幼儿创造力养成产品设计中的数据挖掘研究

刘小静 薛新元 丁喜连

摘要：儿童创造力发展的关键阶段在幼儿期，利用创造力养成产品挖掘个体创造力数据，了解幼儿发展需求是目前設计的新方向。文章结合创造力测量实验与人工智能数据挖掘技术，总结了幼儿创造力养成产品的数据挖掘流程，科学地优化与丰富了产品的内容与互动方式。幼儿创造力养成产品中的数据挖掘解决了现有产品忽视幼儿个体发展差异、培养内容片面、互动形式不符合幼儿兴趣等问题，同时量化了复杂的创造力发展因素如想象力、思维方式等。研究使产品通过数据化的形式更加直观地了解幼儿的优势与不足，有助于在创造力发展的黄金阶段对每位幼儿进行个性化的培养。

关键词：创造力养成产品 数据挖掘 流程设计

中图分类号：JB47 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2020）02-0088-03

引言

我国自2016年二胎政策实施起，迎来了生育热潮，中国数据研究院报告显示，2018上半年学龄前儿童总量约1.05亿，这带来了培养幼儿智力、锻炼动手能力等产品规模的扩大。从国家政策来看，随着《国家中长期人才发展规划纲要》等文件的下发，培养创造性人才成为我国重要战略目标。著名的托兰斯创造力测验结果表明，幼儿创造力发展较快的时期是3-5岁，5岁后发展放缓，可见幼儿期的创造力养成尤为重要，所以3-5岁幼儿的创造力养成产品成为本次研究的主要内容[1]。

一、幼儿创造力养成产品的发展现状及趋势

目前由于我国灌输性应试教育与过度掌控式家庭等成长环境限制，幼儿缺乏自主行为能力与想象空间，严重阻碍了创造力的发展，创造力养成产品的教育辅助作用也因此突显出来。另外，我国对幼儿创造力发展的关注较晚，目前对创造力养成产品还没有较明确的定义，可以将其理解为是可以让幼儿在玩的过程中锻炼具有新颖、独特、创造性解决问题能力的产品。[2]随着创造力养成产品逐渐走入大众视野，产品存在的问题也较为显著，比如：现有产品片面强调智力和想象力的培养，忽视了创造力其他要素的均衡发展;幼儿的个体发展差异在产品设计中的重视度不足;在使用各个产品时需要重复输入特征信息和个性化需求，使得用户体验的连续性较差。随着人工智能、大数据等新技术的成熟，将科技融入幼儿产品提升智能化是目前的发展趋势。

二、产品需求分析

创造力养成产品的作用是幼儿通过与产品进行有效互动以及学习产品中的内容提升自身创造能力，所以对幼儿创造力的影响因素以及市场现有产品进行总结，分析幼儿和家长对市场现有产品在功能与使用效果上的期望，可以为产品设计奠定理论基础与实践经验。

（一）幼儿创造力发展的影响因素

目前对创造力的研究大多从成人、经济效益等角度出发，对创造结果的质量、价值等进行探讨。[3]但幼儿由于生理与心理的发展都处于起步阶段，大部分创造力研究不符合幼儿简单、夸张的创造力发展特点。[4]所以本文研究的重点是选取符合幼儿创造力不断发展变化、自发性强、表现广泛等特点的理论，并结合幼儿认知程度、人格特质等发展心理学内容，探讨幼儿创造力培养的影响因素，以此作为创造力养成产品设计的理论基础。

当代认知心理学界最杰出的学者之一Sternberg与Robert在创造力构成成分理论的基础上，较完善地总结了创造力的六种构成成分，适用于分析幼儿创造力的组成。[5]将此理论与幼儿发展心理特点进行对应，如图1，可以总结出幼儿创造力影响因素可以分为环境、智力、记忆力、想象力、言语能力、思维方式、感知觉、注意力、情绪九方面，都是抽象无法量化的。

（二）幼儿创造力养成产品的比较研究

目前幼儿创造力养成产品种类较少且只针对想象力、注意力等创造力要素进行单一培养，设计不完善，可以将其分为三类，分别是重视实际动手操作的传统型产品、通过软件进行游戏和学习教育的虚拟型产品，以及实际操作与虚拟在线内容相匹配进行互动的结合型产品。

在产品内容设计上，传统型产品乐高积木主要是幼儿通过对不同大小、颜色的零件进行自由拼接，创造出自身感兴趣的形象，但此类产品缺乏玩法的多样性。虚拟型产品与结合型产品内容相对丰富，虚拟型产品提供在线传达内容引导操作，结合型产品在此基础上还能够通过外部产品进行辅助操作，例如美国Osmo Genius Kit中的七巧板游戏，不仅达到了自己真正动手尝试的乐趣，还接受了虚拟平台给予的帮助和引导，更好地提升了学习效果与行为专注力。[6]

在产品互动设计上，良好的互动方式有助于培养幼儿的好奇心、自信心以及学习的主动性。幼儿在使用传统型产品时仅仅有实体接触的感知回馈、作品完成后的满足感以及家长与同伴的称赞和认同，缺乏互动多样性。虚拟型产品则包合了音乐、图像等多种互动，可以更好地激发幼儿的学习兴趣。[7]结合型产品则在虚拟型产品中色彩、声音形式的互动刺激下提升了幼儿的使用兴趣，又收获了实际操作带来的触觉感受回馈，如葡萄科技的编程类产品，由于摄像头可以精准地捕捉使用者的动作轨迹反馈给程序，所以幼儿既可以通过对零部件进行排列组合完成虚拟游戏任务，又可以在整个过程中享受来自软件内虚拟小精灵的鼓励与音乐的陪伴，使整个互动过程更加有趣生动。

（三）幼儿创造力数据测量的方法

创造力是人类普遍的心理能力，但个体间存在程度上的差异。学者们为了更科学地研究创造力，编制了针对言语能力、逻辑思维能力等多种测量方法，通过大量实验数据分析创造力的普遍年龄规律与发展因素等，主要分为以下三类。

1.固化思维突破测验：锻炼幼儿多样化解决问题的能力，有助于其突破固有的思维方式进行创造性的活动。R.E.Adamson在斯坦福大学的一项测试中通过观察人们如何利用盒子、图钉的多功能完成指定任务，分析其解决问题的能力。这类实验有助于研究幼儿如何克服功能固化思维，提高创造性解决问题的能力。在幼儿创造力养成产品中可以设计生活小游戏版块，选择幼儿的生活必需品，如杯子、碗、食物、玩偶等，让他们利用水杯、碗将食物、玩偶不接触桌面放置，观察幼儿是否可以突破杯子只能装水、碗只能装食物的固化思维特点，记录幼儿不同组合方式的数量与完成游戏的时长，以此判断每个幼儿突破固有认知的能力。

2.多样化作图能力测验：发散思维是测量创造力的重要指标，也就是大范围多角度的思维模式。吉尔福特创造力测验主要用于测量人們发散思考的能力。其中图形测验满足幼儿思维直观、具象化的特点。在幼儿创造力养成产品中可以设计作图练习专区，让幼儿利用颜色鲜艳与大小不一的图形，如正方形、三角形等，组成妈妈的脸、小汽车等儿童较敏感的形态。通过记录幼儿图形使用的数量与作品完成的数量及准确性，判定幼儿对生活内容的记忆力、发散思考的能力以及思维方式是更规整的固化思维还是乐于尝试的自由思维，锻炼幼儿发散思维，提高创造过程的反应速度与新颖性。

3.自由想象绘画测验：自由绘画测验能够鼓励自主创作行为，促进想象力发展。应用广泛的托兰斯测验中未完成图画实验为受试者提供简单线条的抽象图形，让他们在此基础上进行再创造，主要是分析受试者思考过程的流畅度与新颖性。幼儿的想象力多以无意想象为主，目的不明确、主题不稳定，并且以再造想象为主，具有复制性和模仿性。幼儿创造力养成产品可以基于此实验方法，设计自由绘画创作板块，首先确定一个绘画形象目标，如你的手、爸爸的眼睛、小鸟等，提供简单基础不完整的图案，以此继续绘画创作。根据幼儿完成图画的复杂性与精细度，分析幼儿想象力发展的程度，同时可以培养幼儿观察生活的习惯与自由联想的能力。

三、幼儿创造力养成产品中数据挖掘流程设计

（一）幼儿创造力发展要素数据挖掘指标分析

指标是利用数据呈现的，测量某个预期目标的方法。根据总结的幼儿创造力发展要素对应到数据挖掘指标可以将其分为五个层级，如图2，分别是：创造力环境层、创造力能力层、创造力思维层、创造力人格层、创造力行为层。本次研究的目标是通过幼儿创造力养成产品了解每位幼儿的个体创造力水平及个性化的培养其创造力发展，通过确定确定幼儿创造力发展要素数据挖掘指标，设计产品的内容和选择相应的数据收集技术，从幼儿与产品的互动结果与过程中获取与分析创造力发展相关数据，达到精准高效地促进幼儿创造力发展的效果。

（二）幼儿创造力养成产品的内容设计及创造力数据挖掘方法

下面以自由想象绘画测验为例，展示产品内容与数据挖掘的方法：

步骤1：进入创造力测验游戏主界面1（包合两种不同的设计风格，根据幼儿的性别进行推送，也可让儿童根据喜好自己更换），向幼儿讲述这间卧室的故事、物品布局，通过情景再现将幼儿的情绪与注意力带入到游戏中。

步骤2：进入创造力测验游戏主界面2，向幼儿展示本游戏环节的若干个任务，以任务1“在卧室摆放一张自己的画吧”为例，通过确定一个绘画形象目标，如小鱼、妈妈的眼睛等幼儿易产生情感共鸣的形象，提供简单的线条，以此为基础进行绘画创作。根据幼儿完成图画的复杂性与精细度，分析幼儿创造力发展的程度，同时可以培养幼儿观察生活的习惯与自由联想的能力，如图3、4。

步骤3：通过语音提示，幼儿点击进入游戏1“自由绘画创作测验”，以小鱼为例，先向幼儿展示一些包含小鱼的图像，让幼儿进行选择。检验幼儿是否认识熟悉这一物体，若熟悉则游戏继续，若不熟悉则更改绘画主题。

步骤4：根据前两个环节对幼儿创造力水平的初步判断，为幼儿推送不同难易程度的图像，游戏开始，可以创作多幅图画，最终由幼儿自己选择最满意的一幅展示在卧室中。除了在软件上进行绘画外，还为幼儿准备多张印有图形的卡纸，幼儿可以在纸上创造，通过摄像头将绘画结果录入软件内，如图5。

步骤5：对幼儿的创造过程与结果进行数据采集与分析，如表1。

随着人工智能技术、大数据的兴起，新技术用以实现产品的智能化已经在家居、医疗等领域趋于成熟，但幼儿产品市场还没有大范围涉及。创造力作为一个包合注意力、情绪、思维方式等多种能力共同作用的心理活动，幼儿做事的过程是否愉快、什么事物可以更好地调动幼儿的积极性等都影响创造活动的进行。[8]但这些属于人类微妙的情感变化，难以对其发展程度进行准确判断，所以下面选择了面部表情识别、语言情绪监测以及人体动态捕捉这三种新技术用于辅助产品的数据采集，对应创造力数据挖掘指标，可以记录幼儿使用产品过程中哪些产品内容符合幼儿的喜好、情感的变化、专注力的程度等，将原本复杂且抽象的个人特质数据化直观地呈现，有利于家长实时掌握孩子的发展情况，并根据其兴趣与不足进行针对性培养[9]。

（三）幼儿创造力养成产品中的数据挖掘流程设计

由于目前产品大多按年龄分类，并没有考虑到先天因素与后天发育对幼儿个人发展造成的影响，所以利用数据挖掘手段分析每个幼儿的差异化需求是目前的设计方向。[10]如图6，本次对幼儿创造力养成产品中数据挖掘的设计首先选择了目前市场上认可较高的摄像头与麦克风辅助信息收集，其次基于应用较广泛的创造力测量实验设计了锻炼与检测幼儿思维方式、记忆力、发散思维与想象力的游戏，同时运用面部表情识别、语音检测、人体动态捕捉技术辅助产品更精准、实时地收集幼儿在游戏过程中的数据。这样产品在数据支撑下就可以更好地为幼儿推送感兴趣的内容并且有利于弥补创造力短板，满足幼儿细致化与差异化需求。另外，还能够基于数据科学系统地建立幼儿个体特征数据库，为幼儿创造力培养提供实践指导。

结语

培养创造力人才是各国提升国际竞争力的手段，学前期作为人类发展进程中的开端，选择3-5岁阶段对创造力进行初始启蒙教育有助于幼儿后期综合能力的提升。同时数据挖掘也为幼儿产品市场提供了新的发展思路，目前产品间存在信息壁垒，幼儿在面对新产品时需要重复输入基本信息，产品与儿童间会存在较长的磨合期，严重影响了产品的使用体验。而数据挖掘在未来则可以通过建立儿童个体特征数据平台解决这个问题，通过平台的建立连通各产品，基于大数据形成信息共享新局面。在幼儿心理学、行为学等领域的研究也可以基于庞大的数据基础，更科学地进行研究的深入与新问题的探索。

基金项目：工业设计价值与绩效评价研究一一湖南省哲学与社会科学基金16yba369研究成果。

参考文献

[1]董奇.E·P·托兰斯的创造力研究工作[J].清华大学教育研究，1985（01）：40-42+59.

[2]段海军，白红红，胡卫平.幼儿创造力干预项目的国际发展动态与启示[J].学前教育研究，2015（10）：3-14.

[3]杨宜，欣沈杰.基于创造力开发的新老年健智产品及服务设计探究[J].设计，2018（05）：47-49.

[4]张世慧.创造力[M].台湾：五南图书出版公司，2018.

[5]Robert J，Sternberg.The Nature of Creativity[J].Creativity Research Journal，2006.

[6]刘月林，杨一凡.面向儿童空间认知能力培养的玩教具设计研究[J].设计，2019（08）：110-111.

[7]江一波.“感官-体验引导”体系在幼儿教育产品设计中的应用[J].设计，2018（11）：44-45.

[8]张祖耀，张紫然.基于认知过程的儿童智能交互玩具设计研究[J].设计，2019（13）：20-22.

[9]谭丽梅.基于当代幼儿特征的玩具设计研究[J].设计，2018（02）：128-129.

[10]方竹馨.交互设计在儿童美术教育类APP中的应用研究[J].设计，2019（17）：92-93.