軟件工程專業(yè)人機(jī)交互課程教學(xué)探討

范國婷　劉華明　侯大有

【摘? ?要】? ?針對(duì)軟件工程專業(yè)人機(jī)交互課程教學(xué)中存在的缺陷和不足，結(jié)合具體的授課經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)效果反饋，簡述了目前課程教學(xué)中存在的問題及其成因；提出了教學(xué)改革措施，給出了具體的教學(xué)新方案。新的教學(xué)方案以項(xiàng)目開發(fā)為驅(qū)動(dòng)，輔助以大量項(xiàng)目案例為指導(dǎo)，將人機(jī)交互的項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程融入教學(xué)，從具體的授課方式、評(píng)價(jià)方式進(jìn)行改革，提高學(xué)生對(duì)人機(jī)交互概念的理解，加強(qiáng)學(xué)生人機(jī)交互設(shè)計(jì)的能力，進(jìn)一步提高學(xué)生人機(jī)交互設(shè)計(jì)水平。

【關(guān)鍵詞】? ?人機(jī)交互；軟件工程；課程改革

Discussion on Teaching of Human-Computer Interaction Course

for Software Engineering Major

Fan Guoting， Liu Huaming， Hou Dayou

（Fuyang Normal University， Fuyang 236037， China）

【Abstract】? ? In view of the problems existing in human-computer interaction courses， the current development status and problems of the curriculum was analyzed， combining specific teaching experience and feedback on teaching effectiveness. The reform measures are put forward in this paper combined with specific teaching experience. New teaching method is driven by project development and guided by a large number of project cases. The project design process of human-computer interaction was integrated into teaching. The specific teaching methods and evaluation methods was reformed. It can improve students' understanding of human-computer interaction concepts and strengthen students' ability of human-computer interaction design， meanwhile further improve students' human-computer interaction design level.

【Key words】? ? ?human-computer interaction; software engineering; curriculum reform

〔中圖分類號(hào)〕? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕 1674 - 3229（2023）02- 0112 - 04

0? ? ?引言

人機(jī)交互（Human-Computer Interaction HCI）是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一個(gè)重要的新興領(lǐng)域，最新的軟件工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)體系都將HCI列為一個(gè)獨(dú)立的知識(shí)域［1］。在軟件工程專業(yè)的人機(jī)交互課程中，課程目標(biāo)主要是了解人機(jī)交互的概念，掌握人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的基本原則和方法，進(jìn)而設(shè)計(jì)出具有良好交互性能和用戶體驗(yàn)的人機(jī)界面。各大高校紛紛開設(shè)該門課程，但是這一課程的開設(shè)面臨交叉學(xué)科多、教學(xué)模式老化、教師經(jīng)驗(yàn)不足等問題［2-3］。傳統(tǒng)的授課方式不能使學(xué)生很好地掌握該門課程的知識(shí)，無法達(dá)到培養(yǎng)具有高度創(chuàng)新性和實(shí)踐性的計(jì)算機(jī)人才［4］。以阜陽師范大學(xué)為例，人機(jī)交互課程是軟件工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，開設(shè)時(shí)間是大三學(xué)年第二學(xué)期，此時(shí)的學(xué)生往往由于考研等原因，對(duì)于枯燥的理論課程學(xué)習(xí)缺乏積極性［5］。如何在該門課程的學(xué)習(xí)中調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使得學(xué)生能夠?qū)W以致用，建立以用戶為中心的人機(jī)交互設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出適應(yīng)桌面計(jì)算機(jī)、web系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備的用戶界面，從而培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生達(dá)到人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)是該門課程的難點(diǎn)。

1? ? ?課程發(fā)展現(xiàn)狀及分析

人機(jī)交互理論課程的內(nèi)容一般分為兩部分，第一部分是人機(jī)交互的基礎(chǔ)理論知識(shí)，對(duì)于這一部分，主要由任課教師利用講授法進(jìn)行講解，為沒有接觸過人機(jī)交互的學(xué)生搭建該課程的整體框架。課程的第二部分通常是設(shè)計(jì)篇［6］，主要學(xué)習(xí)以用戶為中心的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)原則和方法。對(duì)于軟件工程專業(yè)的學(xué)生來說，這部分內(nèi)容無疑非常抽象和難以掌握。如何將設(shè)計(jì)原則和方法應(yīng)用于具體的設(shè)計(jì)過程中，單純的講授法已不適用于此部分內(nèi)容的教學(xué)。在實(shí)踐教學(xué)部分，則以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，目前的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較簡單，往往偏離企事業(yè)單位的實(shí)際要求，導(dǎo)致學(xué)生無法將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用于實(shí)際的工作中。由此可以看出人機(jī)交互課程傳統(tǒng)的授課方式主要存在于以下幾個(gè)方面不足。

1.1? ?重理論輕實(shí)踐

以教師為中心的教學(xué)模式中，一般教師借助PPT進(jìn)行知識(shí)的講解，學(xué)生不能很好地理解自己要掌握的重點(diǎn)。而且一般學(xué)生聽完后往往對(duì)人機(jī)交互的設(shè)計(jì)過程理解不深，即使實(shí)驗(yàn)課也只能按照一般的設(shè)計(jì)過程完成所需作品。導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為人機(jī)交互是一門偏理論的課程，重理論記憶，無法有效地將所學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)際的人機(jī)交互設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)中，而新工科背景下的學(xué)生更應(yīng)該注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)［7］。

1.2? ?缺乏合理評(píng)價(jià)體系

人機(jī)交互課程的學(xué)習(xí)往往需要計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、人因工程學(xué)等各交叉學(xué)科知識(shí)，其中界面設(shè)計(jì)的知識(shí)需要較多，而軟件工程專業(yè)的學(xué)生一般難以很好地掌握。對(duì)設(shè)計(jì)的成品是否優(yōu)秀產(chǎn)品缺乏清晰的認(rèn)知，也就無法清晰地設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的作品。學(xué)生在完成實(shí)踐項(xiàng)目后由指導(dǎo)老師打分，無法合理反映學(xué)生項(xiàng)目作品的真實(shí)水平，而且由于小組協(xié)作，不能很好地落實(shí)每一位學(xué)生的操作。

1.3? ?實(shí)驗(yàn)課程作業(yè)選題缺乏新意

人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)課程和理論課程一對(duì)一，授課老師根據(jù)理論課程設(shè)計(jì)相應(yīng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和小項(xiàng)目供學(xué)生練習(xí)，但是這些實(shí)驗(yàn)選題通常缺乏新意，而且缺乏系統(tǒng)性，實(shí)驗(yàn)方式和軟硬件環(huán)境落后，最終的實(shí)驗(yàn)效果也很難保證。

1.4? ?課程時(shí)間緊張，完整開發(fā)周期長

在人機(jī)交互的完整項(xiàng)目開發(fā)過程中，由開始的需求分析到后期的界面設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和實(shí)現(xiàn)，完整開發(fā)周期長，而實(shí)踐課程的課時(shí)短，完整地進(jìn)行人機(jī)交互的整個(gè)流程（圖1），很難實(shí)現(xiàn)。尤其在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)階段，學(xué)生的大量精力放在代碼實(shí)現(xiàn)上，容易忽視設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。

2? ? ?軟件工程專業(yè)人機(jī)交互課程教學(xué)新方案

由于傳統(tǒng)授課方式存在以上缺點(diǎn)，軟件工程專業(yè)的人機(jī)交互課程探究新的教學(xué)模式勢(shì)在必行。模仿企業(yè)人機(jī)交互項(xiàng)目流程，讓學(xué)生成為交互設(shè)計(jì)的主體，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在學(xué)習(xí)人機(jī)交互的設(shè)計(jì)部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生通過對(duì)案例進(jìn)行用戶分析和競品分析后再進(jìn)行具體的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)。然后通過原型設(shè)計(jì)的整個(gè)過程掌握人機(jī)交互的相關(guān)內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)交互設(shè)計(jì)的理解和掌握。

在人機(jī)交互課程中，學(xué)生學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)知識(shí)和技能后，進(jìn)行實(shí)踐是快速掌握的最好方式。以基礎(chǔ)理論授課為基礎(chǔ)，項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，大致的授課流程如圖2所示。

在課程開始時(shí)，由教師進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識(shí)的講授，通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以快速掌握交互設(shè)計(jì)原則和交互界面設(shè)計(jì)流程，獲得豐富的基礎(chǔ)知識(shí)，為后面的創(chuàng)新實(shí)踐奠定基礎(chǔ)?；A(chǔ)知識(shí)是學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互的基礎(chǔ)，需要教師提綱挈領(lǐng)，整合課本知識(shí)幫助學(xué)生理解掌握。在具體授課時(shí)，將從以下幾點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。

2.1? ?注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的整合和講授

基礎(chǔ)知識(shí)是課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，由于人機(jī)交互課程學(xué)科交叉多的特性，更應(yīng)針對(duì)本專業(yè)整合人機(jī)交互的基礎(chǔ)知識(shí)。另外，人機(jī)交互課程其實(shí)是一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)課，過于偏重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)生偏理論而輕實(shí)踐。所以，在基礎(chǔ)知識(shí)的講解中，理論授課環(huán)節(jié)以大量優(yōu)秀項(xiàng)目案例為指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，例如美國馬里蘭州的交通管控界面。通過優(yōu)秀案例明白用戶界面設(shè)計(jì)過程中的重要準(zhǔn)則，如界面設(shè)計(jì)的8條紅金規(guī)則。以“ATM的迭代設(shè)計(jì)評(píng)”學(xué)習(xí)開發(fā)ATM的用戶界面的過程，包括進(jìn)行ATM可用性測(cè)試的各種細(xì)節(jié)。在實(shí)際項(xiàng)目案例的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中觀察、提煉、設(shè)計(jì)、測(cè)試、評(píng)估、迭代等，不但學(xué)習(xí)如何執(zhí)行迭代的人機(jī)交互過程，還會(huì)暴露若干潛在的問題。以“蘋果電腦的一致性設(shè)計(jì)”為例使得學(xué)生明白一致性原則在界面設(shè)計(jì)中的重要性以及如何確保不同界面風(fēng)格的一致性。

2.2? ?選取合適項(xiàng)目案例，以前沿項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)部分采用團(tuán)隊(duì)協(xié)作，將學(xué)生分成若干小組，由任課教師給出適合的前沿項(xiàng)目供學(xué)生選擇。學(xué)生在選擇項(xiàng)目后按照教師要求完成項(xiàng)目任務(wù)，在項(xiàng)目完成過程中，以需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和原型制作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過程指導(dǎo)，在學(xué)期結(jié)束后提交完整的項(xiàng)目作業(yè)成品。

2.3? ?實(shí)踐課程注重過程文檔寫作

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中比較注重代碼實(shí)現(xiàn)，容易忽略人機(jī)交互的內(nèi)容學(xué)習(xí)。在本門課程的實(shí)踐教學(xué)中，模仿真實(shí)的項(xiàng)目開發(fā)過程，注重過程中文檔的寫作，以規(guī)范化的文檔規(guī)范人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)過程。在獲取用戶需求后，學(xué)生撰寫需求說明書。在交互設(shè)計(jì)階段，注意交互設(shè)計(jì)說明書的寫作。在可用性測(cè)試階段，撰寫測(cè)試腳本和可用性測(cè)試報(bào)告。

2.4? ?利用原型設(shè)計(jì)快速得到作品

原型設(shè)計(jì)可以快速地給出設(shè)計(jì)原型，加強(qiáng)實(shí)用性探索。軟件工程方向的人機(jī)交互設(shè)計(jì)，對(duì)于交互產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)需要耗費(fèi)大量時(shí)間，而目前真實(shí)的人機(jī)交互設(shè)計(jì)師一般是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行原型設(shè)計(jì)。所以本課程將在詳細(xì)設(shè)計(jì)后進(jìn)行原型制作，以低保真原型圖和高保真原型圖為設(shè)計(jì)產(chǎn)品，而原型圖不僅可以實(shí)現(xiàn)界面的效果展示，還可以進(jìn)行交互，從而模擬真實(shí)的軟件產(chǎn)品效果。

2.5? ?以可用性測(cè)試評(píng)價(jià)人機(jī)交互成品，避免教師單一打分

在實(shí)踐課程作品的評(píng)價(jià)階段，由于人機(jī)交互的產(chǎn)品往往沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無法對(duì)作品充分評(píng)估，而可用性測(cè)試可以有效保證用戶體驗(yàn)。由于班級(jí)學(xué)生人數(shù)眾多，大班授課情況下，指導(dǎo)教師無法兼顧每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而無法保證實(shí)踐課程的開展效果。在實(shí)踐課程中，由指導(dǎo)教師首先講解可用性測(cè)試的具體使用步驟，然后學(xué)生小組對(duì)完成的實(shí)踐項(xiàng)目成果進(jìn)行演示，其他小組以可用性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)逐條打分，并盡量給出變更建議，每組成果的打分取平均分作為最終結(jié)果。學(xué)生交流項(xiàng)目完成心得，最后教師做出總結(jié)。指導(dǎo)教師從旁輔助，學(xué)生變成實(shí)踐課程的主體，在探索中成長為符合企業(yè)需求的復(fù)合型人才。在可用性測(cè)試中，學(xué)生不僅可以掌握人機(jī)交互產(chǎn)品的評(píng)估方法，還能夠在評(píng)估過程中進(jìn)一步加深對(duì)人機(jī)交互過程的理解，明白人機(jī)交互設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的重要性。并且用這種打分方式，避免教師單一打分，使得每組學(xué)生的設(shè)計(jì)成果成績更加合理。

2.6? ?課程創(chuàng)新探索

學(xué)生在項(xiàng)目完成過程中，模擬企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目開發(fā)過程，提高了綜合實(shí)踐能力。對(duì)于本課程的項(xiàng)目成品，可以鼓勵(lì)學(xué)生將作品進(jìn)行轉(zhuǎn)化，參與學(xué)科競賽或者完成相關(guān)軟著專利的申請(qǐng)、論文的撰寫。另外，對(duì)于課程前言內(nèi)容，可利用當(dāng)前該領(lǐng)域的期刊論文、會(huì)議講座等，引領(lǐng)學(xué)生加深對(duì)人機(jī)交互領(lǐng)域的認(rèn)知。

3? ? ?結(jié)語

由于人機(jī)交互課程的特點(diǎn)，軟件工程專業(yè)人機(jī)交互課程的授課是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)意義的工作。教師和學(xué)生同時(shí)是該課程的學(xué)習(xí)主體，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)是該課程教學(xué)中的難點(diǎn)。文中所述內(nèi)容是在具體授課班級(jí)的教學(xué)探索中總結(jié)而出，該教學(xué)方案適合實(shí)際教學(xué)要求。人機(jī)交互課程的內(nèi)容會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步而變化，在以后的教學(xué)過程中，還需適應(yīng)新形勢(shì)、新變化，不斷探索適合學(xué)生的教學(xué)模式。

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[收稿日期]? ?2022-06-25

[基金項(xiàng)目]? ?阜陽師范大學(xué)校級(jí)項(xiàng)目“社交網(wǎng)絡(luò)中位置隱私保護(hù)方案研究”（2020FSKJ13）；省級(jí)線上課程（原MOOC）項(xiàng)目“MySQL數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”（2020mooc378）；安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目“‘四新背景下計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課課程改革與實(shí)踐”（2021jyxm1092）；教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（202101355021）；課程思政示范課建設(shè)項(xiàng)目（2020yjkcsz29，2020yjkcsz21）

[作者簡介]? ?范國婷（1989- ），女，碩士，阜陽師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院講師，研究方向：信息安全、隱私保護(hù)技術(shù)。