时间：2022-09-15 12:04:29
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇交互设计分析，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：手持移动设备；交互设计；隐喻；特征；评价方法
中图分类号：H 05；J524 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2015）24-0287-01
一、手持移动设备界面交互设计隐喻的认知
对隐喻的理论研究表明，它作为认知心理学领域中人类认识世界的思维工具和认知现象越来越重要，已经应用到人们生活和工作的各个领域，在产品设计、人机界面设计和信息设计中也不同程度地拓展了对隐喻的研究。
二、手持移动设备交互界面隐喻的设计方法
1.隐喻的认知基础。隐喻的认知基础分别从相似性和多义性两方面来分析。相似性是隐喻认知的基本特征，多义性是隐喻认知的基本条件。
2.手持移动设备界面隐喻的认知过程。根据对手持移动设备界面隐喻认知的理解，可以把手持移动设备界面隐喻的认知分为三个过程：视觉识别阶段、隐喻识别阶段和隐喻推理阶段。
3.隐喻认知模型的建立。用户认知新事物的基础就是通过隐喻来完成。因此通过用户认知新事物的特点，可以建立隐喻的认知模型。隐喻认知模型不仅是一种思维的方式，同时它的建立帮助交互设计师快速而系统的完成对交互原型的设计。在隐喻认知模型中，从对事物A、B、C到新事物的认知过程中利用了本体和喻体关联性的隐喻方式，这种关联性的重点就是相似性和多异性。因此将隐喻认知模型引入到手持移动设备界面的交互设计中，能够完善其在用户体验上的缺憾。
4.隐喻的交互模型建立。在设计师的特征系统中，设计师通过认知经验找到与目标产品特征一致的特征载体，并与用户特征系统征载体进行比较，寻找在隐喻认知事物中具有共同特征载体，将共同特征载体与目标产品建立隐喻联系。在这种隐喻联系中用户和设计师所共有的特征载体中的共同特征，是对目标产品进行隐喻描述的关键。因此建立用户和设计师对目标产品的隐喻交互模型，是进行用户交互设计的隐喻切入点。
三、隐喻在手持移动设备界面交互设计中的应用分类
1.手持移动设备界面交互设计中的静态隐喻。在手持移动设备界面交互设计中，静态隐喻是交互界面本身所呈现的隐喻，用户不需要动作的参与。它包含三方面的隐喻：视觉隐喻、结构隐喻以及语言符号隐喻。
2.手持移动设备界面交互设计中的动态隐喻。多媒体用户界面、多通道用户界面和虚拟现实用户界面的发展使动态隐喻在手持移动设备界面交互设计中应用的越来越广泛，特别是虚拟现实技术的发展，使用户体验从最初的视觉扩展到听觉、嗅觉和触觉。使用户在使用产品时越来越自由，沉浸性也越来越强，极大的提高了用户接受信息的效率，降低了使用难度。
四、隐喻在手持移动设备界面交互设计实例分析
Weather HD是专为苹果iphone和iPad打造的一款天气预报软件，清新逼真的画面是该界面的特点。以Weather HD为例，介绍隐喻设计在整个界面交互设计中的应用。Weather HD是专为苹果iphone和iPad打造的一款天气预报软件，清新逼真的画面是该界面的特点。以Weather HD为例，介绍隐喻设计在整个界面交互设计中的应用。
图1是Weather HD手机应用软件的图标。设计师针对天气这一概念，将其概念特征提取出来，将天气的特征映射到天空状态的喻体上。图2是应用软件操作界面，绚丽的动态天气效果充分的表现了天气这一概念主题，并给予用户身临其境的用户体验。界面中的隐喻完全由天气而变，内容包括最高温度、最低温度、湿度和风力。并在界面中加入动画和动态隐喻（滑动界面下方的滑块可切换未来时段的气象）。因此，隐喻的设计对设计师设计交互界面风格和界面元素起到了指导性的作用。
五、手持移动设备界面隐喻设计的评判标准
人们在现实生活中会受到各种因素的影响，在处理信息和认知界面方面的负担也是很重的。静态隐喻和动态隐喻是帮助人们建立起连接界面之间的纽带，设计师仅通过隐喻设计把界面联系起来是远远不够的，设计师还需要对它进行检测。检测以这种方式建立起来的联系是否符合现实世界的逻辑，是否有利于用户的认知主要从：符合现实逻辑的界面空间、有来有回的设计和响应用户的直觉手势来评判。
参老文献：
引言
在科学技术的不断发展中，人们愈发追求生活的便利化、精细化，积极运用信息技术优化工作，提升工作效率。在美术设计方面，人们也开始运用计算机技术，并开发设计了美术设计作品优化软件，通过图片组合、美化等功能，使美术设计作品的艺术感更加凸显，营造出具有超现实效果的特殊美感，有效弥补了设计师运用传统设计手段无法充分体现自身设计理念的缺憾。
1可优化美术设计作品的软件应用价值
计算机技术在美术设计中的应用，可以说是一项重大突破。这一技术使美术设计作品能够达到传统手工设计中无法比拟的效果，并提升了美术设计工作的效率及质量，实现了作品的批量制作。同时，可优化美术设计及作品的软件在应用中，给设计人员带来了更多的灵感，丰富的软件功能，使设计人员可以运用多种设计手法进行作品的尝试设计，并选择最佳的方案，对不满意作品进行改动、删除，操作十分便捷。例如在美术设计作品优化过程中，设计人员能够运用软件的上色功能，尝试使用不同的色彩，或是运用图片拼接功能，尝试不同的组合，以达到最满意的效果。在这一过程中，不仅作品质量得以优化，同时设计过程也实现了简化，大大提升了设计效率。另外，设计人员也可以通过与传统设计完全不同的四维空间设计手法，获取更强大的视觉效果，给人以与众不同的视觉享受。由此可见，可优化美术设计作品的软件应用，不仅能够提升美术设计作品设计效果、充分表达设计人员设计理念，同时也能够为设计人员减轻大量的工作负担，大大提升设计效率。
2可优化美术设计作品的主流软件设计分析
2.1软件基本功能架构设计分析当前很多可优化美术设计作品主流软件，在基本功能架构的设计上，都遵循了“以人为本”的理念，注重强调以用户为中心，针对不同的用户群，对其主要功能架构进行明确。当前运用可优化美术设计作品软件的用户群体，主要包括专业设计师及一些非专业公众。AdobePhotoshop、彩影等，在基本功能架构设计中，都是针对专业设计师需求进行设计的，其中包括了丰富的设计素材、三维建模与渲染技术等，能够满足专业设计师的多方面需求。2.2软件交互设计分析目前大部分可优化美术设计作品主流软件，都具备良好的软件交互设计。首先，在视图缩放方面。设计师由于设计需要，经常要对所处理的美术设计作品进行缩放，但是点击操作手法十分不便，于是，一些软件在缩放设计中，结合了设计人员鼠标滚轮应用率较高的情况，分析其操作习惯，最终设计了运用鼠标滚轮对图片进行缩放的功能，使设计人员的操作更加便捷。其次，在窗体切换效果方面。设计人员在进行美术设计作品优化前，往往需要对图片进行基础效果设置，一些软件便针对设计人员需求，利用弹出窗体的方式，为设计人员提供一些设计参数，使其能够在设计过程中，随时看到美术设计作品的设计效果，从而选择效果最佳的方案。
3可优化美术设计作品的软件应用
3.1Photoshop软件在美术设计作品优化中的应用以某包装美术设计作品为例。设计人员首先绘制了包装美术设计手绘版本，依次绘制手绘展开图，但是随后发现，美术设计作品的效果与绘制效率都相对较低，因而，设计人员决定运用Photoshop软件进行美术设计。在设计作品优化中，软件能够为设计人员提供标准的色彩，从而有效解决手绘作品中色差的问题，使作品更加严谨、规范。同时，设计人员可以利用软件功能，对美术设计作品图像进行复制、旋转、祛斑等，实现良好的后期处理。且能够运用图形合成，突出美术设计作品的创意，一些特殊功能还能赋予美术设计作品不一样的视觉感受，例如浮雕、素描等。另外，在色彩的调配上，设计人员也可以对整个美术设计作品色调的明暗等进行调节，为其营造出不同的画面感。3.23DSMAX软件在美术设计作品优化中的应用3DSMAX软件是当前备受青睐的一种三维动画制作软件，其三维效果可以说是世界顶尖，很多设计人员在美术设计作品优化中，都选择运用这一软件。该软件在功能设计上设置了具备材质、环境及灯光特效、动画等的编辑器，设计人员能够运用这些编辑器，实现对美术设计作品色彩、材质等的编辑，获得更加逼真的三维效果。同时，这一软件能够根据设计人员要求，对舞台、布景等进行随意调整，并提供了大量的基本素材、多元组合运算方式等。3.3CoreldrawAutoCAD软件在美术设计作品优化中的应用这一软件主要应用在二维美术设计作品的优化中。设计人员在基础图像制作使，会在原有基本图案的基础上，通过在二维空间内实现对其的重新整合，获得与原本作品完全不同的视觉效果。CoreldrawAutoCAD软件中的矢量绘图功能，能够帮助设计人员将基础图案进行变形、调色，例如压力笔、喷灌工具等，并利用反转、复制等功能，实现对基础图像的自由组合，从而获得符合其设计理念的美术设计作品。
4结论
【关键词】教育游戏;探究式教育游戏;学习交互;学习交互设计
【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)05―0045―05
引言
美国娱乐商会(EMA)2007年报告“美国境内游戏销售额已经超越了DVD影碟,游戏业取代好莱坞成为娱乐产业领头羊的趋势越发明显”[1];美国财经杂志《巴伦周刊》2009.9.1(网络版)原引暴雪(Activision)之言:“预计视频游戏产业将击败电影和电视产业,并有望在5年内实现”[2]。尽管其缘由复杂,但不可否认的是,游戏有别于电影、电视及其它艺术媒体的交互性特点(Crawford,1982),能够使游戏玩家参与并控制着游戏情境及进程,使游戏受众不断增加,并使游戏收入超过电影、电视产业的主要因素之一。然而,与近年商业游戏之成功形成鲜明对照的教育游戏经营惨淡,尽管成因亦较复杂,但教育游戏的交互性缺位因素,应该是不容忽视的问题。
尽管商业游戏与教育游戏同属于游戏的形式,尽管商业游戏中的交互极为丰富,然而,其目标与教育游戏存在差异甚至时而相左,特别是当基于某种教学模式而设计的教育游戏(如探究式教育游戏),由于教学目标之要求、教学内容之承载后,所设计的教学游戏任务、教学活动及贯穿于一个主线任务或者支线任务之间的关系,与商业游戏的故事情节之贯通性方面还存在不小的差距。要完全生套商业游戏的交互,显然难达目的,而且也难以实现教学内容承载及突现知识之间的相互关系。对于以探究活动为主的探究式教育游戏来说,分析其中存在的学习交互方式、类型,怎样设计这些学习交互,才能更好地促进探究式活动的开展和游戏进程的深入就显得尤为重要。
一 教育游戏的交互及其设计
交互,意味着某种共同的或者相互的行为,在这一行为中,人或者事物互相影响了对方[3]。在计算机及网络中,交互可看作为实现特定的目的,按照事先规定好的信息的交换系列或交换模式,进行双向的信息交流。而教育游戏的交互也就是学习者在教育游戏中,为达到游戏性或教育性的目的,与教育游戏系统中各个因素之间的相互作用和影响。
由于教育游戏具有游戏性和教育性双重特性,因此,其中应至少存在两方面的交互,一方面是维持其游戏性的交互,也就是保证游戏的可玩性,增加游戏趣味性等方面的交互,如常见游戏中的杀怪升级,玩家扮演角色之间的技能竞技等;另一方面是提高其教育性的交互,也就是游戏元素、游戏情节甚至情境等所承载的促进学习者对知识意义建构的学习交互。当然,二者并非是泾渭分明的,经常是统一于同一交互过程中,如游戏中的合作,既让玩家感受到与人交往的乐趣,又实现了他们之间经验的交流。
教育游戏的交互设计,就是对教育游戏系统中与学习者相关的行为方式的定义和设计,既要包括游戏中基本功能的交互,又需考虑其中的特征交互。而具体到教育游戏的学习交互设计中,就是通过对学习者在教育游戏学习活动中学习交互行为的分析、规划,进而在游戏设计时进行实现,来更好地促进学生的学习。由于游戏的类型不同,其交互的形式、种类也有别,更为重要的是交互设计的侧重点也会有所不同,如动作技能类游戏,更多关注的是游戏者的动作操作交互的设计,而对于策略类,探险类,更多关注的是游戏者与游戏情节、内容之间的交互设计。而在教育游戏的设计时,对于游戏性方面的交互,商业游戏中有很多的经验可以借鉴,但其中的学习交互却很少涉及,这就需要我们做进一步的研究。
二 探究式教育游戏的学习交互分析
对于信息技术环境下的学习交互,我国学者陈丽提出了网络学习中教学交互层次塔:认为在信息技术支持下,学习过程主要由三个层次的教学交互完成:(1)学生与媒体界面的操作交互;(2)学生与教学要素的信息交互;(3)学生的原有概念和新概念之间的交互。其中,信息交互主要包括:学生与学习资源的交互、学生与教师的交互,以及学生与学生的交互[4]。而概念交互可看作学习者通过信息交互,新旧概念之间产生矛盾,进而发生对新知识的同化或顺应,最终实现知识的自我建构。由于教育游戏同网络学习一样,学习者都是基于一定的信息技术平台,与同伴、教师、学习内容等学习要素交互,来进行学习活动,两者外在的学习活动过程相似,只是内在的学习活动形式有所不同,甚至有的教育游戏还可看作一种新的网络学习方式,因此将教学交互层次塔理论移植到探究式教育游戏的交互设计中是可行也是具有一定的指导意义的。
为此,笔者认为基于探究式教育游戏的学习活动中,存在的学习交互可由图1表示,主要包括学习者与游戏平台(主要是指计算机)的操作交互,与游戏内容、指导者和同伴的信息交互,以及学习者自己头脑中的概念交互三个部分。其中,由于概念交互发生在学习者的头脑中,无法直接对其观察,因此是隐性的学习交互,而操作交互和信息交互为显性的学习交互。学习者操作计算机,如鼠标、键盘等,参与到探究式教育游戏中;在游戏过程中,学习者投入到探究式游戏情境中,接受游戏任务,进行自主探究,与游戏内容进行信息交互,在此过程中,学习者还要与指导者和同伴之间进行交流协作,如通过与NPC角色对话获得线索和信息,与教师或同伴交流获得帮助指导,实现经验共享等,而且与他们的交互不只存在于游戏内,游戏外同样可能发生;最后学习者通过操作交互和信息交互反馈的信息,进行自我评价和反思,从而产生新旧知识之间的的概念交互,根据反思的结果进一步操作游戏,最后完成探究任务,形成对知识的意义建构。
三 探究式教育游戏中的学习交互设计分析
依据以上对探究式教育游戏的学习交互的分析,我们认为至少要用以下学习交互设计的策略(如表1)来指导探究式教育游戏的交互设计。
其中,学习者与游戏界面的操作交互是其它交互的基础,在操作交互设计时,应当减少因操作设计不当而引起学习者在操作控制上的外部认知负荷,并增加其对游戏的控制感,从而保留更多精力用于对游戏的探索活动中。
对于信息和概念交互,由于概念交互是发生在学习者头脑中的,属于隐形交互,无法直接对其进行设计,但它与信息交互并不是互不相关的,概念交互发生在信息交互的过程中,是同一学习过程中同时发生的两个层面的交互,因此我们可以通过游戏中显性的信息交互来促进概念交互的发生。我们知道概念交互的过程也就是意义建构的过程,而高水平的意义建构主要受三个条件的制约:学习材料的可理解性,学习者的先前知识水平,以及学习者的建构性加工活动[5]。学习材料的可理解性就是所学内容要具有逻辑意义,要符合客观实际的正确认识,一般课程的学习目标都是经过精心编排的,是人类认识成果的总结和概括,因此按照学习目标来设计游戏的学习内容就保证其可理解性;学习者的先前知识水平也就是学习者原有的认知结构,学习者正是在原有认知结构基础对新的知识进行同化或顺应,在游戏设计时就要依据学习者原有的知识水平进行任务和问题的设计;而学习者的建构性加工活动表现在探究式教育游戏中就是学习者在游戏环境内的探究式游戏活动,学习者正是在与游戏的互动探究过程中来建构知识的,因此游戏的信息交互设计应有效的支持学习者的探究式学习活动,从而促进学习者完成对知识的建构性加工活动。下面对探究式教育游戏中具体的操作交互和信息交互设计进行一些阐述。
四 探究式教育游戏中的操作交互设计
操作交互就是学习者操作输入设备(如键盘或鼠标)与教育游戏界面进行互动。虽然有难度的操作可能会增加游戏的可玩性,但优秀的游戏操作设计绝对不会把问题留在操作控制方面――不要让玩家摸索如何去操作游戏,而是让他们去探索游戏世界[6]。对于以促进学生学习为目的的教育游戏来说,在不影响学习者信息交互行为的基础上,操作交互应当越自然越容易操作越好,使得学习者不会浪费更多精力在对游戏的操作上,进而影响到学习认知行为。
当玩家不会因对游戏控制操作问题而干扰其游戏体验时,实际上是由于他已经熟悉和适应某种控制操作模式了,这种适应可能是在玩几个操作控制方式相似的游戏的过程中建立的,这意味着这些游戏建立了一种事实上的标准模式[7],因此,在设计操作交互时应了解同类游戏是否已经有类似的标准模式,如果有的话,应尽量遵守。如在游戏角色控制方面,用鼠标控制角色的行动或者用键盘的方向键控制游戏角色的上下左右,鼠标控制游戏角色的视角等,而在游戏界面交互设计方面,界面的上下边界排列分布游戏的信息和功能按钮,中间留大的游戏空间让学生投入其中进行探索。另外,游戏操作设计时可以提供给玩家更多的选择性,让玩家根据自己的喜好进行设置,同时又增加玩家对游戏的控制感,例如让玩家自定义游戏行为的快捷键。
五 探究式教育游戏中的信息交互设计
信息交互是探究式教育游戏学习交互的重点,可以说它的好坏是直接关系到概念交互,也就是游戏化学习能否产生的关键。学习者正是在各种信息交互过程中,在自己原有观念基础上,对各种信息加工处理,不断调整自己原有认知结构,来获得新的知识。如前所述,它主要由学习者与游戏内容、指导者和同伴的交互构成。
1 学习者与游戏内容的交互设计
学习者与游戏内容的交互主要表现在学习者参与游戏活动的过程中,如完成游戏中的探究任务。在探究式教育游戏中,学习者与游戏内容交互的过程是学习者进行游戏化探究式学习活动的过程,也是学习者建构性加工的过程。一般来说,探究式学习活动通常包括:创设情境、启发思考、自主探究、协作交流、总结提高五个环节[8]。在探究式教育游戏中,我们可以通过不同的学习交互设计来对各个环节进行支持,来实现学习者与游戏化学习内容的信息交互,进而促进学习者概念交互发生。如表2所示:可通过设计游戏情境来为学习交互创设探究的环境,任务和冲突的设置来启发学习者的思考,预设角色、道具、实体对象等游戏元素来引导学习者进行自主探究,交流功能和合作机制的实现来支持交流与协作,任务反馈机制的设计来促进学生反思,进而得到提高。下面逐一阐述各个环节的交互设计。
(1) 游戏情境的创设
建构主义学习观认为情境对于学习有着重要的作用,脱离情境的学习将会产生“惰性”的知识。情境的创设也正是教育游戏的优势之处,它可以为学习者创造一个很好的虚拟学习实践场。由于游戏的情境是学习者与游戏化学习内容交互的一个主要影响因素,也会影响学习者隐互产生的动机,因此游戏情境的创设对于探究式教育游戏学习交互的设计来说是必不可少的。
认知心理学研究表明,学习情境与日后运用所学知识的实际情境应尽量相类似,这样将有助于学习的迁移。因此在教育游戏情境创设中,要力求接近和模拟现实生活。使学习者在类真实的问题情境中进行学习。如:香港中文大学开发的《农场狂想曲》是给学习者创设了一个虚拟农场,学习者来充当农场主,通过对农场的经营和管理,来综合学习地理、农业、环境、经济、政府、社会等学科知识,并培养解决问题、协作学习、资讯科技等相关能力[9]。当然,情境中也应包含一些虚幻的成分,动人的游戏场景,来迎合学习者的想象力,吸引其沉浸其中。如美国印第安纳大学开发的《Quest Atlantis》(以下简称QA)是创设了三维多用户的虚拟的亚特兰蒂斯世界,玩家通过操作扮演的角色在虚拟的世界中进行探索,来调查亚特兰蒂斯堕落的原因,给亚特兰蒂斯委员会提出建议。
(2) 游戏任务和冲突的设置
思考是意义建构的关键,是学习者试图将当前面临的问题与已有的经验建立起非任意的和实质性的联系的过程。其中,问题可看作通常游戏中的任务或冲突,是对学习者的认知挑战,同时也激发了学习者的学习动机。
设计者可根据学习目标,以及学习者现有的认知水平来进行任务设计,任务不一定是学习问题的直接表述,但其中要内含问题,这些问题必须能引出所学内容相关的概念原理,最好是非良构的、开放的、真实的,能够与学习者的原有经验产生共鸣,而解决这些问题是完成任务的前提。学习者在完成任务的过程中发现其中真正需要解决的问题,并在解决的过程中建构知识。在QA中,教师可以根据自己的教学需要,结合当地的实际情况,在游戏世界中设计探索的任务,让学生思考如何来解决任务,如Anytown游戏单元中,学习重点是提高阅读和写作,以及科学学习。学生的角色是一个小镇当地报纸的调查记者。这个小镇正面临着经济的和犯罪的考验,萎靡的观光事业,停业的生意,乱涂乱写以及纵火罪。[10]学习者需要经过细心的调查思考,来解决一系列谜题,并将调查结果以书面形式报告给亚特兰蒂斯委员会,从而提高写作水平。而《农夫狂想曲》则是让学生运用农业、环境、经济等方面的知识,来思考如何经营农场来获得理想的收益。
问题还可以由学习者来设立,根据他们在游戏问题情境中产生的认知冲突,来设立他们感兴趣的问题,从而提高他们的参与感和控制感以及发现问题的能力。当然学习者设计的问题并非随意设立,需要经过教师的审核,看所提的问题是否有学习的意义,对当前所学知识是否有帮助。
(3) 自主探究的支持
探究式教育游戏中的自主探究是围绕先前的游戏任务,也就是与学习内容相关的问题进行自我探索。学习者通过与NPC角色、道具、实物对象等进行交互来搜集与问题有关的信息,并主动对信息进行分析、加工、评价基础上形成对当前所学知识的认识和理解,形成自己对所学知识的自主建构。
设计者通过对游戏任务以及预想的探究过程的分析,得出需要在游戏环境中设立的NPC角色、道具、实物对象等游戏元素,来帮助和引导学习者进行自主探究。如在游戏中设立一些NPC角色,使得玩家通过与其对话来获得任务的线索和指导信息,促进游戏剧情的发展以及烘托游戏的气氛;还有提供给玩家完成任务所需要的道具,如QA中,检验水质任务中收集河水样本的瓶子;以及一些实物对象,如进出房间的门,场景之间的传送设施等。虽然这些元素是设计者提前预设好的,但对于学习者来说是未知的,需要其不断的探索,不断的发现。
(4) 交流、合作功能的实现
合作交流是为了深化学生对当前所学知识的意义建构。通过与老师或同学之间对游戏任务问题的交流,在听取其他玩家的经验基础上,使各自对问题的理解更加的全面。
要实现探究活动中的交流,就需要在游戏设计中为学习者提供交流的功能,让玩家在玩游戏的过程中方便地交流沟通。比如通常游戏中的文本对话框,能够实现公共的、小组的、个人同个人的等多方面的交流。另外,游戏设计中还要能够实现玩家之间的协作,可以自由地组建小组,共同完成探究任务。这就需要游戏一方面要具有让玩家自由组队的功能,另一方面在游戏任务设置时,要设置一些需要玩家一起合作才能够完成的任务。
(5) 自我反思的引导
自我反思,也就是校正自我意义建构中的不足,从而更深入地理解问题。
游戏中引发学生的反思,可以通过设计任务反馈机制来实现,当玩家依照之前对知识点的不正确或不完全的理解来做任务时,会发现无法完成任务或者得不到理想的结果。这时,玩家就会思考哪里出了问题,并尝试进一步探索,最终合理地解决问题,完成对知识点的学习。这就需要游戏设计时,对游戏任务反馈规则进行详细的分析,要分析每个任务所内含的问题,以及这些问题中所包含的知识点,每个知识点构成一个反馈点,或者几个知识点共同构成一个反馈点。根据玩家对知识点的理解程度所表现出的不同的行为给予其不同的反馈。例如《农夫狂想曲》中,玩家不科学的操作将会影响动植物的生长,从而不能得到理想的收获。
以上五个方面的设计并不是相互独立的,而是共同构成了游戏化交互式的学习资源,来引导学习者在游戏中的探究活动,以及学习者对知识的建构性加工活动。
2 学习者与指导者、同伴的交互
在教育游戏中指导者可分为两种:NPC角色和教师角色。NPC角色上面已经谈到,主要是预设在游戏场景中为学习者提供探究的线索和指导。探究式教育游戏中教师的角色也是非常重要的,无论是情境的创设,问题的启发,学生自我探究的指导,协作交流的组织,还是总结提高的监督,都需要有教师的参与,教师扮演着指导者、组织者和评价者,甚至是同学习者一起完成任务的同伴。当学习者在游戏的过程中有什么问题时,可以直接求助于教师用户,教师不是直接告诉其怎么做,而是在交互对话或活动中引导其思考,进而完成探究。在设立教师角色时,要为其设计一个合理的角色地位,使得与学习者在游戏中的关系自然化、合法化,而不会让学习者觉得是游戏外的课堂中的教师角色,从而影响学习者对于游戏的置入感。如QA中,教师在游戏中扮演着亚特兰蒂斯指导委员会的委员,学生与之交互会觉得是与游戏剧情内的角色进行着互动。另外游戏还要提供给教师用户与学生玩家交流,对其进行管理,以及评价其游戏行为的功能。
游戏中,同伴之间的交互除了上面的交流协作以外,还可存在竞争。通过竞争,既提高了游戏的挑战性,又激发了学习者的学习动机。在游戏设计时,可以设立奖励引发竞争,如玩家完成的任务越多,就会在游戏中获得越多的特殊权利,或者所扮演的角色属性越高,从而获得其他玩家的羡慕或尊重,同时也吸引更多学习者参与其中;还可以在游戏中设立一些竞赛任务,即增加了游戏性又可以检验学习者对于知识掌握的熟练程度。
六 总结
以上是对探究式教育游戏中学习交互的分析和设计的一些探讨,试图通过对游戏者显性的操作交互和信息交互的设计支持,来促使隐形的概念交互的发生,从而促进学生对知识的意义建构。但游戏中影响玩家学习的交互还不止这些,如学习者与游戏图形界面的交互,以及与游戏中声音的交互等,这些还需要我们做深入的研究,而且以上讨论的都是游戏内的学习交互的设计,而对于基于教育游戏的学习环境来说,游戏外的辅助学习交互也是不容忽视的,如利用Skype等语音聊天软件,帮助学生在游戏时进行方便的实时语音交流;建立游戏论坛,让学生能够就他们关心的问题在论坛中发帖进行交互。总之,我们应当尽可能的为学生者提供丰富有效的交互方式和途径,来促进学生的学习。
参考文献
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需要说明的是，图1表示的是趋势图，任何一个设计实例都不可能在坐标中对应明确的位置，但是能够与其他设计实例从性质上作出区分。同样，图1中的极点位置表示的是设计概念，而非具体的设计实例。纵轴左边倾向较少的用户解释和意义发生。用户对设备的选择性和尝试性体现为“容错率”。用户的尝试行为是朝向“正确选择”的渐进线。这一趋势随着向坐标上、左两级发展而逐渐变小，它的极端交互形式是刺激/反应形式，即用户不需要对设备进行任何解读（如警报器）。设计沿着纵轴向下发展，有可能导致设计失误。当设备极度的不透明性却要求用户获得明确唯一的解释时，就会造成用户对设备的曲解或误解。纵轴右侧属于交互设计“第三浪潮”领域。这一类设计关注用户个人的情感、习惯、潜意识以及来自外部的情景、语境和不同文化/历史因素所引起的对设备多样化解释。它沿着坐标的右、下两级发展，逐渐趋近于艺术创作，该领域的设备/作品含义极度晦涩，并且不对用户解释作任何限制。纵轴右侧向上发展会遭遇到一种特殊的交互情况，设备具有透明性的要求，但却可能产生开放性的用户解释。这一极端情况反映出歧义交互设计的特征和倾向：在对用户分析原则上不同于可用性设计以及诺曼的概念模型；在对设备的理解上不同于曲解、误解，也不同于艺术表达。它的开放性用户解释不等于任意解释，而是基于所获得的明确设备信息提出具有个性化的解释。它既要求用户的解释空间，也要求设计者的明确态度[1]。
2歧义交互中的矛盾性
歧义交互中极点的特殊性在于它尽可能保持设备信息的清晰和明确，同时尽可能允许用户解释的自主性。在这两个轴向上还有多种人机交互的歧义意义性质。为了获得对极点特征准确理解，需要不同类型歧义设计在“交互地图”上的相对位置，以此对极点性质进行区分和界定。
2.1歧义交互类型与歧义交互极点菲比•森格斯等人[11]将鼓励用户多样化解释作为设计任务核心，指出在人机交互过程中设计歧义性的6个可能性：（1）设计能够清晰地表明可用性，同时为用户留出开放的解释空间；（2）设计具有给定主题，能够支撑围绕该主题的解释空间；（3）通过有意阻塞部分的设计表达，激发新的解释；（4）设计能够在交互过程中为解释逐渐打开新的可能性；（5）通过压低系统的权威性，设计能够为用户赢得解释空间；（6）设计能够挫败任何具有贯通性的解释。以上几种交互可能性中，设备信息传达的清晰性和用户解释开放性具有性质上的强弱区别。设备轴上，设计信息传达的策略不同反映了设计上对设备权威的定位，分别对应不同级别的信息透明度。用户轴上，用户解释空间的大小取决于用户解释对设备的针对性和依赖性程度。歧义交互6种设计信息/用户解释关系的性质对比见图2。
2.2歧义交互的矛盾性特征在图2中，（1）（6）两种可能性发生在极点处，它们都具有高度的系统信息透明性，同时用户解释又与系统信息不同。两者的区别在于设计策略：（1）试图鼓励用户提出与设计不同的解释；（2）批判用户任何对系统依赖性的解释。歧义交互极点上的鼓励与批判共存，构成了用户解释矛盾性的3个特征：（1）对于设备任何角度的正面（任意性）解释都必须被检查；（2）对于设备任何角度的负面（排他性）解释都是欠缺的；（3）正面评价与负面评价必须彼此相关。第一条特征表明，在矛盾点位置用户的所有解释必须与设备信息相关，用户的回应、反馈、质疑是主动的，但必须以设备信息为主题；第二条特征表明，用户难以获得对设备信息的针对性解读或精确理解，任何设备信息必须要附加额外（如用户个人或系统外部）因素的理解。第三条特征表明，用户在提出、选择某一解释的同时，必须考虑与此解释不同的其他解释。
2.3歧义矛盾性设计原则以上3点是对歧义设计矛盾性的概念性描述。在设计实践中，结合已经提出的3类歧义设计策略[12]，矛盾性概念分别应用于设计的歧义表达、设备的歧义特征和用户歧义性使用3个方面。（1）设计表达矛盾性。设计目标需要超越用户的直接任务要求。通过甄别用户主要任务/次要任务、表面需求/深层需求之间矛盾/统一性关系，在向用户传达清晰的“概念模型”同时，有意地将矛盾性信息重新拾回，作为用户获取设备信息的前提条件或必要条件（而非附加条件）。（2）设备矛盾性。使用语境设计上要找到与设备所必需提供功能产生悖反性的使用语境。使用功能设计上要求用户在使用设备完成某一任务目标时，既要依赖设备所提供的功能，又要抑制该功能。（3）用户矛盾性。矛盾性思想所要达到的是“批判性使用”效果，即用户既需要设备，同时又不断地对设备作用提出质疑，甚至需要以“反正常使用”的方式去使用设备。作为歧义设计的极性特征，反映矛盾性的设计实例非常少见，希望交互设计能够更有意识地运用歧义矛盾性设计方法，而非一种设计的偶然行为。在具体设计实践中，通过一个普适游戏原型设计，实际地对歧义矛盾性进行试验性操作。
3歧义矛盾性在普适游戏设计中的应用
普适游戏的设计目标是通过系统化的模糊游戏时间、空间、社会关系以及规则限定，将游戏与日常生活无缝地融合在一起。在利用普适游戏理论构建设计原型时，使用了歧义矛盾性的设计方法。
3.1游戏设计系统随机制定游戏地点，并自动分配游戏参与者构成游戏环境。游戏者的任务是在真实环境中分辨其他游戏参与者。系统（手机端的APP）提供客观性的地理信息和主观性的IM信息帮助游戏者完成这一任务。笔者绘制的游戏界面见图3。游戏者分为两组，每个游戏者需要分辨出敌对组的游戏参与者，结果由系统根据注册信息进行配对判断和评定。开始阶段，每个游戏者有N分（N=敌对组人数），如果被敌对组游戏者识别扣除1分。识别错误，则在一定时间内不能再次识别。识别结果由系统统计得出，当分值为0时，该游戏者游戏失败。
3.2设计分析同歧义矛盾性的设计要求一致，在系统交互的第一阶段，设计力图向用户传达最清晰明了的任务目标、设备“可用性”功能。在交互第二阶段，用户以与设备初始信息相悖反的方式去解释和行动，这体现在以下几个方面。（1）游戏空间矛盾性。游戏发生在物质、数字（如某个Wi-Fi热点，或3G信号覆盖区域）和叙事的三重环境下，构成了模糊的游戏活动范围。一方面，真实环境中的事物（街道、建筑、树木等）基于游戏语境被游戏者转化为游戏场景的一部分。另一方面，网络信号的覆盖范围和强弱设定了“实证性”的游戏边界，游戏者只有通过实际尝试才能意识到游戏边界的大致范围。（2）在游戏时间性上，游戏具有潜伏期和活跃期两种状态。游戏者对设备的依赖更多的是在潜伏期（从GPS和IM中获得线索），在活跃期主要与现实交互，因此设备的功能性总是“未实现”状态。（3）在游戏社会性上，游戏外部因素的干扰（未参与游戏的路人和行人）要求游戏者必须反思性地利用GPS信息。此外，IM消息同时隐含线索与圈套，因此也需要批判式地解读。（4）在游戏规则上，一方面，玩家对游戏参与者的“确认”需要以“否定”规则之外的非游戏者为前提。另一方面，游戏者通过IM故意扰乱对手信息，不仅是对系统信息的反向操作，也可能导致队友的误判，最终影响自己获得成功的几率，因此也是游戏者对自己的悖反。
4结语
【关键词】儿童防走失产品；形态；色彩；材质；人机交互
近几年，儿童走失的话题越来越被热议，据相关数据统计，中国每年的失踪儿童有20万人左右，但被找回来的大概只占到0.1%。基于此背景，本项目旨在设计一款新型儿童防走失产品。现在市场上儿童防走失产品也越来越盛行，形式不一，色彩鲜艳，比如BeLuvv Guardian智能防丢手环、Mommy I'm Here泰迪熊儿童防丢定位器等。虽然本设计方案将更侧重于外观设计，但在保证外观的基础上，在功能上也做了创新，使得其与现在的产品不一样，更有利于为帮助儿童与家长进行防走失。
1.设计目标
设计出一款功能与乐趣共存、具有亲子款特征的儿童防走失定位产品。无论使用者是儿童还是家长，都能被其外观吸引，在使用的时候都能觉得其充满趣味性；拥有亲子款外观的特征也能使其更加的独一无二。
避免儿童走失，可借助科技手段。近十几年来，儿童走失的社会问题越来越显著，本项目该如何来解决或减少此问题的发生。儿童如何在自己走失时第一时间与家长取得联系；家长如何在第一时间知道自己孩子的安全与否以及地理位置。
2.设计过程
本设计方案的外观灵感来源于UFO的造型，如图1所示。当物体被UFO发出的光芒照射到后就会被光束吸收进UFO内部，取其意义，当儿童走失时，就能通过UFO受到保护，找到回家的路。主体半圆的造型为可拆卸设计，方便跟换电池或拆卸，更重要的是满足其一键求救的功能，体面相比同类产品更大，更方便孩子在慌乱中求救，也能为孩子提供多种表带的配色，安全方面避免了棱角伤害到儿童稚嫩的肌肤。上方安置了两支柔软的天线，好像时刻都是有信号的，给孩子带来信任感及安全感，可爱的外观对于喜爱玩乐的孩子也更富亲切感。
2.1形态设计
本项目将理念融于设计，又通过形态来传递理念，见图2至图4。整体形式保留了最为普遍的手环造型，但本设计方案着重设计了其表盘部分――特别之处是中间可显示屏幕处，小小UFO造型，可翻盖设计，最有趣的是两根小小的天线，好像时时刻刻都与外界保持着联系，也传达了本项目的设计理念――“无论何时何地，当小主人有危险的时候，都能与家人保持联系。”
2.2色彩设计
在为此模型配色的过程中，充分考虑到儿童的心理特征，对于色彩的喜好，以及颜色对于儿童的影响，照顾到心理的变化，情感的寄托等等。
对于儿童来说，更偏向于五颜六色、亮丽、纯洁的色彩，象征着青春、活力、健康与纯真。如图5所示：在此配色中，有蓝、绿、紫、黄四个颜色，这四个颜色都是很健康的颜色，互相又能很好的调和，使整体看上去很舒服。主色调为天蓝色，是表带的配色，代表着蓝天大海的颜色，象征着干净、纯洁，是一个很能代表儿童内心世界的颜色，纯净无暇。另一方面，蓝色是幽静的，绝无暖色的躁动与喧哗，凝望着蓝色能感受到那种悠远而深邃，宛如哲人超然的冥想[1]。而作为表盘的配色，选择了绿色，绿色是使视觉最为舒适的颜色，这也是本设计方案选择绿色作为最重要位置表盘颜色的原因。绿色象征着安全、健康，象征着万物生长的颜色，也传递了本项目的一个心愿希望所有的儿童都健健康康快快乐乐的成长。而紫色与少量的黄色属于装饰性颜色，使其整体更和谐但不过于沉闷。整款产品的颜色，希望其具有耐看性，所以颜色上尽量搭配的和谐、舒适。
2.3材料与工艺设计
在设计中，材料及工艺和设计的关系是密切相关的，材料及工艺使产品的物质技术条件，是产品设计的基础和前提。设计通过材料及工艺转化为实体产品，材料及工艺通过设计实现其自身的价值[2]。
在此款儿童防走失产品的材料选择上，整体外壳采用透明硅胶，其柔软的的材质，可防止因撞击而损坏。同时柔软的材质，以其自身的特性影响着产品设计，满足产品功能要求的同时，增加了产品与人之间的亲近感，使产品与人的互动性更强[3]。而其表盘、屏幕显示则使用ABS工程塑料。
2.4人机交互设计
在科技产品中，设计界面是非常重要的组成部分，在设计界面的应用当中，设计分析可以说是整个界面运用的核心[4]。在界面的体现上有各种形式。此设计加入LED灯用于区分产品在不同情况下的状态。产品开机之后LED灯开始工作，使用者可以根据LED的颜色及亮度来判断产品的工作状态。LED灯亮起是工作状态的标志，该设计不仅适用性强而且使产品更为活泼生动，为用户在日常生活中的使用带来了极大的方便。
3.小结
总结本设计方案，其外观整体形式保留了最为普遍的手环造型，但特别之处在于可显示屏幕处，小小UFO造型，可翻盖设计，最有趣的是两根小小的天线，好像时时刻刻都与外界保持着联系，增强了产品带给消费者的信任感，同时也代表了此款产品的设计理念――无论何时何地，当手环的主人处于危险的境遇时，都能与其家人保持联系。虽然是一款儿童防走失产品，但本项目的设计追求是希望佩戴者无论在使用时或不使用时，都能充满趣味性，具有装饰性。其次是功能上，一键求救的设计又一次与本项目的设计目的相呼应，不需要繁琐的操作，儿童无需学习就可以出于本能的使用，减少了较长的反应时间带来的搜救不及时等弊端。解决了儿童如何在自己走失时第一时间与家长取得联系；家长如何在第一时间知道自己孩子的安全与否以及地理位置。
本儿童防走失手环的设计方案从形态、色彩、材料与工艺、人机交互、儿童心理等多方面提出了创新性的设想，旨在设计出优秀的儿童防走失产品，帮助走失儿童重返亲人身旁，同时培养儿童面对走失情况时沉着冷静应对的心态以及自我安排时间等待被救援的能力。
参考文献：
[1]张殊琳.构成――色彩构成[M].北京：高等教育出版社，2010：49-53.
[2]章翔.娱乐空间设计的材料与工艺探究[J].艺术科技，2013（2）：1.
【关键词】老年群体 可穿戴设备 核心技术
经济的发展带动了科学技术的发展，现状下许多智能产品设备融入人们的生活，成为人们生活难以取舍的一部分。与此同时，现代人们日常工作也离不开部分智能产品设备。在我国，人口老龄化的现象是非常显著的[1]。为了使老年人生活质量得到有效改善，除了采取医学方面的诊疗方法之外，还可以借助一些智能产品设备。其中，可穿戴设备的设计便引起了业内人士的广泛重视。设计出适用于老年群体的可穿戴设备，能够满足老年人生理需求与心理需求，从而为生活质量的改善提供保障依据。鉴于此，本文对“适用于老年群体的可穿戴设备的设计”进行分析与探究具有较为深远的意义。
1可穿戴设备分类及特点分析
以佩戴方式的不同，可以将可穿戴设备细分为四大类，即为：头戴式设备、携带式设备、腕带式设备以及身穿式设备。对于这四类可穿戴设备其设备及交互方式如下：
1.1头戴式设备
对于头戴式设备来说，现有的代表产品如Mebn头环与谷歌眼镜等。头戴式设备的主要特点为：其一，能够基于用户自然视野当中将信息清晰地显示出来。其二，可通过骨传导以及耳机，将秘密声音信号发送出去。其三，和用户的视野以及头部运动关系非常密切。
头戴式设备交互方式诸多，主要表现为通过耳机或者骨传导；能够实现语音控制；具备肢体运动感应，例如陀螺仪等。除此之外，还具备身体信息感应，例如脑电波等[2]。
1.2携带式设备
携带式设备现有的代表产品包括跟屁虫蓝牙防丢设备、微蜜以及智能钱包等[3]。该类设备主要的特点包括：其一，存在很小的显示屏，也有无显示屏的设备。其二，不会在肢体上进行直接性佩戴。其三，能够将其视为移动设备的外接装置；其四，通常需要借助低功耗通信技术，同时融入手机App进行配合应用。
携带式设备交互方式主要包括：震动与指示灯；传统模式下的物理输入，例如触摸板以及按钮等；具备肢体运动感应与环境数据采取功能。
1.3腕带式设备
例如三星Galaxy Gear便是具有代表性的腕带式设备。该类设备主要的特点包括：其一，显示屏很小，也有没有显示屏的设备；其二，能够对血压、脉搏等指标情况进行测量；其三，能够将其视为传统模式下的移动智能设备的辅助工具，例如快速设置以及接受通知等。
腕带式设备主要的交互方式包括：震动与指示灯；微型显示屏；基于传统模式下的物理输出功能，比如触摸板以及按钮等；能够进行与环境相关数据的采集，例如环境检测、海拔测量等。
1.4身穿式设备
身穿式设备如Nike+运动鞋与阿迪达斯超新星Bra等。该类设备主要的特点包括：其一，存在较小的显示屏，也有些设备没有显示屏。其二，通常是直接在身体穿戴[4]。其三，和平常穿着融合。另外，身穿式设备的交互方式诸多，包括：微型显示屏；基于身体发挥作用的压力与触觉反馈等，例如温度的变化；血压、心率以及体温等身体信息感应。
2可穿戴设备的核心技术分析
结合上述分析，可知现有的可穿戴设备具备多方面的特点，主要概括起来便是实时性强、微型化以及具备身体信息感应等。与此同时，可穿戴设备还涵盖了诸多核心技术，具体包括：
2.1智能交互技术
智能交互技术是可穿戴设备的核心技术之一。对于智能交互技术来说，需要两大技术的充分融合，这两大技术即为语音识别技术与脑机接口技术。在这两大技术充分融合的情况下，可以使可穿戴设备的用户体验得到有效提升。智能交互技术主要指的是把佩戴者和设备之间的信息交流构成一个系统的整体技术。将此技术充分融入到现有的穿戴设备当中，可以使人机无缝对接模式得到有效实现。对于佩戴者来说，在不同的环境、不同的需求当中，所使用的交互方式也有所不同，充分利用智能交互技术，能够使佩戴者对可穿戴设备的操作能力得到有效提升，从而体验良好的交互感[5]受。现状下，基于可穿戴设备的人机智能交互技术将操作操作简单、交互方式自然等方向发展。
2.2芯片技术
在可穿戴设备当中，芯片技术是一项基础性技术，主要对可穿戴设备起到支撑作用。芯片技术涵盖了多种类别，最具代表性的有数字信号处理芯片与中央处理器芯片。现状下，可穿戴设备的发展是会受到诸多因素的要想的，其中芯片的功能效率便是一大因素。由于可穿戴设备体积较小，并且需维持很长时间才能够完成工作。所以，融合的芯片需要拥有较低的能耗，如果芯片采取繁杂的指令对数据进行收集并处理，则会大大提升能耗，从而使可穿戴设备的功能效率大大弱化。以英特尔芯片为例，该芯片在个人计算机时代所占的市场份额巨大，然而随着移动设备的大力推进及应用，便到这该芯片在市场中的比重大大减弱。受到这方面的影响，英特尔在2014年了新产品Quark系统处理器，希望能够挽回颓势[6]。此产品能够应用在可穿戴设备当中。基于整体层面分析，在芯片技术快速发展的条件下，为可穿戴设备的硬件平台建设提供了保障依据，进而也为整个产业的稳健发展奠定了基础。
2.3传感器技术
在可穿戴设备当中，人体传感器是一项非常重要的基础元件。例如生物传感器、环境传感器以及惯性传感器，均属于人体传感器的范畴。其中，生物传感器所应用的领域涵盖了医疗以及娱乐等，利用传感器能够为医护人员提供保障，从而在对佩戴者身体情况检测时提供便利。环境传感器能够使用户充分了解当日天气情况，掌握空气当中的传播物质，从而针对日常生活可能发生的状况采取有针对性的处理措施。对于惯性传感器来说，主要功能便是对方向进行辨识，与此同时还包括海拔的计算等。具备此项功能的可穿戴设备，如果被用户使用，则能够将用户的活动数据详细地记录下来。基于整体层面分析，在可穿戴设备当中的人体传感技术便是对人体附近的实时信息进行收集，进一步把这类信息往对应的系统中录入，通过后台分析比较之后，及时向用户反馈。在未来发展过程中，传感器技术将会更具发展前景，例如对大方面的数据采集进行覆盖。
3老年群体相关内容分析
近年来，人民生活水平日益提高，与此同时人口老龄化问题也日趋严重。相关数据显示，预计至2025年，我国老年人口数量将高达3亿人[7]。这充分表明，人口老龄化是一个社会性问题，做好老年人各方面的服务工作显得极为重要。其中，设计出符合老年人心理需求及生理需求的现代化产品设备便具有实质性的作用。
在年龄逐渐增加的情况下，老年人身体各方面机能均处于衰退阶段，比如视力下降、触觉能力下降以及对外界环境感受能力下降等。与此同时，老年人的抵抗力也会下降，在抵抗力下降的情况下，便可能会加大引发各类基础疾病的几率，从而威胁到老年人的身心健康。除此之外，在生理功能下降的基础上，也会导致老年人心理上受到影响，特别是引发一些疾病的情况下，如糖尿病、高血压以及精神疾病等，从而使老年人患者伴有焦虑、抑郁、紧张以及恐惧等不良心理。这些不良心理如果不能得到有效消除，将会为预后恢复造成极大的麻烦。总而言之，根据老年人在生理上与心理上受到的影响，除了采取医学上的相关护理方法之外，还需要设计适用于老年群体的可穿戴设备，以此使老年人的生理需求与心理需求得到有效满足，进一步为老年人生活质量的改善提供保障依据。
4适用于老年群体的可穿戴设备的设计探究
4.1可穿戴设备整体分析
上述分析中，提到了多种可穿戴设备，包括头戴式设备、携带式设备、腕带式设备以及身穿式设备。并且，这些可穿戴设备具有自身的特点与交互方式。要想设计出适用于老年群体的可穿戴设备，首先便需要对可穿戴设备进行整体分析。首先，需要对可穿戴设备的概念进行了解，即能够穿在身上或者佩戴在衣服上的产品设备便是可穿戴设备。具有代表性的有三星智能手表、谷歌智能眼镜等。由于前面我们详细对四大类可穿戴设备的特点及交互方式进行了分析，这里就不再叙述。下面笔者重点对可穿戴设备的主要优势进行分析：以随身携带的可穿戴设备为例，最显示的优势便是便携性高，体积小，功能简单，易被老年人接受。与此同时，从整体层面分析，可穿戴设备拥有极高的灵敏度，许多运动监护类的可穿戴设备均能够精准地对用户的身体数据进行记录[8]。由于可穿戴设备具备多方面的优势，因此非常适合在老年群体中使用。但是，在可穿戴设备设计过程中，还需要结合老年群体的实际情况，以此使设计出来的可穿戴设备能够充分满足老年群体的生理需求与心理需求。
4.2适合老年群体使用的可穿戴设备相关设计分析
之所以要针对老年群体设计可穿戴设备，是因为老年群体是一个较为特殊的群体，在可穿戴设备的设计过程中，需要实现安全方便、高效智能的特点，这样才能够为老年群体的日常生活提供帮助。总之，适用于老年群体的可穿戴设备的设计需多方面进行考虑，具体表现如下：
（1）功能方面。需要针对老年人提供精准的测量监护数据，包括老年人的血压、心跳、血脂以及血糖等身体数据。
（2）外观方面。年轻人追求时尚，而老年人对产品外观色彩及造型方面普遍较保守。因此，在产品外观方面，不适合采取复杂、色彩鲜艳等颜色，需要根据老年人审美，选择日常生活较为普遍的造型与颜色。与此同时，在产品外观方面，还需要结合老年人心理需求。
（3）适用性方面。由于老年人各方面身体机能衰退，大部分老年人存在老花眼症状，若设备体积小，显示屏幕就更小，这样便不利于老年用户识别字体。因此，在设计过程中，需要增加语音提示功能，从而解决由于体积小而导致老年用户不能很好识别字体的缺陷。
（4）佩戴位置方面。对于老年用户来说，通常记忆力比较差，在佩戴位置的选择上，需要避免老年用户遗忘佩戴，佩戴位置最好选择在老年用户习惯性位置上。
（5）操作方面。对于老年用户来说，通常表现为四肢协调性不够良好，因此需要优化可穿戴设备的操作，在设计过程中，尽量设计出操作简单的可穿戴设备，最好能够一步操作完成，从而使老年人不用花时间去记住设备的功能等。
5结语
通过本课题的探究，认识到现代可穿戴设备具有多样化的特点，包括了头戴式设备、携带式设备、腕带式设备以及身穿式设备。并且，不同的可穿戴设备有着不同的特点及交互方式。随着我国人口老龄化现象越来越严重，针对老年人设计出相适应的可穿戴设备便显得极为重要。在设计过程中，需从多方面进行考虑，包括功能、外观、适用性、佩戴位置以及操作等方面，对这些方面综合考虑的基础上，才能够设计出适用于老年群体的可穿戴设备，从而使老年用户的心理需求与生理需求得到有效满足，进一步为可穿戴设备的普及与发展奠定坚实的基础。
参考文献：
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基金项目：
1.天津市大学生创新创业项目，项目名称：基于4G网络的新型自动售货机研发，项目编号：201410792014。
关键词：铁路选线；BIM技术；GIS技术；课程设计；教学改革
一、引言
随着“一带一路”倡议的推进，带动了新一轮对铁道工程专业人才的迫切需求，也推动了中国新时期高速铁路设计施工领域人才的需求变革。当前，工程实践应用能力及综合素质的提升是工程本科专业人才的主要目标，而毕业设计是其中重要的环节之一。铁路线路设计融合选线、测量、轨道、路基、地质等专业课程知识，集总体决策性、实践性和知识性为一体，是不可多得的综合运用铁道工程专业理论和专业知识的毕业设计案例。目前，传统的铁路选线课程设计已经难以适应高速铁路与城市轨道交通发展对铁道工程专业人才培养的技术需要，将智能新技术等作为支撑，深入推进工程理论及实践教学模式改革是未来发展的必然趋势。本文就目前高校铁路选线课程设计存在的问题，结合课程设计特点，积极探索实用创新性方法，构建互动、平等教学平台，培养学生独立思考、质疑思辨、求实创新能力，全面提升课程设计质量，推进方法改革。
二、铁路选线课程设计的现状
铁路选线课程设计是运用基础理论及专业知识的综合训练，熟悉选线设计理论，多次进行实地定线或纸上定线实践是掌握铁路选线课程的重要方法。然而，多数传统的课程设计过程难以达到培养效果，主要表现在以下两个方面。
1.课程设计选题与工程实际联系不紧密。铁路选线课程设计内容涉及铁路能力计算和铁路设计及方案技术经济比选三部分。毕业课程设计选题需合理考虑以上三部分因素，结合可靠的工程背景、工程资料及课程培养目标，综合训练学生分析与解决实际工程能力。然而，目前国内大多数高校缺乏系统性的工程数据支撑，涉及实际工程问题较少，缺乏工程真实感，更多的停留于理论计算，而忽视应用性，偏离工程实践能力导向。
2.深入现场踏勘实训困难，质量难以保证。铁路选线设计深入现场实地踏勘，通过学生在现场的观察、思考学习和专业技术人员及教师的指导，能够强化理论与实践关系的认知。但现实操作过程中，由于实地考察的场址选择需综合考虑学生的安全、吃住行等因素，实地培训的顺利开展困难重重。同时，现场指导过程中教师及技术人员讲解难以保证面面俱到，且大多数学生被动的“走马观花”式学习难以保证学习质量。甚至，许多高校出于安全因素取消现场实习机会。总体而言，目前高校铁路选线课程设计在理论与实践的整合方面缺乏有效的方法，使得学生专业能力、方法能力及创新能力未得到有效训练。
三、基于BIM及GIS技术的铁路选线课程设计改革研究
建筑信息化模型（BuildingInformationModel，BIM）是一个四维管理系统，即三维实体的全生命周期管理系统。工程技术人员根据工程资料建立相应数字模型，共同发现问题，解决问题，实现工程的全生命周期管理，包括可视化、造价分析、碰撞检测、结构计算和运营维护等。地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）为获取、处理、管理和分析地理空间数据的平台，提供了研究一切地理实体要素的手段和方案。随着土木信息智能化建设的发展，BIM及GIS技术也逐渐应用于线路、路基、高架桥等铁路工程设计当中，不仅提供了高品质项目设计成型方案，更为业主提供了更为直观的交付体验。本文基于国内外BIM技术的研究现状及应用，将铁路选线课程设计与BIM优势进行整合研究，具体实施方法如下。
1.建立工程数据库及与GIS的有效融合。BIM技术的核心是面向对象的数字建模技术，为实现铁路选线设计，前期则需确定工程所在的地理位置，随后基于选线设计理论规划线路并进行空间摆放。为此，需首先基于参数化控制进行三维元库的建立。利用三维建模软件，导入相应元件三维数据信息，初步构建后期线路设计中必须的轨道、桥隧等三维模型，建立工程数据库。其次，铁路是一种线状结构，地理空间跨度大线路所在区域变化多样，不仅包含城镇乡村，仍可能穿越河流及山区丘陵等路段。实地定线往往由于实际条件限制难以达成，纸上定线往往不够直观。GIS能够直观描述区域内线路设计地形地貌，确定线路起讫点工程水文地质概况，并通过三维形式展现出来。有效融合BIM及GIS可满足不同对象尺度之间的相互协调，合理地做到局部控制设计的精度又兼顾全局协调的一致性，便于教师课程设计指导及学生快速消化理解。
2.虚拟环境下铁路选线设计。虚拟环境选线设计主要包含铁路定线、平纵断面设计两个阶段。首先学生可通过GIS技术，直观的确定线路走向控制点及接轨点布置；同时，通过GIS可较为直观的获取城乡整体布局，考虑拆迁工程并满足客货运输要求，进而合理布置车站位置；最后结合BIM技术设计线路平纵断面，并融合GIS数据信息，结合紧坡地段和缓坡地段定线方法对线路平纵断面进行改善，联动交互设计达到合理阈值，提升学生对选线设计的认知和理解。此外，铁路线路通常分布大量的桥梁、涵洞及隧道建筑物。线路与建筑物之间是相互依存的整体与局部关系，特大桥及长隧道往往影响线路的局部走向，而桥涵、隧道数量设置的多少往往决定线路的安全及经济合理性，必须在选线设计中体现。传统的CAD设计存在图纸协同设计较差、精细化程度较低等问题，采用BIM技术开展桥隧设计可显著弥补二维设计的缺陷，通过建立三维模型，结合GIS技术可对桥涵、隧道局部位置进行调整，提升工作效率，快速优化建筑物定线设计方法。
3.方案技术经济比选。铁路设计的总体目标，是以较低的投资实现所要求的运输能力，同时创造良好的运营条件降低运营费用。通常实际工程中，在满足“技术可行、经济合理、环境融合”条件下，需给出多种方案进行比选。结合BIM及GIS技术可快速直观地进行方案比选，比如线路途经的经济据点、填挖方工程及桥隧数量等。学生可通过该技术直观感受铁路选线方案的动态优化过程，并高效地提出具有比较价值的方案，积累初期的工程经济投资计算比选经验。
4.课程设计考核及综合效果评价。通过以上铁路选线课程设计训练，学生可基本完成并掌握整个铁路选线设计的过程。进一步，可依托智能技术平台，组织学生小组对提出的选线设计方案进行整体互相评价。学生通过可视化的3D模型学习、对比训练并解决工程具体问题，实时感受线路设计过程及成果，极大地促进学生之间相互交流学习的主观能动性。值得说明的是，以上分析均是以基于设计主导模式进行的，实际选线设计中仍可通过BIM技术在设计同时直观立体地展现施工过程，控制施工进度及施工运营成本，减少设计变更，同时确保施工质量等。学生在开放的BIM平台环境中能够得到更为全面的锻炼发展，实现综合素质能力的提高。
