人机交互

课程编码：B0912019H 英文名称：Human-Computer Interaction 课时：38 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：韩腾等

人机交互是一门多学科课程，主要关注互动计算系统的设计、评估和实现，旨在为人类使用提供服务。课程涵盖人机交互基础、用户界面设计、用户体验、原型设计与评估、认知模型、和新兴多通道交互技术等关键主题，涉及学科交叉的交互技术、以用户为中心的设计过程、创建和测试原型的工具和方法、认知心理学对技术互动的影响、用户评估和数据分析方法。通过结合理论知识和实践技能，课程以项目为基础，让学生创建和测试自己的交互系统，旨在培养设计和实现直观、高效的用户交互软件或设备的能力。

Human-Computer Interaction (HCI) is a multidisciplinary course that focuses on the design, evaluation, and implementation of interactive computing systems for human use. The course covers key topics such as the fundamentals of HCI, user interface design, user experience, prototyping and evaluation, cognitive models, and emerging multi-channel interaction technologies. It involves interdisciplinary interaction techniques, user-centered design processes, tools and methods for creating and testing prototypes, the impact of cognitive psychology on technology interaction, user evaluation, and data analysis methods. By combining theoretical knowledge and practical skills, the course is project-based, allowing students to create and test their own interactive systems. It aims to develop the ability to design and implement intuitive and efficient user interaction software or devices.

本课程讲授人机交互前沿研究领域的主要思想和关键技术。通过本课程的学习，学生可以了解人机交互的前沿研究领域，了解人机交互领域的最新研究成果，掌握基本概念和关键技术，培养学生进一步开展人机交互各领域研究的基础能力。

计算机科学导论

主要内容有图形用户界面、笔式用户界面、界面设计与用户评估、手势-语音-触觉等多通道交互等。

第一章  绪论

内容：人机交互的发展历程、 人机交互的现状和发展趋势。

要求：人机交互的基本概念、原理和过程，人机交互发展历史，以及其中重要的人、机构和重要的事件，了解人机交互的前沿技术和发展趋势。

目标：了解人机交互的基本概念及发展历程。

重点：人机交互的基本概念、原理和过程，人机交互发展历史。

第二章 用户界面基础

内容：交互的原理和概念、用户界面演变、交互模型及交互范式。

要求：人机交互中用户感知、认知、行为的基本概念和内容，人机交互中的认知理论、MHP、GOMS、7+-2、McGurk效应；界面隐喻、界面范式、界面组件等基本概念，介绍Post-WIMP、Non-WIMP、RBI等新型界面形态。

目标：掌握用户界面演变的阶段及特征；了解人机交互中的基本模型及范式、人的因素、计算机因素对交互过程的作用及影响；了解用户界面的基本设计方法。

重点：交互的原理和概念；用户界面演变的阶段及特征；人机交互中的基本模型及范式。

难点：人机界面模型和界面范式

第三章 界面设计及实现

内容：交互式设计、原型化和最终用户编程、Web设计和office界面设计、原型化和最终用户编程、UI实现支持。

要求: Affordance、Visibility、Mapping等交互设计原则，焦点小组、问卷调查、卡片分类、导航设计等基本的研究方法；Web设计基本方法和原则、office系统的界面设计理念；用户界面实现方法及支撑工具和平台，Seeheim模型、MVC模型等用户界面的基本模型。

目标：掌握交互式设计方法，掌握基本的Web设计方法和原则，了解用户界面实现方法以及支撑工具和平台的基本概念和原理。

重点：掌握交互式设计方法；用户界面实现方法以及支撑工具和平台。

第四章  用户评估

内容：用户模型和任务分析、设计原则和界面设计、用户评估。

要求：可用性评估概念，评估内容，评估方法，评估准备，评估实施，评估报告，以及对比实验的实例。

目标：理解用户模型、界面设计原则、界面设计和评估方法。

重点：界面设计原则和评估方法。

第五章  自然交互技术：笔式交互及手势交互

内容：笔式交互技术、手势交互技术

要求：笔式交互模型、笔式交互技术。手势交互设计、手势交互技术、体感交互技术。

目标：理解笔式交互模型、笔式交互技术的基本技术原理；理解基于手势交互设计、体感交互的概念，基于轨迹、视觉、生理信号的手势交互技术。

重点：笔式交互技术、手势交互技术、手势识别基本算法。

难点：Ink理解方法，手势识别方法

第六章 自然交互技术：语音交互、触觉交互、多通道交互

内容：语音交互技术、可穿戴交互技术、触觉交互技术、多通道交互技术。

要求：语音识别与交互意图理解；可穿戴交互概念、典型设备及原理；人的触觉产生机理及特性，触摸模拟技术；多通道认知模型和交互模型、多通道交互技术、多通道融合方法。

目标：了解语音交互指令表达和用户意图理解基本技术路线；了解触觉产生机理及特性及模拟技术；理解多通道认知模型和交互模型、多通道交互技术及多通道融合方法。

重点：语音交互、意图理解、触摸模拟技术、多通道认知模型和交互模型、多通道融合方法。

章节/学时分配	讲课	习题课	实验课	上机课	讨论课	其它
1	4				2
2	6
3	2		6		2
4	4
5	4				2
6	4				2

通过介绍人机交互技术发展演变的过程，介绍国内人机交互先进成果对行业科技进步的推动，介绍我国老一辈人机交互科学家（戴国忠、董士海、徐光佑等）的光辉事迹，引导学生学习老一辈科学家的家国情怀，投身下一代人机交互技术的研发，服务国家，造福人民。

《笔式用户界面》（第2版），戴国忠，田丰著，ISBN： 9787312035876，出版时间： 2014-10-01，出版社： 中国科学技术大学出版社
《人机交互》（第3版），Alan Dix，Janet Finlay，Gregory D. Abowed，Russell著，蔡利栋等译，ISBN: 9787121023415，出版年: 2006-3，出版社: 电子工业出版社

韩腾，中国科学院软件研究所，研究员，博导，获中科院人才项目择优支持。本科毕业于西安交通大学工业设计系，博士毕业于加拿大曼尼托巴大学人机交互实验室。其主要研究方向为自然人机交互、视触融合感知-认知理论和触觉技术，探索如何以更具触感和身体感知的方式进行人-机-环境协同交互。发表ACM CHI、UIST、IMWUT/Ubicomp等人机交互国际顶级会议/期刊CCF-A类论文三十余篇，两次获最佳论文提名奖，并发表国际高水平SCI期刊npj Flex. Elect.、Nature Comm.、Adv. Intel. Sys.等。目前主持了国自然面上项目、ZF预研项目和JKW某重点项目等，参与了国自然重点项目，并主导了多项企业合作项目。关键技术应用于国家特种装备和人机混合智能系统的研发等。