基于具身認(rèn)知的兒童互動(dòng)家具設(shè)計(jì)研究

王軍，明金芝，葉航

（湖北工業(yè)大學(xué) 工業(yè)設(shè)計(jì)系，武漢 430068）

如今只有實(shí)用功能的家具已不能滿足兒童日益增長的身心需求，兒童家具設(shè)計(jì)趨向關(guān)注情感化及互動(dòng)體驗(yàn)等方面。為提升兒童家具的互動(dòng)體驗(yàn)感，許多研究者在兒童家具設(shè)計(jì)中融入了親子互動(dòng)、DIY 拼接互動(dòng)、智能互動(dòng)等設(shè)計(jì)策略，但在對當(dāng)前兒童互動(dòng)家具的現(xiàn)狀分析中發(fā)現(xiàn)，目前對于兒童互動(dòng)家具的探索多停留在對國外產(chǎn)品的接收和模仿階段，同質(zhì)化嚴(yán)重，缺乏對用戶的基礎(chǔ)研究[1]。改善這一現(xiàn)象需要從以市場經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使的“制造思維”向以用戶為中心的“用戶思維”轉(zhuǎn)變，可從用戶行為、文化背景等方面著手研究[2]。兒童階段是個(gè)體成長發(fā)育的關(guān)鍵期，身心發(fā)展存在明顯的階段性和不穩(wěn)定特征。為迎合兒童成長過程中的特殊性，本文將引入具身認(rèn)知理論為兒童互動(dòng)家具的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。具身認(rèn)知指出身體感知和行為是個(gè)體理解事物的基礎(chǔ)，身體和認(rèn)知相互制約并受環(huán)境影響，其動(dòng)態(tài)性、包容性的特點(diǎn)能提高兒童與家具的契合度，優(yōu)化互動(dòng)過程，創(chuàng)造出趣味、充滿活力的兒童互動(dòng)家具。

1 具身認(rèn)知理論概述

梅洛-龐蒂（Merleau Ponty）在《知覺現(xiàn)象學(xué)》一書中提到身體是嵌入世界的，就如同心臟嵌入身體，身體、知覺、世界是統(tǒng)一不可分割的整體[3]。具身認(rèn)知強(qiáng)調(diào)認(rèn)知依賴于一個(gè)有著特定知覺和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)體體驗(yàn)，認(rèn)知的具身性，從狹義的角度理解，就是指認(rèn)知和思維受身體物理屬性的制約；從廣義的角度來看，認(rèn)知是身體在挑戰(zhàn)環(huán)境、適應(yīng)環(huán)境的過程中逐漸形成的對世界的認(rèn)知[3]。按結(jié)構(gòu)層次的方式分析，可以從微觀到宏觀的層次順序把握具身認(rèn)知的理論實(shí)質(zhì)：首先，身體感官和本體感覺參與核心認(rèn)知的生成，構(gòu)成具身認(rèn)知的微觀層次；其次，身體軀干、肢體動(dòng)作參與核心認(rèn)知的生成，包括身體姿勢、運(yùn)動(dòng)交互及面部表情等，構(gòu)成具身認(rèn)知的中觀層次；最后，物理環(huán)境以及廣泛的社會(huì)情境（包括人際關(guān)系、文化背景、交流方式等）參與核心認(rèn)知的生成，構(gòu)成具身認(rèn)知的宏觀層次[4]。具身認(rèn)知理論重視感官、肢體、環(huán)境等對認(rèn)知的塑造作用，有著具身性、體驗(yàn)性、情境性的特點(diǎn)[5]，見圖1。

圖1 具身認(rèn)知層次分析Fig.1 Embodied cognitive analytic hierarchy process

具身的認(rèn)知方式還原了兒童認(rèn)識(shí)世界的本質(zhì)方式，鏡像神經(jīng)元實(shí)驗(yàn)探究證明了人類通過大腦的運(yùn)動(dòng)中樞實(shí)現(xiàn)認(rèn)知過程的理解和判斷，表明了具身體驗(yàn)是識(shí)別和理解的基礎(chǔ)。這啟示了設(shè)計(jì)研究者可以從具身視角出發(fā)研究身體行為與產(chǎn)品的交互價(jià)值，從而優(yōu)化人與產(chǎn)品的互動(dòng)效率和質(zhì)量。因此，具身認(rèn)知能為兒童互動(dòng)家具中的互動(dòng)體驗(yàn)性設(shè)計(jì)提供方法論的指導(dǎo)。

2 兒童的具身認(rèn)知特性和互動(dòng)家具分析

2.1 兒童的具身認(rèn)知特性

兒童神經(jīng)學(xué)家漢斯J·漢森克(Hans J.Eysenck)提出了人類感知和動(dòng)作學(xué)習(xí)存在關(guān)鍵期，許多研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)3～6 歲為兒童認(rèn)知發(fā)展的關(guān)鍵期。這一時(shí)期的情緒表現(xiàn)、感官體驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)圖式的構(gòu)建，將促進(jìn)兒童大腦皮層聯(lián)合區(qū)的發(fā)育，形成表征式體驗(yàn)，成為兒童認(rèn)知發(fā)展的基礎(chǔ)，影響其個(gè)性行為的發(fā)展。因此，本文選取3～6 歲的學(xué)前期兒童作為研究對象并分析其具身認(rèn)知特性。兒童的具身生理體驗(yàn)主要來源于微觀層的感知覺和中觀層的行為動(dòng)作。

1）感知覺特征：3～4 歲的兒童神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展，視覺變得敏銳，能辨識(shí)基本的顏色和形狀，4歲的兒童聽覺發(fā)育完善，5～6 歲的兒童大腦皮層功能逐漸成熟，完成視覺發(fā)育，觸覺辨識(shí)也變得敏感，感知覺辨識(shí)能力逐漸加強(qiáng)，且表現(xiàn)出一定的偏向性，如喜歡鮮艷的色彩，復(fù)雜的形狀等。感官知覺是對事物物理特征的初步感知，如顏色、形狀、材質(zhì)等，兒童的感知過程與認(rèn)知過程相互影響。具體分析見表1。

表1 3～6 歲兒童感官認(rèn)知特性Tab.1 Sensory cognitive characteristics of children aged 3-6

2）行為動(dòng)作特征：3 歲的兒童大腦前額葉發(fā)展，促進(jìn)他們對自身行為的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換，能大幅度地走、跑、跳；4 歲的兒童纖維髓鞘化，動(dòng)作技能表現(xiàn)豐富，精細(xì)動(dòng)作開始發(fā)展；5 歲的兒童小肌肉發(fā)展更完善，逐漸學(xué)會(huì)通過多感官肢體的協(xié)調(diào)完成復(fù)雜動(dòng)作，精細(xì)動(dòng)作變得更熟練；6 歲的兒童腕骨開始鈣化，大腦突觸網(wǎng)絡(luò)密集，力量感逐漸上升，對于稍復(fù)雜的動(dòng)作也可完成。具體分析見表2。

表2 3～6 歲兒童肢體認(rèn)知特性Tab.2 Limb cognitive characteristics of children aged 3-6

從具身的角度來看，兒童的認(rèn)知發(fā)展與身體具有天然的聯(lián)系，通過對事物的感知、體驗(yàn)、探索、操作等的互動(dòng)行為完成認(rèn)知的塑造，獲得對事物直觀、整體的認(rèn)識(shí)[6]。這種兒童與事物的具身互動(dòng)創(chuàng)造了兩者的對話，對于幼兒的思考、推理、交流起著重要的作用。

2.2 兒童互動(dòng)家具分析

互動(dòng)設(shè)計(jì)這一理念源于人與人、人與物之間進(jìn)行互動(dòng)的需求，通過人機(jī)交互對產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行創(chuàng)新[7]，因此互動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需綜合考慮人與產(chǎn)品的相互關(guān)系。國內(nèi)兒童家具行業(yè)起步較晚，早期的兒童家具互動(dòng)創(chuàng)新僅停留在感知覺層面，體驗(yàn)較為單一，易使兒童在體驗(yàn)過程中感到枯燥乏味。隨著二胎、三胎政策的放開，家具市場逐漸擴(kuò)大，兒童家具的種類也不斷豐富，出現(xiàn)了親子互動(dòng)家具、模塊化家具、DIY 拼接等多種互動(dòng)形式，能在一定程度上調(diào)動(dòng)兒童的積極參與，但對互動(dòng)的探究并未深入，對于兒童的認(rèn)知需求和行為能力的考慮不周到，也缺乏互動(dòng)情境的塑造，整體性和生態(tài)性不足。隨后信息時(shí)代的到來，智能互動(dòng)家具迅速發(fā)展，智慧化的互動(dòng)體驗(yàn)雖能為生活帶來便利，但兒童正處于成長探索的階段，智能的被動(dòng)輸入只會(huì)讓兒童對其形成過分依賴，忽略自身的思考和追求，不利于兒童的健康成長?？偟膩碚f，目前的兒童互動(dòng)家具設(shè)計(jì)僅停留在對“物”的互動(dòng)探索上，而互動(dòng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)邏輯是創(chuàng)造“行為”，因此研究兒童互動(dòng)家具，需從行為的角度研究，包括兒童的認(rèn)知行為、體驗(yàn)行為及行為的外部條件，見圖2。

圖2 互動(dòng)行為要素分析Fig.2 Analysis of interactive behavior elements

3 基于具身認(rèn)知的兒童互動(dòng)家具設(shè)計(jì)方法

提升兒童互動(dòng)家具的體驗(yàn)性，從具身認(rèn)知的角度來看，可將兒童與家具的互動(dòng)過程分成三個(gè)層次進(jìn)行闡述：感知、體驗(yàn)、情境。結(jié)合兒童的感知覺認(rèn)知特征、肢體行為能力、情境塑造與體驗(yàn)、情感表達(dá)與需求，提出三個(gè)層次的七大設(shè)計(jì)策略，提高兒童互動(dòng)家具的體驗(yàn)與價(jià)值。

1）微觀層次：順應(yīng)兒童的感知覺偏好激發(fā)兒童的互動(dòng)欲望，關(guān)注感知覺體驗(yàn)增強(qiáng)互動(dòng)動(dòng)機(jī)。

2）中觀層次：考慮兒童的行為能力、行為偏好等促進(jìn)互動(dòng)體驗(yàn)的順暢進(jìn)行，關(guān)注兒童的身體行為狀態(tài)，并與習(xí)慣培養(yǎng)相結(jié)合，促進(jìn)互動(dòng)體驗(yàn)的意義。

3）宏觀層次：通過創(chuàng)造不同的空間環(huán)境，使兒童感受豐富的空間變化帶來的多層體驗(yàn)與想象，另外增加情感表達(dá)區(qū)域，提升兒童與家具的互動(dòng)黏性，增強(qiáng)體驗(yàn)情境性，以延長互動(dòng)行為。見圖3。

圖3 基于具身認(rèn)知的兒童互動(dòng)家具設(shè)計(jì)方法Fig.3 Design method of children's interactive furniture based on embodied cognition

3.2 中觀層次—分析家具互動(dòng)形式

具身的中觀層次指出軀干的感覺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和肢體動(dòng)作變化會(huì)引起認(rèn)知規(guī)律的變化，有研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)適量的體育活動(dòng)鍛煉能促進(jìn)3～6 歲兒童智力和社會(huì)適應(yīng)能力的提高，這一研究表明主體的具身行為與其認(rèn)知有關(guān)聯(lián)性。學(xué)前期兒童行為能力有限，因而認(rèn)知也有局限，為提高兒童家具的互動(dòng)參與性和體驗(yàn)感，需遵循兒童的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)、身體發(fā)育特點(diǎn)、行為偏好等方面，首先家具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡化，可用模塊化或扁平化拼插的方式降低兒童的心理預(yù)估，提升互動(dòng)過程中的積極性；其次可根據(jù)兒童自身需求添加設(shè)計(jì)行為，如3～6 歲兒童的肢體會(huì)經(jīng)歷精細(xì)動(dòng)作發(fā)展的敏感時(shí)期，從這一角度出發(fā)可在家具中可增加抽拉、嵌套、拼插等方式，培養(yǎng)兒童的控制和調(diào)節(jié)能力；最后還可考慮兒童喜歡的行為活動(dòng)，如游戲行為，游戲是能讓兒童感到興奮的活動(dòng)之一，同時(shí)游戲互動(dòng)也能促進(jìn)兒童的沉浸式體驗(yàn)，因此在兒童家具中可融入玩具的特性，如像樂高一樣可堆疊，像玩具車一樣可滾動(dòng)，使兒童在身心統(tǒng)一的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)具身實(shí)踐與認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的互動(dòng)。

具身認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)認(rèn)知的結(jié)果取決于身體力行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[10]，且實(shí)踐過程中的身體行為和狀態(tài)對認(rèn)知有一定的調(diào)節(jié)作用。3～6 歲的兒童有意注意初步形成，處于發(fā)展的初級階段，水平低、穩(wěn)定性差，被動(dòng)地依賴組織和引導(dǎo)，因此，在家具設(shè)計(jì)中增加勸導(dǎo)性原則是非常有必要的，可以有效地對兒童的思維和習(xí)慣進(jìn)行一定的培養(yǎng)，幫助其健康成長。如市面上的兒童多功能積木桌，桌面設(shè)有積木底板，引導(dǎo)兒童在一定的區(qū)域玩樂，同時(shí)拼接的過程也是對積木顆粒的收納過程。良好的勸導(dǎo)設(shè)計(jì)不僅能促進(jìn)兒童思維的正確轉(zhuǎn)變，還能增強(qiáng)互動(dòng)的意義和價(jià)值。

3.3 宏觀層次—探究家具互動(dòng)氛圍

具身認(rèn)知為了克服心理學(xué)中的個(gè)體主義傾向，強(qiáng)調(diào)環(huán)境對認(rèn)知的影響[11]，人類一切的認(rèn)知活動(dòng)都處于一定的物理環(huán)境和社會(huì)情境背景中，有研究者認(rèn)為用戶所處的環(huán)境能對用戶的行為、互動(dòng)頻率有一定的制約和影響[12]。例如丹麥設(shè)計(jì)師Rosan Bosch 與創(chuàng)新家具制造商Stykka 合作設(shè)計(jì)的一款兒童紙板家具，見圖4，由SUN、CAVE、ISLAND、TREE 等四個(gè)基本組件構(gòu)成，兒童通過使用不同模塊組合成多種形式的學(xué)習(xí)區(qū)域或娛樂空間，如CAVE 空間能使他們的注意力集中在一個(gè)“開放的洞穴”中進(jìn)行思考，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，但當(dāng)毯子蓋在上面，它又會(huì)變成一個(gè)有趣的藏身之處，供兒童娛樂。環(huán)境的變化對行為形成有一定的約束作用，因而造成認(rèn)知的變化。家具作為陪伴兒童成長的重要物質(zhì)環(huán)境，對兒童認(rèn)知的發(fā)展有著內(nèi)在、本質(zhì)的作用，兒童在3～4 歲形成自我意識(shí)之后，5～6 歲就表現(xiàn)出競爭意識(shí)，渴望與同伴相互交流，具身認(rèn)知研究中的互動(dòng)觀強(qiáng)調(diào)人際交往、社會(huì)互動(dòng)等的具身交往和互動(dòng)，有助于促進(jìn)主體與他人的相互理解，因此在兒童家具的設(shè)計(jì)中需留出兒童與他人交流的空間，為豐富空間的形式轉(zhuǎn)換和多樣的互動(dòng)氛圍，可通過拆裝、遮擋、變形等形式實(shí)現(xiàn)空間轉(zhuǎn)換，如開放的公共空間、圍合的私密空間等。家具不僅能形成多種物理空間，同時(shí)也是生活文化的一部分，承載著多種情緒、記憶、思維等。隨著兒童身體機(jī)能的不斷成熟，情緒種類逐漸豐富，表達(dá)能力進(jìn)一步增強(qiáng)，家具可留出表達(dá)空間，如繪畫區(qū)、粘貼板等滿足兒童的成長需求，使家具空間與兒童身體系統(tǒng)建立互動(dòng)體驗(yàn)的情感紐帶，加深兒童與家具的互動(dòng)情境感，進(jìn)而延長互動(dòng)體驗(yàn)。

圖4 兒童紙板家具Fig.4 Children's cardboard furniture

4 設(shè)計(jì)實(shí)踐—“Hole hole”兒童互動(dòng)桌椅家具

4.1 設(shè)計(jì)定位

根據(jù)具身認(rèn)知理論的層次分析，結(jié)合兒童的具身認(rèn)知特征，本文以3～6 歲的學(xué)前期兒童為研究對象，以“Hole hole”兒童互動(dòng)桌椅為例進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。微觀層次將色彩對比、鏤空形狀等元素融入家具的物理特征設(shè)計(jì)中，引起兒童的互動(dòng)欲望；中觀層次從兒童的成長發(fā)展出發(fā)，運(yùn)用模塊化構(gòu)件增強(qiáng)互動(dòng)的可行性，運(yùn)用DIY 拼接使互動(dòng)過程更具創(chuàng)造性和游戲性，將身體行為與習(xí)慣勸導(dǎo)相結(jié)合提升互動(dòng)意義；宏觀層次通過拆分的形式豐富家具的空間性，同時(shí)融入情感表達(dá)區(qū)域?yàn)閮和姆此肌⒒貞泟?chuàng)造條件，延長兒童與家具的互動(dòng)時(shí)長。

4.2 設(shè)計(jì)表現(xiàn)

學(xué)前期兒童對于事物的認(rèn)識(shí)、辨別、選擇多是根據(jù)對視覺有強(qiáng)烈感染力的色彩進(jìn)行的[12]，在顏色選擇上，“Hole hole”家具以原木色為主，搭配多種強(qiáng)對比彩色及白色，形成冷暖、明暗對比，滿足兒童的色彩偏好。在形狀選擇上，“Hole hole”家具采用圓形桌面、方形椅面、不規(guī)則形狀的扣板、擋板等多種形狀，其中擋板設(shè)計(jì)多個(gè)圓形鏤空，增加圖形的復(fù)雜性，滿足兒童的感官快感，見圖5。除了視覺，兒童對家具的感知覺還包括觸覺，人的身體中分布著大量的觸覺感受器，輔助本體覺系統(tǒng)建立身體認(rèn)知。增加材質(zhì)的對比能豐富兒童的觸覺感知，培養(yǎng)兒童的具身判斷辨識(shí)能力，如海綿是軟的，金屬是硬的。在“Hole hole”家具設(shè)計(jì)中采用了ABS 塑料、松木、等多種材料，以豐富兒童的觸知覺體驗(yàn)，另外座椅增加軟質(zhì)的海綿坐墊，減輕兒童的體驗(yàn)負(fù)擔(dān)，促進(jìn)互動(dòng)行為的發(fā)生。

圖5 “Hole hole”兒童互動(dòng)桌椅家具設(shè)計(jì)圖1Fig.5 Design drawing of "hole hole" children's table and chair interactive furniture 1

從互動(dòng)體驗(yàn)來看，根據(jù)學(xué)前期兒童的身體發(fā)育規(guī)律，“Hole hole”桌椅的高度均可調(diào)節(jié)，桌椅支撐件都是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和尺寸，通過拼插完成固定或增高。為適應(yīng)學(xué)前期兒童的操作能力和運(yùn)動(dòng)能力的發(fā)展，“Hole hole”家具采用整件加模塊件的方式，模塊件用于拼裝和使用，不用時(shí)存放于桌面中間的半球中，集中收納不易丟失且方便替換，兒童可通過自主參與拼接過程建立與家具的有效溝通，提升互動(dòng)質(zhì)量。為順應(yīng)兒童的精細(xì)動(dòng)作發(fā)展階段，桌子內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)了一圈用于固定擋板的軌道，擋板底部的半球和軌道周圍的半球相互咬合即可固定，往上提拉之后即可沿著軌道滾動(dòng)，通過抽拉、下壓、對拼等肢體動(dòng)作對兒童手部精細(xì)動(dòng)作進(jìn)行一定的鍛煉，滾動(dòng)過程中還會(huì)發(fā)出“咯噠咯噠”的聲響，根據(jù)滾動(dòng)的快慢音調(diào)也會(huì)有所不同，以此激發(fā)兒童的游戲心理，提升家具的可操作性。另外，擋板可拆卸作為單獨(dú)模塊使用，兒童可以和同伴一起將功能扣板連接擋板組合成各種形式，見圖6，這一過程融入了玩具的趣味性，鍛煉兒童的動(dòng)手、理解、創(chuàng)作、表達(dá)等的綜合能力。

圖6 “Hole hole”兒童互動(dòng)桌椅家具設(shè)計(jì)圖2Fig.6 Design drawing of "Hole Hole" children's interactive table and chair furniture 2

3～6 歲是兒童自我意識(shí)的形成階段，也是習(xí)慣培養(yǎng)、性格塑造的黃金時(shí)期?！癏ole hole”家具在功能扣板上增設(shè)了收納功能，兒童將扣板拼插在擋板時(shí)，可將各類文具用品放置在不同功能的扣板中；為滿足兒童的玩具收納需求，桌面和椅面底部均設(shè)有一透明半球，可供兒童存放玩具，讓兒童在探索玩樂的過程中養(yǎng)成收納的好習(xí)慣，增加體驗(yàn)過程中的互動(dòng)價(jià)值。

為豐富兒童與家具的情境體驗(yàn)，“Hole hole”桌面中間設(shè)計(jì)了可拆裝、替換的模塊，拆掉之后桌面就會(huì)形成一個(gè)環(huán)形空間，見圖7，開放式空間能形成良好的娛樂氛圍，促進(jìn)兒童與同伴之間的交流；組裝上桌面就具備了完整性，且四周增加擋板之后家具就能形成一個(gè)聚合空間，非常適合同伴之間進(jìn)行討論學(xué)習(xí)。為增加兒童與家具的情感交流，“Hole hole”家具用“釘子穿孔”的形式增設(shè)兒童信息記錄區(qū)域，兒童可在孔洞處插入木釘，用于粘貼心情、日期或記事貼紙，記錄兒童的心情或計(jì)劃，增強(qiáng)兒童與家具的情感依附。

圖7 “Hole hole”兒童互動(dòng)桌椅家具設(shè)計(jì)圖3Fig.7 Design drawing of "Hole Hole" children's interactive table and chair furniture 3

5 結(jié)語

與成人家具注重實(shí)用性相比，兒童家具更加注重趣味性和可探索性，該特點(diǎn)與兒童行為需求直接相關(guān)[13]。筆者首先通過對具身認(rèn)知理論三個(gè)層次的分析，將兒童的感知和行為特征運(yùn)用于互動(dòng)家具的設(shè)計(jì)中，順應(yīng)兒童“體認(rèn)”世界的方式，立足于兒童的身體行為和認(rèn)知需求，從根本上為互動(dòng)的可行性和體驗(yàn)性提供切身依據(jù)，同時(shí)考慮宏觀層次的環(huán)境等因素，塑造多種空間和互動(dòng)氛圍，促進(jìn)兒童的情感交流與表達(dá)，從兒童的心理層面出發(fā)增強(qiáng)其與家具的共鳴，愿意延長與家具的互動(dòng)。將具身認(rèn)知理論運(yùn)用于兒童互動(dòng)家具設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)了兒童認(rèn)知與互動(dòng)的一致性，使體驗(yàn)過程更順暢。