项目案例启发教学法在人机交互课程教学中的应用

[摘 要]如何理论联系实际，实现理论知识到操作技能的有意义的知识建构，是人机交互的软件工程课程（简称人机交互课程）教学要解决的关键问题。项目案例启发教学法在人机交互的软件工程课程教学中应用广泛。以项目开发小组为主体，以项目案例为驱动开展协作学习，重在解决交互式系统设计，界面设计的可用性、易用性等教学重点问题。

[关键词]项目案例启发教学法；人机交互；界面设计；驱动教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0011-03

人机交互课程教学目标是使学生了解人机交互的概念、不同时期的用户界面特点，理解用户界面设计的基本原则和方法，结合当前主流界面实现技术，让学生熟练软件系统用户界面设计的主要过程和掌握可用性评价方法。因此，人机交互课程是一门以交互设计与界面设计理论及其评价体系为主的课程。我院采用由冯桂焕编著的《人机交互软件工程视角》一书为教材，教材通篇理论阐述有余，而可用的实践指导则不足。对软件工程专业的学生来说，该门课程较偏重理论教学，缺乏相关的实验教学，以至于学生对该门课的学习形成错误的认识，认为该课程只是一门理论课，跟后续课程的联系不大，导致学生学习积极性不高。抽象理论与开发实践之间存在一定距离，学生学与用之间也缺乏一定的联系，因此如何理论联系实际，使学生學以致用，实现理论知识到操作技能的有意义的知识建构，是课程教学要解决的关键问题。

一、基于建构主义理论的案例启发教学法

清华大学计算机教育专家吴文虎教授在谈到软件系统设计教学时说：“学生不是听会的， 也不是看会的， 而是课下在实践环节中自己通过实实在在的上机练会的。”[1]这番话揭示了项目案例启发教学的意义和作用。建构主义理论认为学习不仅仅是死记硬背一些概念、原则、方法等知识点，更要学会举一反三、触类旁通，灵活运用所学知识分析问题和解决问题。如果毕业生学富五车而遇事无计可施，培养出这样的“人才”只能说是教育的失败。而项目案例启发教学法以“项目开发小组”为主体， 围绕项目任务，在明确的问题求解动机驱动下，主动运用学习资源自主探索，团队协作学习，极大地提高了学生的学习积极性。[2]学生由传统灌输式的被动学习变为自主探究式学习，学习过程生动有趣，项目从设计到实现的每个环节都亲自体验，抽象的人机交互概念、原则、方法等知识点变得鲜活生动起来。

“以项目任务为主线、教师为主导、学生项目学习小组为主体”的项目教学，要求教师做到角色“定位”，即教师角色从讲授、灌输，转变为学习过程的组织、引导，这就要求教师与学生多交流、多讨论，给学生提供恰当的帮助。[3]

（一）围绕教学目标，设计好案例项目

软件界面设计的易用性、可用性和爱用性是课程教学重点，为了讲清楚这些问题，有必要创设问题情境，激发学生兴趣，这就要教师注重案例项目的实用性，掌握项目设计的梯次性和难易程度。我们精心选择了一些学生感兴趣并通过主动探索学习有能力完成的项目，包括学生信息管理、文本编辑器、多媒体播放器、网络教学课程的设计与实现等。

（二）学生分组，以小组为主体开展教学

按照软件工程理念，以软件开发团队完成软件开发过程，可培养学生的团队合作精神，切身体验软件工程专业“合理分工、合作共赢、缩短周期、提高效率”的精髓。[4]学生可以根据自身的爱好和能力自由组合，每组成员由3～5 人自行组成，每组选出小组长，由组长给组员分配任务协作完成项目。以项目小组为学习主体的学习模式，可以起到“以强扶弱”的作用，并能提高学生的组织、协调能力。

（三）项目小组探索实施，完成项目

此阶段教师要发挥引导作用，为各项目小组辅导答疑，提供技术支持。这包括两方面内容：一方面是项目开始的引导，教师要与学生一道分析、讨论项目的功能需求、软件界面设计要求，结合交互系统相关的理论知识，分析项目系统需求，针对项目进行剖析，并对项目进行细化探究，引导学生提出项目设计方案，调动学生主动地参与项目的分析讨论；另一方面，从提出项目到分析项目，接下来就是设计并实现项目，完成任务。在这个过程中，教师要积极为学生的探索实践创造机会，如演示相关的项目系统，启发学生分析思考，为实践开发做准备。学生通过小组之间的互动、分析讨论，完成项目的设计与实现，进而建构人机交互的软件工程课程知识体系。

（四）项目展示与评价

各项目小组展示作品并汇报设计思路，由其他小组同学评价项目实施过程、任务完成的情况和水准，通过互评共享成功与不足，取长补短共同进步。教师在点评分析过程中，可根据学生的学习态度、合作情况和项目成果组织点评，对学生的表现和成绩要肯定，对其不足之处要提出改进建议，以促使学生获得进步。

二、案例启发教学法在人机交互课程教学的应用

（一）引入朋友通讯录案例，阐述软件界面可用性设计，激发学生兴趣

软件可用性目标是交互系统设计的基本目标，教材在基础篇阐述了交互系统可用性的目标与原则，在设计篇讨论了如何实现软件系统的可用性，理论性强，内容抽象，涉及面广，学生不好掌握。对软件系统的可用性和如何测试与评价软件的可用性，我们通过案例进行讨论就直观多了，如图1所示，要求学生实现一个朋友通讯录系统，对话框中包含基本的功能：数据信息的浏览、修改、添加和删除，当用户点击工具栏中的导航条按钮时能够对通讯录中的记录进行向前、向后以及第一个和最后一个记录的检索。

案例分析，引导学生思考下列问题：

1.软件界面的交互性方面

案例的运行界面是人机交互的吗？分析软件的运行情况，总结你的交互性体验。

2.软件可用性方面

软件可用性目标包括五个方面的特征，即软件的易学性、易记性、使用效率高、软件运行的低出错率及用户对系统的主观满意度，该项目具有哪些特征？还有哪些可用的功能或服务可以加入？系统有何问题或缺陷？系统好用吗？

3.设计规则运用探究方面

软件界面设计过程中，软件界面设计师要按照一定的要求开展活动，并参照黄金规则进行设计，以确保软件的可用性，请按照这样的理念分析图1朋友通讯录的不足，提出你的改进意见和新的设计思路。

通过项目案例启发教学法来教授软件界面的可用性设计，开始就明确学习目标，使学生带着问题及目标去主动学习；其次在实现过程中遵循了工程设计的思想，变抽象的理论为可观察可分析的“项目案例模型”，便于具体分析、讨论，学生不再苦于抽象概念、理论的理解和死记硬背，而是在做中学习，根据任务需求来学习，由被动地接受知识转变为主动地寻求知识。教学实践表明：学生们在这种边做边讨论的学习模式中表现出了较高的学习热情，他们分组讨论，互相学习，讨论时发言积极，有自己的理解与建议，课堂气氛比较活跃。

（二）拓展项目实例，阐述软件界面易用性设计，培养探索精神

前述朋友通讯录系统有简单的可用性，但按照可用性设计的要求是不完善的，也不是易用的。我们在此基础上，设计一个学生成绩管理系统项目，其功能如图2所示。本项目要求细化软件界面，如实现容错功能，减少用户记忆功能等。软件运行主界面如图2所示。

项目分析与讨论：

本项目的软件界面比朋友通讯录有所改进吗？是否更好用？体现了哪些交互式设计原则？还有哪些可用的功能或服务可以加入？系统有何问题或缺陷？

软件易用性要求比软件可用性要求更高，但只有做到了软件的可用性，才可能实现软件的易用性。事实上，软件设计有三个层次，即软件的可用性、易用性及软件爱用性，其中软件易用性必包含软件的可用性，不可用的软件设计一定是不易用的，而喜爱使用的软件系统一定是易用、好用的软件。教学策略上，要注意比较软件可用性、易用性两者的差异，结合项目阐述软件易用性的实现要求。

基于建构主义学习理论的项目案例启发教学法主张教师将教学内容隐含在一个或几个项目中，以完成项目的过程作为教学活动的中心，学生在此过程中掌握相关的基本概念、基础知识。为此，我们通过上述两个项目（案例）阐述交互式系统设计的可用性、易用性问题，引导学生由简到繁，由易到难，循序渐进地完成项目，在做项目的过程中达到对人机交互设计理论的理解和掌握，培养了学生通过可视化方法实现界面设计的能力。

（三）鼓励学生设计感兴趣的交互式系统，培养个性发展

学生具备交互式系统设计必要的基础知识和操作技能后，教师在课程学习的综合提高阶段可以提出多项创新型任务， 让学生八仙过海，各显神通， 鼓励学生开展交互式系统的设计。

教学实践中，在老师的指导帮助下，有一组学员设计了一个基于网络平台的课程学习和知识推荐系统，实现了按知识点进行选择性学习，也能够根据知识之间的关联度及依赖程度，由当前的学习点转到相关知识点进行知识推荐学习。[5]知识推荐学习系统运行截图如图3所示，灰色的菜单是课程各章节知识点学习菜单，交互范型对话框里的文本是系统当前展示的学习内容，右上角的弹出式对话框是系统推荐学习的内容。

项目的交流评价：

以图3展示的项目来说，按照人机交互软件工程评估篇的原则和方法，可从交互式系统的可用性、易用性、爱用性三个层次来分析评价，充分肯定其所提供的服务功能，从软件界面设计的目标出发，还要指出其不足之处及需要改进的地方，指出今后努力的方向。由于学生花费了许多心血，大家对项目的交流、认同是他们所期待的。因此，针对学生项目完成的情况，应采用以欣赏为主的评价方式，让学生有“成就感”，充分激发学生的学习热情和学习兴趣。

三、结语

在人机交互课程教学中采用项目案例启发教学法， 教学以一个个项目为主线展开，把相关的抽象概念、教条式的知识点融入项目的各个环节中去，学生每完成一个项目就得到一次成功的体验，同时对交互设计、界面设计的概念、目标与原则形成了生动直观的理解和认识。由于项目案例启发教学是通过分组实施完成的，能有效培养学生的自学能力和协作意识，有效培养学生的创新精神和实践能力，也较好地实现了个别化学习。当然，项目案例启发教学模式不是万能的，学生合作学习可能出现虚假合作，小组形同虚设，造成不少学生躲在同伴的背影中，搭便车，蒙混过关；教学目标与教学评价可能流于片面、简单化，可能只注重项目完成的结果评价，忽视任务解决过程的评价等。这就要求我们在采用项目案例启发教学法时，教学设计要合理，目的要明确，还要注意与其他教学方法有机结合，这些是我们今后要进一步研究、探讨的问题。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 吴文虎.教学设计中切入点很重要[J].計算机教育，2005（2）：12.

[2] 卢万有.项目教学法在《网页设计》课程中的运用[J].计算机教育，2007（13）：3.

[3] 张志杰.“项目驱动教学法”在高职程序设计类课程教学中的应用[J].山西经济管理干部学院学报，2009（12）：52-53.

[4] 张海藩.软件工程导论（第5版）[M].北京：清华大学出版社：2008.

[5] 程昌品，邬依林，陈强，等.基于网络平台的个性化知识推荐系统设计[J].重庆文理学院学报，2013（5）：92-96.

[责任编辑：钟 岚]