基于航天场景的积木式电路玩具创新设计实践

晋守聪 1 王维亮 2 李成 3 李晶晶 4

1.河海 大学机电工程 学院，常州 ， 213000 ； 2.河海 大学机电工程 学院，常州 ， 213000 ； 3. 河海大学机电工程学院，常州， 213000 ； 4. 河海大学机电工程学院，常州， 213000

摘 要：以中国嫦娥航天工程为例，探索场景和积木电路玩具相结合的创新设计。了解中国航天积木玩具与电路积木玩具的市场发展现状，分析其对未来航天玩具设计方向的研究意义和价值。从嫦娥航天工程背景出发，结合电路积木玩具形式和中国元素，探索航天积木电路玩具的创新设计考量，并提出相关的设计思路，既是对中国文化的传承，又给未来的场景式积木电路玩具引导了新的方向。

关键词：航天工程；电路玩具；创新设计；中国元素

Innovative design practice of building block circuit toys based on aerospace scenarios

JIN Shoucong WANG Weilang LI Cheng LI Jingjing

( School of mechanical and electrical engineering, hohai University, Changzhou, Jiangsu)

Abstract: Take the Chinese Chang’e Aerospace Project as an example to explore the innovative design combining scenes and building block circuit toys. Understand the market development status of China’s aerospace building block toys and circuit building block toys, and analyze its research significance and value for future aerospace toy design directions. Starting from the background of Chang’e aerospace engineering, combining the form of circuit building block toys and Chinese elements, exploring the innovative design considerations of aerospace building block circuit toys, and proposing related design ideas, it is not only a heritage of Chinese culture, but also a guide to future scene-type building block circuit toys Took a new direction.

Key words: Aerospace engineering; circuit toys; innovative design; Chinese elements

中国市场上的电路玩具设计大多融入国外IP和西方文化元素，产品设计缺乏原创性，也丢失了中国的社会生活场景和文化脉络传承，而中国“嫦娥工程”既参考了以往国际探月活动的经验，又具有我们自己的特色，它的圆满成功充分彰显中华优秀传统文化的时代价值¹，有利于树立文化自信和民族自豪感。另外，根据大量的资料的研究结果，结合儿童心理学的相关发展和实验，将创新性、互动性、趣味性、益智多方面融入儿童玩具设计，场景式玩具产生新的交互方式和体验，让玩具更有吸引力和乐趣²。在此背景下，我们将航天玩具和电路积木玩具结合，既给电路玩具的引导了新的方向，又弥补了市场上航天玩具的不足。创新的航天积木电路玩具科普性、教育性、场景性、可玩性、互动性、系列化等全面呈现，既是对中国文化的一种传承，又能打造中国本土特色的玩具。

1 航天电路玩具市场分析

1.1 场景式玩具在玩具行业的发展

随着玩具行业的发展，场景式玩具开始逐渐出现在大众视线中。此类玩具即是将现实世界中的情形进行缩小，对儿童的身心世界进行还原、发掘和再创造，进而呈现在儿童的生活中，让其可触可感的过程。研究表明，场景式玩具契合教育的引导性，寓教于乐，场景的变化可以启蒙他们的心智、思想和情感。近年来，我国的载人航天事业取得丰硕成果，而以航天工程为主题的玩具设计大多就是采用此类场景式的表现方式进行展现。

1.2 基于场景下的电路类玩具的再设计

电路类玩具与玩具场景进行结合可以让其获得更好的发展空间。电路类玩具注重对儿童知识的普及，作为一种教具的方式存在，但市场上此类电路玩具也存在一些明显的不足之处，电器元件裸露在外，大大降低了美观度、趣味性和用户的体验感。市场上现有的电路类玩具大多仿照国外的设计方式，未融入本土元素，缺乏自主创新能力。可见，电路类玩具不能再仅仅依托于其自身的特点，而应与其他形式进行结合再设计，创造出具有本土特色的玩具，场景式的表现形式即为一种不错的选择。

1.3 市场上现有航天类玩具分析

目前市场上航天类玩具表现形式较为单一，大多以积木拼搭为主，缺乏电路表现形式。积木类玩具由于其自身的特点，在培养儿童创造性、空间感、动手能力等方面占据优势地位。但因其静态化的表现方式，在儿童玩乐的过程中，缺乏一定的反馈性、互动性，可玩性相对较低。而电路玩具的设计可以在一定程度上扮演教科书的角色，进行知识科普，作为儿童认识世界的一种新的方式，同时也在玩乐的过程中更好的增进儿童与玩具之间的亲密感。可见，在此类航天积木玩具的基础上加入电路的设计，可以弥补此类玩具的市场空白，丰富玩具的表现形式。

2 嫦娥航天工程的电路玩具设计的研究意义

2.1 航天类玩具市场中国外产品占主导地位

全世界约75％的玩具产量都来自于中国，中国已经成为世界上最主要的玩具生产基地，然而，在我国出口的玩具中，70%以上是来料加工和来样加工，在玩具的自主设计和创新方面，仍旧存在很大的不足，尤其是在航天类玩具市场中，乐高品牌下的星球大战系列玩具占据着主导地位，以美国的航天工程为背景的航天类玩具在市场中比比皆是，反观国内，中国虽然在航天领域内已经取得了骄人的成绩，在国际上建立了属于自己的领先地位，但是，中国却没有属于自己的航天类玩具的国际品牌，大多数玩具工厂以代加工甚至抄袭国外玩具品牌的航天类玩具的方式进行生产，降低国内儿童对中国航天成就的认知，不利于增强国内儿童对于中国航天的民族自豪感。

2.2 嫦娥航天工程的电路玩具设计对于国内航天类玩具设计的重要价值

嫦娥航天工程的实施，使中国成为太空利益攸关方，成为拥有一定实力和地位的空间大国。研究设计具有中国特色的嫦娥航天工程对于提高国内儿童对于中国航天成就的认知以及增强民族自豪感具有重要的意义。

另外在航天类玩具设计方面，该玩具以积木为载体，以电路为表现形式，融入一些中国的嫦娥航天元素，如嫦娥一号火箭、嫦娥一号探月卫星、玉兔号月球车、中国宇航员、以及航天工作人员等。总体上，结构以三块模板分别模拟地球、月球和宇宙，通过榫卯结构、轨道、电路等不同方式构建。局部再配以细节上的陨石坑、星星、球缺等。玩乐方法上，考虑一些互动设计，如发射装置、发射倒计时、星星闪烁、卫星运行、太阳能板折叠等。另外，根据玩具不同的元素和背景，也可以考虑玩具系列化。

总结：玩具的设计弥补了国内航天类玩具市场上自主创新的不足，同时也给国内航天类电路玩具的设计引导了新的方向，和中国特殊文化和社会场景结合。

3 基于航空航天类电路玩具的创新点

随着嫦娥计划、天宫计划、北斗计划等航空航天类计划的实行，航空航天无疑是中国科技领域最大的IP，如何利用这一IP开发出中国特色的电路玩具，是我们重要的创新方向。

3.1 场景的创新

现行的航空航天类玩具只是一个单独的个体，并没有将所设计的玩具融入太空这个背景中，针对这点，应将这些玩具个体融入到太空、发射基地，月球地面等场景中去，使整个场景模拟现实世界的情况，更加真实。

3.2电路的创新

现存电路玩具，为了给孩子讲物理学知识，直接采用实验室线路来讲解，对于年龄小的孩子，存在两方面的不足，首先，玩法难度较大，很多电路也没办法完成；其次，电线接电暴露在外，存在安全隐患。针对这两点，玩具设计者应该将电路简单化，仅保留最简单的电路；还应将导线设计进安全材料，连接后，应使整个电线影藏在玩具内部，避免引起不必要的麻烦。在航空航天类玩具设计中，应该也将所有的线路设计在零件中，如：拼接的卫星，月球车，火箭，雷达等装置，导线应该和基础拼接单元结合，将电源、导线和基础零件组合，可以减少出现短路、漏电等危险情况。

3.3玩法的创新

很多玩具玩法比较单一，比如拼接玩具只能拼接，电路玩具只能连接电路，遥控玩具只能遥控等。未来玩具设计中，应该将两种或者三种玩具结合起来，增加玩具的玩法和玩耍乐趣。如拼接玩具融入电路，在拼接玩具的过程中，便可以连接电路，对电路的简单了解，也有助于拼接，电路便和拼接起到相辅相成的关系。

3.4科普的创新

现存玩具对于科学知识的科普过于硬核，很多科学知识在教给孩子们的过程中比较死板，很难让大部分孩子直接接受，对于年龄较小的孩子，如果玩具科普方式过于枯燥，孩子很难产生兴趣。针对这一点，玩具设计应该将科普娱乐化，去掉科学中专业并难以理解的词汇，换做是简单的玩具单元来介绍和让孩子操作，孩子便会很快理解和记忆这一科普小知识，也增加了孩子玩耍乐趣。

3.5 航天电路玩具的创新点

通过对现行电路玩具的调研和对于中国广大IP的了解，最后决定将电路玩具和嫦娥登月系列结合，设计一款既可以介绍嫦娥系列，又可以作为嫦娥计划的宣传载体的玩具。玩具结合了嫦娥工程和航天的背景，元素有火箭、卫星、月球车、宇航员、工作人员等，以积木形式为主，结构上以三块板分别模拟地球月球和宇宙，通过榫卯结构、轨道、电路等不同方式构建，细节上有陨石坑、星星、类似窗花设计、球缺等，同时加入一些互动如发射装置，发射倒计时，星星闪烁，卫星运行、折叠等。

玩具设计分为三个部分：太空部分，地球基地部分，月球部分。此款设计是整个玩具第一部分——太空。太空部分加入星球、轨道、卫星等元素，场景模拟卫星在太空中飞行场景。太空主板后面可以放置正方形的电路模块，在连接成功一条电路后，正面的星球便会模拟星球的光，慢慢发光和旋转。嫦娥三号卫星和玉兔号月球车均是拼接组装完成的，拼接过程中也有电路设备。在放入电池后也可以移动或者运动。

图1 玩具主体

图2 卫星模型 图3月球车模型

图4 玩具结构板（正面） 图5 玩具结构板（背面）

4 结语

本课题将航天背景和现有的积木电路玩具结合，创新设计了一款航天积木电路玩具。给电路玩具融入场景，让儿童获得不同的体验感受，其具有可拓展性、兼容性和形式多样性的特点，也让孩子在自我探索中发挥自己的想象力和创造力，构建出儿童思维模式下的世界，获得轻松愉悦的满足感³。创新设计不仅填补了电路玩具的空缺，又给航天玩具引入了多样的形式和玩法，对未来航天主题的电路玩具设计具有引导和借鉴意义，有利于创新发展具有中国本土特色的玩具设计，对中国文化元素和中国特殊的社会生活场景起到了传承和发扬，树立文化自信和民族自豪感；

参考文献：

1诸葛.嫦娥工程揭奥秘[J].国际太空，2016，（10）：36-34.

2王玲.儿童互动玩具设计[D].汕头：长江艺术与设计学院，2018.

3桑标.儿童发展心理学[M].北京：高等教育出版社，2009.

项目信息：江苏省教育厅哲学社会科学研究基金项目：《基于“创客教育”与“互联网+课堂”的高校实验实践课程研究》（2018SJA0030）；河海大学创新创业训练项目“基于航天积木电路玩具的创新设计考量”成果（2019102941436）

作者简介：李晶晶，女，生于1999年11月18日，汉族，河南平顶山人，河海大学本科在读，工业设计专业

作者简介：李晶晶，女，17级，本科生，Email：2549389210@qq.com，Cell phone：18205026075