人機(jī)界面的基本概念與分析

第二章人機(jī)界面的基本概念與分析教學(xué)目標(biāo)：掌握人機(jī)界面的基本概念，分析方法，開發(fā)過程教學(xué)內(nèi)容人機(jī)界面的基本概念人機(jī)界面的分析方法人機(jī)界面的軟件開發(fā)過程重點(diǎn)、難點(diǎn)人機(jī)界面的分析方法教學(xué)基本要求掌握人機(jī)界面的分析方法掌握人機(jī)界面的開發(fā)過程教學(xué)過程設(shè)計(jì)（參看課件）2—1人機(jī)界面的基本概念用戶體驗(yàn)，英文叫做UserExperience,縮寫為UE,或者UX。它是指用戶訪問一個(gè)網(wǎng)站或者使用一個(gè)產(chǎn)品時(shí)的全部體驗(yàn)。他們的印象和感覺，是否成功，是否享受，是否還想再來/使用。他們能夠忍受的問題，疑惑和BUG的程度以用戶為中心的設(shè)計(jì)，英文叫做User-CenteredDesign縮寫為UCD信息架構(gòu)，英文叫做Informationarchitecture，縮寫為IA。它是一個(gè)整理信息，斡旋信息系統(tǒng)與使用者需求的過程，主要是要將信息變成一個(gè)經(jīng)過組織、歸類、以及具有瀏覽體系的組合結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)將使得使用者對(duì)于信息的內(nèi)容存取更直接，讓使用者的任務(wù)更容易完成，它也可說是在結(jié)構(gòu)與分類上的藝術(shù)與科學(xué)，可以幫助我們尋找信息并且予以管理。交互設(shè)計(jì)，英文叫做InteractionDesign交互設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人和產(chǎn)品或服務(wù)互動(dòng)的一種機(jī)制，以用戶體驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行的人機(jī)交互設(shè)計(jì)是要考慮用戶的背景、使用經(jīng)驗(yàn)以及在操作過程中的感受，從而設(shè)計(jì)符合最終用戶的產(chǎn)品，使得最終用戶在使用產(chǎn)品時(shí)愉悅、符合自己的邏輯、有效完成并且是高效使用產(chǎn)品。交互設(shè)計(jì)的目的是使產(chǎn)品讓用戶能簡單使用。任何產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)都是通過人和機(jī)器的交互來完成的。因此，人的因素應(yīng)作為設(shè)計(jì)的核心被體現(xiàn)出來。HCI：humancomputerinteraction人機(jī)交互用戶界面-Userinterface圖形界面-GraphicsUserInterface在人和機(jī)器的互動(dòng)過程中，有一個(gè)層面，即我們所說的界面。從心理學(xué)意義來分，界面可分為感覺（視覺、觸覺、聽覺等）和情感兩個(gè)層次。有效的界面設(shè)計(jì)經(jīng)常是預(yù)見的過程，設(shè)計(jì)目標(biāo)是開發(fā)者根據(jù)自己對(duì)用戶需求的理解而制定的。優(yōu)秀的界面簡單且用戶樂于使用，這意味著設(shè)計(jì)需適應(yīng)硬件的局限。易用性-Usability是交互式IT產(chǎn)品/系統(tǒng)的重要質(zhì)量指標(biāo)，指的是產(chǎn)品對(duì)用戶來說有效、易學(xué)、高效、好記、少錯(cuò)和令人滿意的程度，即用戶能否用產(chǎn)品完成他的任務(wù)，效率如何，主觀感受怎樣，實(shí)際上是從用戶角度所看到的產(chǎn)品質(zhì)量，是產(chǎn)品UsabilityEngineer使用性工程師HandsetUserInterface手持設(shè)備用戶界面(HUI)humancomputerinteraction人機(jī)交互(HCI)ManMachineInterface人機(jī)接口(MMI)2—2人機(jī)界面的基本特性2—3人機(jī)界面的應(yīng)用領(lǐng)域2—4人機(jī)界面的分析方法2—4—1研究人機(jī)界面的工具和方法2—4—2人機(jī)界面的用戶分析界面設(shè)計(jì)的分析階段包括任務(wù)分析和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)分析。其中任務(wù)分析與其他系統(tǒng)的分析基本一樣。本節(jié)只討論學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的分析。1、學(xué)習(xí)者特點(diǎn)分析計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中人機(jī)界面的建立應(yīng)該滿足學(xué)習(xí)者的需要，因此很有必要知道什么樣的人在使用界面。不同的學(xué)習(xí)者對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)知識(shí)的條件以及影響他們使用界面的因素是不同的。學(xué)習(xí)者特點(diǎn)分析的目的就是要獲得有關(guān)學(xué)習(xí)者技能和經(jīng)驗(yàn)的全部信息，預(yù)測學(xué)習(xí)者對(duì)不同的界面設(shè)計(jì)的反應(yīng)。這樣我們就能作出管理上的判斷，并使界面的復(fù)雜性符合學(xué)習(xí)者的能力。因而學(xué)習(xí)者特點(diǎn)分析的關(guān)鍵在于對(duì)學(xué)習(xí)者類型的分類。學(xué)習(xí)者類型的分法有許多種，它對(duì)界面的設(shè)計(jì)有重要的意義。一般把學(xué)習(xí)者分成以下四類：?生手指從未使用過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者。他們不熟悉計(jì)算機(jī)的操作，缺乏有關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)。他們對(duì)計(jì)算機(jī)會(huì)產(chǎn)生一種陌生的感覺。?新手指有一定的計(jì)算機(jī)經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)來說不熟悉的學(xué)習(xí)者。剛開始使用某個(gè)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者都是新手。這些學(xué)習(xí)者容易出錯(cuò)誤。?熟手指對(duì)某些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已有許多經(jīng)驗(yàn)，已成為熟練操作員的學(xué)習(xí)者。大多數(shù)經(jīng)常操作計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)者隨著時(shí)間的延伸會(huì)變得熟練起來，他們要求有一個(gè)能快速使用的界面。但熟練的學(xué)習(xí)者可能對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的了解甚少，因而他們?nèi)狈Ω恼馔忮e(cuò)誤和擴(kuò)展系統(tǒng)的能力。?專家專家學(xué)習(xí)者一般具有計(jì)算機(jī)軟件的專長，深入了解系統(tǒng)運(yùn)行原理，有修改和維護(hù)系統(tǒng)的能力。以上學(xué)習(xí)者分類法只是為學(xué)習(xí)者分析提供了一個(gè)基礎(chǔ)。其實(shí)，學(xué)習(xí)者分類遠(yuǎn)不是這么簡單。在某一學(xué)習(xí)者總體中，學(xué)習(xí)者類型經(jīng)常是混合的，而且同一學(xué)習(xí)者會(huì)隨著時(shí)間而發(fā)生變化。我們?cè)谶M(jìn)行學(xué)習(xí)者分類時(shí)應(yīng)注意到這一點(diǎn)。2、學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的度量標(biāo)準(zhǔn)要對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行分類，需要有基本的衡量尺度。這種尺度有多種，如學(xué)習(xí)者使用系統(tǒng)的頻繁程度、了解系統(tǒng)的程度，以及需要學(xué)習(xí)的程度等。度量尺度的選擇與學(xué)習(xí)者操作系統(tǒng)的作業(yè)成績有關(guān)。例如，使用頻次會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)者的熟練程度發(fā)生影響。學(xué)習(xí)者分類的度量標(biāo)準(zhǔn)一般分為以下幾種：?使用頻次經(jīng)常使用計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)者能較快地獲得技能和經(jīng)驗(yàn)。如果頻率很低，技能的發(fā)展就會(huì)很慢，需要更具有支持性的界面。使用的頻率有時(shí)也會(huì)發(fā)生變化。如果經(jīng)常使用的學(xué)習(xí)者長時(shí)間不用，也會(huì)忘掉一些重要信息，也要向他們提供一定的幫助。?使用隨意性使用某一系統(tǒng)對(duì)某一個(gè)人可能是必須的，也可能不是必須的。例如，公司銷售的數(shù)據(jù)檢索人員就必須使用銷售訂貨處理系統(tǒng)。但是是否要用類似銷售訂貨處理系統(tǒng)的軟件作預(yù)測則是一件很隨意事。對(duì)于學(xué)習(xí)者來說不管是何種界面都要求是友好的。但是隨意使用的學(xué)習(xí)者界面，在界面的易用程度上必須更勝一籌。否則，這種系統(tǒng)可能永遠(yuǎn)不會(huì)被使用。?計(jì)算機(jī)的熟悉度大多數(shù)學(xué)習(xí)者都有使用計(jì)算機(jī)的一些經(jīng)驗(yàn)。但不同的學(xué)習(xí)者使用計(jì)算機(jī)經(jīng)驗(yàn)的程度有很大的差別。學(xué)習(xí)者訓(xùn)練對(duì)熟悉度有很大的影響。?學(xué)習(xí)者知識(shí)某些學(xué)習(xí)者具有相當(dāng)多的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)和操作的知識(shí)。這些專家學(xué)習(xí)者有能力擴(kuò)充系統(tǒng)及其界面的功能。因而他們需要一種靈活的程序設(shè)計(jì)，或以部分語言型的界面滿足他們的要求。?學(xué)習(xí)者智能這是對(duì)學(xué)習(xí)者一般知識(shí)與智力的度量，用以決定學(xué)習(xí)者能接受界面的復(fù)雜程度。?學(xué)習(xí)者人體操作能力和技能如果采用新的設(shè)備和工作環(huán)境，就必須對(duì)學(xué)習(xí)者的人體操作能力和技能工效學(xué)分析，以滿足學(xué)習(xí)者的要求。例如分析學(xué)習(xí)者使用鼠標(biāo)、掃描儀等的經(jīng)驗(yàn)和技能。利用以上的度量標(biāo)準(zhǔn)，可以了解有關(guān)學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的一般情況。同時(shí)也應(yīng)了解有關(guān)學(xué)習(xí)者變異的情況，以便使界面滿足不同類型學(xué)習(xí)者的要求。界面設(shè)計(jì)理論界面設(shè)計(jì)也需要在一定的理論思想指導(dǎo)下進(jìn)行。心理模型和學(xué)習(xí)者模型、人機(jī)界面設(shè)計(jì)的理論模型分類等是界面設(shè)計(jì)理論中應(yīng)該考慮的內(nèi)容。1、心理模型和學(xué)習(xí)者模型心理模型及其分類在人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通訊或?qū)υ挄r(shí)，需要建立系統(tǒng)工作的心理模型。人們利用這種，模型就能預(yù)測在完成某些行動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)表現(xiàn)出來的特性，也能模擬在某些成分的工作不正常時(shí)系統(tǒng)的行為特點(diǎn)。心理模型可分為下列幾類：?結(jié)構(gòu)模型和動(dòng)態(tài)模型：結(jié)構(gòu)模型是以一種不變的方式描述一個(gè)系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)模型則描述系統(tǒng)隨時(shí)間發(fā)生變化的情況。?成分模型、拓?fù)淠Ｐ秃蛶缀文Ｐ?。結(jié)構(gòu)模型可以分解成若干簡單的成分模型，也可以分解成各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型或幾何結(jié)構(gòu)的模型。?行為模型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型。在動(dòng)態(tài)模型中，行為模型只是根據(jù)系統(tǒng)的輸入和輸出來描述一個(gè)系統(tǒng)。而內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型則把系統(tǒng)分解成各成分間的相互作用。?聚合模型和機(jī)械模型。內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型可以是聚合的，也可以是機(jī)械的。在聚合模型中，各成分的行為方式一致，而在機(jī)械模型中，各成分的行為方式各不相同。?因果模型和同步模型。內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型可以是因果的，也可以是同步的。聚合模型實(shí)質(zhì)上是同步的。機(jī)械模型既可把成分分解成因果鏈，也可把它們看成是同步發(fā)生的。?行為流模型和信息流模型。在因果模型中，既可有行動(dòng)流的模型，也可有信息流的模型。前者強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量，后者強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中的信息。學(xué)習(xí)者模型隨著計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜和人工智能技術(shù)在教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在人機(jī)系統(tǒng)相互作用方式的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮學(xué)習(xí)者在興趣和知識(shí)背景上的差異。可以考慮開發(fā)出具有復(fù)雜學(xué)習(xí)者模型的機(jī)器系統(tǒng)。建立學(xué)習(xí)者模型可以在三個(gè)不同水平上進(jìn)行：第一個(gè)水平的學(xué)習(xí)者模型只是考慮學(xué)習(xí)者的生理和身體的特征。例如，假定學(xué)習(xí)者是右利手的，有一定數(shù)目的手指和一定的肌肉力量等。有時(shí)，學(xué)習(xí)者模型并不是明確表述的，而是隱含在教學(xué)系統(tǒng)的功能之中。第二個(gè)水平的學(xué)習(xí)者模型是在第一個(gè)水平是進(jìn)一步考慮了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工能力。例如，機(jī)器系統(tǒng)可能會(huì)假定學(xué)習(xí)者最多能記住多少數(shù)據(jù)。所有都無一例外地對(duì)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知功能作了假設(shè)。但是在過去，這一水平上的學(xué)習(xí)者模型沒有明確提出來，而是隱含在教學(xué)系統(tǒng)之中。這一點(diǎn)在復(fù)雜的教學(xué)系統(tǒng)中更是如此。因?yàn)樵趶?fù)雜的教學(xué)系統(tǒng)中，影響學(xué)習(xí)者的各系統(tǒng)成分是獨(dú)立設(shè)計(jì)的。若把整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)看成一個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)就有助于將教學(xué)系統(tǒng)所有成分整合成一個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)。人機(jī)之間的不匹配一般都來自教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者不能明確說明教學(xué)系統(tǒng)對(duì)人的要求。第三個(gè)水平上的學(xué)習(xí)者模型是把機(jī)器也看作是一個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)，至少把它看作是模擬了人類認(rèn)知系統(tǒng)的某些功能。機(jī)器系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者模型除了要包括學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工技能及其局限性外，還要具有人和機(jī)器這兩個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)如何相互作用的模型。2、人機(jī)界面設(shè)計(jì)的理論模型分類在人與計(jì)算機(jī)界面中，學(xué)習(xí)者模型和心里模型共同結(jié)合而成為理論模型，它可分為如下幾類:?認(rèn)知模型：心理學(xué)工作者為深入理解人的心理過程而構(gòu)建的信息加工模型。?學(xué)習(xí)者知識(shí)模型：主要用于計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練以及自適應(yīng)界面的模型。這類模型主要描述某一領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)類型以及知識(shí)類型間的關(guān)系。這些模型都嵌入在軟件中。?學(xué)習(xí)者特點(diǎn)模型：根據(jù)技能與能力對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行分類的模型。?學(xué)習(xí)者任務(wù)模型：學(xué)習(xí)者關(guān)于任務(wù)功能及其操作順序結(jié)構(gòu)的模型。?學(xué)習(xí)者系統(tǒng)模型：學(xué)習(xí)者有關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模型。這種模型既可以用視覺類比來表示，也可用語言描述。在界面設(shè)計(jì)中，與軟件直接有關(guān)系的理論模型有學(xué)習(xí)者任務(wù)模型、學(xué)習(xí)者系統(tǒng)模型和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)模型。各種模型的關(guān)鍵點(diǎn)在于兼容性程度。一個(gè)界面的結(jié)構(gòu)和操作與學(xué)習(xí)者所設(shè)想的越一致，該界面就越容易學(xué)習(xí)和被接受。許多學(xué)習(xí)者根據(jù)過去使用類似教學(xué)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)來建立系統(tǒng)的心理模型。當(dāng)學(xué)習(xí)者第一次遇見系統(tǒng)時(shí)，學(xué)習(xí)者的心理模型可能是很含糊的，但會(huì)隨經(jīng)驗(yàn)的增加而不斷完善。任務(wù)模型和學(xué)習(xí)者系統(tǒng)模型有兩個(gè)維度，第一是系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)各部分及其相互關(guān)系），它與界面顯示的設(shè)計(jì)有關(guān)。第二是系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)特征，它與對(duì)話設(shè)計(jì)有關(guān)。學(xué)習(xí)者的系統(tǒng)模型的分析對(duì)界面的表示是非常重要的。如有可能應(yīng)盡可能采用學(xué)習(xí)者的語言。系統(tǒng)的視覺類比也可直接轉(zhuǎn)變城圖符形式，學(xué)習(xí)者系統(tǒng)模型對(duì)于對(duì)話的設(shè)計(jì)也會(huì)有很大的幫助，它可以從學(xué)習(xí)者的觀點(diǎn)來反映系統(tǒng)的功能組成。2—4—3用戶的使用需求分析需求分析是創(chuàng)作一種新軟件產(chǎn)品的第一階段。該階段的任務(wù)就是確定用戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的具體要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)。需求分析的方法很多，如結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)在需求分析階段采用的是結(jié)構(gòu)化分析，即采用“自頂向下”逐步分解的原則，運(yùn)用相應(yīng)的工具，進(jìn)行設(shè)計(jì)目標(biāo)描述。在用戶需求提出后，設(shè)計(jì)人員還要從各種不同角度來分析問題，盡可能列出解決問題的各種策略，最后，評(píng)估各種方案的可行性，從眾多的分析方案中找出一個(gè)可行性高而最有價(jià)值（創(chuàng)意新穎）的方案。2—4—4界面的分析人機(jī)界面的風(fēng)格分析這里所指的人機(jī)界面的風(fēng)格，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶界面上控制輸入的方法，大致經(jīng)過了四代的演變：1命令語言：在圖形顯示、鼠標(biāo)、高速工作站等技術(shù)出現(xiàn)之前，現(xiàn)實(shí)可行的界面方式只能是命令和詢問方式，通信完全以正文形式并通過用戶命令和用戶對(duì)系統(tǒng)詢問的響應(yīng)來完成。這種方式使用靈活，便于用戶發(fā)揮其創(chuàng)造性，對(duì)熟練的用戶有很高的工作效率，但對(duì)一般用戶來說要求高，易出錯(cuò)，不友善并難于學(xué)習(xí)，它的錯(cuò)誤處理能力也較弱。2菜單選項(xiàng)：這種方式與命令行方式相比不易出錯(cuò)，可以大大縮短用戶的培訓(xùn)時(shí)間，減少用戶的擊鍵次數(shù)，可以使用對(duì)話管理工具，錯(cuò)誤處理能力有了顯著提高。但使用起來仍然乏味，可能出現(xiàn)菜單層次過多及菜單選項(xiàng)復(fù)雜的情形，必須逐級(jí)進(jìn)行選擇，不能一步到位，導(dǎo)致交互速度顯得太慢。3面向窗口的點(diǎn)選界面此類界面亦稱WIMP界面，即窗口(Windows)、圖標(biāo)(Icons)、菜單(Menus)、指示器(PointingDevice)四位一體，形成桌面(Desktop)°這種方式能同時(shí)顯示不同種類的信息，使用戶可在幾個(gè)工作環(huán)境中切換而不丟失幾個(gè)工作之間的聯(lián)系，用戶可通過下拉式菜單方便執(zhí)行控制型和對(duì)話型任務(wù)，引入圖標(biāo)、按鈕和滾動(dòng)桿技術(shù)，大大減少鍵盤輸入，對(duì)不精于打字的用戶無疑提高了交互效率。4自然語言使用自然語言與應(yīng)用軟件進(jìn)行通信，把第三代界面技術(shù)與超文本、多任務(wù)概念結(jié)合起來，使用戶可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)(以用戶的觀點(diǎn))。隨著文字、圖形、語音的識(shí)別與輸術(shù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，多媒體技術(shù)在人機(jī)界面開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)的進(jìn)一步發(fā)展，自然語言風(fēng)格的人機(jī)界面將得以迅速的發(fā)展，最終走向?qū)嵱没?—4—5開發(fā)用戶友好性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法界面設(shè)計(jì)形式界面設(shè)計(jì)的形式可以根據(jù)學(xué)習(xí)對(duì)象的年齡、專業(yè)、學(xué)科等不同的特點(diǎn)而有所不同。但是不論界面的設(shè)計(jì)形式如何變化，界面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和界面中的對(duì)話設(shè)計(jì)形式應(yīng)該有一個(gè)基本的統(tǒng)一。1、 界面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在任務(wù)實(shí)際完成后，就需要選擇界面設(shè)計(jì)的形式。這是一個(gè)需認(rèn)真決策的過程，必須在系統(tǒng)任務(wù)和軟硬件的約束之下，使界面設(shè)計(jì)形式符合學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)。許多不同類型的界面設(shè)計(jì)形式已在人機(jī)界面中得到應(yīng)用，它們的質(zhì)量與功用也各不相同。界面設(shè)計(jì)人員必須熟悉各種界面形式的特點(diǎn)。大多數(shù)界面使用一種以上的設(shè)計(jì)形式，每一種形式滿足一組任務(wù)的要求。設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度要合適，以便支持所有的學(xué)習(xí)者。界面設(shè)計(jì)的主要標(biāo)準(zhǔn)有：?易用性：對(duì)無經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)者，界面使用的難易程度。?易學(xué)性：學(xué)習(xí)界面命令與功能的難易程度。?操作速度：完成某一操作時(shí)界面的效率。通常用操作步驟，擊鍵或反映時(shí)來衡量。?復(fù)雜性：所能提供的功能范圍，以及這些功能能否以新的方式組合以擴(kuò)展界面的能力。?控制：由學(xué)習(xí)者還是計(jì)算機(jī)發(fā)起和控制的對(duì)話。?易開發(fā)性：設(shè)計(jì)界面的難易程度，開發(fā)這種界面需要花費(fèi)多大的努力。2、 對(duì)話設(shè)計(jì)的形式問答式。這是一種簡單的人一計(jì)算機(jī)對(duì)話方式。它由計(jì)算機(jī)提示一系列的問題，由人作出回答。其最簡單的形式只作是和否(Y/N)反應(yīng)，也可填入復(fù)雜的數(shù)字和字母。學(xué)習(xí)者的回答只限于很少一組有效的反映。因而這類對(duì)話的復(fù)雜程度，受到極大的限制。問答對(duì)話容易使用和學(xué)習(xí)，因?yàn)樗o出了完整的提示，告訴用于該做什么。（2） 菜單。菜單是一種適合于無經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)者的簡單對(duì)話形式。在菜單中所有可能的項(xiàng)目都作為提示顯示在屏幕上，學(xué)習(xí)者用一字母或數(shù)字選擇其中之一。單個(gè)屏幕上每次顯示的菜單數(shù)量是有限的，一般最后局限于9各項(xiàng)目。超過這個(gè)項(xiàng)目就會(huì)使短時(shí)記憶負(fù)荷過大，會(huì)增加菜單內(nèi)的搜索時(shí)間。因此，選擇項(xiàng)很多的系統(tǒng)可采用層次結(jié)構(gòu)，為學(xué)習(xí)者提供一種邏輯路徑。這種方法對(duì)沒有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)者簡便易用，但對(duì)專家學(xué)習(xí)者則會(huì)感到太慢太繁。菜單常常用于提取功能。但是當(dāng)選擇項(xiàng)目有限時(shí)，也可用作數(shù)據(jù)輸入。對(duì)菜單的編程比較容易，學(xué)習(xí)者也容易檢驗(yàn)它的正確性。但是菜單所消耗的CPU資源較多。對(duì)遠(yuǎn)程終端來說，若每次大量地改變屏幕的內(nèi)容，會(huì)使系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)大大增加。（3） 圖符。圖符是一種類似顯示菜單那樣在顯示器上表示不同功能的圖象，如Windows視窗界面上的圖符。學(xué)習(xí)者若要選擇某一功能，只要用鼠標(biāo)等指示裝置把光標(biāo)指向圖符即可。如果圖符設(shè)計(jì)得非常逼真，它將是一種非常有效的技術(shù)。對(duì)有經(jīng)驗(yàn)和無經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)者，其學(xué)習(xí)和操作時(shí)間都會(huì)大大減少。圖符也可說是一種超越語言障礙的國際對(duì)話語言。由于對(duì)圖符的解釋存在著很大的個(gè)體差異，因此，圖符必須配有一定的文字說明。圖符通過擬物化來產(chǎn)生意義，這對(duì)某些的對(duì)象很容易實(shí)現(xiàn)，但對(duì)一些抽象的概念卻很難表達(dá)。若圖符所表示的對(duì)象是唯一的或無異義的，它的作用就很大。但是當(dāng)用圖符表示幾個(gè)類似的項(xiàng)目時(shí)，界面設(shè)計(jì)者要設(shè)計(jì)可區(qū)別且有意義的圖形就很不容易。（4） 填表填表是一種數(shù)據(jù)輸入時(shí)常用的對(duì)話形式，它也可用在數(shù)據(jù)的提取和編輯中。這種辦法的核心是在CRT屏幕上顯示一張與一般使用的表相類似的表。顯示中有整個(gè)表的表頭，還有不同數(shù)據(jù)域的表頭和提示數(shù)據(jù)位置的光標(biāo)等。在填表式對(duì)話方式中，使用相同的顯示可完成數(shù)據(jù)的提取、顯示和編輯。表格的優(yōu)點(diǎn)在于它具有與傳統(tǒng)行文檔案相類似的布局。其操作步驟也清楚明了。在數(shù)據(jù)輸入對(duì)話中，填表時(shí)伴有聯(lián)機(jī)核對(duì)。（5） 命令語言。命令語言具有很多不同的類型，其中包括單詞命令和具有一定語法的復(fù)雜命令。命令語言的一個(gè)基本特點(diǎn)就是幾乎都不向?qū)W習(xí)者顯示附加的信息。學(xué)習(xí)者輸入命令的位置有提示符指示。由于顯示的信息較少，命令語言對(duì)屏幕空間的使用和在數(shù)據(jù)傳輸上是非常經(jīng)濟(jì)的。命令語言的最大優(yōu)點(diǎn)在于其界面的完善性和靈活性。如果一個(gè)系統(tǒng)具有許多學(xué)習(xí)者想調(diào)用的功能，而且這些功能需要不同的組合，那么命令語言就是一種理想的界面。這是因?yàn)椴煌墓δ芸梢杂谜Z法組合在一個(gè)句子中。一旦形成語法，就可以用嵌套的方法形成更復(fù)雜的命令。這種界面對(duì)控制某些系統(tǒng)來說是一種完善的、能擴(kuò)充的界面。命令語言的缺點(diǎn)在于學(xué)習(xí)編碼和語法的時(shí)間很長。這種界面對(duì)初學(xué)者是難以使用的。如果命令語言不只是采用某些關(guān)鍵詞，那么就會(huì)增加編程的難度，增加學(xué)習(xí)者的負(fù)擔(dān)，因?yàn)檫@時(shí)相當(dāng)于建立一個(gè)簡單的編譯器。（6） 自然語言。自然語言采用學(xué)習(xí)者自然的通訊方法。按理說，它是最理想的人機(jī)界面。然而從學(xué)習(xí)者的角度看這種方法有許多局限性，而且還帶來計(jì)算量大等問題。自然語言既可用語言直接輸入，也可用鍵盤輸入。語言輸入是一種較快的理想方法，但目前的語言識(shí)別技術(shù)還未達(dá)到成熟的地步。鍵盤輸入的方法費(fèi)時(shí)較長，且容易出錯(cuò)。自然語言理解的主要問題在于可在不同層次上產(chǎn)生意義，要真正做到自然語言對(duì)話，必須建立具有智能的機(jī)器以及相應(yīng)的語義數(shù)據(jù)庫。因此，目前自然語言界面只局限于在某些領(lǐng)域中使用。（7） 交互類型。許多時(shí)候，系統(tǒng)的功能往往決定了可采用的界面設(shè)計(jì)類型。如一個(gè)超大規(guī)模集成電路（VLSI）,其設(shè)計(jì)系統(tǒng)就必須要求一個(gè)交互的圖形界面，以及電路元件的圖符庫。因此有必要根據(jù)交互作用的類型對(duì)任務(wù)進(jìn)行分類。主要的交互類型有：數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)提取（搜索和顯示）、數(shù)據(jù)編輯、命令（學(xué)習(xí)者調(diào)用的系統(tǒng)功能）、對(duì)話、等等。這些分類并不是互相排斥的，作這樣的分類可對(duì)界面設(shè)計(jì)起到一般的指導(dǎo)作用。2-4-6人機(jī)界面設(shè)計(jì)的黃金法則1） 合理性原則，即保證在系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的合理與明確。任何的設(shè)計(jì)都既要有定性也要有定量的分析，是理性與感性思維相結(jié)合。努力減少非理性因素，而以定量優(yōu)化、提高為基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)不應(yīng)人云亦云，一定要在正確、系統(tǒng)的事實(shí)和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行嚴(yán)密地理論分析，能以理服人、以情感人。2） 動(dòng)態(tài)性原則，即要有四維空間或五維空間的運(yùn)作觀念。一件作品不僅是二維的平面或三絕的立體，也要有時(shí)間與空間的變換，情感與思維認(rèn)識(shí)的演變等多維因素。3） 多樣化原則，即設(shè)計(jì)因素多樣化考慮。當(dāng)前越來越多的專業(yè)調(diào)查人員與公司出現(xiàn)，為設(shè)計(jì)帶來豐富的資料和依據(jù)。但是，如何獲取有效信息，如何分析設(shè)計(jì)信息實(shí)際上是一個(gè)要有創(chuàng)造性思維與方法的過程體系。4） 交互性原則，即界面設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)交互過程。一方面是物的信息傳達(dá)，另一方面是人的接受與反饋，對(duì)任何物的信息都能動(dòng)地認(rèn)識(shí)與把握。5） 共通性原則，即把握三類界面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，功能、情感、環(huán)境不能孤立而存在。6） 用戶原則。人機(jī)界面設(shè)計(jì)首先要確立用戶類型。劃分類型可以從不同的角度，視實(shí)際情況而定。確定類型后要針對(duì)其特點(diǎn)預(yù)測他們對(duì)不同界面的反應(yīng)。這就要從多方面設(shè)計(jì)分析。7） 信息最小量原則。人機(jī)界面設(shè)計(jì)要盡量減少用戶記憶負(fù)擔(dān)，采用有助于記憶的設(shè)計(jì)方案。8） 幫助和提示原則。要對(duì)用戶的操作命令作出反應(yīng)，幫助用戶處理問題。系統(tǒng)要設(shè)計(jì)有恢復(fù)出錯(cuò)現(xiàn)場的能力，在系統(tǒng)內(nèi)部處理工作要有提示，盡量把主動(dòng)權(quán)讓給用戶。9） 媒體最佳組合原則。多媒體界面的成功并不在于僅向用戶提供豐富的媒體，而應(yīng)在相關(guān)理論指導(dǎo)下，注意處理好各種媒體間的關(guān)系，恰當(dāng)選用。（詳見媒體的選擇）2-4-7幾種常用的人機(jī)界面設(shè)計(jì)原則建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)者是在一定的學(xué)習(xí)環(huán)境中，通過和環(huán)境的相互作用實(shí)現(xiàn)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)，問題的解決的。學(xué)習(xí)環(huán)境不僅是指學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)、生活的環(huán)境，而且還包含著學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)習(xí)興趣，思維方式等方面的信息。作為一種新型的教學(xué)傳播方式，利用CAI多媒體課件進(jìn)行教學(xué)就是要讓學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)知識(shí)的高效率學(xué)習(xí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者探索知識(shí)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)的能力，以及分析問題，解決問題的能力，最終成為具有創(chuàng)新意識(shí)的人才。好的人機(jī)界面設(shè)計(jì)會(huì)有助于達(dá)到這樣的一種教學(xué)效果。界面的設(shè)計(jì)沒有固定的模式，但有著以下基本的設(shè)計(jì)原則：?界面上內(nèi)容明了，信息區(qū)、交互區(qū)的排列位置合理。?界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)美觀合理，主題突出。?交互圖標(biāo)意義明確，使用方便，易于接愛。?動(dòng)畫的變化速度合理。?支持鍵盤，鼠標(biāo)雙重操作。?具有幫助功能。在這些基本的設(shè)計(jì)原則下，還需要考慮到使用多媒體CAI課件的學(xué)習(xí)對(duì)象及其相應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)對(duì)象分為在校學(xué)習(xí)者、在職的業(yè)余學(xué)習(xí)者和社區(qū)學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)者還有年齡的差異。人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)原則要適應(yīng)不同學(xué)習(xí)對(duì)象和不同學(xué)習(xí)環(huán)境的差異。研究人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的目的就是要從學(xué)生的行為模式、心理認(rèn)知模式等方面來分析什么樣的人機(jī)界面才能使學(xué)生與計(jì)算機(jī)之間能進(jìn)行輕松便利的交互，讓學(xué)生更有興趣并取得最佳的學(xué)習(xí)效果。在人機(jī)界面中，若學(xué)生能夠向計(jì)算機(jī)提問，那么人機(jī)交互將又向前邁進(jìn)一大步，達(dá)到高水平的人機(jī)交互作用。在這種高水平的人機(jī)交互作用里，學(xué)生將可以通過人機(jī)交互方便地改變學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的變量和參數(shù)。從而改變學(xué)習(xí)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性。這樣，學(xué)生與學(xué)習(xí)環(huán)境的相互作用水平也得以提高。通過系統(tǒng)中各種參數(shù)的變化，學(xué)生將會(huì)認(rèn)識(shí)到教學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而達(dá)到對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和問題的求解。另外，發(fā)展中的自動(dòng)化語言識(shí)別技術(shù)，觸摸瀏覽器、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及人工智能技術(shù)等將不僅改善人與計(jì)算機(jī)接觸時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)人的感應(yīng)而且將會(huì)進(jìn)一步地改進(jìn)人機(jī)界面的物理設(shè)計(jì)，使得計(jì)算機(jī)更好地為教育服務(wù)。人機(jī)交互設(shè)計(jì)遵循的認(rèn)知原則根據(jù)用戶心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)，提出了如下基本原則指導(dǎo)人機(jī)界面交互設(shè)計(jì)。（1） 一致性原則。即從任務(wù)、信息的表達(dá)、界面控制操作等方面與用戶理解熟悉的模式盡量保持一致。（2） 兼容性。在用戶期望和界面設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)之間要兼容，要基于用戶以前的經(jīng)驗(yàn)。（3） 適應(yīng)性。用戶應(yīng)處于控制地位，因此界面應(yīng)在多方面適應(yīng)用戶。（4） 指導(dǎo)性。界面設(shè)計(jì)應(yīng)通過任務(wù)提示和反饋信息來指導(dǎo)用戶，做到“以用戶為中心”。（5） 結(jié)構(gòu)性。界面設(shè)計(jì)應(yīng)是結(jié)構(gòu)化的，以減少復(fù)雜度。（6） 經(jīng)濟(jì)性。界面設(shè)計(jì)要用最少的支持用戶所必須步驟來實(shí)現(xiàn)一個(gè)操作。在上述基本原則指導(dǎo)下，提出以下幾點(diǎn)針對(duì)界面設(shè)計(jì)與屏幕設(shè)計(jì)的參考：（1） 由具體到抽象。即首先通過多媒體界面給用戶提供具體的對(duì)象。然后從具體對(duì)象、內(nèi)容中讓學(xué)習(xí)者歸納出抽象的概念或原理，或用模擬系統(tǒng)來引導(dǎo)出抽象的原理。（2） 由可視化的內(nèi)容顯示不可見的內(nèi)容。盡可能利用數(shù)字、圖解、動(dòng)畫、色彩等清晰爽目的對(duì)象顯示原理、公式或抽象的概念。（3） 由模擬引導(dǎo)創(chuàng)新。突出人機(jī)交互，盡量啟發(fā)用戶的積極思維和參與，并激起用戶的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造欲望。（4）合理運(yùn)用再認(rèn)與再憶，減少用戶短期記憶的負(fù)擔(dān)。所謂再認(rèn)就是從系統(tǒng)給定的幾個(gè)可能答中要用戶選擇一個(gè)正確的或最好的。再憶即要求用戶輸入正確的答案或關(guān)鍵字。（5）考慮用戶的個(gè)別差異，使用用戶語言。以上5點(diǎn)具體體現(xiàn)了“由易而難，逐步強(qiáng)化。”這一源于認(rèn)知心理學(xué)的原則。2—5人機(jī)界面的軟件開發(fā)過程在人和機(jī)器的互動(dòng)過程（HumanMachineInteraction）中，有一個(gè)層面，即我們所說的界面（interface）。從心理學(xué)意義來分，界面可分為感覺（視覺、觸覺、聽覺等）和情感兩個(gè)層次。用戶界面設(shè)計(jì)是屏幕產(chǎn)品的重要組成部分。界面設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的有不同學(xué)科參與的工程，認(rèn)知心理學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、語言學(xué)等在此都扮演著重要的角色。用戶界面設(shè)計(jì)的三大原則是：置界面于用戶的控制之下；減少用戶的記憶負(fù)擔(dān)；保持界面的一致性。用戶界面設(shè)計(jì)在工作流程上分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、視覺設(shè)計(jì)三個(gè)部分。?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)StructureDesign結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也成概念設(shè)計(jì)（ConceptualDesign），是界面設(shè)計(jì)的骨架。通過對(duì)用戶研究和任務(wù)分析，制定出產(chǎn)品的整體架構(gòu)。基于紙質(zhì)的的低保真原型（PaperPrototype）可提供用戶測試并進(jìn)行完善。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，目錄體系的邏輯分類和語詞定義是用戶易于理解和操作的重要前提。如西門子手機(jī)的設(shè)置鬧鐘的詞條是“重要記事”，讓用戶很難找到。?交互設(shè)計(jì)I