基于榫卯結構的兒童益智玩具設計研究

劉美美 劉永翔

摘要：為改變國內(nèi)兒童益智玩具缺乏創(chuàng)新性，粗制濫造的現(xiàn)象，本文以榫卯結構的益智性為切入點，基于學齡前兒童的生理和心理特征，運用模塊化設計以及仿生設計的設計方法，結合裸眼VR技術，探索榫卯結構在兒童益智玩具中應用的具體實現(xiàn)形式，開創(chuàng)特色“中國風”兒童益智玩具。

關鍵詞：榫卯結構;兒童益智玩具;設計原則;設計方法

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）02-0070-02

具有益智性的榫卯結構作為我國代表性的傳統(tǒng)工藝文化元素，將其應用在兒童益智玩具的設計中，同時融入現(xiàn)代設計方法和技術，將會大大提升我國兒童益智玩具的創(chuàng)新性，同時還兼顧了中國文化傳承和傳統(tǒng)工藝振興的作用。

1榫卯結構

榫卯結構是中國的傳統(tǒng)的連接工藝，更是中國傳統(tǒng)文化的特色代表，體現(xiàn)了我國人民造物的智慧。榫卯結構由榫頭和卯眼組成，一陰一陽穿插在一起，通過摩擦力的作用，使結構牢固穩(wěn)定[1]。榫卯結構構件之間的穩(wěn)定性強，使用壽命長，并且容易拆卸，同時具有多樣的形態(tài)和組合方式，使得榫卯結構在古代時，大多應用在建筑和家具中，并且在玩具中也有應用。

2學齡前兒童認知特征分析

著名瑞士心理學家皮亞杰將兒童認知發(fā)展分為四個階段：感覺運動階段（0～2歲）、前運算階段（2～7歲）、具體運算階段（7～11歲）、形式運算階段（12～16歲），每一個階段兒童的思維方式都不同[2]。文章主要研究的兒童群體為學齡前兒童（3～6歲），此年齡段的兒童屬于前運算階段，這一階段兒童的主要特點是語言機能迅速發(fā)展，他們的內(nèi)心活動豐富，并且由最初的感知活動到通過現(xiàn)在的語言表述，轉化為具象活動。2～3歲的兒童，開始對事情的前因后果好奇，總是問為什么，3～6歲的兒童，求知欲增強，并且動手能力增強，他們開始喜歡探索世界，更加具有創(chuàng)造性。所以，針對處于前運算階段的兒童，應將語言能力的發(fā)展、認知能力的增強和聯(lián)想創(chuàng)造力的提升作為益智玩具設計的標準，研制出具有開放性、探索性和創(chuàng)造性特征的益智玩具[3]。

3基于榫卯結構的兒童益智玩具設計實例

魯班鎖，如圖1所示，也叫八卦鎖、孔明鎖，魯班鎖是古代益智玩具的一種，以立體幾何分割為基礎，6根木條拼裝形成的樣式多達119963種4。是榫卯結構最早應用在益智玩具上的案例，魯班鎖由簡單的木條構成，每個木條的開槽和凸起各不相同，不同的木條通過平行或者垂直的空間關系穿插組合在一起，易鎖難拆，多為成年人把玩，魯班鎖體現(xiàn)了古代匠人偉大的創(chuàng)造力。魯班鎖是中國古代文明的體現(xiàn)，并且也為現(xiàn)代人理解榫卯結構提供了標本，魯班鎖有利于開發(fā)人的空間智能和數(shù)理邏輯智能。但是，由于魯班鎖的結構過于復雜，不適合兒童玩耍，并且榫卯結構加工精度高，制作難度大，無法應用于現(xiàn)代機器大規(guī)模生產(chǎn)，致使榫卯類的益智玩具市面上較少存在。但是可以提取其中榫卯的結構，并將其簡單化處理，從而設計出適合兒童的益智玩具。寓教于樂，這可以激發(fā)兒童主動認知世界、探索世界的興趣，同時也對榫卯結構的傳承起到了積極的作用。

4基于榫卯結構的兒童益智玩具設計原則

4.1互動性原則

雙向互動尤為重要，主要分為操作指引和情感鼓勵兩部分。操作指引方面，以玩具實時的狀態(tài)反饋，通過對話的方式告知兒童當前所處的狀態(tài)，便于進行下一步操作;當其遇到難以解決的問題時，并給出相應的引導。情感鼓勵上，對兒童攻克的難題以及今日活動成果做出表揚，提高其積極性。通過對學齡前兒童玩耍過程的分析，將兒童與益智玩具的互動作為基礎，提升兒童的認知、創(chuàng)造力以及解決問題的能力。

4.2接近性原則

基于學齡前兒童思維還未定型，處于探索的階段，益智玩具的設計理應接近其當前階段熟悉的事物或者語言，站在學齡前兒童的角度上來思考玩具設計的可行性，益智玩具的設計以提升其創(chuàng)造性和想象力為目標。以仿生設計作為切入點，產(chǎn)品形態(tài)提取兒童當前認知階段熟悉或者需要認識的事物，并且利用榫卯結構的連接方式，在兒童拼接仿生玩具的過程中將榫卯結構的益智性發(fā)揮到極致。如圖2所示，一款仿生大象的榫卯類益智玩具，既讓兒童認識了大象，又在拼接的過程中提升了空間思維能力和創(chuàng)造力。

4.3可持續(xù)性原則

傳統(tǒng)的益智玩具只適合特定年齡段的學齡前兒童使用，而忽略了兒童隨著年齡增長帶來的需求的變更，形成了益智玩具用后即棄的局面，造成了資源的浪費以及環(huán)境的污染。益智玩具的設計應該秉承可持續(xù)的原則，使其具有一定的成長性，滿足不同年齡段的學齡前兒童的需求。例如，Tripp?Trapp成長椅，4把椅子合而為一，通過簡單更換模塊的位置即可滿足不同年齡段兒童的需求，0～6個月的“抱抱”椅，6月+的餐椅，2歲+的活動椅，7歲+的學習椅。榫卯結構多樣性組合的特征可以滿足不同年齡段學齡前兒童的益智需求。

5基于榫卯結構的兒童益智玩具設計方法

5.1模塊化設計與多樣性拼裝

本質(zhì)上來說，模塊化設計是榫卯結構現(xiàn)代化的一種方法。模塊化設計是在市場經(jīng)濟的催生下產(chǎn)生的一種新的設計方法論，同時兼具多種設計思維的特征，標準化、通用性、組合化的特征使其具有普適性，適應了時代發(fā)展的要求[5]。

榫卯結構的基礎上，對形式模塊做多樣性設計，形成不同的產(chǎn)品形態(tài)。首先，由榫卯結構構成的兒童益智玩具理應具有標準化的特征，榫卯結構的接口設計成統(tǒng)一規(guī)格，從而利于不同模塊間的拼裝，這也可以實現(xiàn)榫卯結構在現(xiàn)代工業(yè)中規(guī)模化生產(chǎn)的可能;其次，對于形式模塊的設計可以結合兒童心智，及其核心認知需求作為參考產(chǎn)出多種形式。通過這種簡單榫卯結構的模塊，兒童益智玩具可以組合出多種產(chǎn)品形態(tài)，使兒童在拼裝的過程中，可以盡情地探索不同模塊之間的組合方式。這種多變性的特征對于增強學齡前兒童的空間思維能力有很大地幫助。

5.2仿生設計與榫卯結構的結合

仿生設計是工業(yè)設計中重要的創(chuàng)新設計方法和創(chuàng)新設計思維。仿生設計，即模仿自然界的生物，而設計是一種有目的的創(chuàng)作行為，仿生設計的最終目標是產(chǎn)生創(chuàng)新設計方案，以模仿自然生物為基礎，經(jīng)過分析、理解、構思、應用的過程[6]。

學齡前兒童的思維養(yǎng)成來源于現(xiàn)實的生活，依靠直接感知和實際行動獲得初級思維。從思維發(fā)展的方式來看，學齡前兒童的思維發(fā)展過程大體可以分為三個階段：直觀行動思維——具體形象思維一抽象邏輯思維[7]。將仿生樣式的榫卯類益智玩具引入到兒童的日常生活中，在與這些玩具互動的過程中，他們由一開始的直接摸索到玩具拼裝完成后的具象感知，再到形成的抽象邏輯思維，最后達到開發(fā)智力的效果。比如，如圖3所示，為一套系列化的仿生積木玩具，提取了牛、羊、馬的形態(tài)特征，通過拆裝仿生玩具，兒童對于周圍環(huán)境與事物的認知也更加明確，對于榫卯結構的連接方式也有了深刻地認識，提升了其創(chuàng)造力和想象力。

5.3結合VR技術增加互動體驗

在榫卯結構兒童益智玩具的設計中，不僅應該考慮實體的交互方式對兒童的影響，更應該結合新興的技術來打造益智性的兒童玩具，創(chuàng)造全新的體驗，與時俱進。VR（Virtual?Reality）虛擬現(xiàn)實技術為用戶創(chuàng)造了一種沉浸式的體驗，通過在計算機虛擬環(huán)境中與用戶互動，感知用戶的動作和狀態(tài)，并對用戶一種的或多種感知有明確地反饋[8]。而裸眼VR技術，則是以原有VR為標本，加入新技術的方式來擴充原有VR的功能和視覺體驗。裸眼VR讓用戶擺脫了可穿戴顯示設備和力觸覺交互設備的束縛，用戶可以裸眼體驗虛擬現(xiàn)實。如圖4所示，將裸眼VR技術應用在榫卯結構的兒童益智玩具中，一方面，可以通過語音及屏幕顯示的方式幫助兒童對玩具的操作進行引導;另一方面，裸眼VR技術也可以打造多種沉浸式的場景，既增強了兒童的空間認知能力，也增強了他們的觀察能力。

6結語

在國內(nèi)，兒童益智玩具依舊不夠成熟，存在著諸多弊端，如缺少結構創(chuàng)新和技術創(chuàng)新，安全性能低，本文通過對榫卯結構元素的提取，運用新技術和新的設計方法，探究其在兒童益智玩具上的應用，不僅可以改變國內(nèi)益智玩具的現(xiàn)狀，同時也能充分發(fā)揮榫卯結構的益智性，對于榫卯結構傳統(tǒng)連接工藝的傳承也有重要的意義。

參考文獻

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