面向自闭症谱系障碍儿童感统训练的教具设计

1. 课题背景

自闭症谱系障碍（ASD）是一种神经发育障碍，早期干预对改善症状至关重要。玩教具在ASD 儿童的康复训练（感官、运动、社交技能）中扮演重要角色。国外 ASD 玩教具开发多样化，不仅对传统产品进行再设计，更注重结合智能技术开发交互式产品（如智能音乐玩具、触觉交流设备），有效提升儿童情感认知能力。

国内研究起步较晚，虽有关注度提升和跨学科研究（教育、心理），但国内 ASD 儿童数量众多，现有产品多为普通玩具或治疗性过强、娱乐性不足的教具。且市场产品严重依赖进口，价格昂贵，作为玩具生产和出口大国，国内在 ASD 专用玩教具领域存在市场空白。针对ASD 核心需求（如身体协调性）、适合特定年龄段（3-6 岁）且有效的本土化智能玩教具几乎空白，亟需有效且可负担的康复辅助工具，为本土化、经济有效的康复训练方案提供支持。

通过对武汉市自闭症儿童活动基地、武汉禧乐儿童康复中心、武汉楚天自闭症康复托养培训中心、武汉麟洁儿童心理康复中心、武汉方寸感统儿童康复中心的实地走访、专业文献研究及与临床医师的深度访谈，深入观察并理解了 ASD 儿童的生活学习状态，总结其普遍存在的核心挑战：社交互动障碍、沟通困难、感知与兴趣异常、智力发展不均衡。针对以上问题，对ASD 儿童的干预方法，依据其核心原理，主要也可归纳为四类：生物医学干预、运动疗法（以感觉统合训练为代表，强调通过特定运动改善感觉处理与身体协调）、教育疗法、心理疗法。

课题针对运动疗法，探索面对 ASD 儿童的，结合感统训练理念的专用运动器械、玩教具设计。意图利用国内制造业优势，可以设计生产出性价比高、易于推广的产品，惠及更广泛的ASD 儿童群体。

2. 平衡车对ASD 儿童感统训练的优势

平衡车是一种无踏板、无链条的儿童骑行训练工具，其核心设计理念是通过双脚蹬地滑行来学习动态平衡。儿童滑行过程中的加速、减速、转弯和维持平衡，持续刺激前庭系统，这是感统训练的核心。良好的前庭功能对姿势控制、眼球运动、空间感知和情绪调节至关重要，而 ASD 儿童常在此方面存在困难。使用过程中，儿童需要用双脚蹬地提供动力，通过手臂操控车把维持方向，身体各部位（尤其是核心肌群）需要协同工作以保持稳定。这提供了丰富的本体感觉输入，帮助儿童更好地感知身体位置、关节角度和肌肉用力程度，改善身体地图构建和动作计划能力。手握车把、臀部接触坐垫、脚掌接触地面蹬踏，提供了多种触觉刺激。设计良好的平衡车（如考虑材质、纹理）可以有针对性地提供所需的触觉输入，帮助调节触觉敏感或迟钝。

平衡车能提升身体协调性与动作控制。平衡车要求双侧协调（双腿交替蹬地）、手眼协调（眼睛观察路径，手控制方向）、眼脚协调（脚根据视觉信息调整蹬地力度和方向），以及核心稳定。这些正是 ASD 儿童普遍面临的挑战。反复练习能显著改善这些基础协调能力。同时，平衡车骑行提供了一个结构清晰、目标明确（如从 A 点滑到 B 点）的运动任务。这种结构感对 ASD 儿童来说往往更易理解和接受，能减少因活动目标模糊带来的焦虑。动作（蹬、滑、转向）相对重复且有节奏，符合部分ASD 儿童对可预测性和重复行为的偏好，更容易投入。

平衡车有助于儿童注意力集中。在骑行过程中，儿童需要将注意力集中在身体动作、平衡维持和路径观察上。这种任务导向的专注能帮助 ASD 儿童练习在动态环境中维持注意力，减少分心。并且，儿童可以主动控制滑行的速度、方向和强度，从而获得符合自身耐受度和需求的感觉输入。这比被动接受感觉刺激（如被晃动）更有利于自我调节能力的发展。成功驾驭车辆能带来掌控感和成就感，有助于情绪稳定。

平衡车还能成为潜在的社交互动桥梁。在小组或治疗师引导下，平衡车活动可以设计为简单的社交游戏（如轮流、跟随、小型比赛），为ASD 儿童在低压力、以动作为基础的环境中练习社交互动和规则理解提供机会。

3. 为ASD 儿童设计专用平衡车

许多 ASD 儿童存在活动量不足的问题。一款设计得当、吸引他们参与的平衡车，能有效增加其中等强度的身体活动，不仅有益感统发展，也对心肺功能、肌肉力量、骨骼健康和体重管理有积极影响。通过对大型商超、玩具店及自行车专卖店的考察调研及线上购物平台的搜索，均未找到专为 ASD 儿童设计的平衡车，主流产品均面向普通儿童。为评估普通平衡车对 ASD 儿童的适用性，在康复机构进行了观察性试验。初次接触时ASD 儿童普遍表现出困惑，不知如何操作，多静止于车上；操作困难，在教师引导下尝试使用时，常出现动作不协调，如仅用手臂僵硬前推车把，脚步动作迟滞或不配合，用力下压车把、车座等异常施力行为。多次试验明确显示普通儿童平衡车的设计不适用于 ASD 儿童，其操作复杂性超出了多数 ASD 儿童的能力范围，这凸显了开发专用平衡车的必要性。为精准匹配 ASD 儿童的感统需求与特点得出以下设计切入点：

（1）可调节性、分阶段性设计：ASD 儿童个体差异巨大，能力发展不均衡，专用平衡车必须支持分阶段适应性训练。例如：初期可能需要更稳定（如辅助轮、宽轮距）、更多支撑（如易握车把、靠背）和明确引导（如视觉提示路径）的设计，以降低难度，专注于基础动作和感觉输入；后期则可逐渐移除辅助，提升挑战性，促进更高阶协调和平衡。

（2）感觉反馈的优化：可以设计特定的触觉反馈（如不同纹理的车把）、视觉提示（如方向指示灯光、路径标记）或听觉反馈（如速关联的声音），以增强其作为感统训练工具的效果，并弥补或支持ASD 儿童在特定感觉通道上的差异。

（3）安全性与可预测性：需特别注重结构安全（防夹手、圆滑边角、稳固材质）和操作安全（如限速、易刹车），并确保操作反馈清晰可预测，减少ASD 儿童因意外或不可预测性产生的焦虑。

（4）强化教具属性，融入康复体系：专用设计需考虑便于治疗师或教师进行引导和干预。例如：留有辅助推行或牵引的结构接口、设计便于观察儿童姿势的形态、或可整合简单的教学模块（如按指令选择不同颜色的路线）。总的来说，其设计理念和功能应能自然地融入现有的感统训练课程或ABA、结构化教学等框架中，成为治疗师工具箱中有效的组成部分。

4. 设计实施

基于 ASD 儿童感统训练需求与行为特征，本设计聚焦 3-6 岁 ASD 儿童，开发了一款模块化、可拆卸式平衡滑步车，通过渐进式训练机制改善身体协调障碍（如图1）。核心设计策略如下：

（1）分阶段适应性训练功能

初级模式（车头分离），康复教师通过快速释放结构拆分车体，引导儿童推行独立车头组件进行直线轨迹平衡训练（如图 2）。针对发展性视觉- 动作整合能力和双侧肢体协调模式，提升注意力与手眼协调精度。为整车滑行建立神经肌肉控制基础，降低进阶训练焦虑阈值。进阶模式（整车整合），当儿童掌握基础操作，达到动作熟练度标准后，组合车体，切换至坐姿滑行模式（如图 3）。儿童坐姿滑行时需同步完成三重任务：下肢蹬地提供动力（股四头肌激活）、核心肌群维持动态平衡（躯干稳定性训练）、手部操控转向机构实现避障。能同步发展下肢蹬力、动态平衡及全身协调性，锻炼儿童提前预判路径，提升感觉统合效率。

（2）人机适配设计

骶骨支撑曲面座垫，坐面压力分布优化，避免坐骨神经压迫，尾端 8°上扬设计兼具挡泥功能。匹配 ASD 儿童反应延迟特性，设计15°机械限位转向角，降低侧翻风险，实现安全转向。车架榉木构件通过防松脱法兰螺母连接，设计双模高度调节，通过横梁的反装低重心模式（如图4）和正装高重心模式（如图5）实现坐高大幅度调节，搭配座垫升降微调节设计，适配3-6 岁儿童身高范围（如表1）。

（3）用户适应性设计

以低敏感度感官体验为导向，材料选择 FSC 认证榉木车架，兼顾高承载性及温润触感，配合铜合金连接件，抗腐蚀同时色彩稳定，营造自然温和的视觉氛围，降低环境刺激引发的焦虑。全车圆角处理、隐藏式紧固件及食品级木器漆，构建安全与信赖感，消除操作安全隐患与心理排斥（如图6）。模块化设计确保两种训练模式无缝转换，结构强度符合材料标准。

综上，针对 3-6 岁 ASD 儿童活泼好动但协调能力待发展的特点，精准匹配发育需求，通过渐进式训练提升身体控制能力，并改善核心缺陷（注意力分散、动作计划障碍）。将康复目标融入游戏化设计，为感统训练提供兼具科学性与可操作性的专属工具，突破普通玩具的局限性。

平衡车是以“动态平衡先行”为指导的基础运动器械，其设计本质是顺应儿童神经发育规律，平衡觉先于踏板技巧，而针对 ASD 儿童的改良设计，是进一步释放其感统干预潜能。本研究设计的可拆卸式平衡滑步车，经投入康复机构进行效益验证，能明显提升 3-6 岁 ASD儿童的身体协调性。通过模块化分阶段训练机制，车头分离推行模式下，儿童注意力持续性有明显进步，单次训练时长平均延长 7 分钟；推行过程中，动作计划能力得到提高，目标路径偏离率降低，有效改善儿童感统功能。整车整合滑行模式下，儿童通过转向操控同步训练眼手协调，在老师和家长指导下进行蹬地节奏和左右腿交替运动训练，提升眼脚协调和双侧整合能力；滑行中蹬地力度调控强化关节位置感知，滑行加速、减速也能刺激前庭系统，能改善动作计划能力、提升空间定向能力。

本研究在社会价值方面，为家庭及康复机构提供标准化训练工具，降低教师干预强度，通过游戏化设计增强儿童训练依从性，缓解照护者心理压力。设计创新方面，15°机械限位转向机构降低侧翻风险，双模高度调节系统适配 80-130cm 身高范围，覆盖学龄前关键康复窗口期。未来优化方向上，可考虑车架材料升级为碳纤维增强聚合物，在维持环保属性基础上提升抗冲击强度。同时，可集成物联网传感器，运用陀螺仪、压力感应装置，构建量化康复评估系统，实现训练数据云端管理。

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