软件工程专业人机交互课程教学探讨

范国婷　刘华明　侯大有

【摘   要】   针对软件工程专业人机交互课程教学中存在的缺陷和不足，结合具体的授课经验和教学效果反馈，简述了目前课程教学中存在的问题及其成因；提出了教学改革措施，给出了具体的教学新方案。新的教学方案以项目开发为驱动，辅助以大量项目案例为指导，将人机交互的项目设计过程融入教学，从具体的授课方式、评价方式进行改革，提高学生对人机交互概念的理解，加强学生人机交互设计的能力，进一步提高学生人机交互设计水平。

【关键词】   人机交互；软件工程；课程改革

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

〔中图分类号〕  G642                 〔文献标识码〕  A              〔文章编号〕 1674 - 3229（2023）02- 0112 - 04

0     引言

人机交互（Human-Computer Interaction HCI）是现代计算机一个重要的新兴领域，最新的软件工程和计算机科学知识体系都将HCI列为一个独立的知识域［1］。在软件工程专业的人机交互课程中，课程目标主要是了解人机交互的概念，掌握人机交互界面设计的基本原则和方法，进而设计出具有良好交互性能和用户体验的人机界面。各大高校纷纷开设该门课程，但是这一课程的开设面临交叉学科多、教学模式老化、教师经验不足等问题［2-3］。传统的授课方式不能使学生很好地掌握该门课程的知识，无法达到培养具有高度创新性和实践性的计算机人才［4］。以阜阳师范大学为例，人机交互课程是软件工程专业的专业核心课程，开设时间是大三学年第二学期，此时的学生往往由于考研等原因，对于枯燥的理论课程学习缺乏积极性［5］。如何在该门课程的学习中调动学生的学习积极性，使得学生能够学以致用，建立以用户为中心的人机交互设计理念，设计出适应桌面计算机、web系统和移动设备的用户界面，从而培养学生工程实践能力和创新能力，使学生达到人才培养标准是该门课程的难点。

1     课程发展现状及分析

人机交互理论课程的内容一般分为两部分，第一部分是人机交互的基础理论知识，对于这一部分，主要由任课教师利用讲授法进行讲解，为没有接触过人机交互的学生搭建该课程的整体框架。课程的第二部分通常是设计篇［6］，主要学习以用户为中心的人机交互界面设计原则和方法。对于软件工程专业的学生来说，这部分内容无疑非常抽象和难以掌握。如何将设计原则和方法应用于具体的设计过程中，单纯的講授法已不适用于此部分内容的教学。在实践教学部分，则以设计性实验为主，目前的实验内容比较简单，往往偏离企事业单位的实际要求，导致学生无法将所学内容应用于实际的工作中。由此可以看出人机交互课程传统的授课方式主要存在于以下几个方面不足。

1.1   重理论轻实践

以教师为中心的教学模式中，一般教师借助PPT进行知识的讲解，学生不能很好地理解自己要掌握的重点。而且一般学生听完后往往对人机交互的设计过程理解不深，即使实验课也只能按照一般的设计过程完成所需作品。导致学生认为人机交互是一门偏理论的课程，重理论记忆，无法有效地将所学理论应用于实际的人机交互设计和评价中，而新工科背景下的学生更应该注重实践能力的培养［7］。

1.2   缺乏合理评价体系

人机交互课程的学习往往需要计算机科学、心理学、人因工程学等各交叉学科知识，其中界面设计的知识需要较多，而软件工程专业的学生一般难以很好地掌握。对设计的成品是否优秀产品缺乏清晰的认知，也就无法清晰地设计出优秀的作品。学生在完成实践项目后由指导老师打分，无法合理反映学生项目作品的真实水平，而且由于小组协作，不能很好地落实每一位学生的操作。

1.3   实验课程作业选题缺乏新意

人机交互实验课程和理论课程一对一，授课老师根据理论课程设计相应的设计性实验和小项目供学生练习，但是这些实验选题通常缺乏新意，而且缺乏系统性，实验方式和软硬件环境落后，最终的实验效果也很难保证。

1.4   课程时间紧张，完整开发周期长

在人机交互的完整项目开发过程中，由开始的需求分析到后期的界面设计、评价和实现，完整开发周期长，而实践课程的课时短，完整地进行人机交互的整个流程（图1），很难实现。尤其在产品实现阶段，学生的大量精力放在代码实现上，容易忽视设计的优劣。

2     软件工程专业人机交互课程教学新方案

由于传统授课方式存在以上缺点，软件工程专业的人机交互课程探究新的教学模式势在必行。模仿企业人机交互项目流程，让学生成为交互设计的主体，调动学生学习的积极性。在学习人机交互的设计部分内容时，学生通过对案例进行用户分析和竞品分析后再进行具体的人机交互界面设计。然后通过原型设计的整个过程掌握人机交互的相关内容，加深学生对交互设计的理解和掌握。

在人机交互课程中，学生学习了基础知识和技能后，进行实践是快速掌握的最好方式。以基础理论授课为基础，项目为驱动，大致的授课流程如图2所示。

在课程开始时，由教师进行基础理论知识的讲授，通过这部分内容的学习，学生可以快速掌握交互设计原则和交互界面设计流程，获得丰富的基础知识，为后面的创新实践奠定基础。基础知识是学生进行人机交互的基础，需要教师提纲挈领，整合课本知识帮助学生理解掌握。在具体授课时，将从以下几点进行改进。

2.1   注重对基础知识的整合和讲授

基础知识是课程学习的重点，由于人机交互课程学科交叉多的特性，更应针对本专业整合人机交互的基础知识。另外，人机交互课程其实是一门理论性很强的专业课，过于偏重理论知识的学习会让学生偏理论而轻实践。所以，在基础知识的讲解中，理论授课环节以大量优秀项目案例为指导，引导学生学习相关理论知识，例如美国马里兰州的交通管控界面。通过优秀案例明白用户界面设计过程中的重要准则，如界面设计的8条红金规则。以“ATM的迭代设计评”学习开发ATM的用户界面的过程，包括进行ATM可用性测试的各种细节。在实际项目案例的设计和开发过程中观察、提炼、设计、测试、评估、迭代等，不但学习如何执行迭代的人机交互过程，还会暴露若干潜在的问题。以“苹果电脑的一致性设计”为例使得学生明白一致性原则在界面设计中的重要性以及如何确保不同界面风格的一致性。

2.2   选取合适项目案例，以前沿项目驱动教学

实践教学部分采用团队协作，将学生分成若干小组，由任课教师给出适合的前沿项目供学生选择。学生在选择项目后按照教师要求完成项目任务，在项目完成过程中，以需求分析、概要设计、详细设计和原型制作为节点进行过程指导，在学期结束后提交完整的项目作业成品。

2.3   实践课程注重过程文档写作

传统的实践教学中比较注重代码实现，容易忽略人机交互的内容学习。在本门课程的实践教学中，模仿真实的项目开发过程，注重过程中文档的写作，以规范化的文档规范人机交互界面的设计过程。在获取用户需求后，学生撰写需求说明书。在交互设计阶段，注意交互设计说明书的写作。在可用性测试阶段，撰写测试脚本和可用性测試报告。

2.4   利用原型设计快速得到作品

原型设计可以快速地给出设计原型，加强实用性探索。软件工程方向的人机交互设计，对于交互产品的实现需要耗费大量时间，而目前真实的人机交互设计师一般是对产品进行原型设计。所以本课程将在详细设计后进行原型制作，以低保真原型图和高保真原型图为设计产品，而原型图不仅可以实现界面的效果展示，还可以进行交互，从而模拟真实的软件产品效果。

2.5   以可用性测试评价人机交互成品，避免教师单一打分

在实践课程作品的评价阶段，由于人机交互的产品往往没有统一标准，无法对作品充分评估，而可用性测试可以有效保证用户体验。由于班级学生人数众多，大班授课情况下，指导教师无法兼顾每一位学生的学习情况，从而无法保证实践课程的开展效果。在实践课程中，由指导教师首先讲解可用性测试的具体使用步骤，然后学生小组对完成的实践项目成果进行演示，其他小组以可用性测试标准逐条打分，并尽量给出变更建议，每组成果的打分取平均分作为最终结果。学生交流项目完成心得，最后教师做出总结。指导教师从旁辅助，学生变成实践课程的主体，在探索中成长为符合企业需求的复合型人才。在可用性测试中，学生不仅可以掌握人机交互产品的评估方法，还能够在评估过程中进一步加深对人机交互过程的理解，明白人机交互设计准则的重要性。并且用这种打分方式，避免教师单一打分，使得每组学生的设计成果成绩更加合理。

2.6   课程创新探索

学生在项目完成过程中，模拟企业标准化项目开发过程，提高了综合实践能力。对于本课程的项目成品，可以鼓励学生将作品进行转化，参与学科竞赛或者完成相关软著专利的申请、论文的撰写。另外，对于课程前言内容，可利用当前该领域的期刊论文、会议讲座等，引领学生加深对人机交互领域的认知。

3     结语

由于人机交互课程的特点，软件工程专业人机交互课程的授课是一项富有挑战意义的工作。教师和学生同时是该课程的学习主体，如何调动学生的主动性，对学习成果进行科学评价是该课程教学中的难点。文中所述内容是在具体授课班级的教学探索中总结而出，该教学方案適合实际教学要求。人机交互课程的内容会随着技术的进步而变化，在以后的教学过程中，还需适应新形势、新变化，不断探索适合学生的教学模式。

［参考文献］

［1］ 林连南，龙钏，秦闻达.斯坦福大学人机交互课程体系分析与应用［J］.计算机教育，2015（21）：101-106.

［2］ 吴辰铌，赵建喆，于海.基于OBE-PBL-CDIO模式的人机交互实践课程改革［J］.计算机教育，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］ 胡亚红.培养学生创新创业精神和能力的“实用人机交互”教学改革［J］.计算机教育，2020（5）：102-104.

［5］ 宋辉，舒新峰，谢婷，等.人机界面设计课程互动式教学模式探索与实践［J］.计算机教育，2019（11）：147-150.

［6］ 赵军霞，焦铬，张剑.新工科背景下的软件工程实践课程教学改革［J］.计算机教育，2019（11）：69-72.

［7］ 王鑫，郭云波，齐建玲，等.工程教育认证标准下应用型本科院校C语言课程教学改革探索［J］.廊坊师范学院学报（自然科学版），2019，19（3）：126-128.

[收稿日期]   2022-06-25

[基金项目]   阜阳师范大学校级项目“社交网络中位置隐私保护方案研究”（2020FSKJ13）；省级线上课程（原MOOC）项目“MySQL数据库原理及应用”（2020mooc378）；安徽省质量工程项目“‘四新背景下计算机公共基础课课程改革与实践”（2021jyxm1092）；教育部产学合作协同育人项目（202101355021）；课程思政示范课建设项目（2020yjkcsz29，2020yjkcsz21）

[作者简介]   范国婷（1989- ），女，硕士，阜阳师范大学计算机与信息工程学院讲师，研究方向：信息安全、隐私保护技术。