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人機(jī)交互技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：人機(jī)交互；人機(jī)界面；虛擬現(xiàn)實(shí)；趨勢(shì)

一、對(duì)人機(jī)交互的理解

人機(jī)交互是指人與計(jì)算機(jī)的信息交換，包括計(jì)算機(jī)通過輸出或顯示設(shè)備給人提供信息，以及人通過輸入設(shè)備向計(jì)算機(jī)輸入有關(guān)信息。人機(jī)交互的目的就是討論如何使設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)能夠幫助人們更加安全可靠，更加有效率地完成所要完成的任務(wù)。從以上概念可以看出，人機(jī)交互是指用戶和機(jī)器之間相互交換信息。但盡管計(jì)算機(jī)的功能現(xiàn)在變的十分強(qiáng)大，用途也越來越廣，但歸根到底它仍是人類的工具，不能在沒有人控制的情況下獨(dú)立完成任務(wù)，因此它同樣受到人的支配、控制。

二、人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展

2.1語言形式用戶界面的低效性

人機(jī)交互開始于世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC的出現(xiàn)，操作系統(tǒng)是以下命令的方式來完成是，當(dāng)時(shí)帶給人們更多的是對(duì)計(jì)算機(jī)的神秘感，語言上的障礙給人很強(qiáng)的專業(yè)感。但由于語言的特殊性，人們必須主動(dòng)去適應(yīng)這樣的情況才能正確的操作計(jì)算機(jī)。因而在這樣的過程中，復(fù)雜的計(jì)算機(jī)以及難以讓人理解的語言使得人與機(jī)器在交互的過程中顯得極為困難，加上在操作過程中的低效和枯燥性使得當(dāng)時(shí)人們開始尋找更好的方式來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

2.2圖像形式用戶界面的操作性

隨著人們的探索發(fā)現(xiàn)，人的行為方式需要進(jìn)行必要的研究，于是認(rèn)知心理學(xué)開始逐步運(yùn)用到計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中，人機(jī)交互的重要性開始受到人們的關(guān)注。圖像形式的用戶界面是當(dāng)前用戶界面的主流，以美國(guó)微軟作為代表，它從根本上改變了以前要記大量的語言形式的情形。當(dāng)前的圖形用戶界面都有一個(gè)的共同特征就是通過窗口來傳達(dá)和顯示信息，另外都是用鍵盤和鼠標(biāo)來操作，由于圖像形式用戶界面在人機(jī)交互的過程中很大程度上依賴視覺上的識(shí)別以及用手動(dòng)來控制，因此這種界面的操作性強(qiáng)。

2.3多媒體形式用戶界面的立體性

多媒體技術(shù)是在自然化交互設(shè)計(jì)技術(shù)出現(xiàn)之前的一種過渡技術(shù)。在多媒體用戶界面出現(xiàn)之前，用戶界面設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了從語言到圖形的轉(zhuǎn)變。但隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)畫、音頻、視頻等媒體被引入到這種技術(shù)中來，特別是音頻媒體的引入，從很大程度上豐富了計(jì)算機(jī)傳達(dá)信息的表現(xiàn)形式，為人們更好的控制和傳達(dá)信息創(chuàng)造了很好的條件，極大的提高了人機(jī)交互的效率。在人機(jī)交互中多媒體用戶界面的優(yōu)勢(shì)主是它能提高人對(duì)信息的識(shí)別及其選擇，同時(shí)還有對(duì)信息的控制能力，另外計(jì)算機(jī)在信息傳達(dá)方面的表現(xiàn)形式與人識(shí)別的交互程度也會(huì)有很大的提高，同時(shí)多媒體技術(shù)也能鍛煉人們綜合處理信息的能力。

三、人機(jī)交互技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)展望

3.1自然化的人機(jī)交互技術(shù)

當(dāng)今時(shí)展的條件下，人的感受已經(jīng)成了設(shè)計(jì)需要考慮的重要問題，同樣人機(jī)交互也不例外。由于人適應(yīng)了這樣一種通過多種方式來共同控制客觀對(duì)象，并同時(shí)希望快速看到控制結(jié)果的狀況。使得自然化的用戶界面成了一個(gè)快速發(fā)展的趨勢(shì)，比較明顯的就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實(shí)環(huán)境的感覺和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)是多媒體發(fā)展的高級(jí)階段，是人與機(jī)器無障礙交互的自然境界。

3.2智能化的人機(jī)交互技術(shù)

智能化使設(shè)計(jì)主要是使人在任何情況下都能感覺自己處于一個(gè)最佳的狀態(tài)。其中改變的主要是機(jī)器，而不是人本身。一方面智能化交互設(shè)計(jì)將提高人的生活質(zhì)量和改善人的生活環(huán)境。在這樣一個(gè)交互設(shè)計(jì)的環(huán)境下人與人之間的距離將會(huì)變得很近，人在使用過程中將體會(huì)到極大的愉悅性，提高了他們對(duì)生活的熱情度；另一方面智能化人機(jī)交互設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)尼葛洛龐蒂“界面應(yīng)該設(shè)計(jì)得像人一樣，而不是像儀表板一樣”的愿望，因?yàn)椤斑@種設(shè)計(jì)不僅了解人的需求和感覺，而且表現(xiàn)出超凡的聰明才智，以至于物理界面本身消失不見了。”當(dāng)然這里的物理界面并沒有真正的消失，相反是在隨時(shí)隨地都能出現(xiàn)，這種狀況更加體現(xiàn)了人在其中的作用，即讓所有的機(jī)器都調(diào)整好最佳的狀態(tài)來適應(yīng)人的需要，那時(shí)的界面可以是任何一個(gè)平面，這樣的面不僅傳達(dá)一個(gè)視覺效果，而且還會(huì)有聽覺、嗅覺等多通道的方式。

人機(jī)交互技術(shù)范文第2篇

[關(guān)鍵詞] 人機(jī)交互界面； 視覺優(yōu)化； 實(shí)驗(yàn)； 技術(shù)設(shè)計(jì)

人機(jī)交互界面涉及到人工智能、語言學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等多種學(xué)科的研究成果，隨著科技的進(jìn)步，其涵蓋的內(nèi)容也越來越廣泛。為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，軟件人機(jī)交互界面的實(shí)際優(yōu)化也成為了一項(xiàng)不可忽視的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，如何運(yùn)用合理的技術(shù)進(jìn)一步對(duì)其優(yōu)化，如何滿足不同用戶復(fù)雜的需求，已然成為一項(xiàng)重要的研究課題。

1 人機(jī)交互及人機(jī)交互界面概述

1.1 人機(jī)交互

人機(jī)交互主要是研究人和計(jì)算機(jī)之間的交互作用，其涉及的學(xué)科領(lǐng)域廣泛，主要有人機(jī)工程學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)、社會(huì)學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)等等。人機(jī)交互技術(shù)使得人與計(jì)算機(jī)之間的信息交流成為可能，進(jìn)行人機(jī)交互的設(shè)計(jì)就是希望進(jìn)一步從實(shí)際用戶出發(fā)，開發(fā)出更符合用戶需求，信息交流更加有效的人機(jī)交互產(chǎn)品。

1.2 人機(jī)交互界面

人機(jī)交互界面的研究是人機(jī)交互研究的核心內(nèi)容。由于人與計(jì)算機(jī)直接的交互作用還是主要通過人機(jī)交互界面來完成的，因此，在一般研究開發(fā)中，常將人機(jī)交互和人機(jī)交互界面兩詞通用。人機(jī)交互界面可以分為狹義和廣義兩種概念。廣義上的人機(jī)交互界面是指，人與廣泛意義上的“機(jī)”之間有一個(gè)交互作用的“面”，通過這個(gè)“面”可以實(shí)現(xiàn)人與機(jī)之間信息的交流和各種控制操作，我們把這個(gè)“面”稱之為人機(jī)交互界面。狹義上的人機(jī)交互界面是指計(jì)算機(jī)與人之間進(jìn)行信息交流和操作控制的界面，這里的人機(jī)交互界面成為人和計(jì)算機(jī)之間信息傳遞的橋梁，可以較好的實(shí)現(xiàn)用戶將本身希望表達(dá)的信息通過人機(jī)交互界面?zhèn)鬟_(dá)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也可以通過人機(jī)交互界面提供給用戶可操作的環(huán)境，并將信息處理結(jié)果通過用戶便于理解的方式再反饋給用戶。這樣便實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和人之間信息的傳遞和反饋，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

人機(jī)交互界面成為人與機(jī)之間信息互換的媒介，但是在人與機(jī)兩者之間信息的互換并不是直接可以相互理解的，在兩者表達(dá)之間必定存在著語義上的區(qū)別。因此，這就要求在進(jìn)行人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮人機(jī)之間表達(dá)上的差異，綜合運(yùn)用審美心理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)以及人的動(dòng)作行為表達(dá)等，在計(jì)算機(jī)信息表達(dá)環(huán)節(jié)上合理運(yùn)用色彩、圖形等對(duì)人的視覺具有有效刺激的方式，提高人對(duì)計(jì)算機(jī)反饋信息的感知能力，提高人機(jī)交互界面高效、便捷的信息互換能力。

2 人機(jī)交互界面的視覺表現(xiàn)形式

在人機(jī)交互界面中，視覺的信息占據(jù)了人們所能接受的信息的絕大部分。而且，由于視覺信息的表達(dá)豐富多樣，因此，本文將對(duì)軟件人機(jī)交互界面的視覺優(yōu)化技術(shù)做詳細(xì)的分析和探討，希望可以為人機(jī)交互界面的研究提供一定的參考意義。在我們常見的人機(jī)交互界面中，視覺表現(xiàn)形式主要有文本類信息、圖形類信息、圖文混合信息以及動(dòng)態(tài)類信息等，接下來本文將對(duì)這幾種表現(xiàn)形式一一進(jìn)行分析。

2.1 文本類信息表達(dá)

通過文本的形式來表達(dá)信息的方式叫做文本類信息的表達(dá)，用戶便是借助自己本身的語言知識(shí)和理解能力，來傳遞和接收文本信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互作用的。因?yàn)槿藗冊(cè)谏钪锌梢詿o時(shí)不刻地接觸到文本信息，因此，人們對(duì)于文本類信息的接收能力是比較強(qiáng)的，通過文本類信息的表達(dá)方式，人們是易于接受的。并且，用文字來描述事物和現(xiàn)象，不容易產(chǎn)生二義造成理解上的錯(cuò)誤，可以更加準(zhǔn)確地表達(dá)信息。

2.2 圖形類信息表達(dá)

圖形類信息的表達(dá)是通過圖形和色彩的組合表達(dá)，人們根據(jù)認(rèn)知學(xué)習(xí)和生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行理解和運(yùn)用。一般在軟件界面中，圖形類信息的表達(dá)界面有文件夾、軟件圖標(biāo)和功能圖標(biāo)等。

圖形類信息有著文本信息無法比擬的優(yōu)勢(shì)。比如，同一種圖形可以被具有不同年齡、文化和地域特征的人們所識(shí)別，這樣跨度大，為軟件人機(jī)交互界面的視覺識(shí)別提供了便利；圖形類信息更加形象更加具體，具有其他信息表達(dá)方式不能達(dá)到的良好的導(dǎo)讀性；一個(gè)簡(jiǎn)單的圖形類信息可以含有很多的文本類信息，簡(jiǎn)介的畫面可以表達(dá)出豐富的內(nèi)涵，這對(duì)于優(yōu)化界面起到重要支持作用。

2.3 圖文混合信息表達(dá)

圖文混合信息的表達(dá)顧名思義，其涵蓋了文本信息和圖形信息的綜合優(yōu)勢(shì)，既具有文本信息表達(dá)的準(zhǔn)確性，又具有圖形信息表達(dá)的形象性。這樣將兩者的優(yōu)勢(shì)整合起來，對(duì)于人們?cè)谶M(jìn)行軟件使用時(shí)，可以起到方便人們識(shí)別和理解的效果。

2.4 動(dòng)態(tài)類信息表達(dá)

動(dòng)態(tài)類信息表達(dá)常見的有動(dòng)畫和影像的表達(dá)方式。這是基于圖形表達(dá)上的另一種更加形象和具體的視覺表達(dá)。動(dòng)態(tài)類信息可以運(yùn)用在遠(yuǎn)程使用、在線任務(wù)或者使用率特別低的功能上等。通過這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)類信息的表達(dá)方式，可以有效地降低學(xué)習(xí)成本。但是動(dòng)態(tài)類信息的表達(dá)也具有明顯的缺陷，比如大規(guī)模使用動(dòng)態(tài)類信息會(huì)給用戶造成較強(qiáng)的視覺沖擊，產(chǎn)生視覺焦點(diǎn)，這樣容易產(chǎn)生淡化其他類型信息的弊端；而且，過多的動(dòng)態(tài)類信息也會(huì)使整個(gè)操作界面變得雜亂，不夠簡(jiǎn)潔，用戶長(zhǎng)期在這種界面下操作使用，很容易產(chǎn)生視覺疲勞。因此，在進(jìn)行動(dòng)態(tài)類信息的表達(dá)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意兩點(diǎn)：第一是動(dòng)態(tài)類信息的響應(yīng)和運(yùn)行時(shí)間應(yīng)少于用戶的期待時(shí)間。第二是用戶可以對(duì)流動(dòng)性的信息進(jìn)行控制，可以進(jìn)行任意調(diào)節(jié)。

3 人的疲勞性對(duì)視覺優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響

在用戶進(jìn)行軟件使用時(shí)，產(chǎn)生疲勞性是常見的一種現(xiàn)象。因此，在進(jìn)行軟件人機(jī)交互界面的視覺優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到人的疲勞性是很有必要的。人產(chǎn)生疲勞主要有以下幾種原因：第一，用戶在計(jì)算機(jī)前進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間操作，沒有讓眼睛得到良好的休息時(shí)間；第二，人機(jī)交互界面的內(nèi)容大多比較單調(diào)，時(shí)間長(zhǎng)了用戶很容易對(duì)其產(chǎn)生厭煩，視覺也感到疲勞；第三，當(dāng)在軟件人機(jī)交互界面上的內(nèi)容過于復(fù)雜，布局過于飽滿或者色彩過于艷麗的情況下，就會(huì)給用戶的感官帶來較大的負(fù)荷，造成視覺疲勞。因此，在進(jìn)行軟件人機(jī)交互界面的視覺優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮界面的設(shè)計(jì)對(duì)用戶的視覺疲勞的影響。

4 人機(jī)交互界面視覺優(yōu)化的技術(shù)

我們知道，軟件人機(jī)交互系統(tǒng)中的人機(jī)交互界面與用戶的使用體驗(yàn)和軟件的使用效率具有緊密的聯(lián)系。在軟件人機(jī)交互界面上顯現(xiàn)出來的信息對(duì)用戶的影響是多方面的，不同的用戶在不同的環(huán)境下使用交互界面有著不同的感受。由于軟件人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)涉及的方面十分廣泛，面向的對(duì)象也十分復(fù)雜，這導(dǎo)致在進(jìn)行人機(jī)交互界面視覺優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)需要參考的標(biāo)準(zhǔn)是很多的。如何從用戶視覺出發(fā)，設(shè)計(jì)出一套適合的軟件人機(jī)交互界面，對(duì)于滿足市場(chǎng)需求具有重要意義。關(guān)于軟件人機(jī)交互界面視覺的優(yōu)化技術(shù)有著多種不同的方式，經(jīng)過多年的探索和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，可行性較高的是設(shè)計(jì)到用戶的直接參與和測(cè)試評(píng)估的方法。較為有效的且涉及到用戶的直接參與和測(cè)試評(píng)估的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)有：直接觀察用戶法、征求專家意見法、調(diào)查問卷法、多人環(huán)境測(cè)試以及用戶執(zhí)行情況反饋等等。在進(jìn)行人機(jī)交互界面視覺優(yōu)化設(shè)計(jì)前，有效的設(shè)計(jì)評(píng)估方法有：快速評(píng)估、實(shí)地研究、可用性評(píng)估、預(yù)測(cè)性優(yōu)化評(píng)估。

4.1 快速評(píng)估

快速評(píng)估的方式是一種最常見且效率最高的評(píng)估方式，其主要是指由設(shè)計(jì)人員用非正式的方式去詢問顧問或者是直接去詢問用戶，通過搜集反饋信息，得出所設(shè)計(jì)的人機(jī)交互界面是否滿足用戶的需求，是否能讓用戶滿意，是否能夠得到更多用戶的青睞?？焖僭u(píng)估的方式具有用較短的時(shí)間獲得大量的反饋信息的特點(diǎn)，適合評(píng)估時(shí)間較短且需要收集較多信息的情況。但是這種方式不適合進(jìn)行深度的調(diào)查和發(fā)現(xiàn)。

4.2 實(shí)地研究

實(shí)地研究顧名思義便是指設(shè)計(jì)人員進(jìn)行實(shí)地的考察和收集反饋信息，是在自然環(huán)境中直接進(jìn)行的。進(jìn)行實(shí)地研究可以了解到用戶實(shí)際的使用情況，以及他們對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)的需求。在進(jìn)行新的優(yōu)化技術(shù)探索時(shí)，實(shí)地研究可以為新技術(shù)的探索提供素材，確定用戶的需求是什么，也便于引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

4.3 可用性評(píng)估

可用性測(cè)試評(píng)估的測(cè)試過程是在評(píng)估人員的實(shí)際控制之下進(jìn)行的，其主要的目的是對(duì)典型用戶進(jìn)行的典型任務(wù)通過量化的方式予以評(píng)估，這里的“典型”主要是指一些用戶出現(xiàn)錯(cuò)誤操作的次數(shù)，或者是完成一項(xiàng)任務(wù)的時(shí)間等。最后的測(cè)試結(jié)果由于是以量化的方式表現(xiàn)的，所以評(píng)估人員可以對(duì)其結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于分析和總結(jié)，得出關(guān)于人機(jī)交互界面視覺優(yōu)化的設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)論。

4.4 預(yù)測(cè)性優(yōu)化評(píng)估

預(yù)測(cè)性優(yōu)化評(píng)估與可用性評(píng)估不同，預(yù)測(cè)性優(yōu)化評(píng)估不需要用戶在場(chǎng)，而是由專家主要作為評(píng)估人員，通過專家采用啟發(fā)式的過程，對(duì)典型用戶進(jìn)行一定程度的了解，進(jìn)而評(píng)價(jià)軟件產(chǎn)品，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行人機(jī)交互界面視覺優(yōu)化的設(shè)計(jì)。這種預(yù)測(cè)性優(yōu)化評(píng)估的方式所耗費(fèi)的成本較低，且效率較高。

5 結(jié)語

軟件人機(jī)交互界面的視覺優(yōu)化技術(shù)探索已經(jīng)成為軟件開發(fā)設(shè)計(jì)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，良好的人機(jī)交互界面對(duì)于用戶視覺上的要求甚至是整個(gè)軟件的競(jìng)爭(zhēng)力都起著至關(guān)重要的作用。鑒于人機(jī)交互界面涉及學(xué)科的范圍較廣，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到綜合考慮，多參考人機(jī)工程學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)、社會(huì)學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)等等的相關(guān)知識(shí)，從人的視覺特點(diǎn)出發(fā)，真正做好軟件人機(jī)交互界面視覺的優(yōu)化技術(shù)研究。

[參考文獻(xiàn)]

[1]陳婷婷；人機(jī)界面設(shè)計(jì)在高校教務(wù)管理系統(tǒng)網(wǎng)站的應(yīng)用研究[D]；天津大學(xué)；2010年

人機(jī)交互技術(shù)范文第3篇

摘 要：隨著以計(jì)算科學(xué)為核心的人機(jī)交互、圖形圖像、虛擬現(xiàn)實(shí)、普適計(jì)算等信息技術(shù)的不斷發(fā)展，結(jié)合學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和工作崗位需求的變化，依托計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的課程建設(shè)，我們正在開展從《人機(jī)界面》到《人機(jī)交互》的本科生課程改革。本文從課程歷史與現(xiàn)狀分析、研究型大學(xué)相關(guān)課程現(xiàn)狀與分析、課程知識(shí)點(diǎn)設(shè)置建議三個(gè)方面，介紹了課程改革工作的階段進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：人機(jī)交互；課程建設(shè)；改革

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 課程歷史與現(xiàn)狀分析

北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系/學(xué)院開設(shè)的本科生課程《人機(jī)界面》/《人機(jī)交互》已經(jīng)具有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，近年來選修該課程的學(xué)生平均約130人/學(xué)年。

在2004年以前，北航計(jì)算機(jī)系/學(xué)院的本科生課程《人機(jī)界面》，重點(diǎn)講授人與計(jì)算機(jī)之間的界面原理和設(shè)計(jì)方法，主要有人機(jī)界面的概念和發(fā)展、命令行界面、圖形用戶界面、界面開發(fā)環(huán)境和工具等內(nèi)容。

隨著以計(jì)算科學(xué)為核心的人機(jī)交互、圖形圖像、虛擬現(xiàn)實(shí)、普適計(jì)算等信息技術(shù)的不斷發(fā)展，考慮到學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和工作崗位需求的變化，需要依托計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的課程建設(shè)，我們開展了從《人機(jī)界面》到《人機(jī)交互》的本科生課程改革工作。

事實(shí)上，在2004年至2006年期間，雖然該課程的名稱仍然為《人機(jī)界面》，但是教學(xué)方案已經(jīng)增加了大量關(guān)于人機(jī)交互的教學(xué)內(nèi)容，例如人機(jī)交互的概念和發(fā)展、人機(jī)交互技術(shù)與設(shè)備、多通道人機(jī)交互技術(shù)等內(nèi)容，其中人機(jī)界面與人機(jī)交互各占一半教學(xué)內(nèi)容。

在2007年至2008年期間，根據(jù)本科教學(xué)的具體要求和工作部署，通過學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、資深教授和授課教師的共同努力，我們將本科生課程《人機(jī)界面》更換為《人機(jī)交互》，并且確立為計(jì)算機(jī)學(xué)院的核心課程，課程教學(xué)內(nèi)容以人機(jī)交互的知識(shí)點(diǎn)為主導(dǎo)。雖然課程改革目前已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，但是還需要從學(xué)科需要、知識(shí)點(diǎn)、課程實(shí)踐等方面進(jìn)一步加強(qiáng)《人機(jī)交互》課程建設(shè)。

2 研究型大學(xué)相關(guān)課程現(xiàn)狀與分析

根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外研究型大學(xué)相關(guān)課程現(xiàn)狀的調(diào)研和跟蹤，我們分析了與《人機(jī)界面》/《人機(jī)交互》相關(guān)的課程特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。大部分研究型大學(xué)以《人機(jī)交互》為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的本科生課程，也有小部分大學(xué)考慮到其他學(xué)科的課程教學(xué)需要，繼續(xù)以《人機(jī)界面》為本科生課程，但是其教學(xué)內(nèi)容充實(shí)了大量的人機(jī)交互知識(shí)點(diǎn)。

美國(guó)北卡羅來納大學(xué)(North Carolina State University)的人機(jī)交互課程(Human-Computer Interaction)主要講授構(gòu)造有效交互的原則和方法，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的人機(jī)交互設(shè)計(jì)能力，加深學(xué)生對(duì)人機(jī)交互因素的理解，以課堂作業(yè)(40%)和期末項(xiàng)目(25%)為主要課程考核指標(biāo)。美國(guó)斯坦福大學(xué)(Stanford University)的人機(jī)交互設(shè)計(jì)課程(Introduction to Human-Computer Interaction Design)主要包括人機(jī)交互的認(rèn)知學(xué)、概念原型、設(shè)計(jì)方法、開發(fā)工具和環(huán)境等內(nèi)容，以課程講授、小組討論和課程實(shí)踐為主要教學(xué)形式，以課程實(shí)踐(50%)和課堂作業(yè)(20%)為主要課程考核指標(biāo)。

美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)的人機(jī)交互方法課程(Introduction to Human Computer Interaction Methods)重視原理和方法的介紹，借助人機(jī)交互的發(fā)展歷程講述主要的概念、原理、原則和方法，強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互系統(tǒng)和工具的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與評(píng)估。美國(guó)華盛頓大學(xué)(University of Washington)的人機(jī)交互課程(Human Computer Interaction)主要包含用戶界面設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、人機(jī)交互元素、人機(jī)交互模型、人機(jī)交互軟件、輸入輸出設(shè)備、可用性、先進(jìn)交互方式等內(nèi)容，重視培養(yǎng)學(xué)生的洞察能力和實(shí)踐能力，以閱讀文章并發(fā)表評(píng)論(25%)、課程項(xiàng)目(35%)和課程實(shí)驗(yàn)(35%)為主要考核指標(biāo)。

加拿大多倫多大學(xué)(University of Toronto)的人機(jī)交互課程(Human-Computer Interaction)從用戶交互的行為出發(fā)，強(qiáng)調(diào)人類認(rèn)知系統(tǒng)、交互行為分析、交互任務(wù)分析、交互表示和原型、面向應(yīng)用的交互設(shè)計(jì)和系統(tǒng)，注重學(xué)生的需求分析、原型設(shè)計(jì)、應(yīng)用測(cè)試等能力，以期末考試(40%)、合作設(shè)計(jì)(39%)為主要考核指標(biāo)。美國(guó)康奈爾大學(xué)(Cornell University)的人機(jī)交互設(shè)計(jì)課程(Human-Computer Interaction Design)主要包括交互設(shè)計(jì)心理學(xué)、交互設(shè)計(jì)原則、人機(jī)交互模型、協(xié)同設(shè)計(jì)方法、交互軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)“交互硬軟件的設(shè)計(jì)如何影響人和計(jì)算機(jī)之間的交流”。

美國(guó)麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology)的用戶界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課程(User Interface Design and Implementation)主要側(cè)重于設(shè)計(jì)(人機(jī)界面的設(shè)計(jì)原則和技巧)、實(shí)現(xiàn)(人機(jī)界面的構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)技巧)、評(píng)價(jià)(人機(jī)界面可用性的評(píng)價(jià)技巧)等，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的課程實(shí)踐能力和解決問題能力，以課程項(xiàng)目(40%)、課程作業(yè)(30%)為主要考核指標(biāo)。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校(University of California, Berkeley)的界面設(shè)計(jì)、原型和評(píng)價(jià)課程(User Interface Design, Prototyping, and Evaluation)主要講授交互設(shè)備、交互方式、對(duì)話模式、實(shí)例分析、面向用戶的任務(wù)分析和設(shè)計(jì)方法、開發(fā)工具、測(cè)試方法等，以課程考試(45%)和課程項(xiàng)目(45%)為主要考核指標(biāo)。

美國(guó)普林斯頓大學(xué)(Princeton University)雖然以人機(jī)界面技術(shù)(Human Computer Interface Technology)為課程名稱，但是以人機(jī)交互的知識(shí)點(diǎn)為主要課程內(nèi)容，例如鼠標(biāo)、鍵盤、游戲桿、頭盔顯示器、音樂控制器、數(shù)據(jù)手套等輸入方式，以及圖形、觸覺、音樂、3D聲音等輸出方式，強(qiáng)調(diào)特征提取和數(shù)據(jù)映射策略等信號(hào)處理方法，其教學(xué)特色涉及面部表情交互、語音識(shí)別方式、手持式交互方式等內(nèi)容。

3 人機(jī)交互課程的知識(shí)點(diǎn)設(shè)置

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的人機(jī)交互，是研究人、計(jì)算機(jī)以及它們間相互影響的技術(shù)，是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的方式和接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展歷史，不僅是處理器速度、存儲(chǔ)器容量等飛速提高的歷史，也是不斷改善人機(jī)交互技術(shù)的歷史。人機(jī)交互技術(shù)，如鼠標(biāo)器、窗口系統(tǒng)、超文本、瀏覽器等，已對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響，而且還將繼續(xù)影響人們的生活。

人機(jī)交互技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的焦點(diǎn)之一。美國(guó)信息技術(shù)顧問委員會(huì)的“二十一世紀(jì)的信息技術(shù)報(bào)告”，將人機(jī)交互和信息管理列為新世紀(jì)4項(xiàng)重點(diǎn)發(fā)展的信息技術(shù)之一，其目標(biāo)是研制“能聽、能說、能理解人類語言的計(jì)算機(jī)”。我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)等均將先進(jìn)的人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)列為予以特別關(guān)注的資助項(xiàng)目。隨著互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)計(jì)算、普適計(jì)算等技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)人機(jī)交互技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求，同時(shí)也提供了許多新的機(jī)遇。

所以，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的《人機(jī)交互》課程知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)該隨技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需求而不斷改進(jìn)。通過調(diào)研、分析和參考計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的國(guó)內(nèi)外專業(yè)規(guī)范，不難發(fā)現(xiàn)其計(jì)算機(jī)科學(xué)、軟件工程、計(jì)算機(jī)工程、信息技術(shù)4個(gè)方向，在課程設(shè)置、知識(shí)體系和技術(shù)變化等方面均將《人機(jī)交互》課程放在重要的位置上。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的人機(jī)交互，重點(diǎn)在于：理解交互用戶和交互對(duì)象的行為，根據(jù)“以人為中心”的原則設(shè)計(jì)、開發(fā)和評(píng)價(jià)人機(jī)交互系統(tǒng)。通過調(diào)研、分析和參考相關(guān)課程的教學(xué)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的《人機(jī)交互》課程講授學(xué)時(shí)大部分為36或48小時(shí)(實(shí)踐學(xué)時(shí)約18小時(shí))，并且主要包括人機(jī)交互的概念與歷史、認(rèn)知心理學(xué)、交互軟件設(shè)計(jì)、交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)、交互方式和設(shè)備、交互系統(tǒng)應(yīng)用、交互系統(tǒng)評(píng)價(jià)等知識(shí)點(diǎn)的設(shè)置。

人機(jī)交互技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；跟蹤注冊(cè)技術(shù)；3D顯示技術(shù)；人機(jī)交互技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0180-02

1 概述

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要分支領(lǐng)域，是近些年來各大高校和研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用戶完全沉浸在虛擬世界環(huán)境中不同，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合，把虛擬世界B加在現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)，通過諸如各種成像眼鏡、頭戴光學(xué)透視顯示器、投影儀等多種設(shè)備，為用戶提供一個(gè)由虛擬信息和真實(shí)景物構(gòu)成的混合式場(chǎng)景。1997年，北卡大學(xué)的羅納德?阿祖瑪從三個(gè)方面的內(nèi)容：虛擬物體與現(xiàn)實(shí)環(huán)境結(jié)合、三維顯示和實(shí)時(shí)交互定義了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。因此，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字圖形動(dòng)畫等信息實(shí)時(shí)疊加顯示到現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景中，并使用戶可以在虛實(shí)混合的場(chǎng)景中進(jìn)行自然互動(dòng)的人機(jī)交互技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了更加自然的交互能力，讓人們能夠以全新的方式去體驗(yàn)和認(rèn)知周圍的事物，并能幫助我們完成一些復(fù)雜的工作，在現(xiàn)階段增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)比虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有更廣泛的應(yīng)用空間。

2 國(guó)內(nèi)外研究情況

最早關(guān)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究可以追溯至1968年，美國(guó)麻省理工學(xué)院研發(fā)了世界上第一臺(tái)光學(xué)透視頭戴式顯示器，該設(shè)備可以將計(jì)算機(jī)生成的圖形實(shí)時(shí)與真實(shí)場(chǎng)景疊加、融合，掀開了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的面紗。1999年，美國(guó)華盛頓大學(xué)和日本廣島城市大學(xué)成功聯(lián)合開發(fā)了基于標(biāo)識(shí)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)包ARToolKit并維護(hù)至今，極大地推動(dòng)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的普及，進(jìn)而涌現(xiàn)出更多相關(guān)的軟件應(yīng)用和開發(fā)系統(tǒng)。現(xiàn)階段，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心算法、人機(jī)交互方法和軟硬件基礎(chǔ)平臺(tái)是各大研究機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)。主導(dǎo)基于自然平面圖像與立體物體識(shí)別追蹤三維注冊(cè)算法的瑞士洛桑理工學(xué)院計(jì)算機(jī)視覺實(shí)驗(yàn)室[1]、專注于基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的人機(jī)交互技術(shù)研究的新加坡國(guó)立大學(xué)多媒體交互實(shí)驗(yàn)室[2]以及正在研發(fā)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)輔助汽車機(jī)械維修的德國(guó)寶馬實(shí)驗(yàn)室[3]都是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域的翹楚，被公認(rèn)為代表業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先水平。隨著硬件設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的日益成熟，原有的研究領(lǐng)域已拓展到許多新的領(lǐng)域。

國(guó)內(nèi)關(guān)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究較國(guó)外起步較晚，主要的研究機(jī)構(gòu)大都分布在各大高校，如北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航天航空大學(xué)等，研究的領(lǐng)域比較單一、涉及面比較窄。隨著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)開始對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸重視，并將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)列為國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 跟蹤注冊(cè)技術(shù)

跟蹤注冊(cè)技術(shù)是指通過相應(yīng)的算法計(jì)算虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景坐標(biāo)系的映射關(guān)系，將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬物體按照映射關(guān)系疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的確定位置，從而追蹤和定位顯示場(chǎng)景中的物體或圖像，這也是實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的首要目標(biāo)。目前主要采用基于視覺的圖像實(shí)時(shí)識(shí)別追蹤計(jì)算技術(shù)和基于硬件跟蹤器的匹配追蹤技術(shù)，或采用二者結(jié)合的方式。

3.1.1 基于視覺的圖像實(shí)時(shí)識(shí)別追蹤計(jì)算技術(shù)

該技術(shù)首先提取平面識(shí)別標(biāo)識(shí)圖像的特征點(diǎn)，然后根據(jù)真實(shí)場(chǎng)景中的圖像反推計(jì)算出用戶的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而明確虛擬圖像或物體疊加上來的位置和方向。該技術(shù)不需要特殊硬件輔助計(jì)算，配準(zhǔn)精度高，但計(jì)算復(fù)雜度高，因此增加了系統(tǒng)延時(shí)；因?yàn)閷?duì)識(shí)別追蹤的速度、準(zhǔn)確性以及環(huán)境光的適應(yīng)性有較高要求，并且具有對(duì)多目標(biāo)的識(shí)別標(biāo)識(shí)同時(shí)追蹤的需求，所以大多數(shù)情況下都采用非線性迭代，魯棒性不高，誤差控制較困難。

3.1.2 基于硬件跟蹤器的匹配追蹤技術(shù)

基于硬件跟蹤器的匹配追蹤技術(shù)通過綁定六自由度或三自由度的運(yùn)動(dòng)跟蹤傳感器或攝像機(jī)，實(shí)時(shí)捕捉物體姿態(tài)數(shù)據(jù)，從而求出物體的相對(duì)空間位置和方向，進(jìn)而確定虛擬圖像或物體疊加的透視坐標(biāo)。這種基于硬件跟蹤器的匹配追蹤技術(shù)不受環(huán)境光線的限制，并且系統(tǒng)延時(shí)小、精度更高，但設(shè)備昂貴，且移動(dòng)和安裝空間受限，比較適合應(yīng)用在一些比較專業(yè)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中。

3.1.3 二者結(jié)合的匹配追蹤技術(shù)

在條件允許的情況下，可以將基于視覺的圖像實(shí)時(shí)識(shí)別追蹤計(jì)算技術(shù)與基于硬件跟蹤器的匹配追蹤技術(shù)結(jié)合，充分利用兩種技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，提高跟蹤注冊(cè)的定位精度，從而提高增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的穩(wěn)定性與環(huán)境適應(yīng)性。

3.2 3D顯示技術(shù)

除了高效、精準(zhǔn)的跟蹤注冊(cè)技術(shù)外，逼真的虛實(shí)融合的3D現(xiàn)實(shí)效果也是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中必不可少的，這依賴于高效率的3D顯示實(shí)時(shí)渲染引擎和各種輔助的3D顯示硬件設(shè)備。

3.2.1 3D顯示實(shí)時(shí)渲染引擎

充分利用新一代CPU和GPU的多核運(yùn)算能力，現(xiàn)階段的主流3D顯示實(shí)時(shí)渲染引擎可以在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景內(nèi)實(shí)時(shí)顯示逼真的虛擬物體3D渲染效果，配合實(shí)景光線追蹤技術(shù)以及多種光影的動(dòng)態(tài)效果，可進(jìn)一步提升虛實(shí)場(chǎng)景融合的3D效果顯示。與此同時(shí)，3D顯示實(shí)時(shí)渲染引擎還可以集成虛擬環(huán)繞立體聲庫(kù)和物理特效庫(kù)等，進(jìn)而對(duì)虛擬物體的聲效、重力、碰撞、粒子等物理效果進(jìn)行仿真，進(jìn)一步提用戶體驗(yàn)。

3.2.2 3D顯示硬件設(shè)備

輔助3D顯示的硬件設(shè)備可以分為頭戴式顯示、手持式顯示和空間顯示三類設(shè)備，各類設(shè)備的成像位置有所不同。頭戴式顯示設(shè)備在離用戶眼睛大約4-10厘米處成像，用戶在使用時(shí)需在頭部佩戴顯示設(shè)備，頭戴式顯示設(shè)備的主要缺點(diǎn)是顯示分辨率低、視域受限；手持式顯示設(shè)備在離觀察者一個(gè)手臂遠(yuǎn)的距離處成像，該類設(shè)備的主要缺點(diǎn)是：存儲(chǔ)容量小、處理器性能低、視域范圍小，且影響觀察者手臂的運(yùn)動(dòng)或其他操作；空間顯示設(shè)備可以和人體分離使用，在離人體較遠(yuǎn)處成像，避免了頭戴和手持顯示設(shè)備受人體空間的使用限制，并且系統(tǒng)可以采用外部交流供電，容易解決，可支持寬視域、高亮性、高分辨率和高對(duì)比度的影像，該類設(shè)備的主要缺點(diǎn)是：只能應(yīng)用于固定場(chǎng)景、合成影像精度低。

3.3 人機(jī)交互技術(shù)

用戶能夠與真實(shí)場(chǎng)景中的虛擬信息之間自然交互是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的目標(biāo)，成熟的人機(jī)交互技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)所不可或缺的。有多種方式實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的人機(jī)交互，從傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤交互到語言、手勢(shì)交互，人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展極大的擴(kuò)展了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域。

由于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)獨(dú)特的虛實(shí)融合的3D顯示效果，傳統(tǒng)的二維平面界面交互方式也被擴(kuò)展到更加自然的3D空間交互方式，與現(xiàn)實(shí)的物體和場(chǎng)景有了更緊密直觀的關(guān)聯(lián)，基于語音或手勢(shì)的人機(jī)交互方式也應(yīng)運(yùn)而生。基于語音或手勢(shì)的交互是一種新穎的人機(jī)交互手段，用戶手部的動(dòng)作或說出的話音可以看作是人機(jī)交互的接口，通過捕捉用戶的各種手勢(shì)、動(dòng)作、話音的信息作為交互的輸入，直觀且自然，并且降低了人機(jī)交互的成本，能夠讓用戶更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中與虛擬物體的互動(dòng)，若輔助3D虛擬環(huán)繞聲、虛擬觸感反饋等多模態(tài)交互技術(shù)，則可實(shí)現(xiàn)更自然的虛實(shí)融合的人機(jī)交互方式，這也是進(jìn)一步提高增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用人機(jī)交互體驗(yàn)的技術(shù)方向[4]。

4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用發(fā)展

近年來，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步，諸多領(lǐng)域的研究都可以與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，從而相互促進(jìn)發(fā)展。在醫(yī)療、軍事、古跡復(fù)原、世鐘蝸貳⑼絡(luò)視頻通信等領(lǐng)域需求的積極推動(dòng)下，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)都展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展前景，在跟蹤識(shí)別精度、硬件設(shè)備發(fā)展、虛實(shí)合成顯示等方面正在快速發(fā)展和提高。新型產(chǎn)品的出現(xiàn)也給研究人員帶來更多的啟示與靈感，從而拓展相關(guān)研究，促進(jìn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)向著更高、更快、更精準(zhǔn)的方向發(fā)展。相信在不久的將來，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，為更自然有效的人機(jī)交互提供便利。

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[2]Syed Omer Gilani， Steven Zhou. What You Write Is What You Get： A Novel Mixed Reality Interface [EB/OL].http：//.s， 2012-02-06.

人機(jī)交互技術(shù)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】夠用為度 測(cè)量技術(shù) 實(shí)踐能力 教學(xué)方法 地位分析

《互換性與測(cè)量技術(shù)》是高職高專院校機(jī)械類各專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，又是一門具有概念多、術(shù)語多、標(biāo)準(zhǔn)多、代號(hào)多和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)的專業(yè)課，具有專業(yè)課和基礎(chǔ)專業(yè)課的雙重屬性。從課程體系上講，作為基礎(chǔ)專業(yè)課，它是聯(lián)系機(jī)械設(shè)計(jì)課程與制造工藝類課程的紐帶，具有從基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課過渡的橋梁作用同時(shí)，它又是在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用且重要的專業(yè)課，它研究的主要課題就是公差。公差是將零件的尺寸或形狀位置規(guī)定為一個(gè)允許變動(dòng)的范圍，在這個(gè)變動(dòng)的范圍內(nèi)既不影響互換性，又不降低零件的工作性能，這種規(guī)定范圍內(nèi)尺寸或形狀位置的誤差稱為公差。所以公差是一個(gè)使用范圍很廣的概念。對(duì)于機(jī)械制造來說，制定公差的目的就是為了確定產(chǎn)品的幾何參數(shù)，使其變動(dòng)量在一定的范圍之內(nèi)，達(dá)到互換或配合的要求。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，首先要認(rèn)識(shí)到這門課程的重要性，才能激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。這門課主要的學(xué)習(xí)任務(wù)就是要獲得互換性與測(cè)量技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，為進(jìn)一步運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)及掌握有關(guān)的測(cè)量技術(shù)打下基礎(chǔ)。

一 教學(xué)內(nèi)容的合理篩選

首先，根據(jù)教學(xué)大綱以及學(xué)生以后的就業(yè)需要，選定要講的內(nèi)容。緒論部分的基本概念不僅要講，還要講好，要通過實(shí)例講解突出這門課的重要性，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。重點(diǎn)突出光滑圓柱體的公差與配合、形狀和位置公差、表面粗糙度等基礎(chǔ)理論、相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的使用和常用的測(cè)量技術(shù)講解。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，保證學(xué)生在以后工作中知識(shí)夠用。對(duì)于鍵、滾動(dòng)軸承、齒輪、螺紋等不作講解或簡(jiǎn)單介紹，由學(xué)生自學(xué)。

其次根據(jù)這門課的特點(diǎn)，《互換性與測(cè)量技術(shù)》的概念公式多，沒必要逐個(gè)講解，應(yīng)以夠用為準(zhǔn)加以選擇，適當(dāng)縮減課堂理論教學(xué)的時(shí)間，增加實(shí)踐性教學(xué)的教學(xué)時(shí)間，以提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題和解決問題的方法。利用學(xué)校已有的教學(xué)儀器千分尺、游標(biāo)卡尺、百分表等開一些實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生掌握常用計(jì)量器具的使用方法。如讓學(xué)生用千分尺測(cè)量自己在校實(shí)習(xí)車間所加工的軸類零件，首先應(yīng)該知道千分尺是一種很精密的量具，使用時(shí)要先檢查零點(diǎn)，在測(cè)量時(shí)螺桿遠(yuǎn)離被測(cè)物體時(shí)，使用粗調(diào)旋鈕，省力快捷；當(dāng)快靠近被測(cè)物體時(shí)，應(yīng)改用微調(diào)旋鈕，最后要正確地讀數(shù)。

二 重點(diǎn)內(nèi)容的講解

該課程的重點(diǎn)內(nèi)容是光滑圓柱體結(jié)合和表面粗糙度這兩大模塊的內(nèi)容?！肮饣瑘A柱體結(jié)合”的基本術(shù)語、定義及概念太多，如果學(xué)生能理解并掌握好，對(duì)后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)就會(huì)比較容易，這是一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生必須掌握，但不是難點(diǎn)。在這一項(xiàng)目教學(xué)中，主要的知識(shí)點(diǎn)是基本尺寸、極限尺寸、公差、極限偏差、基本偏差等幾個(gè)重要概念。在講解過程中，特別要注意講清楚基本尺寸與實(shí)際尺寸、誤差與公差、公差與偏差和實(shí)際偏差與極限偏差幾者之間的區(qū)別和聯(lián)系，通過舉例，使學(xué)生能深刻地理解它們的含義以及它們之間的關(guān)系，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

另外，在講授時(shí)使用多媒體課件和掛圖教學(xué)，比較直觀，學(xué)生容易理解接受。最后，對(duì)于孔軸偏差的查表計(jì)算，課堂上應(yīng)演示查表，并留給學(xué)生一定的時(shí)間讓學(xué)生自己動(dòng)手練習(xí)查表，學(xué)會(huì)孔軸偏差的確定，提高自身的動(dòng)手能力。

表面粗糙度的內(nèi)容較少，且在機(jī)械制圖里已涉及過，學(xué)生較容易掌握。采用掛圖和多媒體課件教學(xué)，對(duì)表面粗糙度的定義作詳細(xì)講解，讓學(xué)生理解。重點(diǎn)講解表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)及選用和標(biāo)注方法，要求學(xué)生掌握表面粗糙度的標(biāo)注方法。通過講解后，給出圖例，讓學(xué)生標(biāo)注表面粗糙度，并說明含義。鞏固所學(xué)知識(shí)，提高自身能力。最后，簡(jiǎn)單介紹表面粗糙度的測(cè)量方法，講清楚測(cè)量原理，為后面實(shí)驗(yàn)打好理論基礎(chǔ)。比如，用針描法測(cè)量的是表面粗糙度的哪個(gè)參數(shù)？是什么樣的測(cè)量原理？在什么情況下可以使用此方法？

三 難點(diǎn)內(nèi)容的講解

該課程的難點(diǎn)內(nèi)容是形位公差的定義、標(biāo)注和評(píng)定等，不易理解，除了用多媒體教學(xué)，讓學(xué)生加強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，講清有關(guān)理論知識(shí)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之外，重點(diǎn)應(yīng)放在實(shí)踐課上。例如：在實(shí)驗(yàn)課上，通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生明白徑向圓跳動(dòng)與徑向全跳動(dòng)的含義及區(qū)別。調(diào)整偏擺儀兩端頂尖的同軸，被測(cè)工件對(duì)頂無軸向移動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)自如，側(cè)頭與軸線垂直，輕輕使被測(cè)工件旋轉(zhuǎn)一周，指示表讀數(shù)的最大差值即為單個(gè)測(cè)量截面上的徑向圓跳動(dòng)。讓被測(cè)工件連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)讓基準(zhǔn)表沿基準(zhǔn)軸線方向作直線移動(dòng)，指示表讀數(shù)的最大差值即為該零件的全跳動(dòng)。除此之外，學(xué)校還應(yīng)安排學(xué)生到當(dāng)?shù)氐墓疽娏?xí)學(xué)習(xí)，加深學(xué)生的知識(shí)。最后，對(duì)于形位公差的標(biāo)注部分，在理解了形位公差含義的基礎(chǔ)上應(yīng)加強(qiáng)練習(xí)，特別是在裝配圖上練習(xí)標(biāo)注形位公差，讓學(xué)生要能讀懂圖且能準(zhǔn)確標(biāo)注，提升學(xué)生的實(shí)際水平。 四 采用多樣化的教學(xué)方法

首先，利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，采用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，使信息的傳遞由抽象變?yōu)榫唧w，在演示和講解后，由學(xué)生動(dòng)手操作練習(xí)，使教學(xué)更具有直觀性和生動(dòng)性。其次，采用多樣化的教學(xué)方法，具體方法為：

1．舉例法

對(duì)于學(xué)生來說，剛接觸一門新課，都有很大的好奇心，最關(guān)心的也是學(xué)它有什么用，是否容易學(xué)。這時(shí)就要抓住學(xué)生的心理，列舉平時(shí)日常生活中的大量常見實(shí)例，用通俗易懂的語言生動(dòng)地描述，讓學(xué)生知道學(xué)這門課的意義所在，而且簡(jiǎn)單易學(xué)，只要學(xué)生明白了學(xué)這門課的實(shí)用性和重要性，擺正了學(xué)習(xí)心態(tài)，有了學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，那這門課就容易講授和學(xué)習(xí)了。

2．總結(jié)法

本課程公式術(shù)語概念較多，這時(shí)如果讓學(xué)生一一死記硬背，就要花很多的時(shí)間和精力，而且容易忘記。所以應(yīng)把所學(xué)的公式術(shù)語概念進(jìn)行歸類總結(jié)，讓學(xué)生明白它們之間的相互聯(lián)系和區(qū)別，在理解的基礎(chǔ)上記憶，明白相同之處和不同之處應(yīng)怎么記憶。學(xué)生只有抓住了學(xué)習(xí)規(guī)律，理解記憶才會(huì)牢固，運(yùn)用起來也才能得心應(yīng)手。

3．分組討論

由于這門課的內(nèi)容較多，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要多進(jìn)行分組討論，分組討論可以鞏固已學(xué)的知識(shí)，并在討論的過程中發(fā)現(xiàn)問題，以及時(shí)地給予糾正和解決。此外，在測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生分組動(dòng)手操作，并討論測(cè)量結(jié)果，提高自己的測(cè)量技術(shù)水平和動(dòng)手能力。

五 在生產(chǎn)中的地位

公差是用來協(xié)調(diào)機(jī)器零件的使用要求與制造經(jīng)濟(jì)性之間的矛盾的，將公差標(biāo)準(zhǔn)化，是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)，是推行科學(xué)管理、推動(dòng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和提高企業(yè)管理水平的重要手段。它不僅可以防止產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)中的混亂，保證產(chǎn)品的互換性，還有利于工藝過程的經(jīng)濟(jì)性、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用和維修，更直接影響著產(chǎn)品的精度、性能和使用壽命，是評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。它還利于刀具、量具的標(biāo)準(zhǔn)化，從而提高工作效率?，F(xiàn)代化生產(chǎn)的特點(diǎn)是品種多、規(guī)模大、分工細(xì)和協(xié)作多。為使社會(huì)化生產(chǎn)有序地進(jìn)行，必須通過標(biāo)準(zhǔn)化視線產(chǎn)品規(guī)格的簡(jiǎn)化，從而使分散的、局部的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。所以，在教學(xué)中要多舉實(shí)例，盡可能增加實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)的時(shí)間，提高學(xué)生的操作能力，為專業(yè)課學(xué)習(xí)及今后工作打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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