第8章人机交互设计

安全工程人机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解安全工程中的人机交互基本概念，掌握人机系统的组成和功能。

2. 学生能够了解安全工程中人机界面设计的原则，掌握界面布局、信息传递和操作方式等相关知识。

3. 学生能够掌握安全工程中风险评估的基本方法，并运用到人机系统的安全分析中。

技能目标：1. 学生能够运用人机交互知识，设计出符合用户需求、易于操作的人机界面。

2. 学生能够运用风险评估方法，对人机系统的潜在安全问题进行识别和分析。

3. 学生能够通过团队协作，完成安全工程人机课程设计项目，提高实践操作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到安全工程的重要性，增强安全意识和责任感。

2. 学生能够在课程学习中，培养对安全工程领域的兴趣和热爱，激发继续探究的热情。

3. 学生能够通过团队协作，培养沟通、协作、尊重他人意见的良好品质，形成积极向上的人生态度。

课程性质：本课程为安全工程专业的一门实践性课程，旨在通过人机课程设计，提高学生对安全工程领域知识的理解和应用能力。

学生特点：学生具备一定的安全工程基础知识，具有较强的学习能力和实践操作欲望。

教学要求：结合课程性质、学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高课程教学的实效性。

通过课程目标分解，确保学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 安全工程人机交互基本概念：包括人机系统的定义、分类及功能，人机界面设计的基本原则，以及人机交互在安全工程领域的应用。

教材章节：第1章 安全工程概述，第2章 人机交互基础2. 人机界面设计：讲解界面布局、色彩、图标、文字等设计要素，以及信息传递和操作方式。

教材章节：第3章 人机界面设计3. 风险评估方法：介绍风险评估的基本流程、方法及其在安全工程中的应用。

教材章节：第4章 安全风险评估4. 安全工程人机课程设计实践：结合实际案例，进行人机界面设计和风险评估的实践操作。

人机交互工程学内容人机交互工程学（Human-Computer Interaction, HCI）是一门研究人类与计算机系统之间的交互过程、设计和评估交互界面的学科。

该领域涉及多个学科，包括计算机科学、心理学、认知科学、设计学等。

以下是人机交互工程学的主要内容：1.用户体验设计（UX Design）：研究和设计用户在使用产品或系统时的整体体验。

关注用户需求、期望和情感，优化用户感知和满意度。

2.界面设计（Interface Design）：设计用户与计算机系统之间的交互界面，包括图形用户界面（GUI）、声音界面、触摸界面等。

注重设计的可用性、易学性和效率。

3.用户研究（User Research）：通过调查、访谈、观察等方法了解用户的需求、行为和偏好。

基于用户研究结果制定设计决策。

4.可用性测试（Usability Testing）：通过实验和观察，评估交互界面的可用性和用户友好性。

收集用户反馈，用于优化产品设计。

5.信息可视化（Information Visualization）：将大量的数据以图形化或可视化的方式呈现，以帮助用户更好地理解和分析信息。

设计有效的信息呈现方式。

6.多模态交互（Multimodal Interaction）：研究和设计通过多个感官通道（如视觉、听觉、触觉）进行交互的系统。

包括语音识别、手势控制等技术的应用。

7.人机界面评估（HCI Evaluation）：使用各种评估方法，如用户调查、眼动追踪、任务分析等，评估交互界面的质量和性能。

收集数据以改进设计。

8.人机协同（Human-Computer Collaboration）：研究人与计算机系统之间的协同工作和沟通。

包括协同编辑、群体决策等方面的研究。

9.增强现实与虚拟现实（AR/VR）：探索在现实和虚拟环境中的交互体验。

设计与虚拟对象或环境的交互界面。

10.社交媒体交互设计：研究和设计在社交媒体平台上的用户交互体验。

人机交互设计作业指导书一、引言人机交互设计是指通过人与计算机之间的界面交互，实现人们与计算机系统之间的有效沟通与互动的过程。

本作业指导书旨在帮助学生理解人机交互设计的基本原理和方法，以及进行相应的实践和探索。

二、基本原理1. 心理学原理人机交互设计应充分考虑人类的感知、认知与行为特征。

其中，感知原理包括颜色、形状、图像等的识别与处理，认知原理包括记忆、学习、思维等的理解与应用，行为原理包括动作、反应等的分析与设计。

2. 用户需求分析在进行人机交互设计之前，需要对用户的需求进行深入分析与了解。

这包括用户的属性、目标、行为习惯、偏好等方面的调研，以确保设计出符合用户期望和需要的界面。

三、设计流程1. 确定设计目标在开始设计前，需要明确设计的目标和预期效果。

例如，提升用户体验、简化操作流程、增加功能等。

2. 制定用户需求文档根据用户需求分析的结果，制定用户需求文档，详细描述用户需求和期望的功能。

3. 信息架构设计信息架构设计主要包括确定系统的整体结构和内容组织方式。

需要考虑到用户查找信息的便捷性和效率。

4. 界面设计界面设计是人机交互设计的核心环节。

需要注重界面的美观性、易用性和一致性。

同时，还应根据用户需求和操作习惯设计功能按钮、菜单等。

5. 进行原型设计和评估根据界面设计的结果，进行原型设计。

原型设计包括低保真和高保真原型，用于模拟和测试系统的交互效果和用户体验。

通过评估和改进原型，逐步优化设计。

6. 系统开发和测试在完成原型设计后，根据设计结果进行系统的开发和测试。

确保系统的稳定性、功能完整性和性能优良。

四、案例分析以一个电商网站的人机交互设计为例，进行案例分析。

1. 设计目标：提升用户购物体验，提高转化率。

2. 用户需求：方便快捷的商品搜索、浏览、下单和支付流程，用户个性化推荐等。

3. 信息架构设计：将商品按照类别划分，设置筛选和排序功能，提供搜索框等。

4. 界面设计：采用简洁美观的界面风格，将商品信息呈现清晰，设置易于点击的按钮和链接，提供购物车和用户个人中心等。

第1章绪论*人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象进行研究的科学*人机交互研究的内容：人机交互界面表示模型与设计方法可用性分析与评估多通道交互技术认知与智能用户界面群件Web设计移动界面设计*发展史语言命令交互阶段图形用户界面（GUI）交互阶段自然和谐的人机交互阶段第2章感知和认知基础*人的感知视觉视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道。

外界80%的信息都是通过视觉得到的，因此视觉显示是人机交互系统中用的最多的人机界面。

视觉感知可以分为两个阶段：受到外部刺激接收信息阶段和解释信息阶段。

视觉感知特点：一方面，眼睛和视觉系统的物理特性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉系统进行解释处理信息时可对不完全信息发挥一定的想象力。

进行人机交互设计需要清楚这两个阶段及其影响，了解人类真正能够看到的信息。

听觉听觉感知传递的信息仅次于视觉，可人们一般都低估了这些信息。

人的听觉可以感知大量的信息，但被视觉关注掩盖了许多。

听觉所涉及的问题和视觉一样，即接受刺激，把它的特性转化为神经兴奋，并对信息进行加工，然后传递到大脑。

人类听觉系统对声音的解释可帮助设计人机交互界面中的语音界面。

触觉Touch 或者Haptic perception触觉在交互中的作用是不可低估的，尤其对有能力缺陷的人，如盲人，是至关重要的触觉的感知机理与视觉和听觉的最大不同在于它的非局部性温度感受器-冷热伤害感受器-疼痛机械刺激感受器-压力实验表明，人的手指的触觉敏感度是前臂的触觉敏感度的10倍。

对人身体各部位触觉敏感程度的了解有助于基于触觉的交互设备的设计认知划分为两个模式：经验认知思维认知认知过程：感知和识别注意记忆问题解决语言处理影响认知的因素：情感人的个性差异*概念模型：指的是一种用户能够理解的系统描述，它使用一组集成的构思和概念，描述系统做什么、如何运作、外观如何等。

上次课主要内容6.3 混合像元和像元分解Ø了解混合像元，并理解混合像元分解的意义；Ø传统方法的不足及其与子像元分类方法的区别；Ø理解植被覆盖度的二分模型及其计算方法；6.4 遥感图像多阶抽样估算地物面积Ø重点理解多阶抽样估算地物面积的基本思想及其计算方法；补充：目视解译方法和过程1.目视解译方法①直接判读法；②对比分析法；③地理相关分析法；补充：目视解译方法和过程1.目视解译方法：①直接判读法根据解译对象在影像中表现出来的形状和色彩等解译标志直接解译出目标类别。

如图所示，通过云层色彩和形状可以判断台风的位置和移动情况等信息。

补充：目视解译方法和过程1.目视解译方法：②对比分析法由于地物在不同时相、不同波段、不同传感器的影像中的表现形式不同（形状、色彩等解译标志的不同），可以通过比较分析这些影像解译出目标类别。

Ø通过对比多光谱遥感影像在灾害发生前后的形状和色彩，可以判读出山体滑坡的情况。

Ø通过对比火灾前后遥感影像上的色彩变化可以判读出火灾受灾程度和面积等信息。

Ø通过对比SAR影像上色彩和形状的差异可以判读出干旱受灾面积和程度。

Ø通过多波段影像上河流的形状和色彩等解译标志，可以判读出河流的属性和位置。

补充：目视解译方法和过程1.目视解译方法：②对比分析法多光谱遥感影像，台湾新竹区林区灾害前后对比补充：目视解译方法和过程1.目视解译方法：②对比分析法2006年香港大揽郊野公园火灾（左-灾前，右-灾后）补充：目视解译方法和过程1.目视解译方法：②对比分析法通过形状和色彩对比解译出干旱受灾区补充：目视解译方法和过程1.目视解译方法：②对比分析法多波段影像对比解译河流（左为绿色通道、右为近红外通道，右图黑色线条为河流）补充：目视解译方法和过程1.目视解译方法：③地理相关分析法通过地物之间的位置、大小、形状和邻接关系等信息解译目标。

人机交互考试复习资料人机交互是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并且围绕这些方面的主要现象进行研究的学科。

人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换方式，包括人到计算机以及计算机到人这两个方面。

人机交互技术范畴内所说的以用户为中心的设计是指计算机设计人员在计算机的设计问题上必须考虑到用户人群分类、用户使用观念诸如此类的问题，做到人与计算机之间相互的信息交换适合人的行为和思维习惯，让用户有好的计算机使用体验。

第1章：交互范式和及其5W1H描述方法；一种人机交互范式是一个基本概念框架，它可以作为人们思考人机交互问题的模型，它为人们提供了一个思考如何使用计算机，为什么使用计算机，以及在何处使用计算机的广阔平台。

其中有出名的5W+H的概括说法。

What/How：对各种计算机系统中物理的和虚拟的界面成分的深入理解对建立可用系统至关重要。

具体来说就是，用户在各种计算机系统中（what）如何使用（how）各种相关界面元素。

Where/When：从特殊的物理计算空间的角度定义计算机系统。

个人局域网的出现能够允许用户在任何时刻（when）都可以访问远程的（where）计算机。

PC机能够满足绝大部分人在（where）家里的娱乐需求。

Who/Why：物理设备所完成的任务类型以及界面组件的功能。

这些任务就给出了人们使用计算机的原因（why）。

现存的系统方便某些任务的实现，这就成为了这些任务所对应的用户（who）使用这些系统的特殊动力。

网上购物的方便和安全（why），网上购物成为不方便出去购物的群体（who）购物必不可少的一个渠道。

第2章：(1)交互的框架: 执行/评估活动周期(EEC:Execution-Evaluaction Cycle,也称为：交互模型:Donald Norman’s model : Execution/Evaluation loop)活动执行周期的四个基本组成部分：目标，执行，客观因素，评估活动的七个过程：确定具体的目标；形成相关的想法；制定详细的活动序列；执行相关的活动评估的三个阶段：预知活动后的状态；解释感知的状态；评估感知的解释（比较感知的状态与初始目标的差距）交互框架：交互活动的四个主要的组件：系统（S），用户（U），输入（I），输出（O）交互循环包括两个阶段：执行阶段，评估阶段执行阶段：定义：用户阐述目标，然后通过输入语言进行协调和连接执行：将输入语言转换为内核语言表现：使用输出语言将内核语言的执行结果表现出来评估阶段：观察：用户解释屏幕上的执行结果并且协调结果和目标之间的关系。

《人机交互》单选10 * 2 分填空10 * 2 分简答6 * 5分综合3 * 10 分绪论1、什么是人机交互，主要研究内容，经历的阶段（P1）人机交互技术（HCI）：是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。

狭义的讲，它主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。

研究内容：（P2）人机交互界面表示模型与设计方法2)可用性分析与评估3)多通道交互技术4)认知与智能用户界面5)群件6)WEB设计7)移动界面设计经历的阶段：（P3）命令行界面交互阶段2)图形用户界面交互阶段3)自然和谐的人机交互阶段认知和认知基础1、视觉感知（P5）视觉感知可分为两个阶段：1）受到外部刺激接受信息阶段2）解释信息阶段人机交互设计时需要清楚这两个阶段及其影响，需要注意的是，一方面，眼睛和视觉系统的物理特性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉系统解释处理信息时对不完全信息发挥一定的想象力。

人的感知：视觉，听觉和触觉感知。

（P9）3、认知过程有哪些？对界面设计的原则（p18-22）1）感知和识别（根据人的关注特点，在设计人机交互界面时具体应注意的问题有：A. 用户应能不费力地区别图标或其他图形表示的不同含义；B.文字应清晰易读，且不受背景干扰C. 声音应足够响亮而且可辨识，应使用户能够容易理解输出的语言及其含义；D. 在使用触觉反馈时，反馈应可辨识，以便用户能识别各种触觉标的的含义等。

）2）注意（根据人的注意特点，在设计人机交互界面时应做到：A. 信息的显示应醒目，如使用彩色，下划线等进行强调；B. 避免在界面上安排过多的信息，尤其要谨慎使用色彩，声音和图像，过多的使用这类表示易导致界面混杂，分散用户的注意力；C. 界面要朴实，朴实的界面更容易使用。

）3）记忆（考虑人的记忆特点，进行交互设计时应该注意的问题有：应考虑用户的记忆能力，勿使用过于复杂的任务执行步骤；由于用户长于“识别”而短于“回忆”，所在设计界面时，应使用菜单、图标，且它们的位置应保持一致；为用户提供多种电子信息的编码方式，并且通过颜色、标志、时间戳、图标等，帮助用户记住它们的存放位置。

至此，我们顺利完成了本书有关人机交互技术的全部实验。

为巩固通过实验所了解和掌握的相关知识和技术，请就所做的全部实验做一个系统的总结。

由于篇幅有限，如果书中预留的空白不够，请另外附纸张粘贴在边上。

11.5.1 实验的基本内容（1）本学期完成的人机交互技术实验主要有（请根据实际完成的实验情况填写）： 1）第1章实验：主要内容是：熟悉人机交互技术的基本概念和主要内容；通过因特网搜索与浏览，了解网络环境中主流的人机交互技术网站，掌握通过专业网站不断丰富人机交互技术最新知识的学习方法，尝试通过专业网站的辅助与支持来开展人机交互技术应用实践。

2）第2章实验：主要内容是：熟悉认知心理学和人机工程学；了解人机交互技术的研究内容；熟悉认知心理学的基本概念和主要内容；熟悉人机工程学的基本概念和主要内容。

3）第3章实验：主要内容是：熟悉硬件人机界面设计；熟悉硬件人机界面设计的基本内容，了解硬件界面设计在人机界面设计中的作用；欣赏著名设计公司的设计成果，熟悉人机界面设计的成果表达，提高自己的鉴赏水平和知识水平，提高对设计的鉴赏能力。

4）第4章实验：主要内容是：理解设计风格和原则；熟悉人机交互的设计风格，掌握人机交互设计的基本原则；了解 Windows “辅助功能选项”的人文设计。

5）第5章实验：主要内容是：熟悉设计管理和游戏界面设计；了解和熟悉人机界面设计过程管理的相关知识；了解和评价游戏软件的人机交互设计，提高自己的评价能力，提高自己对设计水平的鉴赏能力。

6）第6章实验：主要内容是：熟悉直接操纵界面；熟悉直接操纵与虚拟环境的基本概念和内容；了解人机交互设计师的岗位特点和职业要求欣赏手机界面设计的优秀作品。

；7）第7章实验：主要内容是：熟悉网页设计；熟悉企业网页设计的基本内容与要求；实验11课程实验总结2 人机交互技术通过因特网搜索与浏览，欣赏成功网站的设计，分析网站建设需要注意的问题，学习网页设计的成功经验。

8）第8章实验：主要内容是：人机交互界面的创新设计；熟悉人机界面时尚设计的基本内容；熟悉技术进化 S 曲线及其应用与技术预测的作用。