基于儿童认知心理的交互界面设计

2014-06-08朱蓉蓉黄智宇

怀化学院学报 2014年3期

朱蓉蓉，黄智宇

（1.中南大学建筑与艺术学院，湖南长沙 410083; 2.湖南商学院设计艺术学院，湖南长沙 410205）

随着人们对网络认识的加深，以及儿童网民的逐渐增加，针对儿童群体的交互产品的研究与开发逐渐受到业内人士的重视。如今，面对网络化、信息化技术融入儿童群体的交互产品，这为儿童的早期教育、开阔视野等都做出了巨大的贡献。儿童作为一个特殊群体，有着自身的认知局限，他们的思维认知处于初级阶段，认知更多依赖感观的直接体验。因此，通过对儿童认知心理及发展的研究，来探讨面向儿童的人机交互界面设计，这对于设计出更适合儿童的交互界面及交互方式，充分调动其兴趣有着十分重要的意义。

一、儿童认知心理分析

20世纪60—70年代，随着认知心理学成为心理学研究的核心，信息加工的研究亦逐渐成为认知发展研究中的一个主要研究途径。而界面设计，着力解决用户与计算机的交互问题，即人机交互问题，必然会涉及到大量的、多样化的人机信息交互。因此，进行以儿童为目标用户的交互界面设计，我们有必要对儿童的认知发展有所了解。

1.儿童的认知发展

有心理学家用信息加工的观点来解释儿童认知及其发展。其研究范围主要包括感知觉、注意、表象、学习记忆、思维和言语等心理过程及其发展。相关研究表明，儿童认知事物的方式是通过视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等几种手段，其认知能力及水平随着年龄的增长而不断提高。同期研究还发现不同孩子其成长方式不同，个体之间还存在某种差异。但总体上他们认知发展过程有类似之处。著名发展心理学家皮亚杰把儿童的认知发展按年龄划分共分为四个阶段[1]119：

感知运动阶段（0—2岁左右）：婴儿通过外显的行为影响世界，以此来认识世界，这个阶段的儿童的主要认知结构是感知运动图式。

前运算阶段（2—7岁）：儿童能够利用表征（心理表象、图画、词、姿势）而不仅仅是动作，来思考客体和事件。

具体运算阶段（7—11岁）：在本阶段内，儿童的认知结构由前运算阶段的表象图式演化为运算图式。

形式运算阶段（11—15岁）：儿童在这个时期的特征表现为，开始不受真实情境的束缚儿童思维发展到抽象逻辑推理水平。

2.游戏行为对儿童认知的促进作用

儿童的游戏行为一直以来都受到心理学家、教育学家和社会学家所关注，这不仅因为游戏是儿童成长过程中最主要、最喜爱的活动，更重要的是因为这种活动的发展与儿童心理发生最重要的变化有关。

70年代以来，许多心理学家对人类在游戏中的心理活动进行了研究，其研究表明游戏是包含了多种认知成份的复杂心理活动[2]38。我国早期研究发展心理学的泰斗陈鹤琴先生认为：“儿童好游戏乃是天然。游戏可以给儿童快乐、经验、学识、思想、健康……他从游戏中强健身体，活泼动作，他从游戏中锻炼思想，学习做人，游戏是儿童的良师，是儿童成长过程中最佳的学习方式。”著名发展心理学家皮亚杰认为：游戏是儿童学习新的复杂的客体和事件的一种方法。所以，我们应充分把握儿童在游戏行为中这种特殊的学习方式，掌握儿童的游戏心理，在进行儿童交互界面设计时，采用符合儿童游戏心理机制的界面设计原则，充分调动儿童的积极性、主观能动性，让儿童真正参与到交互中，从而取得最佳交互效果。

二、我国儿童人机交互界面设计现状透视

随着网络技术的飞速发展，儿童网民的日益增加，越来越多的业内人士投入到面向儿童的人机交互界面研究与开发中来。如在中国大连建立的欧盟可用性研究中心，专门研究人机界面设计，对儿童网站的可用性测试取得了一定成果;华东师范大学从国外购买眼动仪对儿童的感知能力进行研究，以改善儿童产品的界面设计。尽管如此，由于国内网络技术的研发起步晚于国外，而面向儿童的人机交互界面设计的研究还未趋于完善。因此，目前面向儿童群体的人机交互界面设计仍存在以下问题：

1.设计师缺乏对目标用户的明确定位。设计师在设计时未根据儿童的认知特征及认知习惯，界面上出现太多不符合其认知的文字，导致操作过程出现障碍;或者是未根据其认知心理，将一系列的图片随意堆砌，未从根本上体现互动性，引起其心理共鸣;

2.交互界面板块庞大复杂，缺乏视觉中心。一个优秀的界面设计应该风格统一，并有效的突出重点内容，而不应随意填充。雅各布·尼尔森也曾提出儿童人机交互界面设计应简洁明了，具有较强的可用性;且内容与形式应该具有娱乐性、趣味性、丰富性，应使用多媒体的交互方式;

3.交互界面未能满足儿童游戏心理。随着交互技术的发展，儿童群体对人机交互产品的需求不再只停留在传统的鼠标与键盘相结合的操作方式上。根据儿童对人机交互产品的认知需求，自然、直观和高效的多样化交互界如手势、语音、实物操作界面等能极大的引起儿童的好奇心，同时增加其在使用过程中的乐趣，满足他们的游戏心理。

三、儿童人机交互界面设计构想

儿童认知事物的方式主要包括视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等几种手段。而儿童在进行人机交互界面操作时主要通过视觉、听觉、触觉等认知方式。因此，我们可以从与之相对应的图形交互界面、声音用户界面、多感观用户界面等三个方面来探寻设计出符合儿童认知心理的交互界面。

1.图形交互界面

图形化用户交互界面（Graphical User Interface，简称GUI）这一概念最早是由20世纪60年代被道格拉斯·恩格尔巴特提出，其具有可视性、交互性、透明性、直接操纵性等特点[2]21。现已无可争议地成为当前交互界面设计的主流。根据儿童的认知心理，具有简单、直观、具象特征的图形化界面对儿童来说更具趣味性，也更能激发儿童的好奇心理，从而调动儿童接触、学习的积极性。

图1 国外儿童网站 http：//www.seussville.com//

图形化交互界面中一个重要的组成部分是众多的具有符号意味的图标、鼠标指标、按钮等图形元素。因此，在设计符合儿童认知心理的图形交互界面应注意：（1）在图形形态上多采用动态的形式。据调查，趣味性的动态图形更符合儿童的游戏心理，因此更受儿童欢迎。（2）图形的造型方式可以多样化。在符合主题内容的前提下，使用多种造型方式，如绘画、卡通、照片等等，可写实可抽象，可以是二维画面也可是三维立体画面。（3）可设计具有情景代入和角色扮演的图形和场景。赋予儿童用户一个虚拟的角色，使之身临其境的融入角色扮演，刺激他们的情感体验和心理感受。如图1，具有趣味性的动态卡通图形和场景，无须过多的文字提示，便能使儿童轻松获得认知。

2.声音用户界面

声音用户界面是指在人机交互过程中出现的与图片或主题相协调的语音或背景音乐。有研究表明，在现实环境中，人类从外界获得的信息约70%来源于视觉，而听觉约占15%—20%，是除了视觉以外的最重要的信息获取途径[3]。通过研究儿童的认知心理可以得知，儿童对事物的认识需要多感观综合感受和体验才能帮助其建立起真正的内化知识和经验，即视觉、听觉、触觉等多感观综合。因此，设计良好的声音用户界面对儿童群体在进行界面操作过程中不仅可以起到辅助信息认知的作用，而且还具有视觉通道无法替代的功能。此外，面向儿童用户的人机交互产品，声音用户界面也是增加其用户体验程度的相当重要的一个方面，毕竟良好的声音表达可以给儿童带来舒适、优美的心理体验，同时调动其潜在情感，引起对产品的共鸣。如图2，根据趣味性的卡通图形界面，配有与主题相协调的背景音乐，并且鼠标点在某个动态图标时，会有与之相对应的场景声音及语音解释。这种图形界面与声音界面的完美结合，不但减少了儿童的认知负担，而且大大提高了其用户体验。

图2 国外儿童网站 http：//www.seussville.com/?home#/home/

3.多感观交互界面

多感观交互界面是随着交互技术的高速发展，作为一种新的界面形式而出现。其是将人体的视觉、听觉和触觉器官与人机交互界面这个媒介相联系，基于视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等新的交互技术，允许用户利用本身内在感觉和认知技能，使用多个交互通道，以并行、非精确方式与计算机系统进行交互，旨在提高人机交互的自然性和高效性[4]2。面向以儿童为服务对象的人机交互产品，自然、直观和高效是儿童群体在进行交互界面操作的基本要求。儿童不能很好的理解周围的环境，与成人相比更具有基于表象的思维，即形象思维与直觉思维。此外，游戏是儿童成长中必不可少的一部分，游戏行为对儿童的认知起着至关重要的作用。而设计出具有娱乐性、趣味性的人机交互方式更能吸引儿童自主的去探索，从而获取知识。图3是一款名为“Kinect”的体感游戏机，其是集成了手势、表情、语音等人的自然沟通方式，成为人和机器交互的新方式，只需一个简单的语音指令，就可以观看电影或者暂停正在直播的电视节目，利用手势和动作就能玩游戏。因此，设计师在进行儿童交互界面设计时，可以采用适合儿童认知的手势、语音、实物操作界面等自然直观的交互界面既能增强其产品的交互性，使操作方式更加便捷，又能满足儿童的游戏心理，使其获得愉快体验。