劉 靜，陳 功

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇徐州 221016）

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)給傳統(tǒng)行業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)，教育行業(yè)一直是大家關(guān)注的重點(diǎn)話題，我國(guó)作為人口眾多的國(guó)家之一，兒童占據(jù)人口比例較大，尤其隨著二胎政策的實(shí)行，更是讓互聯(lián)網(wǎng)下的教育行業(yè)大放異彩。兒童作為未成年人，自控力較薄弱，在獲取知識(shí)的時(shí)候通常沒(méi)有目標(biāo)和耐心。眾所周知，通過(guò)寫(xiě)作業(yè)可以檢驗(yàn)學(xué)生在課上的學(xué)習(xí)成果，大部分家長(zhǎng)也十分認(rèn)同寫(xiě)作業(yè)可以給兒童帶來(lái)好處。然而關(guān)于作業(yè)類(lèi)App，有的家長(zhǎng)了解甚少，它的多種功能可以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，涵蓋小學(xué)數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、英語(yǔ)三門(mén)主要學(xué)科，老師在線布置作業(yè)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、課后學(xué)情分析，幫助老師減負(fù)。學(xué)齡初期正是培養(yǎng)兒童寫(xiě)作業(yè)養(yǎng)成良好習(xí)慣的最佳時(shí)機(jī)，同時(shí)這個(gè)時(shí)期也是家長(zhǎng)關(guān)注孩子教育和健康的關(guān)鍵時(shí)期，所以通過(guò)將自然交互方式與作業(yè)App結(jié)合起來(lái)，注重教學(xué)的引導(dǎo)和良好習(xí)慣的培養(yǎng)。關(guān)注學(xué)齡初期的小學(xué)生的交互方式，給這類(lèi)用戶(hù)帶來(lái)更好的用戶(hù)體驗(yàn)，獲得更加良好的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)讓老師更省心，讓家長(zhǎng)更放心。

1 自然交互的相關(guān)概念

自然交互的概念可以從兩個(gè)方面理解。第一，指具體的交互方式。人與產(chǎn)品的交互方式有很多種，主要包括數(shù)據(jù)交互、圖像交互、語(yǔ)音交互、動(dòng)作交互和行為交互等，這些都屬于自然交互方式，數(shù)據(jù)交互除外。第二，指從用戶(hù)本身出發(fā)來(lái)理解自然交互的概念，在各種設(shè)備及交互技術(shù)的支持下對(duì)用戶(hù)進(jìn)行研究，讓用戶(hù)可以運(yùn)用日常生活中已掌握的技能和習(xí)慣與產(chǎn)品進(jìn)行自然的交互[1]。

自然用戶(hù)界面是指具體的自然交互方式下的界面，也是指從用戶(hù)行為習(xí)慣出發(fā)對(duì)應(yīng)的界面。圖1給出了三種人機(jī)界面模式對(duì)比，在CUI階段，用戶(hù)輸入指令，機(jī)器對(duì)用戶(hù)反饋，人對(duì)機(jī)器下達(dá)的是編碼的、精確的命令；在GUI階段，命令變成圖形，具有可視化，圖形可以用鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等外設(shè)設(shè)備控制，人們更容易理解和接受，目前我們正處于這個(gè)階段；到了NUI（SUI）階段，人與機(jī)器的交流變得相對(duì)直接和自然，因?yàn)槿藗兛梢愿鶕?jù)生活中掌握的技能和習(xí)慣去和機(jī)器交互，更加友好[2]。所以，很明顯，自然交互的優(yōu)勢(shì)就是可以讓人機(jī)交流更加自然，讓用戶(hù)能依靠直覺(jué)和生活習(xí)慣理解界面信息并做出反饋，而不需要花更多時(shí)間思考和學(xué)習(xí)。

圖1 三種人機(jī)界面模式對(duì)比

2 用戶(hù)研究對(duì)象

本課題研究對(duì)象是學(xué)齡初期的兒童，年齡基本處在6～8歲左右。作為特殊的群體，有其獨(dú)特的特點(diǎn)。他們的抽象思維比較弱，自控能力比較差，而理解力也相對(duì)薄弱[3]，自6歲起，兒童開(kāi)始漸漸獨(dú)立于父母，涉足更為廣泛的領(lǐng)域，在這一年齡段，有的兒童表現(xiàn)高度的活躍、吵鬧，有的則表現(xiàn)得沉默、安靜[4]。同時(shí)，他們的身體也開(kāi)始隨之有了一定的變化，骨骼肌肉正在茁壯成長(zhǎng)，但骨骼骨化尚未形成，骨骼硬度小、韌性大，富有彈性，容易彎曲變形[5]，因此，不管是從兒童的身體還是心理、認(rèn)知都需要成人格外的關(guān)注。在兒童教育軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，研究者需要注重利用多種交互技術(shù)和手段來(lái)幫助兒童理解系統(tǒng)的工作方式，降低他們的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。兒童時(shí)期是人類(lèi)心理過(guò)程和個(gè)性發(fā)展的重要時(shí)期，這個(gè)時(shí)期形成的很多特點(diǎn)將影響人的一生。所以，研究如何在兒童教育軟件中利用多種交互技術(shù)來(lái)降低兒童的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，從而更好地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)顯得十分重要。

3 作業(yè)App自然交互設(shè)計(jì)研究

3.1 作業(yè)App分類(lèi)

本課題研究作業(yè)類(lèi)App，作業(yè)App是以大數(shù)據(jù)為技術(shù)基礎(chǔ)的應(yīng)用，輔助兒童進(jìn)行游戲化學(xué)習(xí)和完成家庭作業(yè)的App，起到批改作業(yè)，上傳作業(yè)的作用，讓兒童學(xué)習(xí)更有樂(lè)趣，讓老師更加省心。在Apple App Store中搜索“作業(yè)”，選擇排名比較靠前的作業(yè)App，按照功能將其分類(lèi)。

拍照搜題類(lèi)：小猿搜題、作業(yè)幫。核心功能是學(xué)生通過(guò)拍照搜題來(lái)解決做題困難。該類(lèi)App面向的學(xué)生用戶(hù)包含小學(xué)到高中的所有學(xué)生，目標(biāo)用戶(hù)范圍較廣，年齡跨度大，兒童使用移動(dòng)設(shè)備的習(xí)慣區(qū)別較大，年紀(jì)較小的用戶(hù)使用時(shí)具有一定的難度。

作業(yè)交流類(lèi)：互動(dòng)作業(yè)、快對(duì)作業(yè)。作業(yè)交流類(lèi)App是由用戶(hù)掃碼來(lái)搜索答案并且進(jìn)行互動(dòng)交流的學(xué)習(xí)平臺(tái)，面向用戶(hù)是小學(xué)到高中的所有學(xué)生，將社交與作業(yè)結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生的交流互動(dòng)。

作業(yè)批改類(lèi)：愛(ài)作業(yè)。核心功能是為學(xué)生批改作業(yè)，學(xué)生與老師、家長(zhǎng)使用同樣的操作界面，不能為學(xué)生帶來(lái)好的使用體驗(yàn)。

家校輔助類(lèi)：作業(yè)盒子小學(xué)、一起小學(xué)學(xué)生（原名：一起作業(yè)）。家校輔助類(lèi)作業(yè)App面對(duì)1～6年級(jí)的小學(xué)生，由老師給學(xué)生布置作業(yè)，家長(zhǎng)共同監(jiān)督。將家長(zhǎng)、老師和學(xué)生作為不同用戶(hù)分開(kāi)設(shè)計(jì)，更利于學(xué)生用戶(hù)體驗(yàn)的提升。

根據(jù)課題研究重點(diǎn)，筆者選擇面對(duì)小學(xué)生用戶(hù)的家校輔助類(lèi)作業(yè)App做進(jìn)一步的研究。

3.2 自然交互方式轉(zhuǎn)換要素探究

由自然交互概念的兩層含義出發(fā)，第一，從用戶(hù)本身出發(fā)來(lái)研究作業(yè)的流程，因?yàn)榻换チ鞒膛c用戶(hù)息息相關(guān)，不同的操作流程會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)不同的感受，以自然匹配原則來(lái)衡量作業(yè)App的匹配程度；第二，由具體的交互方式研究不同作業(yè)科目呈現(xiàn)內(nèi)容的形式，從產(chǎn)品不同的輸入方式和輸出方式來(lái)分析進(jìn)而得出結(jié)論。

3.2.1 從作業(yè)流程角度分析

運(yùn)用自然匹配原則法，可以清楚地對(duì)應(yīng)用戶(hù)行為與數(shù)字環(huán)境的匹配程度，圖2中，自然匹配原則，是指利用物理環(huán)境類(lèi)比和文化標(biāo)準(zhǔn)理念，設(shè)計(jì)出讓用戶(hù)一看就明白如何使用的產(chǎn)品。在數(shù)字設(shè)備中用物理元素作為圖標(biāo)，可以讓用戶(hù)把生活中的經(jīng)驗(yàn)過(guò)渡到數(shù)字環(huán)境中，而不用閱讀說(shuō)明書(shū)等，一目了然。

圖2 自然匹配原則

下面是兩款A(yù)pp進(jìn)入作業(yè)的流程分析圖，如圖3、4所示，找出作業(yè)盒子App與一起小學(xué)App的設(shè)計(jì)區(qū)別點(diǎn)，根據(jù)自然匹配原則來(lái)分析每個(gè)區(qū)別點(diǎn)的自然程度，如表1所示。

圖3 作業(yè)盒子App進(jìn)入作業(yè)交互流程圖

圖4 一起小學(xué)App進(jìn)入作業(yè)交互流程圖

表1 作業(yè)App自然匹配程度對(duì)比

3.2.2 從作業(yè)科目角度分析

作業(yè)App的交互設(shè)計(jì)可以從不同的作業(yè)科目來(lái)看，因?yàn)槌尸F(xiàn)作業(yè)科目?jī)?nèi)容的交互方式與用戶(hù)寫(xiě)作業(yè)的體驗(yàn)息息相關(guān)。不同作業(yè)種類(lèi)對(duì)應(yīng)不同的作業(yè)內(nèi)容，作業(yè)內(nèi)容展示方式要與交互方式結(jié)合，從自然交互方式的兩個(gè)方面分析，分別是輸入方式和輸出方式。下面是作業(yè)盒子App與一起小學(xué)App的自然交互方式分析表，如表2～表5所示。

表2 作業(yè)盒子App輸入方式分析表

總結(jié)：輸入方式主要集中在觸屏手勢(shì)和語(yǔ)音輸入方式，而空中手勢(shì)和底盤(pán)手勢(shì)沒(méi)有涉及。在觸屏手勢(shì)中，主要操作有單擊、滑動(dòng)，沒(méi)有涉及長(zhǎng)按、拖拽等。語(yǔ)文作業(yè)的認(rèn)讀生字教學(xué)動(dòng)畫(huà)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)字體筆畫(huà)順序，但是學(xué)生不能在屏幕上書(shū)寫(xiě)，應(yīng)該結(jié)合輸入方式來(lái)幫助學(xué)生做好全面的預(yù)習(xí)功課。在語(yǔ)音輸入方式中，針對(duì)不同的作業(yè)科目選擇不同的輸入方式，比如，在連線題中，應(yīng)該模擬學(xué)生在作業(yè)本用筆畫(huà)出線條連接正確答案的方式，而不是通過(guò)點(diǎn)擊左右兩側(cè)答案的方式，通過(guò)點(diǎn)擊的方式不符合用戶(hù)日常作業(yè)的習(xí)慣。由表3可知，語(yǔ)文作業(yè)與英語(yǔ)作業(yè)使用語(yǔ)音識(shí)別輸入方式，數(shù)學(xué)作業(yè)沒(méi)有使用。

總結(jié)：感覺(jué)通道主要以視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)輸出為主，沒(méi)有涉及觸覺(jué)、嗅覺(jué)等輸出方式，加入觸覺(jué)感知可以讓用戶(hù)更真實(shí)的感受到反饋力度。在視覺(jué)上，數(shù)學(xué)作業(yè)圖片太小，看不清楚，

表3 作業(yè)盒子App輸出方式分析表

題目顯示位置時(shí)常變化。作答正確時(shí)以綠色的“對(duì)號(hào)”符號(hào)表示；答錯(cuò)時(shí)以紅色“差號(hào)”表示，表示警示，模仿老師批改效果。在聽(tīng)覺(jué)上，進(jìn)入菜單頁(yè)面?zhèn)鱽?lái)歡快的背景音樂(lè)，菜單中“我”與其他菜單音樂(lè)不同。

總結(jié)：輸入方式主要以觸屏手勢(shì)與語(yǔ)音輸入為主，觸屏手勢(shì)以單擊、滑動(dòng)、拖拽為主。在觸屏手勢(shì)中，語(yǔ)文可以手寫(xiě)輸入；而數(shù)學(xué)題中不能勾畫(huà)打草，不便于做題。在首頁(yè)滑動(dòng)選擇作業(yè)種類(lèi)時(shí)，視覺(jué)引導(dǎo)不明顯，可以由動(dòng)態(tài)跳躍的箭頭符號(hào)引導(dǎo)用戶(hù)點(diǎn)擊或滑動(dòng)。在語(yǔ)音輸入方式中，語(yǔ)文作業(yè)與英語(yǔ)作業(yè)可以語(yǔ)音輸入幫助用戶(hù)發(fā)音練習(xí)。

表4 一起小學(xué)App輸入方式分析表

總結(jié)：感覺(jué)通道以視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)為主，在觸覺(jué)、嗅覺(jué)等輸出方式?jīng)]有涉及。在視覺(jué)輸出上，出于關(guān)注兒童視力健康的目的，20分鐘后彈出頁(yè)面提醒用戶(hù)放松眼睛。在視頻專(zhuān)練中教給用戶(hù)學(xué)習(xí)方法，應(yīng)該由用戶(hù)學(xué)以致用，動(dòng)手操作進(jìn)行解題，相比傳統(tǒng)書(shū)面作業(yè)發(fā)揮移動(dòng)設(shè)備觸屏操作的優(yōu)勢(shì)。在聽(tīng)覺(jué)輸出上，主要是答題后的反饋聲音和視頻聲音。

表5 一起小學(xué)App輸出方式分析表

4 作業(yè)App自然交互設(shè)計(jì)原則探析

4.1 由靜態(tài)轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)

從真實(shí)的作業(yè)內(nèi)容出發(fā)，由靜態(tài)的書(shū)面作業(yè)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)的可操作作業(yè)內(nèi)容，比如在一起小學(xué)App的重難點(diǎn)視頻專(zhuān)練中的視頻教學(xué)課程中，視頻展示學(xué)習(xí)方法讓學(xué)生掌握并理解，但是學(xué)生理解后并不能操作，若可以讓學(xué)生運(yùn)用學(xué)習(xí)到的方法實(shí)地操作，學(xué)習(xí)效果會(huì)事半功倍。同樣，做題時(shí)也可以由用戶(hù)動(dòng)手操作，讓題目活起來(lái)，增加趣味性。

4.2 反饋要及時(shí)有效

用戶(hù)在使用產(chǎn)品時(shí)，用戶(hù)與產(chǎn)品之間要相互溝通交流，產(chǎn)品反饋給用戶(hù)信息，用戶(hù)才知道自己的操作是否正確，這時(shí)建立一套反饋機(jī)制十分重要。兒童相比成年人缺乏耐心，所以反饋方式要將視覺(jué)與物理感知結(jié)合，從不同維度對(duì)兒童的操作進(jìn)行回應(yīng)。

4.3 隱喻具有關(guān)聯(lián)性

隱喻對(duì)于兒童來(lái)說(shuō)是一種很自然的方式，過(guò)于抽象的表達(dá)不符合兒童認(rèn)知，在兒童的世界里，他們更關(guān)注具體的事物，尤其是處于學(xué)齡初期的兒童，只是對(duì)生活中常見(jiàn)的物體熟識(shí)，只有將物理世界的物體與數(shù)字世界的圖形關(guān)聯(lián)起來(lái)，并多采用動(dòng)態(tài)化的效果引起兒童注意力，有利于兒童的理解與關(guān)注。

4.4 題目?jī)?nèi)容與生活密切相關(guān)

作業(yè)內(nèi)容的設(shè)計(jì)從生活中汲取，與日常生活息息相關(guān)，讓身邊發(fā)生的事情都融入到題目中，這樣兒童也可以運(yùn)用生活常識(shí)進(jìn)行解答，降低兒童的學(xué)習(xí)成本。不一樣的生活經(jīng)驗(yàn)會(huì)有不一樣的答案，只有讓兒童在題目中用到生活經(jīng)驗(yàn)才會(huì)印象更加深刻。

4.5 結(jié)合多通道

作業(yè)App結(jié)合多通道設(shè)計(jì)更利于兒童接受新事物，經(jīng)研究，兒童與成人不同，不能做到十分精準(zhǔn)的輸入，只能?chē)L試去點(diǎn)擊等操作，而成人具有一定的經(jīng)驗(yàn)可以下意識(shí)做出精確的操作[6]。所以，背誦古詩(shī)或者英語(yǔ)單詞時(shí)配合故事內(nèi)容設(shè)計(jì)的獨(dú)特互動(dòng)模式，可以讓小朋友在觸摸，拖拽，涂抹，旋轉(zhuǎn)，搖晃或更多玩法中不斷發(fā)現(xiàn)驚喜[7]。在多通道的基礎(chǔ)上，多種輸入方式與輸出方式結(jié)合，相輔相成，幫助兒童完成任務(wù)。

4.6 融合書(shū)面作業(yè)

由家長(zhǎng)反饋可知，家長(zhǎng)認(rèn)為作業(yè)App布置的作業(yè)會(huì)增加學(xué)生負(fù)擔(dān)，雖然作業(yè)App是本著“給老師減負(fù)，給學(xué)生加分”的目的，但是書(shū)面作業(yè)終歸不能舍棄，作業(yè)App只是輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的工具。屏幕尺寸相對(duì)作業(yè)本較小，這是劣勢(shì)，過(guò)長(zhǎng)的題目不便于作答，不能單純地把題目從作業(yè)本挪到屏幕上，畢竟書(shū)面作業(yè)還可以讓兒童在紙上勾勾畫(huà)畫(huà)，表達(dá)自己的做題思路，而在作業(yè)App上卻只能寫(xiě)最終結(jié)果，做題過(guò)程被忽略，因此，針對(duì)不同的作業(yè)科目要選擇不同的交互方式，讓作業(yè)App上的內(nèi)容來(lái)源于書(shū)面作業(yè)，又優(yōu)于書(shū)面作業(yè)，發(fā)揮移動(dòng)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能高效地輔助兒童學(xué)習(xí)。

5 結(jié)束語(yǔ)

如今，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和智能終端技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，教育行業(yè)也隨著更新和變革，人們的需求在不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品越來(lái)越以用戶(hù)為中心。作業(yè)App作為教育平臺(tái)，應(yīng)該為學(xué)生用戶(hù)提供最安全、高效的用戶(hù)體驗(yàn)，本文結(jié)合自然交互方式研究作業(yè)App，從自然交互概念的兩層含義進(jìn)行深入探討，得出自然交互方式下的設(shè)計(jì)原則。因此，只有讓學(xué)生與作業(yè)真正融合、互動(dòng)才能幫助學(xué)生更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。