新材料的发明及应用是人类社会不断向前发展的标志之一,每一种新材料的应用都会对工业产品等相关领域产生影响。众所周知,每一种材料都有其独一无二的质感,深入认识并恰当利用材料质感对设计出好的产品至关重要。所谓的质感是指材料表面的物理结构排列、色彩和纹理等固有特性,它是人们感知产品存在及其品质的重要途径。如果材料没有质感,人们将不能全面地感知产品的品质。因此,对材料质感的研究是产品设计的关键之一。产品设计的目的是促进人与外部环境的交互作用,方便人的衣食住行,提升生活品质。若希望合理利用材料质感提升体验,就需要在设计中考虑人的知觉感受,包括注意力、情绪、感知力等多个方面。本文基于认知心理学、材料质感研究以及产品设计方法论等,意在建立一种新的以提升产品的用户体验品质为目标的、实用的产品设计模型。首先,开展了材料质感研究;然后,对材料质感设计理论进行研究并建立了模型;最后,将材料质感研究成果及模型应用于具体的产品设计中,并对其进行了检验。本文主要的研究工作如下:1)以游戏化学习应用为平台,研究了用户模型。采用理论基础调研、目标用户访谈调研和用户画像建模等方法,为游戏化学习相关应用的开发建立用户模型,明晰产品定位和界面设计方向,同时也为将后文的设计模型应用于实际产品的设计中奠定基础。2)开展了材料质感与注意力关系的实验。通过对舒尔特方格法实验的结果进行统计分析,探索了注意力与材料表面粗糙程度的相关性;然后,通过问卷的形式,调查了用户的主观情感体验,并分析了用户的主观体验和材料表面粗糙程度的相关性。3)建立了基于材料质感与用户潜意识认知关系的设计模型。根据上一步的研究结果,结合现有的其它相关研究成果（主要包括颜色、明度、纹理等）,总结出一套实现材料质感与用户认知相匹配的设计方法,利用多要素分析建立了材料质感关于用户潜意识认知的设计模型。4)在游戏化应用开发中对提出的设计模型进行了可用性测试。采用控制变量法,设立对照组,对学习效率进行了测试,测试结果表明根据本文设计模型改进的应用比原应用更有利于学习者集中注意力。