《人机交互技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16036303 课程名称：人机交互技术 英文名称：Human-Computer Interaction Technique 课程类别：专业课 学 时：48（理论课：28，实验课：20） 学分：3 适用对象：大三软件工程专业 考核方式：专查 先修课程：多媒体设计、程序设计、软件工程 二、课程简介 人机交互是研究人、计算机以及它们之间的相互作用，通过计算机的输入/输出 设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术：用户界面是人与计算机之间传递、 交换信息的桥梁和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。人机交互和用户界面是 两个有若强相关而又不尽相同的概今。人机交互强周的是技术和模型，用户界面是计 算机的关键组成部分。 本课程通过介绍人机交互的历史及基本理论，使学生对该方向有足够的认识。通 过人机交互评价，建立用户模型，设计具体的技术方案并加以实施等具体实践环节， 使学生更好地理解和掌握在人机交互与界面设计中的各个方面的知识与技能，更好地 培养实践能力，也为今后的学习与研究打下坚实的基础。同时通过介绍多种感官交互 技术、多通道交互技术及新型交互技术，拓宽学生们的知识面，启发和探索新型交互 技术。 Human-computer interaction is the study of human,computer and the interaction between them,through the input/output devices of the computer, to realize the technology of human and computer dialogue in an effective way; User interface is the media and dialogue interface between human and computer to communicate and exchange information,which is an important part of computer system.Human-computer interaction and user interface are two concepts that are strongly related but not identical.Human-computer interaction emphasizes technology and model,and user interface is the key component of computer. This course firstly introduces the history and main methods of human
1 《人机交互技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16036303 课程名称：人机交互技术 英文名称：Human-Computer Interaction Technique 课程类别：专业课 学 时：48（理论课：28， 实验课：20） 学 分：3 适用对象：大三软件工程专业 考核方式：专查 先修课程：多媒体设计、程序设计、软件工程 二、课程简介 人机交互是研究人、计算机以及它们之间的相互作用，通过计算机的输入/输出 设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术；用户界面是人与计算机之间传递、 交换信息的桥梁和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。人机交互和用户界面是 两个有着强相关而又不尽相同的概念。人机交互强调的是技术和模型，用户界面是计 算机的关键组成部分。 本课程通过介绍人机交互的历史及基本理论，使学生对该方向有足够的认识。通 过人机交互评价，建立用户模型，设计具体的技术方案并加以实施等具体实践环节， 使学生更好地理解和掌握在人机交互与界面设计中的各个方面的知识与技能，更好地 培养实践能力，也为今后的学习与研究打下坚实的基础。同时通过介绍多种感官交互 技术、多通道交互技术及新型交互技术，拓宽学生们的知识面，启发和探索新型交互 技术。 Human-computer interaction is the study of human, computer and the interaction between them, through the input/output devices of the computer, to realize the technology of human and computer dialogue in an effective way; User interface is the media and dialogue interface between human and computer to communicate and exchange information, which is an important part of computer system. Human-computer interaction and user interface are two concepts that are strongly related but not identical. Human-computer interaction emphasizes technology and model, and user interface is the key component of computer. This course firstly introduces the history and main methods of human
computer interaction.And then teach students about psychology,learn several techniques for rapidly prototyping and evaluating multiple interface alternatives and why rapid prototyping and comparative evaluation are essential to excellent interaction design.Let student learn principles of perception and cognition that inform effective interaction design.Improve the students the background of research and encourage them to do the creative research and explore the new interaction techniques. 三、课程性质与教学目的 本课程是软件工程专业必修课。人机交互是一门与人类使用的交互式计算系统的 设计、评估和实施有关的，并研究围绕它们的主要现象的学科。人机交互关注用户与 计算机之间的接口，关注计算机技术的设计和使用。人机交互涵盖多门学科，包括计 算机科学、心理学、社会学、图形设计、工业设计等，是一门综合性非常强的现代科 学。它的主要目的是学习和了解人，也就是计算机用户，预测他们为什么要和机器进 行互动，根据这个信息和判断，来研发科技和工具，提供给人可以高效操作的系统， 最终让人可以舒服、高效、安全地来和机器实现互动，达到人的初始目标。再者，人 机交互与人工智能息息相关，它是未来科技的关键技术。习近平总书记指出，人工智 能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我 国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。要深刻认识加快发展新一代 人工智能的重大意义，加强领导，做好规划，明确任务，夯实基础，促进其同经济社 会发展深度融合，推动我国新一代人工智能健康发展， 通过学习本课程，要求学生达到： 理解并掌握人机交互、界面设计的基本概念和基本理论。 2.能够使用各种交互设备，掌握各种交互技术： 3.能够对人机交互界面做出正确可用性评估： 4.能够实现对人机交互界面的建模及实现相应的人机交互界面。 四、教学内容及要求 第一章绪论 (一)目的与要求 1.掌握人机交互的基本概念： 2.理解人机交互的研究内容： 3.了解人机交互的形成与发展过程： 4.了解人机交互的应用。 (二)教学内容 第一节
2 computer interaction. And then teach students about psychology, learn several techniques for rapidly prototyping and evaluating multiple interface alternatives and why rapid prototyping and comparative evaluation are essential to excellent interaction design. Let student learn principles of perception and cognition that inform effective interaction design. Improve the students the background of research and encourage them to do the creative research and explore the new interaction techniques. 三、课程性质与教学目的 本课程是软件工程专业必修课。人机交互是一门与人类使用的交互式计算系统的 设计、评估和实施有关的，并研究围绕它们的主要现象的学科。人机交互关注用户与 计算机之间的接口，关注计算机技术的设计和使用。人机交互涵盖多门学科，包括计 算机科学、心理学、社会学、图形设计、工业设计等，是一门综合性非常强的现代科 学。它的主要目的是学习和了解人，也就是计算机用户，预测他们为什么要和机器进 行互动，根据这个信息和判断，来研发科技和工具，提供给人可以高效操作的系统， 最终让人可以舒服、高效、安全地来和机器实现互动，达到人的初始目标。再者，人 机交互与人工智能息息相关，它是未来科技的关键技术。习近平总书记指出，人工智 能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我 国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。要深刻认识加快发展新一代 人工智能的重大意义，加强领导，做好规划，明确任务，夯实基础，促进其同经济社 会发展深度融合，推动我国新一代人工智能健康发展。 通过学习本课程，要求学生达到： 1. 理解并掌握人机交互、界面设计的基本概念和基本理论。 2. 能够使用各种交互设备，掌握各种交互技术； 3. 能够对人机交互界面做出正确可用性评估； 4. 能够实现对人机交互界面的建模及实现相应的人机交互界面。 四、教学内容及要求 第一章 绪论 （一）目的与要求 1．掌握人机交互的基本概念； 2．理解人机交互的研究内容； 3．了解人机交互的形成与发展过程； 4．了解人机交互的应用。 （二）教学内容 第一节
1.人机交互的概念： 2.人机交互与其他学科的关系。 第二节 1.人机交互的研究内容。 第三节 1.人机交互的发展历史及趋势。 第四节 1.人机交互的应用。 第五节 1.人工智能现状及我国人工智能现状。 (三)重点与难点 重点：人机交互的基本概念，人机交互的研究内容。 难点：人机交互的研究内容 (四)思考与实践 1,什么是人机交互技术？ 2.人机交互技术的研究内容是什么？ 介绍人机交互技术的发展历史。 (五)教学方法与手段 课堂讲授、 多媒体教学。 第二章感知和认知基础 (一)目的与要求 1.理解人的视觉、听觉和触觉认知： 2.掌握认知过程与交互设计原则： 3.掌握概念模型及对概念模型的认知： 4.理解分布式认知的概念： 5.理解分布式认知理论特征： 6.链接分布式认知在人机交互中的应用。 (二)教学内容 第一节 1.人的视觉、听觉和触觉认知。 第二节 1.知觉的特性： 第三节 1.认知过程与交互设计原则 第四节 3
3 1．人机交互的概念； 2．人机交互与其他学科的关系。 第二节 1．人机交互的研究内容。 第三节 1. 人机交互的发展历史及趋势。 第四节 1. 人机交互的应用。 第五节 1. 人工智能现状及我国人工智能现状。 （三）重点与难点 重点：人机交互的基本概念，人机交互的研究内容。 难点：人机交互的研究内容。 （四）思考与实践 1. 什么是人机交互技术？ 2. 人机交互技术的研究内容是什么？ 3. 介绍人机交互技术的发展历史。 （五）教学方法与手段 课堂讲授、多媒体教学。 第二章 感知和认知基础 （一）目的与要求 1．理解人的视觉、听觉和触觉认知； 2．掌握认知过程与交互设计原则； 3．掌握概念模型及对概念模型的认知； 4．理解分布式认知的概念； 5．理解分布式认知理论特征； 6．链接分布式认知在人机交互中的应用。 （二）教学内容 第一节 1．人的视觉、听觉和触觉认知。 第二节 1．知觉的特性。 第三节 1. 认知过程与交互设计原则。 第四节
1.概念模型及对概念模型的认知。 第五节 1.分布式认知的概念： 2.分布式认知理论特征： 3.分布式认知在人机交互中的应用。 (三)重点与难点 重点：人的感知、认知过程与交互设计原则、概念模型。 难点：概念模型，分布式认知。 (四)思考与实践 1.人机交互过程中人们常利用的感知有哪几种？每种感知有什么特 点？ 2.人的知觉特性有哪些？ 3.什么是概念模型和分布式认知模型？ (五)教学方法与手段 课堂讲授、多媒体教学。 第三章交互设备 (一)目的与要求 1.会使用文本、图像、指点等输入设备： 2.会使用显示器、打印机、语音交互设备 3.了解虚拟现实交互设备： 4.了解三维空间定位设备、三维显示设备 5.理解交互设备的整合应用。 (二)教学内容 第一节 1.输入设备：文本输入设备、图像输入设备、三维信息输入设备、指点 入设备。 第二节 1.输出设备：显示器、打印机： 2.语音交互设备。 第三节 1.虚拟现实交互设备：三维空间定位设备、三维显示设备： 2.交互设备的整合应用。 (三)重点与难点 重点：指点输入设置、语音交互设置和虚拟现实系统中的交互设置： 难点：虚拟现实系统中的交互设置的使用，交互设备的整合应用。 4
4 1. 概念模型及对概念模型的认知。 第五节 1. 分布式认知的概念； 2. 分布式认知理论特征； 3. 分布式认知在人机交互中的应用。 （三）重点与难点 重点：人的感知、认知过程与交互设计原则、概念模型。 难点：概念模型，分布式认知。 （四）思考与实践 1. 人机交互过程中人们常利用的感知有哪几种？每种感知有什么特 点？ 2. 人的知觉特性有哪些？ 3. 什么是概念模型和分布式认知模型？ （五）教学方法与手段 课堂讲授、多媒体教学。 第三章 交互设备 （一）目的与要求 1．会使用文本、图像、指点等输入设备； 2．会使用显示器、打印机、语音交互设备； 3．了解虚拟现实交互设备； 4．了解三维空间定位设备、三维显示设备； 5．理解交互设备的整合应用。 （二）教学内容 第一节 1．输入设备：文本输入设备、图像输入设备、三维信息输入设备、指点 输入设备。 第二节 1．输出设备：显示器、打印机； 2．语音交互设备。 第三节 1．虚拟现实交互设备：三维空间定位设备、三维显示设备； 2．交互设备的整合应用。 （三）重点与难点 重点：指点输入设置、语音交互设置和虚拟现实系统中的交互设置； 难点：虚拟现实系统中的交互设置的使用，交互设备的整合应用
(四)思考与实践 1.对虚拟现实交互设备进行分类归纳总结，并分析其优缺点？ 2.设计一个手写板绘图程序，获取用户在手写板上的输入位置和压力信 息，并获取基本笔划。 (五)教学方法与手段 课堂讲授、多媒体教学。 第四章交互技术 (一)目的与要求 1.学握人机交互输入模式： 2.掌握基本交互技术： 3.掌握语音交互技术： 4.了解笔交互技术 (二)教学内容 第一节 1.人机交互输入模式：请求模式、采样模式、事件模式。 第二节 1.基本交互技术：定位、笔划、定值、选择、字符串。 第三节 1. 二维图形交互技术：几何约束、引力场、拖动、橡皮筋技术、操作柄 技术。 第四节 1.三维图形交互技术。 第五节 1.自然交互技术：多点触控技术、手势识别技术、表情识别技术、语音 交互技术、眼动跟踪技术、笔交互技术 (三)重点与难点 重点：人机交互输入模式，基本交互技术，语音交互技术。 难点：基本交互技术，语音交互技术，笔交互技术。 (四)思考与实践 L.列出你熟悉的软件系统（如Microsoft Office)中涉及到的交互技术。 2.在Windows XP操作系统下使用Microsoft Word,可以通过移动鼠标 使用手写体输入文字。测试其识别率。 (五)教学方法与手段 课堂讲授、多媒体教学。 第五章基于人工智能技术的思政教学 5
5 （四）思考与实践 1. 对虚拟现实交互设备进行分类归纳总结，并分析其优缺点？ 2. 设计一个手写板绘图程序，获取用户在手写板上的输入位置和压力信 息，并获取基本笔划。 （五）教学方法与手段 课堂讲授、多媒体教学。 第四章 交互技术 （一）目的与要求 1．掌握人机交互输入模式； 2．掌握基本交互技术； 3．掌握语音交互技术； 4．了解笔交互技术。 （二）教学内容 第一节 1．人机交互输入模式：请求模式、采样模式、事件模式。 第二节 1．基本交互技术：定位、笔划、定值、选择、字符串。 第三节 1. 二维图形交互技术：几何约束、引力场、拖动、橡皮筋技术、操作柄 技术。 第四节 1. 三维图形交互技术。 第五节 1. 自然交互技术：多点触控技术、手势识别技术、表情识别技术、语音 交互技术、眼动跟踪技术、笔交互技术。 （三）重点与难点 重点：人机交互输入模式，基本交互技术，语音交互技术。 难点：基本交互技术，语音交互技术，笔交互技术。 （四）思考与实践 1. 列出你熟悉的软件系统(如 Microsoft Office)中涉及到的交互技术。 2. 在 Windows XP 操作系统下使用 Microsoft Word，可以通过移动鼠标 使用手写体输入文字。测试其识别率。 （五）教学方法与手段 课堂讲授、多媒体教学。 第五章 基于人工智能技术的思政教学