基于榫卯结构的儿童益智类玩具创新设计研究

佟明星

（东北林业大学,黑龙江哈尔滨 150000）

一、前言

2015年10月，中国共产党第十八届中央委员会第五次全体议会中提出，应对我国人口老龄化问题全面实施二胎政策。2021年5月，为进一步优化生育实施三胎政策。在政策发展下，对于学龄前阶段儿童智力开发与引导的相关产品，如益智类玩具等逐渐成为国家产业发展的一个重要方向。

我国作为世界生产制造大国，玩具生产方面已得到很大发展。但仍处于代加工阶段缺乏对玩具本身的自主创新。在儿童玩具研究方面国内外都处于不断探索的过程中，如任兴邦先生在《中国玩具的工业发展史》中总结了在新中国成立后玩具产业经历的不同重要发展阶段；陈鹤琴先生在《儿童游戏与玩具》中表明游戏与玩具是学校教学重要组成部分；（美）凯瑟•费希尔在《儿童产品设计攻略》提出应从儿童身心、智力开发、认知等方面对各种儿童产品设计审视分析。通过以上研究可知，国内外在儿童玩具研究方面已十分丰富，对儿童益智类玩具设计可以有很好的理论支持。但目前国内在文化特色益智玩具创新设计方面还需进一步研究。本论文就是对传统特色榫卯结构在儿童玩具中的方法进行创新设计，起到智力开发、传承与发扬中国文化精神作用的特色儿童玩具。基于此，本设计有效的保证玩具的趣味性、益智性且兼顾文化传承。

二、榫卯儿童益智类玩具的创新设计方法与分析

通过对儿童玩具发展现状了解，再对儿童阶段年龄特征、玩具材料、工艺、结构等方面进行分析研究，找出儿童益智玩具与榫卯结构结合的创新方向。

（一）学龄前儿童阶段特征分析

对儿童玩具的设计应充分考虑阶段性特征行为，才能准确对应儿童的成长需求进行设计。本论文中对玩具开发对象集中在3-6岁的学龄前儿童。此年龄阶段是儿童发展的黄金时期。在心理、生理和认知方面都有很大的变化，在心理方面正处于不成熟的初级阶段，具有阶段性、连续性和不稳定性等情绪性表达。在认知上儿童的大脑逐渐从基本认识图形到开始拥有思考能力。在儿童生理特征方面，逐渐从掌握简单的抓握、旋转等动作到大程度地控制身体，做一些精细的动作。

（二）榫卯结构应用于儿童玩具的新材料分析

在榫卯玩具创新设计中，新材料的选用应具有更加安全和环保的优势，更好地发展儿童玩具，并满足榫卯的物理结构特点。同时充分考虑3-6岁儿童的心理特征行为，于此对适合本次玩具设计的材料进行了分析和总结。

1.应用（甘蔗）环保型塑料

儿童使用玩具材料选取的安全性尤为重要。目前，环保型（甘蔗）塑料材质是从可再生生物中提取的生物塑料。主要采用天然植物（甘蔗、植物）为基础的可降解环保材料。材质本身无毒无害、易成型，在玩具使用方面有更安全轻便耐用的特点。对儿童没有危害且具有很好的抗摔性适合儿童把玩。同时是满足国家标准的绿色环保材料，与榫卯玩具结合可扩大榫卯的应用范围和适应现代化生产。保证儿童安全同时解决废弃塑料因不可降解而严重污染环境的问题。

2.应用可回收材料

（1）回收木材

木材是榫卯玩具传统使用材料，有着中国传统文化的特征。其纹理自然多变并符合人体生理变化规律，可给儿童带来一种舒适感。但随社会发展，对木材进行过多的开采，严重影响了生态环境。每年我国废弃的木质产品就可达到6000万吨。倡导对废旧木材回收并进行特殊工序处理达到儿童安全使用标准，可有效地使资源循环利用降低成本。且木材本身满足榫卯结构的力学要求，应用于榫卯玩具中有一定的造型优势。

（2）回收纸质材料

纸质材料相对于其他玩具材质，具有较高的可控性、成本低等优势。针对儿童对玩具兴趣持久性较弱的特点，可对应儿童需求进行多变效果。同时，纸材是一种可回收的绿色环保材质，可满足儿童玩具安全标准。通过回收并重新制浆、调和的方式进行二次开发。应用榫卯结构中简单的穿插结构设计符合儿童安全的玩具，满足儿童需求特征并符合绿色环保的时代发展趋势。

（三）榫卯结构于儿童玩具的工艺应用分析

目前，榫卯玩具由单一木材开始转为丰富的人造材料。在工艺上不再局限于传统手工艺，为榫卯玩具拓宽了空间。因此合理应用新型工艺技术，对当代榫卯玩具创新设计有重要作用。

1.3D打印技术

在玩具方面儿童有很多的奇思妙想，以往的手工艺已经很难快速满足儿童对玩具的想象。通过3D打印技术可根据儿童需求进行个性化设计，并在榫卯玩具制作过程中省去了过多复杂的工序，提高工作效率。改变了玩具制作的传统工艺。同时，也是榫卯结构在现代化生产中很好的呈现方法。

2.数控技术

榫卯玩具制作的过程中，对构件间的紧密性、准确性的要求是很高的。所以传统的工艺需要人工对构件反复比对、修改。但采用数控技术可准确合理的对玩具结构进行加工控制，使玩具设计得到全面的优化。

（四）基于榫卯结构的儿童玩具模块化结构分析

从设计本身出发榫卯结构就属于模块化设计。传统益智类玩具鲁班锁的结构形式属于高结构形式，难度系数较大。难以与低年龄阶段的儿童产生很好的互动性，导致玩具娱乐性降低。所以本研究结构选取方面，以学龄前3-6岁的儿童为对象，对传统榫卯结构形式进行改良。

如图1所示，本次儿童益智类玩具的模块化，以榫卯结构中直榫“十字形”作为玩具基础单位，此结构形式在传统榫卯中应用目的是直材间相互相接时增大面的接触面积，使构件间紧密拼合。此模块分为AB两面，A面是十字凸出，B面是十字凹进，两面相交可组装拼合形成玩具造型。以此榫卯结构进行模块化设计作为玩具的基础单位，适合此儿童年龄阶段拼合的难易程度。构件间可有良好的通用性和不同形式组合与搭配，使玩具造型增加更多的“可能性”。保持儿童对玩具的新鲜感和提高与玩具间的互动性。

图1 本设计中榫卯结构的模块三视图

三、榫卯结构应用于儿童玩具产品的设计实践

目前儿童玩具发展迅速，很多由于缺乏创新已跟不上时代潮流。所以决定融合以上方式对传统结构再设计，并考虑到3-6岁阶段儿童问题，将复杂结构简单化、模块化来适用儿童需要。设计出一套适合此年龄阶段的中国特色儿童玩具。

（一）造型的构想

本次玩具造型采用我国具有传统文化符号的生肖形象，作为我国悠久的民俗文化符号被人们所熟知，能促进儿童对传统文化的认知。在材料上，采用（甘蔗）环保型塑料作为玩具基础材料，更加轻便并加强了儿童使用安全和环境保护。玩具尺寸方面，因定位人群是3-6岁的学龄前儿童。在造型和结构上要遵循儿童玩具的安全性原则，棱角处进行圆弧处理。基础构件尺寸（不小于1厘米），以避免儿童误食。在色彩方面考虑到儿童易接受艳丽的色彩。传统生肖形象中选取黄、绿、红、蓝为基础色，白、灰为辅色。让整体具有系统性又具有动物的特性，提高儿童认知力。

（二）使用的功能

学龄前阶段儿童身心处于快速成长时期，但还未完全成熟。可通过对玩具的反复拼装，锻炼儿童思维能力。同时应用榫卯结构和传统生肖形象配色特点与玩具相结合，可很好地通过玩具对传统文化进行了解，潜移默化的感染，继承和发扬中华传统文化特色。

（三）方案的展示

根据以上目的，结合模块化设计分析中的“十字形”榫卯结构为基础单位结构，完成玩具拼搭。此系列玩具一共分为12个玩具生肖造型，其中以“鸡”的玩具个体为例，由单个或多个的基础结构单位的模块组成。可在休闲时把玩，也可作为学习用具。同时，在使用过程中可按背景设定进行构建，反复拼搭实验。如图2，按步骤将构件相互组装。也可自主发挥想象进行拼搭，帮助儿童形成具有自主性、探究性的思维方式，变化多种玩具造型。最终达到玩具与艺术、教育相融合的益智性玩具及多领域锻炼的益智效果。

图2 生肖鸡的构建方法与成品展示

四、结语

本论文对儿童玩具材质、工艺、结构以及拼接方式等进行创新设计分析，选取学龄前3-6岁儿童为使用对象，对玩具内部结构和外观造型进行再设计得出系列性玩具。保证玩具的趣味性和益智性，且能有效地在造型上对传统文化进行传承与传播。同样，本次设计基于中国传统文化意识的结构造型，提出对儿童益智类玩具开发的新办法，对传统益智类玩具进行创新设计具有一定的参考作用。且在未来的设计过程中，中国传统文化的结构造型也不仅仅局限于榫卯结构上，应进一步的考虑到更多传统元素与传统造型的结合。