模型在设计中的研究与应用

1984年，Norman（诺曼）在《设计心理学》一书中首次将心智模型与设计相结合，将设计中的心智模型分为三个部分：设计模型、用户模型、系统表象［2］。设计模型即设计人员头脑中对产品的概念和期望；用户模型则是用户所理解的操作方式；系统表象即产品的可视部分，也是设计人员和用户之间的桥梁。在实际设计过程中，设计人员为了让設计模型与用户模型一致达到设计最优解，需要精确判断和细致观察用户想法、行为习惯、使用感受、内心心智模型，二者缺一不可。同时，心智模型作为人们应对外部世界事物时理解和推理过程中的一种表征，在处理问题时会将记忆作为原型与事物对比。同样，每一个被儿童记住的物理行为习惯，都像是不同生活场景中前进的导航，带领他们做出符合自己思维方式的行动。

应用在产品设计方面，设计人员应保持产品有一定的共同特征，顺应用户的直觉行为，提供更佳的使用体验。以上行为模式可以概括出用户初次接触一个产品并进行交互的三个阶段：熟悉、精通、掌握。由于现存的心智模型可能存在不足或错误的认知，因此熟悉作为第一阶段决定了用户是否要重新构建心智模型，在此阶段，用户需要了解产品语言和完成交互操作所需的步骤。第二阶段是精通，在对产品语言有一定的理解，了解到基本操作之后，得到了一定的反馈或期望的结果，将其作为激励来让自己继续深入使用、掌握核心功能。第三阶段以上一阶段为基础，让用户对产品的理解继续向下延伸。至此，用户又对自身的有效经验进行了一次完善，或是建立了一个全新的心智模型。

1.3 心智模型亲和图的构建

因蒂·杨提出心智模型可以由行为“亲和图”概括，即从目标对象中收取信息进行统计归纳而来［3］。设计人员可以通过访谈、调查、观察等方式了解目标对象及其行为模式，并总结为心智模型行为亲和图（见图1）。

图1 心智模型亲和图

在亲和图的横轴以上部分为心智空间，设计人员可以通过上文的观察方法收集整合用户信息，若干个心智空间按照时间或行为排列，每个心智空间又由若干任务组成。横轴以下的部分，每个任务下方则对应所需的产品或产品功能，设计人员可以通过这种方式来发现新的产品机会点或优化产品方案细节。

2 心智模型的应用策略

用户模型无论是在产品设计流程中的前期还是后期，都有不可或缺的作用。心智模型在产品设计中包含填补与归并、拆解与优化等应用策略［4］，通过了解、构建学龄儿童的心智模型，在开发和评估的过程中明确其认知、感受、决策、构建行为的路径，结合心智模型亲和图，使益智玩具设计方案与学龄儿童心理和行为更加贴合。

2.1 心智模型的填补与归并

填补心智模型的目的在于，优化任务下方对应的产品或产品功能，对缺失的功能或设计进行填补。在设计过程中，可能出现心智模型与产品设计无法完全适配的情况。心智模型亲和图横轴下方若出现缺口，则说明用户的期许并未完成，设计人员需要完善。首先设计人员要找出所有亲和图横轴下方的产品功能缺口，归纳出相应的机会点，再依据设计成本、技术可行性等因素选择最需要完善添加的功能需求。

归并心智模型的过程就好似园丁修剪枝丫，在设计流程当中有原则地修整合并心智空间内的任务，在用户最终体验不受影响的情况下，简化用户的操作步骤。这种策略一般在心智空间内存在较多冗杂任务时应用，虽然都是用户自身的需求，但是设计人员不应该一味盲从。

2.2 心智模型的拆解与优化

心智模型的拆解是通过丰富心智空间任务提升用户体验，适用于用户不太了解自身需求时，需要拆解心智模型细化任务点探寻用户的深层需求，因此对设计人员的同理心、洞察能力有较高的要求。拆解心智模型的方式分为两种，在心智空间任务内容较少时进行横向扩充细化任务，在任务与产品、功能无法完全匹配时进行横向扩充。心智模型的优化则是指随着科技发展等客观因素，用户有了新的行为方式和任务需求，因此需要更新产品及其功能，完成更迭。

3 儿童益智玩具设计

3.1 儿童益智玩具发展现状

目前，世界上最大的玩具消费市场是美国，其中结合STEAM教育的儿童玩具是最受当地消费者青睐的一类。此外，来自欧洲的玩具品牌乐高更是在玩具市场中占有一席之地，其小巧的外形和灵活有趣的拼搭方式除了受到儿童喜爱之外，也受到大批成年用户的追捧。中国作为全球最大的玩具生产国和出口国，出现了许多不同类别的玩具厂商，随着近年来二孩政策的全面放开，儿童玩具设计更是蓬勃发展。同时，许多益智类型的玩具公司犹如雨后春笋般出现，其中不乏科技产品公司向下延伸出玩具类别的分支。

国际市场的益智玩具主要分为原理式益智玩具、结构式益智玩具和科学实验式益智玩具，不仅覆盖了声光电领域的科学知识，还有生物学科。国内的益智玩具则主要分为逻辑训练类益智玩具、结构类益智玩具和规律探索式益智玩具，经典代表有鲁班锁、华容道、九连环等，近年来逐步向国际市场靠拢，丰富了益智玩具的类别。与国际市场对比，国内市场的益智玩具研发较为逊色，但目前正在不断拓展、细化，逐步实现更加贴合儿童生理心理发展特征及逻辑思维特点的目标。

3.2 针对7～11岁儿童的益智玩具调研

著名心理学家皮亚杰将儿童的心理结构和心理发展分为四个阶段，其中7～11岁的儿童处于具体运算阶段。这一阶段的儿童认知结构较为完善，思维开始具有可逆性，对概念也有了概括能力。据皮亚杰的儿童认知发展理论，在相同或者近似的环境中，儿童的行为由于不断地循环反复而得到迁移或概括，他将这一过程称为图式。最初，图式由遗传决定，但在成长过程中随着环境的变化，主体会产生不同的反馈，图式也会不断丰富，经过同化、顺应、平衡发展成新的图式。此阶段的儿童逻辑思维能力正在快速提升，创造力也在不断增强，能根据从具体事物中获得的表象进行逻辑思维和群集运算，因此在学习玩耍的过程中可以加入有关科学的基本逻辑概念和逻辑分类的训练活动，以此丰富儿童的图示内容。

由于需要发挥开发智力的作用，因此儿童益智玩具需要遵守四项原则：益智性、安全性、娱乐性、互动性［5］。在前文所提到的益智玩具类别中，通过市场调研及资料搜集得到，该年龄段儿童最青睐的是绿色能源组合玩具、火山喷发模拟玩具、拼装轨道滚珠玩具、厨房食品科学玩具这几类。太阳能玩具在带给儿童环保知识的同时能锻炼儿童的思维能力，使儿童对电力原理有初步的认识和探索。火山喷发模拟玩具和厨房食品科学玩具都对场景进行了模拟，同时与科学实验相结合，通过火山喷发、糖果结晶等现象引发儿童对化学实验原理和物理现象的思考，但缺点在于实验的容错范围有限，需要家长的正确引导并陪同完成。轨道拼装滚珠类型的玩具将视觉、听觉相结合，兼顾了物理学、美学以及概率学，让儿童自主设计移动路径，锻炼儿童的动手能力，并开发其对色彩、规律和概率概念的认知。

4 基于心智模型的益智玩具设計方法

儿童的心智模型一直处于动态变化的状态，不断地更替。心智模型的修改或重建，正是其对外界信息的反馈过程。这也说明了由于所处的环境和接收的信息不同，儿童会据此修正了解事物和解决问题的方式。基于儿童心智模型思考改进益智玩具的设计方法，可以丰富产品形态，提升人机交互体验，让儿童体验科学思维方法。

4.1 明确产品功能特点

设计师可以通过用户心智模型了解其真实的感受，通过肢体动作、语言表达明确用户的期望。从华容道到电子积木，层出不穷的益智玩具进入学龄儿童的视线。由于沟通能给人带来愉悦感，因此语言类玩具能满足儿童语言表达的期望；社交能够促进儿童与外界交流，因此衍生出角色扮演类玩具；而儿童的创意发挥需求则由空间类玩具来满足。在与不同类型益智玩具交互的过程中，儿童的五感都参与了了解事物的过程，包括视觉、听觉、触觉、嗅觉各个感官的感受随之加强，深入记忆中。例如，儿童观察到家长的烹饪行为，就会在心智空间建立对应的任务需求。要让儿童在观察时感受到香味、色泽变化，是需要设计人员在设计模型中体现的。因而观察、记录儿童玩益智玩具的反应、频率，能知晓儿童的真实想法，可以明确产品功能特点，并解决对应痛点。

4.2 优化用户体验

由于年龄不同及多样的生活体验，因此设计人员的心智与儿童的心智自然是不同的，在设计过程中需要同理心，并以用户为中心，观察儿童的玩耍习惯，考量其身心发展特点，这是探究儿童用户的必然途径。例如，因学龄儿童逻辑能力发展需求，产品应该更具有技巧性、益智性以及更强的交互体验；儿童的文字理解能力还未发育完全，因此在玩具中应多用简洁明了的词句和概括性的图示来表达产品功能、玩法；儿童注意力不易集中，则可用灯光、音乐等元素来提醒儿童。具有安全性、趣味性、益智性或许只是一款益智玩具的及格标准，而是否具备科学可验证性、社交互动性、人机性决定了它是否能带给儿童更好的使用感受。

4.3 推进产品功能创新

市场上益智玩具种类繁多，但质量参差不齐，有些同质化严重的智能机器人讲述的故事千篇一律，卡片类则玩法单一，缺乏对儿童心智模型的构建思考。应认真观察儿童的行为与设计模型所预期的行为之间的差距，延伸出创新点来平衡前期设计模型的不足。例如，孩子在外出跟随家长途经加油站加油时，会对整个操作步骤非常好奇，但家长会考虑都安全问题而不让儿童靠近，据此，Fisher-Price公司在赛车比赛游戏玩具中加入了加油站部分，让儿童能够了解从赛车运行到燃料耗尽的整体运作流程，这款玩具在美亚上获得了将近满分的评分，足以显示出用户对其的喜爱。

5 结语

通过构建心智模型亲和图，了解到如何透过用户的行为模式探寻其根本的任务需求，并与产品功能相匹配，并在此基础上对心智空间内的任务实行填补、归并、拆解、优化等策略。同时与儿童益智玩具的设计相结合，通过应用儿童心智模型可以明确产品功能设计目标，并在后期评估过程中加以优化，提升用户的体验。

参考文献：

［1］ 胡鸿，孔祥斌，颜棽.基于心智模型的新闻资讯APP适老化设计探究［J］.包装工程，2022，43（24）：106-117，134.

［2］ 唐纳德·A.诺曼.设计心理学3：情感化设计［M］.北京：中信出版社，2015：63.

［3］ 赵辰羽.心智模型在以用户为中心设计中的应用研究［D］.北京：清华大学，2013.

［4］ 孙宁娜，张露.心智模型在产品创新设计中的应用策略研究［J］.包装工程，2018，39（20）：212-216.

［5］ 邓卫斌，余一萌.儿童益智玩具设计原则与要素的研究［J］.大众文艺，2019（2）：68.

作者简介：邓卫斌（1970—），男，湖北武汉人，硕士，教授，系本文通讯作者，研究方向：娱乐产品设计、工业产品设计。

范沐苗（1998—），女，湖北武汉人，硕士在读，研究方

向：娱乐产品设计、玩具设计。