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《 人机交互的软件工程方法 》. 冯桂焕,南京大学软件学院 2013 年 8 月. 主要内容. 课程建设背景 课程建设概况 课程 内容梗概. 课程建设背景. 南京大学软件学院教学改革结晶 高年级核心课程 3 学分, 36 学时 自 2009 年开始建设 2011 年完成教材并试用 2013 年正式出版 (机械工业出版社). 课程建设历史. 可用性 实验室. 课程 实施 反馈. 课程 配套教材. 课程知识体系. 2009. 2010. 2012. 2013. 课程相关的几个问题. 为什么要教授 人机交互课程?

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Presentation Transcript
slide1

《人机交互的软件工程方法》

冯桂焕,南京大学软件学院

2013年8月

slide2
主要内容
  • 课程建设背景
  • 课程建设概况
  • 课程内容梗概
slide3
课程建设背景
  • 南京大学软件学院教学改革结晶
    • 高年级核心课程
    • 3学分,36学时
    • 自2009年开始建设
    • 2011年完成教材并试用
    • 2013年正式出版

(机械工业出版社)

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课程建设历史

可用性实验室

课程实施反馈

课程配套教材

课程知识体系

2009

2010

2012

2013

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课程相关的几个问题
  • 为什么要教授人机交互课程?
    • 人机交互优劣,日益成为软件获得市场的关键
    • CCSE 2004将人机交互列为软件工程专业的核心课程
  • 人机交互可以通过课程学习吗?
    • 反对意见:人机交互是一门艺术而非科学
    • 课程目标:教学生构建“不难用”的软件
  • 为什么强调软件工程视角?
    • 软件工程成为一级学科,学科建设需要
    • 与软件工程课程体系融为有机整体
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主要内容
  • 课程建设背景
  • 课程建设概况
  • 课程内容梗概
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课程定位与特色

以教会学生开发高可用性的软件为目标

1

2

与传统软件工程课程体系密切结合

3

注重讲授提升交互性能的方法和技术

4

区别于以人机交互技术为主导的课程设计

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课程设计思路

实践创新的课程组织方式

  • 吸取国内外优秀人机交互课程和教材精华
  • 用前沿技术激发学习兴趣
  • 邀请业界工程师(创业学生)来院讲座

注重教学内容的工程性、实践性

  • 以培养优秀交互设计师为目标
  • 延续软件工程过程主线
  • 大量实例+实践教学

构筑完整人机交互知识体系

  • 基于专业教学规范CCSE 2004
  • 覆盖全部知识点,同时补充新的知识点
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课程实施-实践设计
  • 从一个已有软件系统出发
    • 要求:人机交互特征复杂度适中,有源代码,分组完成(3-4人)
slide15
课程实施-实践设计
  • 可用性实验室
    • 国内高校大部分设立在心理学和艺术学系
    • 清华大学:工业工程系可用性评测与人机交互实验室
    • 中南大学:微软中文产品可用性测试实验室
    • 大连海事大学:欧盟可用性中国中心
    • 北京邮电大学:人机工程实验室
    • ……

眼动行为观测的: (a)测试方视图 (b) 观察方视图

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课程实施-媒体资源
  • 以前沿交互技术促教学
    • 兴趣是最好的老师!
50 60
课程考核(50%-60%)
  • 选择题
    • 在复制文件夹时,屏幕会出现文件从一个文件夹移动到另一个文件夹的动画,这是以下哪种现象的实例:
      • (a) 可视化
      • (b) 映射(mapping)
      • (c) 启发性(affordance)
      • (d) 反馈
  • 简答题
    • 请指出KLM、GOMS和HTA三种方法分别适合应用在什么场合,以及如何应用它们进行分析。
  • 设计题
    • 现需为某四层楼设计电梯面板(四层楼记作parking, main floor, second和third floor),应包含开门、关门、停止和紧急呼叫功能。请在下方同一行中绘出这些按钮的设计方案,并使用心理学原则(格式塔心理学)中的相近性和相似性帮助用户学习和使用。
slide18
课程资源
  • 在线课程网站
    • http://218.94.159.106/class8.html
  • 配套教材
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主要内容
  • 课程建设背景
  • 课程建设概况
  • 课程内容梗概
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课程内容概览

第一部分 基础篇

第二部分 设计篇

第三部分 评估篇

  • Ch5. 交互式系统的需求
  • Ch6. 交互式系统的设计
  • Ch7. 可视化设计
  • Ch8. 交互设计模型与理论
  • Ch9. 以用户为中心的设计
  • Ch10. 评估的基础知识
  • Ch11. 评估之观察用户
  • Ch12. 评估之询问用户和专家
  • Ch13. 评估之用户测试
  • Ch1. 人机交互概述
  • Ch2. 人机交互基础知识
  • Ch3. 交互设计目标与原则
  • Ch4. 交互设计过程
slide21
Ch1. 人机交互基础
  • 主要内容
    • 什么是人机交互
    • 人机交互的重要性
    • 人机交互的研究内容
    • 人机交互的相关领域
    • 人机交互的发展历史
    • 人机交互与软件工程

的关系

“ACM SIGCHI关于人机交互的研究内容”

ch1 2
Ch1. 人机交互基础-2
  • 教学重点
    • 人机交互的学科内涵和外延
      • 人机交互≠人机界面
    • 人机交互历史上三个主要阶段
      • 旧的交互形式作为新形式的特例保存下来
    • 人机交互与软件工程学科之间的关系和异同
ch1 3
Ch1. 人机交互基础-3
  • 教学难点
    • 理解人机交互作为交叉学科的特点
      • 能够协调工作中多学科人员的沟通
    • 理解人机交互对软件质量的重要性
    • 正确处理本课程与其他专业课程之间的关系

“Lethbridge对于软件工程人员最为重要的25个知识领域”

slide24
Ch2. 人机交互基础知识
  • 主要内容
    • 交互框架
    • 常用交互范型/形式
      • 命令行、菜单驱动、表格、直接操纵、问答、隐喻等
    • 关于人(和交互密切相关的)
      • 信息处理模型
      • 认知心理学
      • 记忆和感觉
    • 常用交互设备

“投影键盘”

ch2 2
Ch2. 人机交互基础知识-2
  • 教学重点
    • 执行/评估活动周期
    • 不同交互范型各自的优缺点
    • 格式塔心理学
    • 人的记忆和认知特性

“Donald Norman的交互模型(执行/评估活动周期)”

slide26
补充:视觉感知&上下文
  • 你从图中看到了什么?
slide27
补充:视觉感知&上下文
  • 提示:一只面向你的动物
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补充:视觉感知&上下文
  • 提示:它的头在左侧,能产奶
slide29
补充:期望对感知的影响

From: after Bruner and Postman, 1949, pp. 206 – 23.

ch2 3
Ch2. 人机交互基础知识-3
  • 教学难点
    • 理解执行隔阂和评估隔阂
    • 理解信息处理模型的重要性
    • 格式塔心理学对交互的影响
    • 正确认识7±2法则
    • 能够选择恰当的交互设备

“Card等人类处理机模型”

slide31
Ch3. 交互设计的目标和原则
  • 主要内容
    • 可用性目标
    • 用户体验目标
    • 简易可用性工程
      • 可用性度量
    • 交互设计原则

主观满意度

高效率

易学习

可用性

易记忆

少出错

“ISO9241-11关于可用性的定义”

ch3 2
Ch3. 交互设计的目标和原则-2
  • 教学重点
    • 可用性目标的五个属性
    • 简易可用性工程的四种关键技术
      • 理解用户、场景、边做边说、启发式评估
    • Jacob Nielsen的“十条启发式规则”
  • 教学难点
    • 如何开展对可用性属性的度量实验
    • 不同设计原则的异同,以及应用原则指导交互设计
slide33
Ch4. 交互设计过程
  • 主要内容
    • 交互设计的基本活动和关键特征
    • 设计中的若干问题
      • 选择用户、需求定义、提出候选方案、决策
    • 交互设计生命周期
  • 教学重点和难点
    • 理解设计的迭代特性
    • 从交互设计生命周期体会
      • 交互设计的灵活性
      • 评估的重要性
      • 对用户的重视

“交互设计的基本活动”

slide34
Ch5. 交互式系统的需求
  • 主要内容
    • 影响产品交互需求的两方面
      • 产品特性
      • 用户特性
    • 用户建模
    • 场景
    • 基于人物角色和场景的交互需求定义
    • 任务分析
    • 基于原型的需求验证

“人物角色定义举例”

ch5 2
Ch5. 交互式系统的需求-2
  • 教学重点
    • 用户差异在交互设计中的体现
    • 人物角色的用户建模方法
    • 场景描述
    • 应用人物角色和场景定义需求
    • 任务分析方法
  • 教学难点
    • 用人物角色指导需求获取
    • 将用户与产品的交互融入场景描述
slide36
Ch6. 交互式系统的设计
  • 主要内容
    • 设计框架
    • 简化设计三策略
      • 删除、组织、隐藏、(转移)
    • 设计中的折中
      • 个性化与配置、本地化与国际化、审美与实用
    • 设计细节
      • 加快响应时间
      • 减轻记忆负担
      • 减少等待感
    • 设计模式
ch6 2
Ch6. 交互式系统的设计-2
  • 教学重点
    • 教学生逐步开展交互设计工作
    • 学习在设计中做“减法”
    • 学习软件设计的小技巧
  • 教学难点
    • 理解由粗到精的设计过程,不要立即进入到细节的工作
    • 理解并非功能越多的软件越受欢迎
    • 认识到良好的设计需要折中
      • 不存在“完美”的软件
    • 合理使用个性化
slide38
Ch7. 可视化设计
  • 主要内容
    • 窗口和菜单
    • 对话框
    • 常用控件
      • 命令、选择、显示、文本输入
    • 工具栏
    • 屏幕复杂度度量
ch7 2
Ch7. 可视化设计-2
  • 教学重点
    • 菜单的设计原则
      • 菜单的工业标准
    • 对话框的设计要点
    • 理解菜单和工具栏图标的区别
  • 教学难点
    • 体会菜单深度与广度的差别
    • 理解对话框是一个“单独的房间”
      • 注意减少和管理对话框
    • 能够灵活选用不同控件
      • 适当使用默认值
slide40
Ch8. 交互设计模型与理论
  • 主要内容
    • 预测模型
      • GOMS、KLM、Fitts’ Law
    • 动态模型
      • 状态转移网络
      • 三态模型
    • 语言模型
      • BNF表达式
    • 系统模型
      • Z标记法

“著名的轮流轻拍实验”

slide41
Ch8. 交互设计模型与理论
  • 教学重点
    • 能使用GOMS描述任务的完成过程
    • 会使用KLM预测任务的完成时间
    • Fitts定律的由来及对人机交互的指导意义
    • 能够使用STN描述系统状态变化
  • 教学难点
    • 应用KLM对任务完成时间进行预测
      • 理解预测模型的局限性
      • 掌握M操作符的放置方法
    • 理解Fitts定律对人机交互的指导意义
      • 充分利用屏幕边缘
      • 适当应用光标位置

“Windows操作系统返回桌面图标的变化”

slide42
Ch10. 评估的基础知识
  • 主要内容
    • 评估目标和原则
    • 评估范型与技术
    • 评估的步骤
  • 教学重点
    • 为评估设定可行目标
    • 不同评估技术的适用场合及选择因素
    • 掌握DECIDE评估框架
    • 注重开展小规模试验
ch10 2
Ch10. 评估的基础知识-2
  • 教学难点
    • 评估是交互式软件系统设计至关重要的环节,应该出现在产品开发生命周期的各个阶段
    • 能够根据实际情况选择恰当的评估技术
    • 掌握多种评估技术的组合
    • 理解小规模试验的重要性

“评估技术的比较”

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CH11. 观察用户
  • 主要内容
    • 实验室观察vs.现场观察
    • 观察与访谈的结合
    • 数据记录方式
      • 纸笔、音视频、日志和交互记录
    • 常用数据分析方法
  • 教学重点
    • 观察不仅可用于需求获取,同时也可用于评估
    • 实验室观察和现场观察的区别
    • 掌握不同数据记录方式的应用场合
ch11 2
CH11. 观察用户-2
  • 教学难点
    • 能够在复杂的现场环境中完成观察
    • 掌握常用的数据记录方法
    • 掌握评估中常用的定性和定量分析技术

“实验室环境的观察”

slide46
CH12. 询问用户和专家
  • 主要内容
    • 访谈
      • 焦点小组
    • 问卷调查
    • 认知走查
    • 启发式评估
      • iTunes评估实例
ch12 2
CH12. 询问用户和专家-2
  • 教学重点
    • 访谈的技巧
      • 焦点小组
    • 问卷设计与组织
    • 启发式评估
  • 教学难点
    • 能有效开展访谈
    • 掌握优秀调查问卷设计的能力
    • 开展启发式评估的能力
      • 理解用户的能力局限性
      • 制定恰当的启发式规则
ch 13
Ch.13 用户测试
  • 主要内容
    • 如何开展用户测试
    • 数据分析与总结报告
    • 网站用户测试实例
  • 教学重点
    • 选择恰当的参与者
    • 设计明确的测试任务
    • 制定详细的测试步骤
    • 搜集数据并分析
ch 13 2
Ch.13 用户测试-2
  • 教学难点
    • 如何保证参与者的代表性,并对参与者进行有效组织
    • 测试任务要基于用户语言,而非程序语言
    • 通过小规模测试保证实验的有效性
    • 灵活运用数据搜集与分析方法

“定量数据与定性数据分析技术”

slide50
Ch9. 以用户为中心
  • 主要内容
    • 什么是“以用户为中心”
    • 用户参与设计
    • 理解用户工作
    • 对“以用户为中心”思想的分析
  • 教学重点
    • 理解为什么要“以用户为中心”
    • 掌握用户参与的不同形式
    • 对“以用户为中心”思想的正确评价

“PICTIVE协同设计”

ch9 2
Ch9. 以用户为中心-2
  • 教学难点
    • 清楚让用户参与设计的挑战
    • 深刻认识到“程序员不是用户”!
    • 正确认识“以用户为中心”的优缺点

“如果当年我去问顾客他们想要什么,他们肯定会告诉我:‘一匹更快的马。’”

— 亨利•福特

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教学中发现的问题
  • 课程安排
    • 原理讲解在前,实践检查放在学期末,完成时间紧张
  • 实践环节
    • 制定有针对性的实践题目非常困难
    • 学生缺少与真实用户沟通的机会
    • 主要精力仍花费在功能实现,而非交互
    • 大班授课,实践反馈开展困难
    • 实验环境限制,难以满足所有同学的实践需求
    • 助教素质不一,对学生的课后辅导有限
slide53

谢 谢!

fgh@software.nju.edu.cn