从捏揉到意义：通过儿童具身体验探索数据物理化

文献标题

From Squishing to Meaning: Exploring Data Physicalization Through Children’s Embodied Experiences

出版信息

• 主题领域: 面向儿童的具身交互数据物化研究。
• 关键词: 数据物化、具身隐喻、负泊松比超材料、可触界面、以儿童为中心的设计、形变物体、互动学习、个人数据、人机交互、发展性互动。

背景与问题

• 问题/挑战: 当前缺乏跨学科研究，专注于通过有意义的具身体验赋能儿童理解和参与其个人数据。现有的数据物化通常采用成人定义的映射方式，这可能无法与儿童的认知发展阶段或生活经历产生共鸣。
• 重要性: 让儿童探索和解读其个人数据有助于自我发现、学习和情感成长，同时促进早期数据素养的培养。
• 动机与相关工作: 先前关于可触界面和具身隐喻的研究表明，这些方法在增强学习和参与方面具有潜力。然而，这些方法通常依赖于预定义的映射，限制了解释的灵活性。本文通过探索儿童如何通过与形变可触物体的互动构建自己的具身隐喻来填补这一空白。

解决方案

• 提出的方法: 作者引入了一组负泊松比超材料——能够弯曲、扭曲、缩放和剪切的形变物体，以激发儿童的具身体验和隐喻，从而实现以儿童为中心的数据物化。
• 创新点:
  1. 开发基于负泊松比设计的形变可触物体，作为激发儿童具身意义构建的工具。
  2. 设计并实施一项动手研究，分析儿童如何通过游戏和对话解读这些可触物体。
  3. 提供以儿童为中心的数据物化系统的示意草图和原型设计概念。
• 流程与关键技术:
  • 使用双材料3D打印技术制作负泊松比可触物体。
  • 对59名3至12岁的儿童进行研究，活动包括身体游戏（如跳房子、跳绳）以及与可触物体的互动。
  • 分析儿童的互动行为以识别具身隐喻和数据映射方式。

结果

• 具体发现:
  • 儿童使用可触物体表达了与数量、节奏、阻力和情感状态相关的隐喻。
  • 观察到的行为包括计数、分组、节奏性操作以及类比关联（如“它看起来像一条鱼”）。
  • 儿童表达了数据概念，例如离散（计数单元）、连续（速度、强度）、序数（更硬/更软）和名义（情感标签）。
• 相较基线的优势: 该方法优先考虑以儿童为中心的自下而上的意义构建，使儿童能够构建自己的隐喻，而非采用成人强加的映射。
• 实验/评估:
  • 在格拉斯哥科学中心对59名儿童进行研究。
  • 活动包括身体游戏以及与16个负泊松比可触物体的互动。
  • 数据通过视频记录（约7小时）收集，并使用归纳编码分析儿童的具身隐喻。
• 局限性与未来工作:
  • 研究集中于短期互动；未来工作可探索对数据素养的长期影响。
  • 虽然展示了可触物体的自动驱动功能，但未整合到研究中；未来系统可加入动态反馈机制。

总结

本研究引入负泊松比超材料作为形变可触物体，以激发儿童的具身隐喻，使其通过游戏和互动探索个人数据。研究发现，儿童使用这些可触物体表达了与数量、节奏、阻力和情感状态相关的数据概念，展示了以儿童为中心的数据物化的潜力。通过优先考虑开放式、儿童驱动的意义构建，该方法为设计符合儿童发展和体验背景的互动系统奠定了基础。未来工作可通过整合动态反馈和探索长期数据素养影响进一步扩展这些研究成果。