基于心智模型的儿童AR读物设计研究

蒋赏

摘要：当前大部分儿童AR读物类产品存在形式单一、互动性不足、用户体验感有待优化等问題。心智模型可以分析用户需求、优化任务交互、推动概念创新、改善用户体验。本文通过分析心智模型在儿童VR读物设计中的应用，试图为儿童AR读物设计提供以用户为中心的设计策略，即通过梳理产品概念模型提升设计可用性，分析交互过程优化设计反馈的多样性，优化用户体验更新产品概念单一性等，为儿童AR读物设计与用户体验提出理论依据。

关键词：心智模型 儿童AR读物 用户体验 设计研究

伴随媒介形态多元化与教育环境的转换，增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术已被广泛应用于儿童读物的设计中。其应用大大拓展了信息容量，成为儿童认识世界、探索科学领域的重要载体。对现有儿童AR读物进行调研，笔者发现，大多读物存在技术植入缺乏以用户为中心、缺乏对儿童认知行为与操控能力的分析等问题。引入心智模型研究基础，通过用户调研建立儿童心智模型，能够辅助设计师修正产品概念模型，最终实现以用户为中心的设计优化，为儿童AR读物设计提供以用户为中心的设计策略。

一、心智模型理论

心智模型理论源于认知心理学，被广泛应用在管理学、经济学、设计学等领域，20世纪40年代最早由心理学家克雷克（Kenneth Craik）提出。心智模型（Mental Model）是真实或者想象的东西在人们大脑中反映模式的构建。这个理论在当代交互设计领域有重要的应用价值。

1.心智模型的内涵。心智模型可简要描述为人通过眼睛、耳朵等传感器，接收外界信息以后，在脑中形成一个思维的模型来描述或者刻画外部世界。心智模型本质上是一个根据从目标人群代表中收集到的人群统计数据而提炼出的行为“亲和图”。“亲和图”的分析结果呈现产品满足用户目标、产品的功能构建、产品所解决的问题以及用户使用方式等。儿童的心智模型是儿童认识世界在头脑中的映射，呈现儿童认知事物若干组相关联事物的图表，是交互设计策略中的核心。构建儿童心智模型有助于理解儿童对AR读物交互的思考过程，有助于理解儿童的认知与交互行为，对构建产品概念设计有直接作用。另外，心智模型还是分析当前设计是否符合用户需求的工具，以便对整个设计策略进行调整。

2.心智模型的特性。基于唐纳德·诺曼设计心理学的前期相关研究可知，心智模型具有不完整性、主观性、功能性、动态性、相似性等特性。与儿童结合进行分析有如下特性：一是不完整性，基于儿童的年龄特征，其对新事物的认知是表面的，并在认知体验的过程中不断修正前期信息；二是主观性，儿童处于认知世界的开始阶段，其认识多围绕自身主题，多数情况以自身经历与认知来判断交互信息；三是功能性，心智模型不但反映儿童如何理解世界，同时也反作用于交互对象的互动操作；四是动态性，伴随儿童对虚拟交互方式的不断学习，其心智模型也会发生变化，儿童能快速将其经验应用在相同交互情景中，但儿童认识的感官性，让其在感知与解决问题方面具有不稳定性；五是相似性，基于儿童对同一事物的判断与假设等行为收集与分析，可以判断儿童是否具有相似的心智模型，相似的心智模型是用户交互设计的基础。基于对心智模型的认识，可以看出人们通常仅对他们认为真实的东西建立心智模式，通常只构建一个而不是多个心智模式，且人们倾向于只从他们构建的一个心智模式中提取数据与信息，做出决策与选择。那么，儿童也会在交互使用过程汇总信息，逐步建立其理解系统，了解交互系统是如何运转以及如何进行互动。

二、心智模型在儿童AR读物设计中的应用

心智模型是通过对产品典型用户使用产品过程的观察，分析其认知与行为特点，从而将设计师所想与用户所想之间进行对比，最终服务于产品开发。在儿童AR读物设计开发过程中，心智模型是理解儿童如何感知、认识、决策以及构建行为的一个途径，重点在于大脑推理与概念发展。

1.分析用户需求。儿童对界面交互应用经验不多，其心智模型主要来自日常生活认知经验。对儿童接触与使用AR读物的过程进行交互行为观察与记录，研究其交互过程中的认知与行为关系，可以通过构建心智模型分析用户本质需求，进而为产品研发构建用户模型。在AR读物开发中基于儿童心智模型研究用户需求具有四个优势：一是通过大量对儿童认知交互的观察，建立数据化的用户需求分析，直接有效挖掘用户本质需求；二是深入儿童用户行为分析，构建用户模型，为产品不同开发周期服务；三是通过AR图书应用平台，建立产品与用户需求之间的应用对接，给AR应用拓展交互形式；四是发现现有AR技术与读物开发未被满足的需求，探索潜在的技术应用与创新机制。

2.优化任务交互方式。儿童心智模型的构建有助于建立对用户的深度理解，提出更有针对性的交互解决方案，进而优化交互设计，创造美好设计体验。依据已构建的儿童心智模型可以分析现有产品交互中出现的问题，比如，儿童点击精确性低，源于其精细动作发展不平衡；儿童文字交互理解力不高，源于其年龄特点；儿童注意力时间短，源于其无意注意占比大。针对交互问题，依据儿童心智模型进行优化，可扩大点击区域解决精细动作不平衡的问题；可使用易于理解的图形符号辅助认知；可辅助声音元素提升关注度等方式进行优化。通过心智模型了解其交互认知模式，优化现阶段三维模型与场景的匹配，拓展故事性的同时将多媒体渗入AR应用的全领域交互，提升交互应用的儿童适配性。

3.推动产品概念创新。目前儿童AR读物产品开发同质化严重，集中在三维模型展示与涂涂乐产品的单一形式上，缺乏儿童性创新设计思考，本质是对心智模型的研究不足。儿童AR读物开发目前处于较浅层应用阶段，分析儿童用户心智模型有助于从儿童本身发现产品设计概念的创新点，通过研究心智模型，观察儿童接触AR技术应用交互中存在的心理与生理差距，解决AR技术与儿童交互应用对接方式存在的问题。现有设计容易忽略儿童的成长潜力和特定阶段的能力，年龄阶段差异是导致交互能力与认知理解差异的重要因素。构建儿童心智模型的过程是儿童作为用户参与AR读物设计的过程，有助于将技术与儿童、交互与儿童、认识与儿童进行深度融合，开启产品的儿童性、趣味性，引发产品概念创新。

4.改善用户体验。以儿童为中心的交互设计涉及儿童用户体验的提升，用户体验影响要素主要包括：有用性、可用性、需求性、可发现性、通用性、可信任性与价值性七个方面。在AR读物交互应用中价值性、可用性、可发现性、需求性是核心要素。心智模型是认识儿童心理活动的过程，是对儿童用户思维方式与表达的综合研究过程，是探索儿童交互过程中不同节点之间关系的过程。通过心智模型可以分析儿童在交互过程中的状态与基本认知结构，包括儿童对体验产品的期望、对交互行为的理解、对任务流程的掌握。将儿童交互认知心理进行量化研究，能够帮助挖掘设计产品开发中有价值的设计方向，改善用户体验为设计研究提供有效参考。

三、基于心智模型的儿童AR读物设计策略

儿童的心智模型特征是动态变化、不断修正的，其建立在感官认知基础上感知问题与解决问题，具有不稳定性，会根据感官接触信息进行一定的判断与修正。基于儿童心智模型对产品设计策略进行梳理，解决交互可用性提升、交互反馈不畅、产品形态单一、用户体验趣味性不足等问题。让AR读物设计更容易被儿童所理解，满足其探索欲望与好奇心。

1.梳理产品概念模型提升设计可用性。基于心智模型创建产品概念模型可有效提升产品可用性，交互准确度。儿童因年龄阶段特征，对复杂文字理解力不足，图形化交互界面是可用性的保障。鉴于儿童较强的自我中心主义，其完全以自己的观点看待世界，图形的选择应更多来自孩子生活中具象图形的提炼。左和右的分辨对儿童来说有很大的困难，甚至一直影响到很多人成年以后。设计中尽量减少需要明确分辨左右的交互操作。交互按钮尺寸加大，提升精细化动作发展不充分情况下的交互顺畅感。在AR读物中需要语音交互或角色模型交互的情况下，通过界面可视化按钮实现交互提示。比如，可交互对象带有简单的边框或投影；可交互背景元素适当摇摆、闪光或通过语音进行提示等。对于年幼的儿童在不可操作的背景上，使用暗淡的色彩来凸显可交互元素是较为有效的方式。

2.分析交互过程提升设计反馈多样性。反馈多样性在儿童交互设计中至关重要，儿童需要得到及时反馈，来判断交互行为是否推进。多样性反馈设计注重音效、动效和触感（震动等）的结合，将体验设计得更加简洁。在交互过程中增加鼓励性反馈，建立产品和用户之间的纽带，帮助用户建立自我标识。构建儿童心智模型过程中，重点加强交互过程分析，在设计中加强反馈与激励的多样性，是鼓励孩子参与的重要条件。特别是目前产品设计模型精度不高、开发成本有限的情况下，产品往往容错度低，程序出错与图像识别出现中断的情况，需要给予儿童及时、多样的反馈。另外，由于儿童精细动作程度不高、耐性与容错度低，优化交互流程、及时给予反馈操作引导的重要度上升。

3.优化用户体验更新产品概念单一性。针对儿童AR读物设计应关注交互任务的流畅性，提供简短易操作的任务，让儿童易于完成互动，保持探索乐趣。界面设计便于理解，创造性的使用已有经验，建立易用交互流程。字体设计上，减少装饰性笔画，让内容信息更具可读性。在交互设计上尽量以点、滑动、拖动来完成，避免在交互设计中使用双击、缩放、长按等操作，增加交互的易用性，减轻交互挫败感。增加有趣互动的交互方式，如身体互动、动作互动、跟读互动等方式，引导儿童参与交互，打破产品概念的单一性。

通过心智模型搭建儿童交互认知中已有经验与未知经验的桥梁。在设计中增加肯定与鼓励，保留交互引导中的必要提示，通过图形或动画提示形成有效的互动流程。基于儿童好奇心强的特点，在设计中增加角色扮演的体验，发挥增强现实技术沉浸性特点，创造奇幻的虚拟体验。融入故事性于阅读过程，在儿童使用产品时建立阅读心智模型，辅助设计产品概念的多元性构建。

四、结语

在增强现实儿童读物开发过程中，将心智模型用于产品交互设计与用户体验研究是探究儿童新型阅读需求的必要路径。创建儿童心智模型可应用在增强现实读物开发的整个过程，能够不断明确与梳理产品目标，促进创新交互方式。AR技术应用领域不断拓展，其交互设计研究更应以儿童为中心，在互动中培养儿童社会情绪及智力技能，促进其大脑发育。通过图形、按钮、色彩与交互元素的可用性设计，不断提升和优化交互过程，增加反馈机制的多样性，对核心交互任务进行用户体验优化，丰富产品概念的多元性表现，深入拓展儿童应用的设计策略。AR技术应该为儿童带来更多认识与体验的拓展，而不仅仅是技术的基本应用。深入分析儿童心智模型，优化技术特性应用，才能让儿童的阅读体验更加丰富与有趣。

作者系重庆第二师范学院讲师

本文系重庆第二师范学院校级科研项目“‘接受视角下的儿童融媒體读物开发实践——以儿童绘本为着眼点”（项目编号：KY201703B）、重庆第二师范学院校级科技协同创新平台“西部地区新媒体与青少年发展研究院”（项目编号：2017XJPT05）的阶段性研究成果。

参考文献

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