軟件工程專業人機交互課程教學探討

范國婷　劉華明　侯大有

【摘? ?要】? ?針對軟件工程專業人機交互課程教學中存在的缺陷和不足，結合具體的授課經驗和教學效果反饋，簡述了目前課程教學中存在的問題及其成因；提出了教學改革措施，給出了具體的教學新方案。新的教學方案以項目開發為驅動，輔助以大量項目案例為指導，將人機交互的項目設計過程融入教學，從具體的授課方式、評價方式進行改革，提高學生對人機交互概念的理解，加強學生人機交互設計的能力，進一步提高學生人機交互設計水平。

【關鍵詞】? ?人機交互；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〕? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號〕 1674 - 3229（2023）02- 0112 - 04

0? ? ?引言

人機交互（Human-Computer Interaction HCI）是現代計算機一個重要的新興領域，最新的軟件工程和計算機科學知識體系都將HCI列為一個獨立的知識域［1］。在軟件工程專業的人機交互課程中，課程目標主要是了解人機交互的概念，掌握人機交互界面設計的基本原則和方法，進而設計出具有良好交互性能和用戶體驗的人機界面。各大高校紛紛開設該門課程，但是這一課程的開設面臨交叉學科多、教學模式老化、教師經驗不足等問題［2-3］。傳統的授課方式不能使學生很好地掌握該門課程的知識，無法達到培養具有高度創新性和實踐性的計算機人才［4］。以阜陽師范大學為例，人機交互課程是軟件工程專業的專業核心課程，開設時間是大三學年第二學期，此時的學生往往由于考研等原因，對于枯燥的理論課程學習缺乏積極性［5］。如何在該門課程的學習中調動學生的學習積極性，使得學生能夠學以致用，建立以用戶為中心的人機交互設計理念，設計出適應桌面計算機、web系統和移動設備的用戶界面，從而培養學生工程實踐能力和創新能力，使學生達到人才培養標準是該門課程的難點。

1? ? ?課程發展現狀及分析

人機交互理論課程的內容一般分為兩部分，第一部分是人機交互的基礎理論知識，對于這一部分，主要由任課教師利用講授法進行講解，為沒有接觸過人機交互的學生搭建該課程的整體框架。課程的第二部分通常是設計篇［6］，主要學習以用戶為中心的人機交互界面設計原則和方法。對于軟件工程專業的學生來說，這部分內容無疑非常抽象和難以掌握。如何將設計原則和方法應用于具體的設計過程中，單純的講授法已不適用于此部分內容的教學。在實踐教學部分，則以設計性實驗為主，目前的實驗內容比較簡單，往往偏離企事業單位的實際要求，導致學生無法將所學內容應用于實際的工作中。由此可以看出人機交互課程傳統的授課方式主要存在于以下幾個方面不足。

1.1? ?重理論輕實踐

以教師為中心的教學模式中，一般教師借助PPT進行知識的講解，學生不能很好地理解自己要掌握的重點。而且一般學生聽完后往往對人機交互的設計過程理解不深，即使實驗課也只能按照一般的設計過程完成所需作品。導致學生認為人機交互是一門偏理論的課程，重理論記憶，無法有效地將所學理論應用于實際的人機交互設計和評價中，而新工科背景下的學生更應該注重實踐能力的培養［7］。

1.2? ?缺乏合理評價體系

人機交互課程的學習往往需要計算機科學、心理學、人因工程學等各交叉學科知識，其中界面設計的知識需要較多，而軟件工程專業的學生一般難以很好地掌握。對設計的成品是否優秀產品缺乏清晰的認知，也就無法清晰地設計出優秀的作品。學生在完成實踐項目后由指導老師打分，無法合理反映學生項目作品的真實水平，而且由于小組協作，不能很好地落實每一位學生的操作。

1.3? ?實驗課程作業選題缺乏新意

人機交互實驗課程和理論課程一對一，授課老師根據理論課程設計相應的設計性實驗和小項目供學生練習，但是這些實驗選題通常缺乏新意，而且缺乏系統性，實驗方式和軟硬件環境落后，最終的實驗效果也很難保證。

1.4? ?課程時間緊張，完整開發周期長

在人機交互的完整項目開發過程中，由開始的需求分析到后期的界面設計、評價和實現，完整開發周期長，而實踐課程的課時短，完整地進行人機交互的整個流程（圖1），很難實現。尤其在產品實現階段，學生的大量精力放在代碼實現上，容易忽視設計的優劣。

2? ? ?軟件工程專業人機交互課程教學新方案

由于傳統授課方式存在以上缺點，軟件工程專業的人機交互課程探究新的教學模式勢在必行。模仿企業人機交互項目流程，讓學生成為交互設計的主體，調動學生學習的積極性。在學習人機交互的設計部分內容時，學生通過對案例進行用戶分析和競品分析后再進行具體的人機交互界面設計。然后通過原型設計的整個過程掌握人機交互的相關內容，加深學生對交互設計的理解和掌握。

在人機交互課程中，學生學習了基礎知識和技能后，進行實踐是快速掌握的最好方式。以基礎理論授課為基礎，項目為驅動，大致的授課流程如圖2所示。

在課程開始時，由教師進行基礎理論知識的講授，通過這部分內容的學習，學生可以快速掌握交互設計原則和交互界面設計流程，獲得豐富的基礎知識，為后面的創新實踐奠定基礎?；A知識是學生進行人機交互的基礎，需要教師提綱挈領，整合課本知識幫助學生理解掌握。在具體授課時，將從以下幾點進行改進。

2.1? ?注重對基礎知識的整合和講授

基礎知識是課程學習的重點，由于人機交互課程學科交叉多的特性，更應針對本專業整合人機交互的基礎知識。另外，人機交互課程其實是一門理論性很強的專業課，過于偏重理論知識的學習會讓學生偏理論而輕實踐。所以，在基礎知識的講解中，理論授課環節以大量優秀項目案例為指導，引導學生學習相關理論知識，例如美國馬里蘭州的交通管控界面。通過優秀案例明白用戶界面設計過程中的重要準則，如界面設計的8條紅金規則。以“ATM的迭代設計評”學習開發ATM的用戶界面的過程，包括進行ATM可用性測試的各種細節。在實際項目案例的設計和開發過程中觀察、提煉、設計、測試、評估、迭代等，不但學習如何執行迭代的人機交互過程，還會暴露若干潛在的問題。以“蘋果電腦的一致性設計”為例使得學生明白一致性原則在界面設計中的重要性以及如何確保不同界面風格的一致性。

2.2? ?選取合適項目案例，以前沿項目驅動教學

實踐教學部分采用團隊協作，將學生分成若干小組，由任課教師給出適合的前沿項目供學生選擇。學生在選擇項目后按照教師要求完成項目任務，在項目完成過程中，以需求分析、概要設計、詳細設計和原型制作為節點進行過程指導，在學期結束后提交完整的項目作業成品。

2.3? ?實踐課程注重過程文檔寫作

傳統的實踐教學中比較注重代碼實現，容易忽略人機交互的內容學習。在本門課程的實踐教學中，模仿真實的項目開發過程，注重過程中文檔的寫作，以規范化的文檔規范人機交互界面的設計過程。在獲取用戶需求后，學生撰寫需求說明書。在交互設計階段，注意交互設計說明書的寫作。在可用性測試階段，撰寫測試腳本和可用性測試報告。

2.4? ?利用原型設計快速得到作品

原型設計可以快速地給出設計原型，加強實用性探索。軟件工程方向的人機交互設計，對于交互產品的實現需要耗費大量時間，而目前真實的人機交互設計師一般是對產品進行原型設計。所以本課程將在詳細設計后進行原型制作，以低保真原型圖和高保真原型圖為設計產品，而原型圖不僅可以實現界面的效果展示，還可以進行交互，從而模擬真實的軟件產品效果。

2.5? ?以可用性測試評價人機交互成品，避免教師單一打分

在實踐課程作品的評價階段，由于人機交互的產品往往沒有統一標準，無法對作品充分評估，而可用性測試可以有效保證用戶體驗。由于班級學生人數眾多，大班授課情況下，指導教師無法兼顧每一位學生的學習情況，從而無法保證實踐課程的開展效果。在實踐課程中，由指導教師首先講解可用性測試的具體使用步驟，然后學生小組對完成的實踐項目成果進行演示，其他小組以可用性測試標準逐條打分，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果。學生交流項目完成心得，最后教師做出總結。指導教師從旁輔助，學生變成實踐課程的主體，在探索中成長為符合企業需求的復合型人才。在可用性測試中，學生不僅可以掌握人機交互產品的評估方法，還能夠在評估過程中進一步加深對人機交互過程的理解，明白人機交互設計準則的重要性。并且用這種打分方式，避免教師單一打分，使得每組學生的設計成果成績更加合理。

2.6? ?課程創新探索

學生在項目完成過程中，模擬企業標準化項目開發過程，提高了綜合實踐能力。對于本課程的項目成品，可以鼓勵學生將作品進行轉化，參與學科競賽或者完成相關軟著專利的申請、論文的撰寫。另外，對于課程前言內容，可利用當前該領域的期刊論文、會議講座等，引領學生加深對人機交互領域的認知。

3? ? ?結語

由于人機交互課程的特點，軟件工程專業人機交互課程的授課是一項富有挑戰意義的工作。教師和學生同時是該課程的學習主體，如何調動學生的主動性，對學習成果進行科學評價是該課程教學中的難點。文中所述內容是在具體授課班級的教學探索中總結而出，該教學方案適合實際教學要求。人機交互課程的內容會隨著技術的進步而變化，在以后的教學過程中，還需適應新形勢、新變化，不斷探索適合學生的教學模式。

［參考文獻］

［1］ 林連南，龍釧，秦聞達.斯坦福大學人機交互課程體系分析與應用［J］.計算機教育，2015（21）：101-106.

［2］ 吳辰鈮，趙建喆，于海.基于OBE-PBL-CDIO模式的人機交互實踐課程改革［J］.計算機教育，2020（1）：173-176.

［3］ Grudin? J.? From? tool? to? partner：? The? evolution? of? human-computer interaction［M］. USA： Morgan & Claypool Publishers， 2017： 17-20

［4］ 胡亞紅.培養學生創新創業精神和能力的“實用人機交互”教學改革［J］.計算機教育，2020（5）：102-104.

［5］ 宋輝，舒新峰，謝婷，等.人機界面設計課程互動式教學模式探索與實踐［J］.計算機教育，2019（11）：147-150.

［6］ 趙軍霞，焦鉻，張劍.新工科背景下的軟件工程實踐課程教學改革［J］.計算機教育，2019（11）：69-72.

［7］ 王鑫，郭云波，齊建玲，等.工程教育認證標準下應用型本科院校C語言課程教學改革探索［J］.廊坊師范學院學報（自然科學版），2019，19（3）：126-128.

[收稿日期]? ?2022-06-25

[基金項目]? ?阜陽師范大學校級項目“社交網絡中位置隱私保護方案研究”（2020FSKJ13）；省級線上課程（原MOOC）項目“MySQL數據庫原理及應用”（2020mooc378）；安徽省質量工程項目“‘四新背景下計算機公共基礎課課程改革與實踐”（2021jyxm1092）；教育部產學合作協同育人項目（202101355021）；課程思政示范課建設項目（2020yjkcsz29，2020yjkcsz21）

[作者簡介]? ?范國婷（1989- ），女，碩士，阜陽師范大學計算機與信息工程學院講師，研究方向：信息安全、隱私保護技術。