時間：2022-09-15 12:04:29
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇交互設計分析，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：手持移動設備；交互設計；隱喻；特征；評價方法
中圖分類號：H 05；J524 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2015）24-0287-01
一、手持移動設備界面交互設計隱喻的認知
對隱喻的理論研究表明，它作為認知心理學領域中人類認識世界的思維工具和認知現象越來越重要，已經應用到人們生活和工作的各個領域，在產品設計、人機界面設計和信息設計中也不同程度地拓展了對隱喻的研究。
二、手持移動設備交互界面隱喻的設計方法
1.隱喻的認知基礎。隱喻的認知基礎分別從相似性和多義性兩方面來分析。相似性是隱喻認知的基本特征，多義性是隱喻認知的基本條件。
2.手持移動設備界面隱喻的認知過程。根據對手持移動設備界面隱喻認知的理解，可以把手持移動設備界面隱喻的認知分為三個過程：視覺識別階段、隱喻識別階段和隱喻推理階段。
3.隱喻認知模型的建立。用戶認知新事物的基礎就是通過隱喻來完成。因此通過用戶認知新事物的特點，可以建立隱喻的認知模型。隱喻認知模型不僅是一種思維的方式，同時它的建立幫助交互設計師快速而系統的完成對交互原型的設計。在隱喻認知模型中，從對事物A、B、C到新事物的認知過程中利用了本體和喻體關聯性的隱喻方式，這種關聯性的重點就是相似性和多異性。因此將隱喻認知模型引入到手持移動設備界面的交互設計中，能夠完善其在用戶體驗上的缺憾。
4.隱喻的交互模型建立。在設計師的特征系統中，設計師通過認知經驗找到與目標產品特征一致的特征載體，并與用戶特征系統征載體進行比較，尋找在隱喻認知事物中具有共同特征載體，將共同特征載體與目標產品建立隱喻聯系。在這種隱喻聯系中用戶和設計師所共有的特征載體中的共同特征，是對目標產品進行隱喻描述的關鍵。因此建立用戶和設計師對目標產品的隱喻交互模型，是進行用戶交互設計的隱喻切入點。
三、隱喻在手持移動設備界面交互設計中的應用分類
1.手持移動設備界面交互設計中的靜態隱喻。在手持移動設備界面交互設計中，靜態隱喻是交互界面本身所呈現的隱喻，用戶不需要動作的參與。它包含三方面的隱喻：視覺隱喻、結構隱喻以及語言符號隱喻。
2.手持移動設備界面交互設計中的動態隱喻。多媒體用戶界面、多通道用戶界面和虛擬現實用戶界面的發展使動態隱喻在手持移動設備界面交互設計中應用的越來越廣泛，特別是虛擬現實技術的發展，使用戶體驗從最初的視覺擴展到聽覺、嗅覺和觸覺。使用戶在使用產品時越來越自由，沉浸性也越來越強，極大的提高了用戶接受信息的效率，降低了使用難度。
四、隱喻在手持移動設備界面交互設計實例分析
Weather HD是專為蘋果iphone和iPad打造的一款天氣預報軟件，清新逼真的畫面是該界面的特點。以Weather HD為例，介紹隱喻設計在整個界面交互設計中的應用。Weather HD是專為蘋果iphone和iPad打造的一款天氣預報軟件，清新逼真的畫面是該界面的特點。以Weather HD為例，介紹隱喻設計在整個界面交互設計中的應用。
圖1是Weather HD手機應用軟件的圖標。設計師針對天氣這一概念，將其概念特征提取出來，將天氣的特征映射到天空狀態的喻體上。圖2是應用軟件操作界面，絢麗的動態天氣效果充分的表現了天氣這一概念主題，并給予用戶身臨其境的用戶體驗。界面中的隱喻完全由天氣而變，內容包括最高溫度、最低溫度、濕度和風力。并在界面中加入動畫和動態隱喻（滑動界面下方的滑塊可切換未來時段的氣象）。因此，隱喻的設計對設計師設計交互界面風格和界面元素起到了指導性的作用。
五、手持移動設備界面隱喻設計的評判標準
人們在現實生活中會受到各種因素的影響，在處理信息和認知界面方面的負擔也是很重的。靜態隱喻和動態隱喻是幫助人們建立起連接界面之間的紐帶，設計師僅通過隱喻設計把界面聯系起來是遠遠不夠的，設計師還需要對它進行檢測。檢測以這種方式建立起來的聯系是否符合現實世界的邏輯，是否有利于用戶的認知主要從：符合現實邏輯的界面空間、有來有回的設計和響應用戶的直覺手勢來評判。
參老文獻：
引言
在科學技術的不斷發展中，人們愈發追求生活的便利化、精細化，積極運用信息技術優化工作，提升工作效率。在美術設計方面，人們也開始運用計算機技術，并開發設計了美術設計作品優化軟件，通過圖片組合、美化等功能，使美術設計作品的藝術感更加凸顯，營造出具有超現實效果的特殊美感，有效彌補了設計師運用傳統設計手段無法充分體現自身設計理念的缺憾。
1可優化美術設計作品的軟件應用價值
計算機技術在美術設計中的應用，可以說是一項重大突破。這一技術使美術設計作品能夠達到傳統手工設計中無法比擬的效果，并提升了美術設計工作的效率及質量，實現了作品的批量制作。同時，可優化美術設計及作品的軟件在應用中，給設計人員帶來了更多的靈感，豐富的軟件功能，使設計人員可以運用多種設計手法進行作品的嘗試設計，并選擇最佳的方案，對不滿意作品進行改動、刪除，操作十分便捷。例如在美術設計作品優化過程中，設計人員能夠運用軟件的上色功能，嘗試使用不同的色彩，或是運用圖片拼接功能，嘗試不同的組合，以達到最滿意的效果。在這一過程中，不僅作品質量得以優化，同時設計過程也實現了簡化，大大提升了設計效率。另外，設計人員也可以通過與傳統設計完全不同的四維空間設計手法，獲取更強大的視覺效果，給人以與眾不同的視覺享受。由此可見，可優化美術設計作品的軟件應用，不僅能夠提升美術設計作品設計效果、充分表達設計人員設計理念，同時也能夠為設計人員減輕大量的工作負擔，大大提升設計效率。
2可優化美術設計作品的主流軟件設計分析
2.1軟件基本功能架構設計分析當前很多可優化美術設計作品主流軟件，在基本功能架構的設計上，都遵循了“以人為本”的理念，注重強調以用戶為中心，針對不同的用戶群，對其主要功能架構進行明確。當前運用可優化美術設計作品軟件的用戶群體，主要包括專業設計師及一些非專業公眾。AdobePhotoshop、彩影等，在基本功能架構設計中，都是針對專業設計師需求進行設計的，其中包括了豐富的設計素材、三維建模與渲染技術等，能夠滿足專業設計師的多方面需求。2.2軟件交互設計分析目前大部分可優化美術設計作品主流軟件，都具備良好的軟件交互設計。首先，在視圖縮放方面。設計師由于設計需要，經常要對所處理的美術設計作品進行縮放，但是點擊操作手法十分不便，于是，一些軟件在縮放設計中，結合了設計人員鼠標滾輪應用率較高的情況，分析其操作習慣，最終設計了運用鼠標滾輪對圖片進行縮放的功能，使設計人員的操作更加便捷。其次，在窗體切換效果方面。設計人員在進行美術設計作品優化前，往往需要對圖片進行基礎效果設置，一些軟件便針對設計人員需求，利用彈出窗體的方式，為設計人員提供一些設計參數，使其能夠在設計過程中，隨時看到美術設計作品的設計效果，從而選擇效果最佳的方案。
3可優化美術設計作品的軟件應用
3.1Photoshop軟件在美術設計作品優化中的應用以某包裝美術設計作品為例。設計人員首先繪制了包裝美術設計手繪版本，依次繪制手繪展開圖，但是隨后發現，美術設計作品的效果與繪制效率都相對較低，因而，設計人員決定運用Photoshop軟件進行美術設計。在設計作品優化中，軟件能夠為設計人員提供標準的色彩，從而有效解決手繪作品中色差的問題，使作品更加嚴謹、規范。同時，設計人員可以利用軟件功能，對美術設計作品圖像進行復制、旋轉、祛斑等，實現良好的后期處理。且能夠運用圖形合成，突出美術設計作品的創意，一些特殊功能還能賦予美術設計作品不一樣的視覺感受，例如浮雕、素描等。另外，在色彩的調配上，設計人員也可以對整個美術設計作品色調的明暗等進行調節，為其營造出不同的畫面感。3.23DSMAX軟件在美術設計作品優化中的應用3DSMAX軟件是當前備受青睞的一種三維動畫制作軟件，其三維效果可以說是世界頂尖，很多設計人員在美術設計作品優化中，都選擇運用這一軟件。該軟件在功能設計上設置了具備材質、環境及燈光特效、動畫等的編輯器，設計人員能夠運用這些編輯器，實現對美術設計作品色彩、材質等的編輯，獲得更加逼真的三維效果。同時，這一軟件能夠根據設計人員要求，對舞臺、布景等進行隨意調整，并提供了大量的基本素材、多元組合運算方式等。3.3CoreldrawAutoCAD軟件在美術設計作品優化中的應用這一軟件主要應用在二維美術設計作品的優化中。設計人員在基礎圖像制作使，會在原有基本圖案的基礎上，通過在二維空間內實現對其的重新整合，獲得與原本作品完全不同的視覺效果。CoreldrawAutoCAD軟件中的矢量繪圖功能，能夠幫助設計人員將基礎圖案進行變形、調色，例如壓力筆、噴灌工具等，并利用反轉、復制等功能，實現對基礎圖像的自由組合，從而獲得符合其設計理念的美術設計作品。
4結論
【關鍵詞】教育游戲;探究式教育游戲;學習交互;學習交互設計
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2010)05―0045―05
引言
美國娛樂商會(EMA)2007年報告“美國境內游戲銷售額已經超越了DVD影碟,游戲業取代好萊塢成為娛樂產業領頭羊的趨勢越發明顯”[1];美國財經雜志《巴倫周刊》2009.9.1(網絡版)原引暴雪(Activision)之言:“預計視頻游戲產業將擊敗電影和電視產業,并有望在5年內實現”[2]。盡管其緣由復雜,但不可否認的是,游戲有別于電影、電視及其它藝術媒體的交互性特點(Crawford,1982),能夠使游戲玩家參與并控制著游戲情境及進程,使游戲受眾不斷增加,并使游戲收入超過電影、電視產業的主要因素之一。然而,與近年商業游戲之成功形成鮮明對照的教育游戲經營慘淡,盡管成因亦較復雜,但教育游戲的交互性缺位因素,應該是不容忽視的問題。
盡管商業游戲與教育游戲同屬于游戲的形式,盡管商業游戲中的交互極為豐富,然而,其目標與教育游戲存在差異甚至時而相左,特別是當基于某種教學模式而設計的教育游戲(如探究式教育游戲),由于教學目標之要求、教學內容之承載后,所設計的教學游戲任務、教學活動及貫穿于一個主線任務或者支線任務之間的關系,與商業游戲的故事情節之貫通性方面還存在不小的差距。要完全生套商業游戲的交互,顯然難達目的,而且也難以實現教學內容承載及突現知識之間的相互關系。對于以探究活動為主的探究式教育游戲來說,分析其中存在的學習交互方式、類型,怎樣設計這些學習交互,才能更好地促進探究式活動的開展和游戲進程的深入就顯得尤為重要。
一 教育游戲的交互及其設計
交互,意味著某種共同的或者相互的行為,在這一行為中,人或者事物互相影響了對方[3]。在計算機及網絡中,交互可看作為實現特定的目的,按照事先規定好的信息的交換系列或交換模式,進行雙向的信息交流。而教育游戲的交互也就是學習者在教育游戲中,為達到游戲性或教育性的目的,與教育游戲系統中各個因素之間的相互作用和影響。
由于教育游戲具有游戲性和教育性雙重特性,因此,其中應至少存在兩方面的交互,一方面是維持其游戲性的交互,也就是保證游戲的可玩性,增加游戲趣味性等方面的交互,如常見游戲中的殺怪升級,玩家扮演角色之間的技能競技等;另一方面是提高其教育性的交互,也就是游戲元素、游戲情節甚至情境等所承載的促進學習者對知識意義建構的學習交互。當然,二者并非是涇渭分明的,經常是統一于同一交互過程中,如游戲中的合作,既讓玩家感受到與人交往的樂趣,又實現了他們之間經驗的交流。
教育游戲的交互設計,就是對教育游戲系統中與學習者相關的行為方式的定義和設計,既要包括游戲中基本功能的交互,又需考慮其中的特征交互。而具體到教育游戲的學習交互設計中,就是通過對學習者在教育游戲學習活動中學習交互行為的分析、規劃,進而在游戲設計時進行實現,來更好地促進學生的學習。由于游戲的類型不同,其交互的形式、種類也有別,更為重要的是交互設計的側重點也會有所不同,如動作技能類游戲,更多關注的是游戲者的動作操作交互的設計,而對于策略類,探險類,更多關注的是游戲者與游戲情節、內容之間的交互設計。而在教育游戲的設計時,對于游戲性方面的交互,商業游戲中有很多的經驗可以借鑒,但其中的學習交互卻很少涉及,這就需要我們做進一步的研究。
二 探究式教育游戲的學習交互分析
對于信息技術環境下的學習交互,我國學者陳麗提出了網絡學習中教學交互層次塔:認為在信息技術支持下,學習過程主要由三個層次的教學交互完成:(1)學生與媒體界面的操作交互;(2)學生與教學要素的信息交互;(3)學生的原有概念和新概念之間的交互。其中,信息交互主要包括:學生與學習資源的交互、學生與教師的交互,以及學生與學生的交互[4]。而概念交互可看作學習者通過信息交互,新舊概念之間產生矛盾,進而發生對新知識的同化或順應,最終實現知識的自我建構。由于教育游戲同網絡學習一樣,學習者都是基于一定的信息技術平臺,與同伴、教師、學習內容等學習要素交互,來進行學習活動,兩者外在的學習活動過程相似,只是內在的學習活動形式有所不同,甚至有的教育游戲還可看作一種新的網絡學習方式,因此將教學交互層次塔理論移植到探究式教育游戲的交互設計中是可行也是具有一定的指導意義的。
為此,筆者認為基于探究式教育游戲的學習活動中,存在的學習交互可由圖1表示,主要包括學習者與游戲平臺(主要是指計算機)的操作交互,與游戲內容、指導者和同伴的信息交互,以及學習者自己頭腦中的概念交互三個部分。其中,由于概念交互發生在學習者的頭腦中,無法直接對其觀察,因此是隱性的學習交互,而操作交互和信息交互為顯性的學習交互。學習者操作計算機,如鼠標、鍵盤等,參與到探究式教育游戲中;在游戲過程中,學習者投入到探究式游戲情境中,接受游戲任務,進行自主探究,與游戲內容進行信息交互,在此過程中,學習者還要與指導者和同伴之間進行交流協作,如通過與NPC角色對話獲得線索和信息,與教師或同伴交流獲得幫助指導,實現經驗共享等,而且與他們的交互不只存在于游戲內,游戲外同樣可能發生;最后學習者通過操作交互和信息交互反饋的信息,進行自我評價和反思,從而產生新舊知識之間的的概念交互,根據反思的結果進一步操作游戲,最后完成探究任務,形成對知識的意義建構。
三 探究式教育游戲中的學習交互設計分析
依據以上對探究式教育游戲的學習交互的分析,我們認為至少要用以下學習交互設計的策略(如表1)來指導探究式教育游戲的交互設計。
其中,學習者與游戲界面的操作交互是其它交互的基礎,在操作交互設計時,應當減少因操作設計不當而引起學習者在操作控制上的外部認知負荷,并增加其對游戲的控制感,從而保留更多精力用于對游戲的探索活動中。
對于信息和概念交互,由于概念交互是發生在學習者頭腦中的,屬于隱形交互,無法直接對其進行設計,但它與信息交互并不是互不相關的,概念交互發生在信息交互的過程中,是同一學習過程中同時發生的兩個層面的交互,因此我們可以通過游戲中顯性的信息交互來促進概念交互的發生。我們知道概念交互的過程也就是意義建構的過程,而高水平的意義建構主要受三個條件的制約:學習材料的可理解性,學習者的先前知識水平,以及學習者的建構性加工活動[5]。學習材料的可理解性就是所學內容要具有邏輯意義,要符合客觀實際的正確認識,一般課程的學習目標都是經過精心編排的,是人類認識成果的總結和概括,因此按照學習目標來設計游戲的學習內容就保證其可理解性;學習者的先前知識水平也就是學習者原有的認知結構,學習者正是在原有認知結構基礎對新的知識進行同化或順應,在游戲設計時就要依據學習者原有的知識水平進行任務和問題的設計;而學習者的建構性加工活動表現在探究式教育游戲中就是學習者在游戲環境內的探究式游戲活動,學習者正是在與游戲的互動探究過程中來建構知識的,因此游戲的信息交互設計應有效的支持學習者的探究式學習活動,從而促進學習者完成對知識的建構性加工活動。下面對探究式教育游戲中具體的操作交互和信息交互設計進行一些闡述。
四 探究式教育游戲中的操作交互設計
操作交互就是學習者操作輸入設備(如鍵盤或鼠標)與教育游戲界面進行互動。雖然有難度的操作可能會增加游戲的可玩性,但優秀的游戲操作設計絕對不會把問題留在操作控制方面――不要讓玩家摸索如何去操作游戲,而是讓他們去探索游戲世界[6]。對于以促進學生學習為目的的教育游戲來說,在不影響學習者信息交互行為的基礎上,操作交互應當越自然越容易操作越好,使得學習者不會浪費更多精力在對游戲的操作上,進而影響到學習認知行為。
當玩家不會因對游戲控制操作問題而干擾其游戲體驗時,實際上是由于他已經熟悉和適應某種控制操作模式了,這種適應可能是在玩幾個操作控制方式相似的游戲的過程中建立的,這意味著這些游戲建立了一種事實上的標準模式[7],因此,在設計操作交互時應了解同類游戲是否已經有類似的標準模式,如果有的話,應盡量遵守。如在游戲角色控制方面,用鼠標控制角色的行動或者用鍵盤的方向鍵控制游戲角色的上下左右,鼠標控制游戲角色的視角等,而在游戲界面交互設計方面,界面的上下邊界排列分布游戲的信息和功能按鈕,中間留大的游戲空間讓學生投入其中進行探索。另外,游戲操作設計時可以提供給玩家更多的選擇性,讓玩家根據自己的喜好進行設置,同時又增加玩家對游戲的控制感,例如讓玩家自定義游戲行為的快捷鍵。
五 探究式教育游戲中的信息交互設計
信息交互是探究式教育游戲學習交互的重點,可以說它的好壞是直接關系到概念交互,也就是游戲化學習能否產生的關鍵。學習者正是在各種信息交互過程中,在自己原有觀念基礎上,對各種信息加工處理,不斷調整自己原有認知結構,來獲得新的知識。如前所述,它主要由學習者與游戲內容、指導者和同伴的交互構成。
1 學習者與游戲內容的交互設計
學習者與游戲內容的交互主要表現在學習者參與游戲活動的過程中,如完成游戲中的探究任務。在探究式教育游戲中,學習者與游戲內容交互的過程是學習者進行游戲化探究式學習活動的過程,也是學習者建構性加工的過程。一般來說,探究式學習活動通常包括:創設情境、啟發思考、自主探究、協作交流、總結提高五個環節[8]。在探究式教育游戲中,我們可以通過不同的學習交互設計來對各個環節進行支持,來實現學習者與游戲化學習內容的信息交互,進而促進學習者概念交互發生。如表2所示:可通過設計游戲情境來為學習交互創設探究的環境,任務和沖突的設置來啟發學習者的思考,預設角色、道具、實體對象等游戲元素來引導學習者進行自主探究,交流功能和合作機制的實現來支持交流與協作,任務反饋機制的設計來促進學生反思,進而得到提高。下面逐一闡述各個環節的交互設計。
(1) 游戲情境的創設
建構主義學習觀認為情境對于學習有著重要的作用,脫離情境的學習將會產生“惰性”的知識。情境的創設也正是教育游戲的優勢之處,它可以為學習者創造一個很好的虛擬學習實踐場。由于游戲的情境是學習者與游戲化學習內容交互的一個主要影響因素,也會影響學習者隱互產生的動機,因此游戲情境的創設對于探究式教育游戲學習交互的設計來說是必不可少的。
認知心理學研究表明,學習情境與日后運用所學知識的實際情境應盡量相類似,這樣將有助于學習的遷移。因此在教育游戲情境創設中,要力求接近和模擬現實生活。使學習者在類真實的問題情境中進行學習。如:香港中文大學開發的《農場狂想曲》是給學習者創設了一個虛擬農場,學習者來充當農場主,通過對農場的經營和管理,來綜合學習地理、農業、環境、經濟、政府、社會等學科知識,并培養解決問題、協作學習、資訊科技等相關能力[9]。當然,情境中也應包含一些虛幻的成分,動人的游戲場景,來迎合學習者的想象力,吸引其沉浸其中。如美國印第安納大學開發的《Quest Atlantis》(以下簡稱QA)是創設了三維多用戶的虛擬的亞特蘭蒂斯世界,玩家通過操作扮演的角色在虛擬的世界中進行探索,來調查亞特蘭蒂斯墮落的原因,給亞特蘭蒂斯委員會提出建議。
(2) 游戲任務和沖突的設置
思考是意義建構的關鍵,是學習者試圖將當前面臨的問題與已有的經驗建立起非任意的和實質性的聯系的過程。其中,問題可看作通常游戲中的任務或沖突,是對學習者的認知挑戰,同時也激發了學習者的學習動機。
設計者可根據學習目標,以及學習者現有的認知水平來進行任務設計,任務不一定是學習問題的直接表述,但其中要內含問題,這些問題必須能引出所學內容相關的概念原理,最好是非良構的、開放的、真實的,能夠與學習者的原有經驗產生共鳴,而解決這些問題是完成任務的前提。學習者在完成任務的過程中發現其中真正需要解決的問題,并在解決的過程中建構知識。在QA中,教師可以根據自己的教學需要,結合當地的實際情況,在游戲世界中設計探索的任務,讓學生思考如何來解決任務,如Anytown游戲單元中,學習重點是提高閱讀和寫作,以及科學學習。學生的角色是一個小鎮當地報紙的調查記者。這個小鎮正面臨著經濟的和犯罪的考驗,萎靡的觀光事業,停業的生意,亂涂亂寫以及縱火罪。[10]學習者需要經過細心的調查思考,來解決一系列謎題,并將調查結果以書面形式報告給亞特蘭蒂斯委員會,從而提高寫作水平。而《農夫狂想曲》則是讓學生運用農業、環境、經濟等方面的知識,來思考如何經營農場來獲得理想的收益。
問題還可以由學習者來設立,根據他們在游戲問題情境中產生的認知沖突,來設立他們感興趣的問題,從而提高他們的參與感和控制感以及發現問題的能力。當然學習者設計的問題并非隨意設立,需要經過教師的審核,看所提的問題是否有學習的意義,對當前所學知識是否有幫助。
(3) 自主探究的支持
探究式教育游戲中的自主探究是圍繞先前的游戲任務,也就是與學習內容相關的問題進行自我探索。學習者通過與NPC角色、道具、實物對象等進行交互來搜集與問題有關的信息,并主動對信息進行分析、加工、評價基礎上形成對當前所學知識的認識和理解,形成自己對所學知識的自主建構。
設計者通過對游戲任務以及預想的探究過程的分析,得出需要在游戲環境中設立的NPC角色、道具、實物對象等游戲元素,來幫助和引導學習者進行自主探究。如在游戲中設立一些NPC角色,使得玩家通過與其對話來獲得任務的線索和指導信息,促進游戲劇情的發展以及烘托游戲的氣氛;還有提供給玩家完成任務所需要的道具,如QA中,檢驗水質任務中收集河水樣本的瓶子;以及一些實物對象,如進出房間的門,場景之間的傳送設施等。雖然這些元素是設計者提前預設好的,但對于學習者來說是未知的,需要其不斷的探索,不斷的發現。
(4) 交流、合作功能的實現
合作交流是為了深化學生對當前所學知識的意義建構。通過與老師或同學之間對游戲任務問題的交流,在聽取其他玩家的經驗基礎上,使各自對問題的理解更加的全面。
要實現探究活動中的交流,就需要在游戲設計中為學習者提供交流的功能,讓玩家在玩游戲的過程中方便地交流溝通。比如通常游戲中的文本對話框,能夠實現公共的、小組的、個人同個人的等多方面的交流。另外,游戲設計中還要能夠實現玩家之間的協作,可以自由地組建小組,共同完成探究任務。這就需要游戲一方面要具有讓玩家自由組隊的功能,另一方面在游戲任務設置時,要設置一些需要玩家一起合作才能夠完成的任務。
(5) 自我反思的引導
自我反思,也就是校正自我意義建構中的不足,從而更深入地理解問題。
游戲中引發學生的反思,可以通過設計任務反饋機制來實現,當玩家依照之前對知識點的不正確或不完全的理解來做任務時,會發現無法完成任務或者得不到理想的結果。這時,玩家就會思考哪里出了問題,并嘗試進一步探索,最終合理地解決問題,完成對知識點的學習。這就需要游戲設計時,對游戲任務反饋規則進行詳細的分析,要分析每個任務所內含的問題,以及這些問題中所包含的知識點,每個知識點構成一個反饋點,或者幾個知識點共同構成一個反饋點。根據玩家對知識點的理解程度所表現出的不同的行為給予其不同的反饋。例如《農夫狂想曲》中,玩家不科學的操作將會影響動植物的生長,從而不能得到理想的收獲。
以上五個方面的設計并不是相互獨立的,而是共同構成了游戲化交互式的學習資源,來引導學習者在游戲中的探究活動,以及學習者對知識的建構性加工活動。
2 學習者與指導者、同伴的交互
在教育游戲中指導者可分為兩種:NPC角色和教師角色。NPC角色上面已經談到,主要是預設在游戲場景中為學習者提供探究的線索和指導。探究式教育游戲中教師的角色也是非常重要的,無論是情境的創設,問題的啟發,學生自我探究的指導,協作交流的組織,還是總結提高的監督,都需要有教師的參與,教師扮演著指導者、組織者和評價者,甚至是同學習者一起完成任務的同伴。當學習者在游戲的過程中有什么問題時,可以直接求助于教師用戶,教師不是直接告訴其怎么做,而是在交互對話或活動中引導其思考,進而完成探究。在設立教師角色時,要為其設計一個合理的角色地位,使得與學習者在游戲中的關系自然化、合法化,而不會讓學習者覺得是游戲外的課堂中的教師角色,從而影響學習者對于游戲的置入感。如QA中,教師在游戲中扮演著亞特蘭蒂斯指導委員會的委員,學生與之交互會覺得是與游戲劇情內的角色進行著互動。另外游戲還要提供給教師用戶與學生玩家交流,對其進行管理,以及評價其游戲行為的功能。
游戲中,同伴之間的交互除了上面的交流協作以外,還可存在競爭。通過競爭,既提高了游戲的挑戰性,又激發了學習者的學習動機。在游戲設計時,可以設立獎勵引發競爭,如玩家完成的任務越多,就會在游戲中獲得越多的特殊權利,或者所扮演的角色屬性越高,從而獲得其他玩家的羨慕或尊重,同時也吸引更多學習者參與其中;還可以在游戲中設立一些競賽任務,即增加了游戲性又可以檢驗學習者對于知識掌握的熟練程度。
六 總結
以上是對探究式教育游戲中學習交互的分析和設計的一些探討,試圖通過對游戲者顯性的操作交互和信息交互的設計支持,來促使隱形的概念交互的發生,從而促進學生對知識的意義建構。但游戲中影響玩家學習的交互還不止這些,如學習者與游戲圖形界面的交互,以及與游戲中聲音的交互等,這些還需要我們做深入的研究,而且以上討論的都是游戲內的學習交互的設計,而對于基于教育游戲的學習環境來說,游戲外的輔助學習交互也是不容忽視的,如利用Skype等語音聊天軟件,幫助學生在游戲時進行方便的實時語音交流;建立游戲論壇,讓學生能夠就他們關心的問題在論壇中發帖進行交互。總之,我們應當盡可能的為學生者提供豐富有效的交互方式和途徑,來促進學生的學習。
參考文獻
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需要說明的是，圖1表示的是趨勢圖，任何一個設計實例都不可能在坐標中對應明確的位置，但是能夠與其他設計實例從性質上作出區分。同樣，圖1中的極點位置表示的是設計概念，而非具體的設計實例。縱軸左邊傾向較少的用戶解釋和意義發生。用戶對設備的選擇性和嘗試性體現為“容錯率”。用戶的嘗試行為是朝向“正確選擇”的漸進線。這一趨勢隨著向坐標上、左兩級發展而逐漸變小，它的極端交互形式是刺激/反應形式，即用戶不需要對設備進行任何解讀（如警報器）。設計沿著縱軸向下發展，有可能導致設計失誤。當設備極度的不透明性卻要求用戶獲得明確唯一的解釋時，就會造成用戶對設備的曲解或誤解。縱軸右側屬于交互設計“第三浪潮”領域。這一類設計關注用戶個人的情感、習慣、潛意識以及來自外部的情景、語境和不同文化/歷史因素所引起的對設備多樣化解釋。它沿著坐標的右、下兩級發展，逐漸趨近于藝術創作，該領域的設備/作品含義極度晦澀，并且不對用戶解釋作任何限制。縱軸右側向上發展會遭遇到一種特殊的交互情況，設備具有透明性的要求，但卻可能產生開放性的用戶解釋。這一極端情況反映出歧義交互設計的特征和傾向：在對用戶分析原則上不同于可用性設計以及諾曼的概念模型；在對設備的理解上不同于曲解、誤解，也不同于藝術表達。它的開放性用戶解釋不等于任意解釋，而是基于所獲得的明確設備信息提出具有個性化的解釋。它既要求用戶的解釋空間，也要求設計者的明確態度[1]。
2歧義交互中的矛盾性
歧義交互中極點的特殊性在于它盡可能保持設備信息的清晰和明確，同時盡可能允許用戶解釋的自主性。在這兩個軸向上還有多種人機交互的歧義意義性質。為了獲得對極點特征準確理解，需要不同類型歧義設計在“交互地圖”上的相對位置，以此對極點性質進行區分和界定。
2.1歧義交互類型與歧義交互極點菲比•森格斯等人[11]將鼓勵用戶多樣化解釋作為設計任務核心，指出在人機交互過程中設計歧義性的6個可能性：（1）設計能夠清晰地表明可用性，同時為用戶留出開放的解釋空間；（2）設計具有給定主題，能夠支撐圍繞該主題的解釋空間；（3）通過有意阻塞部分的設計表達，激發新的解釋；（4）設計能夠在交互過程中為解釋逐漸打開新的可能性；（5）通過壓低系統的權威性，設計能夠為用戶贏得解釋空間；（6）設計能夠挫敗任何具有貫通性的解釋。以上幾種交互可能性中，設備信息傳達的清晰性和用戶解釋開放性具有性質上的強弱區別。設備軸上，設計信息傳達的策略不同反映了設計上對設備權威的定位，分別對應不同級別的信息透明度。用戶軸上，用戶解釋空間的大小取決于用戶解釋對設備的針對性和依賴性程度。歧義交互6種設計信息/用戶解釋關系的性質對比見圖2。
2.2歧義交互的矛盾性特征在圖2中，（1）（6）兩種可能性發生在極點處，它們都具有高度的系統信息透明性，同時用戶解釋又與系統信息不同。兩者的區別在于設計策略：（1）試圖鼓勵用戶提出與設計不同的解釋；（2）批判用戶任何對系統依賴性的解釋。歧義交互極點上的鼓勵與批判共存，構成了用戶解釋矛盾性的3個特征：（1）對于設備任何角度的正面（任意性）解釋都必須被檢查；（2）對于設備任何角度的負面（排他性）解釋都是欠缺的；（3）正面評價與負面評價必須彼此相關。第一條特征表明，在矛盾點位置用戶的所有解釋必須與設備信息相關，用戶的回應、反饋、質疑是主動的，但必須以設備信息為主題；第二條特征表明，用戶難以獲得對設備信息的針對性解讀或精確理解，任何設備信息必須要附加額外（如用戶個人或系統外部）因素的理解。第三條特征表明，用戶在提出、選擇某一解釋的同時，必須考慮與此解釋不同的其他解釋。
2.3歧義矛盾性設計原則以上3點是對歧義設計矛盾性的概念性描述。在設計實踐中，結合已經提出的3類歧義設計策略[12]，矛盾性概念分別應用于設計的歧義表達、設備的歧義特征和用戶歧義性使用3個方面。（1）設計表達矛盾性。設計目標需要超越用戶的直接任務要求。通過甄別用戶主要任務/次要任務、表面需求/深層需求之間矛盾/統一性關系，在向用戶傳達清晰的“概念模型”同時，有意地將矛盾性信息重新拾回，作為用戶獲取設備信息的前提條件或必要條件（而非附加條件）。（2）設備矛盾性。使用語境設計上要找到與設備所必需提供功能產生悖反性的使用語境。使用功能設計上要求用戶在使用設備完成某一任務目標時，既要依賴設備所提供的功能，又要抑制該功能。（3）用戶矛盾性。矛盾性思想所要達到的是“批判性使用”效果，即用戶既需要設備，同時又不斷地對設備作用提出質疑，甚至需要以“反正常使用”的方式去使用設備。作為歧義設計的極性特征，反映矛盾性的設計實例非常少見，希望交互設計能夠更有意識地運用歧義矛盾性設計方法，而非一種設計的偶然行為。在具體設計實踐中，通過一個普適游戲原型設計，實際地對歧義矛盾性進行試驗性操作。
3歧義矛盾性在普適游戲設計中的應用
普適游戲的設計目標是通過系統化的模糊游戲時間、空間、社會關系以及規則限定，將游戲與日常生活無縫地融合在一起。在利用普適游戲理論構建設計原型時，使用了歧義矛盾性的設計方法。
3.1游戲設計系統隨機制定游戲地點，并自動分配游戲參與者構成游戲環境。游戲者的任務是在真實環境中分辨其他游戲參與者。系統（手機端的APP）提供客觀性的地理信息和主觀性的IM信息幫助游戲者完成這一任務。筆者繪制的游戲界面見圖3。游戲者分為兩組，每個游戲者需要分辨出敵對組的游戲參與者，結果由系統根據注冊信息進行配對判斷和評定。開始階段，每個游戲者有N分（N=敵對組人數），如果被敵對組游戲者識別扣除1分。識別錯誤，則在一定時間內不能再次識別。識別結果由系統統計得出，當分值為0時，該游戲者游戲失敗。
3.2設計分析同歧義矛盾性的設計要求一致，在系統交互的第一階段，設計力圖向用戶傳達最清晰明了的任務目標、設備“可用性”功能。在交互第二階段，用戶以與設備初始信息相悖反的方式去解釋和行動，這體現在以下幾個方面。（1）游戲空間矛盾性。游戲發生在物質、數字（如某個Wi-Fi熱點，或3G信號覆蓋區域）和敘事的三重環境下，構成了模糊的游戲活動范圍。一方面，真實環境中的事物（街道、建筑、樹木等）基于游戲語境被游戲者轉化為游戲場景的一部分。另一方面，網絡信號的覆蓋范圍和強弱設定了“實證性”的游戲邊界，游戲者只有通過實際嘗試才能意識到游戲邊界的大致范圍。（2）在游戲時間性上，游戲具有潛伏期和活躍期兩種狀態。游戲者對設備的依賴更多的是在潛伏期（從GPS和IM中獲得線索），在活躍期主要與現實交互，因此設備的功能性總是“未實現”狀態。（3）在游戲社會性上，游戲外部因素的干擾（未參與游戲的路人和行人）要求游戲者必須反思性地利用GPS信息。此外，IM消息同時隱含線索與圈套，因此也需要批判式地解讀。（4）在游戲規則上，一方面，玩家對游戲參與者的“確認”需要以“否定”規則之外的非游戲者為前提。另一方面，游戲者通過IM故意擾亂對手信息，不僅是對系統信息的反向操作，也可能導致隊友的誤判，最終影響自己獲得成功的幾率，因此也是游戲者對自己的悖反。
4結語
【關鍵詞】兒童防走失產品；形態；色彩；材質；人機交互
近幾年，兒童走失的話題越來越被熱議，據相關數據統計，中國每年的失蹤兒童有20萬人左右，但被找回來的大概只占到0.1%。基于此背景，本項目旨在設計一款新型兒童防走失產品。現在市場上兒童防走失產品也越來越盛行，形式不一，色彩鮮艷，比如BeLuvv Guardian智能防丟手環、Mommy I'm Here泰迪熊兒童防丟定位器等。雖然本設計方案將更側重于外觀設計，但在保證外觀的基礎上，在功能上也做了創新，使得其與現在的產品不一樣，更有利于為幫助兒童與家長進行防走失。
1.設計目標
設計出一款功能與樂趣共存、具有親子款特征的兒童防走失定位產品。無論使用者是兒童還是家長，都能被其外觀吸引，在使用的時候都能覺得其充滿趣味性；擁有親子款外觀的特征也能使其更加的獨一無二。
避免兒童走失，可借助科技手段。近十幾年來，兒童走失的社會問題越來越顯著，本項目該如何來解決或減少此問題的發生。兒童如何在自己走失時第一時間與家長取得聯系；家長如何在第一時間知道自己孩子的安全與否以及地理位置。
2.設計過程
本設計方案的外觀靈感來源于UFO的造型，如圖1所示。當物體被UFO發出的光芒照射到后就會被光束吸收進UFO內部，取其意義，當兒童走失時，就能通過UFO受到保護，找到回家的路。主體半圓的造型為可拆卸設計，方便跟換電池或拆卸，更重要的是滿足其一鍵求救的功能，體面相比同類產品更大，更方便孩子在慌亂中求救，也能為孩子提供多種表帶的配色，安全方面避免了棱角傷害到兒童稚嫩的肌膚。上方安置了兩支柔軟的天線，好像時刻都是有信號的，給孩子帶來信任感及安全感，可愛的外觀對于喜愛玩樂的孩子也更富親切感。
2.1形態設計
本項目將理念融于設計，又通過形態來傳遞理念，見圖2至圖4。整體形式保留了最為普遍的手環造型，但本設計方案著重設計了其表盤部分――特別之處是中間可顯示屏幕處，小小UFO造型，可翻蓋設計，最有趣的是兩根小小的天線，好像時時刻刻都與外界保持著聯系，也傳達了本項目的設計理念――“無論何時何地，當小主人有危險的時候，都能與家人保持聯系。”
2.2色彩設計
在為此模型配色的過程中，充分考慮到兒童的心理特征，對于色彩的喜好，以及顏色對于兒童的影響，照顧到心理的變化，情感的寄托等等。
對于兒童來說，更偏向于五顏六色、亮麗、純潔的色彩，象征著青春、活力、健康與純真。如圖5所示：在此配色中，有藍、綠、紫、黃四個顏色，這四個顏色都是很健康的顏色，互相又能很好的調和，使整體看上去很舒服。主色調為天藍色，是表帶的配色，代表著藍天大海的顏色，象征著干凈、純潔，是一個很能代表兒童內心世界的顏色，純凈無暇。另一方面，藍色是幽靜的，絕無暖色的躁動與喧嘩，凝望著藍色能感受到那種悠遠而深邃，宛如哲人超然的冥想[1]。而作為表盤的配色，選擇了綠色，綠色是使視覺最為舒適的顏色，這也是本設計方案選擇綠色作為最重要位置表盤顏色的原因。綠色象征著安全、健康，象征著萬物生長的顏色，也傳遞了本項目的一個心愿希望所有的兒童都健健康康快快樂樂的成長。而紫色與少量的黃色屬于裝飾性顏色，使其整體更和諧但不過于沉悶。整款產品的顏色，希望其具有耐看性，所以顏色上盡量搭配的和諧、舒適。
2.3材料與工藝設計
在設計中，材料及工藝和設計的關系是密切相關的，材料及工藝使產品的物質技術條件，是產品設計的基礎和前提。設計通過材料及工藝轉化為實體產品，材料及工藝通過設計實現其自身的價值[2]。
在此款兒童防走失產品的材料選擇上，整體外殼采用透明硅膠，其柔軟的的材質，可防止因撞擊而損壞。同時柔軟的材質，以其自身的特性影響著產品設計，滿足產品功能要求的同時，增加了產品與人之間的親近感，使產品與人的互動性更強[3]。而其表盤、屏幕顯示則使用ABS工程塑料。
2.4人機交互設計
在科技產品中，設計界面是非常重要的組成部分，在設計界面的應用當中，設計分析可以說是整個界面運用的核心[4]。在界面的體現上有各種形式。此設計加入LED燈用于區分產品在不同情況下的狀態。產品開機之后LED燈開始工作，使用者可以根據LED的顏色及亮度來判斷產品的工作狀態。LED燈亮起是工作狀態的標志，該設計不僅適用性強而且使產品更為活潑生動，為用戶在日常生活中的使用帶來了極大的方便。
3.小結
總結本設計方案，其外觀整體形式保留了最為普遍的手環造型，但特別之處在于可顯示屏幕處，小小UFO造型，可翻蓋設計，最有趣的是兩根小小的天線，好像時時刻刻都與外界保持著聯系，增強了產品帶給消費者的信任感，同時也代表了此款產品的設計理念――無論何時何地，當手環的主人處于危險的境遇時，都能與其家人保持聯系。雖然是一款兒童防走失產品，但本項目的設計追求是希望佩戴者無論在使用時或不使用時，都能充滿趣味性，具有裝飾性。其次是功能上，一鍵求救的設計又一次與本項目的設計目的相呼應，不需要繁瑣的操作，兒童無需學習就可以出于本能的使用，減少了較長的反應時間帶來的搜救不及時等弊端。解決了兒童如何在自己走失時第一時間與家長取得聯系；家長如何在第一時間知道自己孩子的安全與否以及地理位置。
本兒童防走失手環的設計方案從形態、色彩、材料與工藝、人機交互、兒童心理等多方面提出了創新性的設想，旨在設計出優秀的兒童防走失產品，幫助走失兒童重返親人身旁，同時培養兒童面對走失情況時沉著冷靜應對的心態以及自我安排時間等待被救援的能力。
參考文獻：
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[2]章翔.娛樂空間設計的材料與工藝探究[J].藝術科技，2013（2）：1.
【關鍵詞】老年群體 可穿戴設備 核心技術
經濟的發展帶動了科學技術的發展，現狀下許多智能產品設備融入人們的生活，成為人們生活難以取舍的一部分。與此同時，現代人們日常工作也離不開部分智能產品設備。在我國，人口老齡化的現象是非常顯著的[1]。為了使老年人生活質量得到有效改善，除了采取醫學方面的診療方法之外，還可以借助一些智能產品設備。其中，可穿戴設備的設計便引起了業內人士的廣泛重視。設計出適用于老年群體的可穿戴設備，能夠滿足老年人生理需求與心理需求，從而為生活質量的改善提供保障依據。鑒于此，本文對“適用于老年群體的可穿戴設備的設計”進行分析與探究具有較為深遠的意義。
1可穿戴設備分類及特點分析
以佩戴方式的不同，可以將可穿戴設備細分為四大類，即為：頭戴式設備、攜帶式設備、腕帶式設備以及身穿式設備。對于這四類可穿戴設備其設備及交互方式如下：
1.1頭戴式設備
對于頭戴式設備來說，現有的代表產品如Mebn頭環與谷歌眼鏡等。頭戴式設備的主要特點為：其一，能夠基于用戶自然視野當中將信息清晰地顯示出來。其二，可通過骨傳導以及耳機，將秘密聲音信號發送出去。其三，和用戶的視野以及頭部運動關系非常密切。
頭戴式設備交互方式諸多，主要表現為通過耳機或者骨傳導；能夠實現語音控制；具備肢體運動感應，例如陀螺儀等。除此之外，還具備身體信息感應，例如腦電波等[2]。
1.2攜帶式設備
攜帶式設備現有的代表產品包括跟屁蟲藍牙防丟設備、微蜜以及智能錢包等[3]。該類設備主要的特點包括：其一，存在很小的顯示屏，也有無顯示屏的設備。其二，不會在肢體上進行直接性佩戴。其三，能夠將其視為移動設備的外接裝置；其四，通常需要借助低功耗通信技術，同時融入手機App進行配合應用。
攜帶式設備交互方式主要包括：震動與指示燈；傳統模式下的物理輸入，例如觸摸板以及按鈕等；具備肢體運動感應與環境數據采取功能。
1.3腕帶式設備
例如三星Galaxy Gear便是具有代表性的腕帶式設備。該類設備主要的特點包括：其一，顯示屏很小，也有沒有顯示屏的設備；其二，能夠對血壓、脈搏等指標情況進行測量；其三，能夠將其視為傳統模式下的移動智能設備的輔助工具，例如快速設置以及接受通知等。
腕帶式設備主要的交互方式包括：震動與指示燈；微型顯示屏；基于傳統模式下的物理輸出功能，比如觸摸板以及按鈕等；能夠進行與環境相關數據的采集，例如環境檢測、海拔測量等。
1.4身穿式設備
身穿式設備如Nike+運動鞋與阿迪達斯超新星Bra等。該類設備主要的特點包括：其一，存在較小的顯示屏，也有些設備沒有顯示屏。其二，通常是直接在身體穿戴[4]。其三，和平常穿著融合。另外，身穿式設備的交互方式諸多，包括：微型顯示屏；基于身體發揮作用的壓力與觸覺反饋等，例如溫度的變化；血壓、心率以及體溫等身體信息感應。
2可穿戴設備的核心技術分析
結合上述分析，可知現有的可穿戴設備具備多方面的特點，主要概括起來便是實時性強、微型化以及具備身體信息感應等。與此同時，可穿戴設備還涵蓋了諸多核心技術，具體包括：
2.1智能交互技術
智能交互技術是可穿戴設備的核心技術之一。對于智能交互技術來說，需要兩大技術的充分融合，這兩大技術即為語音識別技術與腦機接口技術。在這兩大技術充分融合的情況下，可以使可穿戴設備的用戶體驗得到有效提升。智能交互技術主要指的是把佩戴者和設備之間的信息交流構成一個系統的整體技術。將此技術充分融入到現有的穿戴設備當中，可以使人機無縫對接模式得到有效實現。對于佩戴者來說，在不同的環境、不同的需求當中，所使用的交互方式也有所不同，充分利用智能交互技術，能夠使佩戴者對可穿戴設備的操作能力得到有效提升，從而體驗良好的交互感[5]受。現狀下，基于可穿戴設備的人機智能交互技術將操作操作簡單、交互方式自然等方向發展。
2.2芯片技術
在可穿戴設備當中，芯片技術是一項基礎性技術，主要對可穿戴設備起到支撐作用。芯片技術涵蓋了多種類別，最具代表性的有數字信號處理芯片與中央處理器芯片。現狀下，可穿戴設備的發展是會受到諸多因素的要想的，其中芯片的功能效率便是一大因素。由于可穿戴設備體積較小，并且需維持很長時間才能夠完成工作。所以，融合的芯片需要擁有較低的能耗，如果芯片采取繁雜的指令對數據進行收集并處理，則會大大提升能耗，從而使可穿戴設備的功能效率大大弱化。以英特爾芯片為例，該芯片在個人計算機時代所占的市場份額巨大，然而隨著移動設備的大力推進及應用，便到這該芯片在市場中的比重大大減弱。受到這方面的影響，英特爾在2014年了新產品Quark系統處理器，希望能夠挽回頹勢[6]。此產品能夠應用在可穿戴設備當中。基于整體層面分析，在芯片技術快速發展的條件下，為可穿戴設備的硬件平臺建設提供了保障依據，進而也為整個產業的穩健發展奠定了基礎。
2.3傳感器技術
在可穿戴設備當中，人體傳感器是一項非常重要的基礎元件。例如生物傳感器、環境傳感器以及慣性傳感器，均屬于人體傳感器的范疇。其中，生物傳感器所應用的領域涵蓋了醫療以及娛樂等，利用傳感器能夠為醫護人員提供保障，從而在對佩戴者身體情況檢測時提供便利。環境傳感器能夠使用戶充分了解當日天氣情況，掌握空氣當中的傳播物質，從而針對日常生活可能發生的狀況采取有針對性的處理措施。對于慣性傳感器來說，主要功能便是對方向進行辨識，與此同時還包括海拔的計算等。具備此項功能的可穿戴設備，如果被用戶使用，則能夠將用戶的活動數據詳細地記錄下來。基于整體層面分析，在可穿戴設備當中的人體傳感技術便是對人體附近的實時信息進行收集，進一步把這類信息往對應的系統中錄入，通過后臺分析比較之后，及時向用戶反饋。在未來發展過程中，傳感器技術將會更具發展前景，例如對大方面的數據采集進行覆蓋。
3老年群體相關內容分析
近年來，人民生活水平日益提高，與此同時人口老齡化問題也日趨嚴重。相關數據顯示，預計至2025年，我國老年人口數量將高達3億人[7]。這充分表明，人口老齡化是一個社會性問題，做好老年人各方面的服務工作顯得極為重要。其中，設計出符合老年人心理需求及生理需求的現代化產品設備便具有實質性的作用。
在年齡逐漸增加的情況下，老年人身體各方面機能均處于衰退階段，比如視力下降、觸覺能力下降以及對外界環境感受能力下降等。與此同時，老年人的抵抗力也會下降，在抵抗力下降的情況下，便可能會加大引發各類基礎疾病的幾率，從而威脅到老年人的身心健康。除此之外，在生理功能下降的基礎上，也會導致老年人心理上受到影響，特別是引發一些疾病的情況下，如糖尿病、高血壓以及精神疾病等，從而使老年人患者伴有焦慮、抑郁、緊張以及恐懼等不良心理。這些不良心理如果不能得到有效消除，將會為預后恢復造成極大的麻煩。總而言之，根據老年人在生理上與心理上受到的影響，除了采取醫學上的相關護理方法之外，還需要設計適用于老年群體的可穿戴設備，以此使老年人的生理需求與心理需求得到有效滿足，進一步為老年人生活質量的改善提供保障依據。
4適用于老年群體的可穿戴設備的設計探究
4.1可穿戴設備整體分析
上述分析中，提到了多種可穿戴設備，包括頭戴式設備、攜帶式設備、腕帶式設備以及身穿式設備。并且，這些可穿戴設備具有自身的特點與交互方式。要想設計出適用于老年群體的可穿戴設備，首先便需要對可穿戴設備進行整體分析。首先，需要對可穿戴設備的概念進行了解，即能夠穿在身上或者佩戴在衣服上的產品設備便是可穿戴設備。具有代表性的有三星智能手表、谷歌智能眼鏡等。由于前面我們詳細對四大類可穿戴設備的特點及交互方式進行了分析，這里就不再敘述。下面筆者重點對可穿戴設備的主要優勢進行分析：以隨身攜帶的可穿戴設備為例，最顯示的優勢便是便攜性高，體積小，功能簡單，易被老年人接受。與此同時，從整體層面分析，可穿戴設備擁有極高的靈敏度，許多運動監護類的可穿戴設備均能夠精準地對用戶的身體數據進行記錄[8]。由于可穿戴設備具備多方面的優勢，因此非常適合在老年群體中使用。但是，在可穿戴設備設計過程中，還需要結合老年群體的實際情況，以此使設計出來的可穿戴設備能夠充分滿足老年群體的生理需求與心理需求。
4.2適合老年群體使用的可穿戴設備相關設計分析
之所以要針對老年群體設計可穿戴設備，是因為老年群體是一個較為特殊的群體，在可穿戴設備的設計過程中，需要實現安全方便、高效智能的特點，這樣才能夠為老年群體的日常生活提供幫助。總之，適用于老年群體的可穿戴設備的設計需多方面進行考慮，具體表現如下：
（1）功能方面。需要針對老年人提供精準的測量監護數據，包括老年人的血壓、心跳、血脂以及血糖等身體數據。
（2）外觀方面。年輕人追求時尚，而老年人對產品外觀色彩及造型方面普遍較保守。因此，在產品外觀方面，不適合采取復雜、色彩鮮艷等顏色，需要根據老年人審美，選擇日常生活較為普遍的造型與顏色。與此同時，在產品外觀方面，還需要結合老年人心理需求。
（3）適用性方面。由于老年人各方面身體機能衰退，大部分老年人存在老花眼癥狀，若設備體積小，顯示屏幕就更小，這樣便不利于老年用戶識別字體。因此，在設計過程中，需要增加語音提示功能，從而解決由于體積小而導致老年用戶不能很好識別字體的缺陷。
（4）佩戴位置方面。對于老年用戶來說，通常記憶力比較差，在佩戴位置的選擇上，需要避免老年用戶遺忘佩戴，佩戴位置最好選擇在老年用戶習慣性位置上。
（5）操作方面。對于老年用戶來說，通常表現為四肢協調性不夠良好，因此需要優化可穿戴設備的操作，在設計過程中，盡量設計出操作簡單的可穿戴設備，最好能夠一步操作完成，從而使老年人不用花時間去記住設備的功能等。
5結語
通過本課題的探究，認識到現代可穿戴設備具有多樣化的特點，包括了頭戴式設備、攜帶式設備、腕帶式設備以及身穿式設備。并且，不同的可穿戴設備有著不同的特點及交互方式。隨著我國人口老齡化現象越來越嚴重，針對老年人設計出相適應的可穿戴設備便顯得極為重要。在設計過程中，需從多方面進行考慮，包括功能、外觀、適用性、佩戴位置以及操作等方面，對這些方面綜合考慮的基礎上，才能夠設計出適用于老年群體的可穿戴設備，從而使老年用戶的心理需求與生理需求得到有效滿足，進一步為可穿戴設備的普及與發展奠定堅實的基礎。
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基金項目：
1.天津市大學生創新創業項目，項目名稱：基于4G網絡的新型自動售貨機研發，項目編號：201410792014。
關鍵詞：鐵路選線；BIM技術；GIS技術；課程設計；教學改革
一、引言
隨著“一帶一路”倡議的推進，帶動了新一輪對鐵道工程專業人才的迫切需求，也推動了中國新時期高速鐵路設計施工領域人才的需求變革。當前，工程實踐應用能力及綜合素質的提升是工程本科專業人才的主要目標，而畢業設計是其中重要的環節之一。鐵路線路設計融合選線、測量、軌道、路基、地質等專業課程知識，集總體決策性、實踐性和知識性為一體，是不可多得的綜合運用鐵道工程專業理論和專業知識的畢業設計案例。目前，傳統的鐵路選線課程設計已經難以適應高速鐵路與城市軌道交通發展對鐵道工程專業人才培養的技術需要，將智能新技術等作為支撐，深入推進工程理論及實踐教學模式改革是未來發展的必然趨勢。本文就目前高校鐵路選線課程設計存在的問題，結合課程設計特點，積極探索實用創新性方法，構建互動、平等教學平臺，培養學生獨立思考、質疑思辨、求實創新能力，全面提升課程設計質量，推進方法改革。
二、鐵路選線課程設計的現狀
鐵路選線課程設計是運用基礎理論及專業知識的綜合訓練，熟悉選線設計理論，多次進行實地定線或紙上定線實踐是掌握鐵路選線課程的重要方法。然而，多數傳統的課程設計過程難以達到培養效果，主要表現在以下兩個方面。
1.課程設計選題與工程實際聯系不緊密。鐵路選線課程設計內容涉及鐵路能力計算和鐵路設計及方案技術經濟比選三部分。畢業課程設計選題需合理考慮以上三部分因素，結合可靠的工程背景、工程資料及課程培養目標，綜合訓練學生分析與解決實際工程能力。然而，目前國內大多數高校缺乏系統性的工程數據支撐，涉及實際工程問題較少，缺乏工程真實感，更多的停留于理論計算，而忽視應用性，偏離工程實踐能力導向。
2.深入現場踏勘實訓困難，質量難以保證。鐵路選線設計深入現場實地踏勘，通過學生在現場的觀察、思考學習和專業技術人員及教師的指導，能夠強化理論與實踐關系的認知。但現實操作過程中，由于實地考察的場址選擇需綜合考慮學生的安全、吃住行等因素，實地培訓的順利開展困難重重。同時，現場指導過程中教師及技術人員講解難以保證面面俱到，且大多數學生被動的“走馬觀花”式學習難以保證學習質量。甚至，許多高校出于安全因素取消現場實習機會。總體而言，目前高校鐵路選線課程設計在理論與實踐的整合方面缺乏有效的方法，使得學生專業能力、方法能力及創新能力未得到有效訓練。
三、基于BIM及GIS技術的鐵路選線課程設計改革研究
建筑信息化模型（BuildingInformationModel，BIM）是一個四維管理系統，即三維實體的全生命周期管理系統。工程技術人員根據工程資料建立相應數字模型，共同發現問題，解決問題，實現工程的全生命周期管理，包括可視化、造價分析、碰撞檢測、結構計算和運營維護等。地理信息系統（GeographicInformationSystem，GIS）為獲取、處理、管理和分析地理空間數據的平臺，提供了研究一切地理實體要素的手段和方案。隨著土木信息智能化建設的發展，BIM及GIS技術也逐漸應用于線路、路基、高架橋等鐵路工程設計當中，不僅提供了高品質項目設計成型方案，更為業主提供了更為直觀的交付體驗。本文基于國內外BIM技術的研究現狀及應用，將鐵路選線課程設計與BIM優勢進行整合研究，具體實施方法如下。
1.建立工程數據庫及與GIS的有效融合。BIM技術的核心是面向對象的數字建模技術，為實現鐵路選線設計，前期則需確定工程所在的地理位置，隨后基于選線設計理論規劃線路并進行空間擺放。為此，需首先基于參數化控制進行三維元庫的建立。利用三維建模軟件，導入相應元件三維數據信息，初步構建后期線路設計中必須的軌道、橋隧等三維模型，建立工程數據庫。其次，鐵路是一種線狀結構，地理空間跨度大線路所在區域變化多樣，不僅包含城鎮鄉村，仍可能穿越河流及山區丘陵等路段。實地定線往往由于實際條件限制難以達成，紙上定線往往不夠直觀。GIS能夠直觀描述區域內線路設計地形地貌，確定線路起訖點工程水文地質概況，并通過三維形式展現出來。有效融合BIM及GIS可滿足不同對象尺度之間的相互協調，合理地做到局部控制設計的精度又兼顧全局協調的一致性，便于教師課程設計指導及學生快速消化理解。
2.虛擬環境下鐵路選線設計。虛擬環境選線設計主要包含鐵路定線、平縱斷面設計兩個階段。首先學生可通過GIS技術，直觀的確定線路走向控制點及接軌點布置；同時，通過GIS可較為直觀的獲取城鄉整體布局，考慮拆遷工程并滿足客貨運輸要求，進而合理布置車站位置；最后結合BIM技術設計線路平縱斷面，并融合GIS數據信息，結合緊坡地段和緩坡地段定線方法對線路平縱斷面進行改善，聯動交互設計達到合理閾值，提升學生對選線設計的認知和理解。此外，鐵路線路通常分布大量的橋梁、涵洞及隧道建筑物。線路與建筑物之間是相互依存的整體與局部關系，特大橋及長隧道往往影響線路的局部走向，而橋涵、隧道數量設置的多少往往決定線路的安全及經濟合理性，必須在選線設計中體現。傳統的CAD設計存在圖紙協同設計較差、精細化程度較低等問題，采用BIM技術開展橋隧設計可顯著彌補二維設計的缺陷，通過建立三維模型，結合GIS技術可對橋涵、隧道局部位置進行調整，提升工作效率，快速優化建筑物定線設計方法。
3.方案技術經濟比選。鐵路設計的總體目標，是以較低的投資實現所要求的運輸能力，同時創造良好的運營條件降低運營費用。通常實際工程中，在滿足“技術可行、經濟合理、環境融合”條件下，需給出多種方案進行比選。結合BIM及GIS技術可快速直觀地進行方案比選，比如線路途經的經濟據點、填挖方工程及橋隧數量等。學生可通過該技術直觀感受鐵路選線方案的動態優化過程，并高效地提出具有比較價值的方案，積累初期的工程經濟投資計算比選經驗。
4.課程設計考核及綜合效果評價。通過以上鐵路選線課程設計訓練，學生可基本完成并掌握整個鐵路選線設計的過程。進一步，可依托智能技術平臺，組織學生小組對提出的選線設計方案進行整體互相評價。學生通過可視化的3D模型學習、對比訓練并解決工程具體問題，實時感受線路設計過程及成果，極大地促進學生之間相互交流學習的主觀能動性。值得說明的是，以上分析均是以基于設計主導模式進行的，實際選線設計中仍可通過BIM技術在設計同時直觀立體地展現施工過程，控制施工進度及施工運營成本，減少設計變更，同時確保施工質量等。學生在開放的BIM平臺環境中能夠得到更為全面的鍛煉發展，實現綜合素質能力的提高。
