本论文从皮亚杰认知理论角度,开展针对幼儿教育类游戏应用的交互设计研究。在课题研究中,运用皮亚杰认知图式模型与加涅信息加工模型指导理论推演,结合用户访谈法、行为观察法等理解用户的认知和行为需求特征,同时,通过用户心智模型与交互设计模型的匹配度实验,结合可用性测试综合评价,验证用户心智模型与交互设计的关联性,并基于此,提出幼儿教育类游戏应用交互设计研究的新思路。本研究内容主要划分为以下四个部分:第一部分涉及幼儿教育类游戏产品研究与用户认知态度调查。首先,结合幼儿教育类游戏产品的载体类型,探讨幼儿教育类游戏产品的分类及特征,以便于理解产品的市场研究现状;其次,基于案头研究、问卷调查及用户访谈法等用户研究方法,开展针对家长、幼教及开发人员等的认知态度调查,以挖掘用户对产品的需求及期待,为后续研究提供思路与方法。第二部分的核心为探讨幼儿的行为特征。首先,依据皮亚杰认知理论梳理幼儿的基本特点和认知发展规律,明确用户认知与思维特征;其次,结合认知图式理论和信息加工理论,构建图式模型、信息加工模型,以开展皮亚杰理论与用户认知行为的关联性研究;此外,通过用户行为模型探讨幼儿使用行为的影响因素,挖掘用户的使用行为逻辑和游戏影响因素,为用户心智模型的创建提供思路。第三部分,通过用户心智模型与交互设计模型之间的匹配度实验、可用性评价实验等,验证心智模型对交互模型的指导意义。首先,通过解析幼儿使用产品的心智模型及产品的交互架构模型,探讨二者之间的匹配度;其次,通过可用性评价指标明确可用性综合评价数值;第三,验证用户心智模型匹配度与可用性的关系。基于此,从视听觉、触觉交互及沉浸式体验等层面提出交互设计方法。第四部分,在交互设计方法等指导下构建优化设计目标,以指导幼儿教育类游戏APP交互设计优化设计实践,最终完成基于用户心智模型构建的交互架构模型、线框图、高保真原型图及视觉设计输出。