2025年大學(xué)《系統(tǒng)科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——系統(tǒng)科學(xué)與工程中的人機(jī)交互設(shè)計(jì)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)。）1.在人機(jī)交互領(lǐng)域，強(qiáng)調(diào)以用戶的需求和體驗(yàn)為中心的設(shè)計(jì)思想被稱為（）。A.行為主義設(shè)計(jì)B.系統(tǒng)工程優(yōu)先C.用戶中心設(shè)計(jì)D.技術(shù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)2.下列哪一項(xiàng)不屬于人機(jī)交互的基本要素？（）A.人B.機(jī)C.交互行為D.系統(tǒng)環(huán)境3.GOMS模型是由誰提出的，主要用于預(yù)測(cè)用戶完成任務(wù)所需的操作步驟和（）？A.認(rèn)知負(fù)荷B.時(shí)間C.精度D.滿意度4.在設(shè)計(jì)用戶界面時(shí)，要求界面布局清晰、信息組織合理，便于用戶理解和查找，這主要體現(xiàn)了哪個(gè)設(shè)計(jì)原則？（）A.一致性原則B.簡(jiǎn)潔性原則C.可發(fā)現(xiàn)性原則D.技術(shù)先進(jìn)性原則5.下列哪種方法不屬于常用的用戶研究定性方法？（）A.用戶訪談B.觀察法C.問卷調(diào)查D.熱力圖分析6.評(píng)估用戶界面可用性的“認(rèn)知走查”（CognitiveWalkthrough）方法主要側(cè)重于評(píng)估用戶的（）。A.滿意度B.學(xué)習(xí)難度C.任務(wù)完成效率D.感知美學(xué)7.自然用戶界面（NUI）的主要特點(diǎn)不包括（）。A.通過自然的行為和手勢(shì)進(jìn)行交互B.需要專門的學(xué)習(xí)訓(xùn)練C.提供更直觀流暢的交互體驗(yàn)D.常見形式包括語音識(shí)別和手勢(shì)控制8.在人機(jī)系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)反饋不及時(shí)或信息不明確，可能會(huì)導(dǎo)致用戶產(chǎn)生（）。A.過度依賴B.認(rèn)知負(fù)荷過重C.信任度提升D.操作效率提高9.系統(tǒng)思維在人機(jī)交互設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，意味著設(shè)計(jì)師需要考慮（）。A.單個(gè)界面的美觀度B.人機(jī)交互的技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)C.人機(jī)系統(tǒng)作為一個(gè)整體與其所處環(huán)境的相互作用D.用戶的個(gè)人審美偏好10.下列哪項(xiàng)活動(dòng)不屬于人機(jī)交互設(shè)計(jì)過程中“設(shè)計(jì)”階段的工作？（）A.創(chuàng)建線框圖B.進(jìn)行可用性測(cè)試C.設(shè)計(jì)交互流程D.規(guī)劃信息架構(gòu)二、名詞解釋（每題3分，共15分。請(qǐng)給出每個(gè)名詞的簡(jiǎn)明定義。）1.人機(jī)交互（Human-ComputerInteraction,HCI）2.認(rèn)知負(fù)荷（CognitiveLoad）3.啟發(fā)式評(píng)估（HeuristicEvaluation）4.可用性（Usability）5.多模態(tài)交互（MultimodalInteraction）三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題。）1.簡(jiǎn)述人機(jī)交互設(shè)計(jì)過程中用戶研究的意義和主要目標(biāo)。2.列舉并簡(jiǎn)要說明人機(jī)交互設(shè)計(jì)中常用的三種用戶界面設(shè)計(jì)原則。3.什么是用戶中心設(shè)計(jì)（UCD）？請(qǐng)簡(jiǎn)述其核心思想和主要活動(dòng)階段。4.簡(jiǎn)述進(jìn)行用戶界面可用性測(cè)試的主要步驟及其目的。四、論述題（每題10分，共30分。請(qǐng)圍繞以下問題展開論述。）1.試述認(rèn)知負(fù)荷理論在人機(jī)交互設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)意義。設(shè)計(jì)師應(yīng)如何利用該理論來設(shè)計(jì)更易于使用的系統(tǒng)界面？2.在現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)中（如智慧城市管理系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)），人機(jī)交互面臨著哪些新的挑戰(zhàn)？系統(tǒng)設(shè)計(jì)師應(yīng)如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)？3.選擇一個(gè)你熟悉的應(yīng)用程序或系統(tǒng)（例如，一款手機(jī)APP、一個(gè)網(wǎng)站、一個(gè)辦公軟件），分析其在人機(jī)交互設(shè)計(jì)方面的優(yōu)點(diǎn)和不足，并提出具體的改進(jìn)建議，說明改進(jìn)的理由。五、案例分析題（15分。請(qǐng)仔細(xì)閱讀以下案例，并回答問題。）案例背景：某醫(yī)院計(jì)劃開發(fā)一套新的電子病歷系統(tǒng)（EMR），旨在提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率和信息共享水平。該系統(tǒng)需要醫(yī)生錄入患者信息、查看檢查檢驗(yàn)結(jié)果、開具醫(yī)囑、與護(hù)士溝通等。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，團(tuán)隊(duì)收集了醫(yī)生、護(hù)士、醫(yī)技人員等不同角色的用戶需求，并進(jìn)行了初步的界面原型設(shè)計(jì)。問題：1.在該電子病歷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，人機(jī)交互設(shè)計(jì)師需要關(guān)注哪些關(guān)鍵的用戶群體和他們的特定需求？（5分）2.針對(duì)該系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)，你認(rèn)為可能存在哪些主要的交互挑戰(zhàn)？請(qǐng)至少列舉三個(gè)，并說明原因。（5分）3.為了評(píng)估該電子病歷系統(tǒng)的可用性，可以采用哪些具體的評(píng)估方法？選擇其中兩種，簡(jiǎn)述其操作要點(diǎn)和評(píng)估重點(diǎn)。（5分）試卷答案一、選擇題1.C2.D3.A4.B5.D6.B7.B8.B9.C10.B二、名詞解釋1.人機(jī)交互（Human-ComputerInteraction,HCI）：指人與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信息交換和交互的過程，研究人與計(jì)算機(jī)之間相互作用的原理、方法和技術(shù)，旨在設(shè)計(jì)出高效、易用、令人滿意的交互系統(tǒng)。2.認(rèn)知負(fù)荷（CognitiveLoad）：指學(xué)習(xí)者在進(jìn)行特定任務(wù)時(shí)，大腦處理信息所需付出的認(rèn)知努力程度。在人機(jī)交互設(shè)計(jì)中，低認(rèn)知負(fù)荷意味著界面易于理解和操作。3.啟發(fā)式評(píng)估（HeuristicEvaluation）：一種由專家基于一套預(yù)定義的可用性原則（啟發(fā)式規(guī)則）對(duì)用戶界面進(jìn)行評(píng)估的方法，旨在發(fā)現(xiàn)潛在的可用性問題。4.可用性（Usability）：指用戶能夠用某個(gè)系統(tǒng)有效地、高效地、舒適地達(dá)到特定目標(biāo)的能力。通常包含易學(xué)性、效率、易記性、錯(cuò)誤率、用戶滿意度等維度。5.多模態(tài)交互（MultimodalInteraction）：指利用多種信息通道（如視覺、聽覺、觸覺等）進(jìn)行人機(jī)交互的方式，允許用戶結(jié)合使用不同的輸入和輸出模式以增強(qiáng)交互的自然性和靈活性。三、簡(jiǎn)答題1.用戶研究的意義在于深入了解目標(biāo)用戶的特征、需求、行為模式和使用場(chǎng)景，為交互設(shè)計(jì)提供事實(shí)依據(jù)和用戶洞察，確保設(shè)計(jì)成果真正滿足用戶需求，提升用戶體驗(yàn)和系統(tǒng)可用性。主要目標(biāo)包括：識(shí)別用戶需求和任務(wù)目標(biāo)；理解用戶的認(rèn)知能力和行為習(xí)慣；評(píng)估現(xiàn)有產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)；為設(shè)計(jì)決策提供輸入；驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可用性。2.人機(jī)交互設(shè)計(jì)中常用的三種用戶界面設(shè)計(jì)原則：*簡(jiǎn)潔性原則：界面應(yīng)清晰、簡(jiǎn)潔，避免不必要的元素和復(fù)雜性，使用戶易于理解和操作。*一致性原則：界面元素（如術(shù)語、圖標(biāo)、布局、風(fēng)格）在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)保持一致，減少用戶的學(xué)習(xí)成本和認(rèn)知負(fù)荷。*反饋原則：系統(tǒng)應(yīng)及時(shí)向用戶提供清晰、明確的反饋，告知用戶當(dāng)前狀態(tài)、操作結(jié)果以及下一步指引，增強(qiáng)用戶的控制感和信任感。3.用戶中心設(shè)計(jì)（UCD）是一種以用戶需求和體驗(yàn)為核心的設(shè)計(jì)思想和方法論。核心思想是：在設(shè)計(jì)過程的各個(gè)階段，始終將最終用戶置于核心位置，關(guān)注用戶如何使用系統(tǒng)以及使用系統(tǒng)的感受，通過用戶參與來驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)決策。主要活動(dòng)階段通常包括：需求分析（了解用戶和任務(wù)）、概念設(shè)計(jì)（構(gòu)思交互方案）、詳細(xì)設(shè)計(jì)（細(xì)化界面和交互細(xì)節(jié)）、原型制作（創(chuàng)建可交互模型）、評(píng)估測(cè)試（檢驗(yàn)可用性）、迭代優(yōu)化（根據(jù)反饋改進(jìn)設(shè)計(jì)）。4.進(jìn)行用戶界面可用性測(cè)試的主要步驟及其目的：*步驟1：確定測(cè)試目標(biāo)和范圍。明確要評(píng)估哪個(gè)界面、哪些功能或哪些設(shè)計(jì)問題，確定測(cè)試的具體目標(biāo)。目的：聚焦測(cè)試，確保評(píng)估有效。*步驟2：選擇測(cè)試方法。如用戶訪談、觀察法、出聲思維法、任務(wù)完成測(cè)試等。目的：選擇適合評(píng)估目標(biāo)的方法。*步驟3：招募測(cè)試用戶。根據(jù)目標(biāo)用戶的特征選擇有代表性的參與者。目的：確保測(cè)試用戶能代表真實(shí)使用人群。*步驟4：設(shè)計(jì)測(cè)試任務(wù)。創(chuàng)建用戶需要完成的特定任務(wù)，用于衡量系統(tǒng)可用性。目的：提供評(píng)價(jià)系統(tǒng)表現(xiàn)的依據(jù)。*步驟5：進(jìn)行測(cè)試執(zhí)行。觀察用戶執(zhí)行任務(wù)，記錄其行為、言論、遇到的問題和完成情況。目的：收集用戶與界面交互的真實(shí)數(shù)據(jù)。*步驟6：分析結(jié)果和得出結(jié)論。整理測(cè)試數(shù)據(jù)，識(shí)別可用性問題，分析原因，評(píng)估系統(tǒng)是否達(dá)到目標(biāo)。目的：發(fā)現(xiàn)問題，為設(shè)計(jì)改進(jìn)提供依據(jù)。四、論述題1.認(rèn)知負(fù)荷理論在人機(jī)交互設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)意義在于它揭示了用戶在操作界面時(shí)，其認(rèn)知資源是有限的。過高的認(rèn)知負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致用戶難以學(xué)習(xí)、操作效率低下、錯(cuò)誤率增加，并降低滿意度。該理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)師應(yīng)努力減少用戶的extraneouscognitiveload（外在認(rèn)知負(fù)荷），即界面設(shè)計(jì)本身帶來的干擾；優(yōu)化信息呈現(xiàn)方式，降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，即用戶理解任務(wù)和系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)認(rèn)知努力；并提供必要的指導(dǎo)和輔助，支持用戶的germanecognitiveload（相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷），即用于理解和執(zhí)行任務(wù)的有效認(rèn)知努力。設(shè)計(jì)師應(yīng)如何利用：采用清晰的信息架構(gòu)和導(dǎo)航；使用簡(jiǎn)潔明了的語言和圖標(biāo)；避免不必要的視覺干擾；提供分步指導(dǎo)和幫助文檔；合理安排任務(wù)流程；利用可視化技術(shù)有效呈現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)；進(jìn)行早期可用性測(cè)試以識(shí)別高負(fù)荷點(diǎn)并迭代優(yōu)化。2.現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)（如智慧城市管理系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)）中人機(jī)交互面臨的新挑戰(zhàn)包括：*系統(tǒng)透明度和可解釋性降低：高度自動(dòng)化和基于AI的系統(tǒng)決策過程可能不透明，用戶難以理解系統(tǒng)行為原因，影響信任和容錯(cuò)能力。*實(shí)時(shí)性和安全性的要求極高：如自動(dòng)駕駛，交互需即時(shí)響應(yīng)，任何延遲或錯(cuò)誤都可能帶來嚴(yán)重后果。*多用戶、多角色、高并發(fā)交互：智慧城市系統(tǒng)涉及大量用戶和子系統(tǒng)，交互復(fù)雜，需要協(xié)調(diào)和管理。*物理世界與數(shù)字世界的深度融合：交互可能涉及物理設(shè)備、虛擬環(huán)境、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等，需要支持多模態(tài)、沉浸式交互。*用戶多樣性和個(gè)性化需求：復(fù)雜系統(tǒng)用戶背景各異，需提供靈活、個(gè)性化的交互方式。*倫理、法律和社會(huì)影響：如自動(dòng)駕駛的責(zé)任認(rèn)定、數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、算法偏見等，交互設(shè)計(jì)需考慮這些因素。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師應(yīng)如何應(yīng)對(duì)：采用“漸進(jìn)式自動(dòng)化”策略，在自動(dòng)化和人工干預(yù)間提供可控的切換；增強(qiáng)系統(tǒng)的可解釋性，讓用戶了解系統(tǒng)決策邏輯；設(shè)計(jì)高可靠性的交互機(jī)制，確保實(shí)時(shí)響應(yīng)和容錯(cuò)；利用建模和仿真進(jìn)行交互設(shè)計(jì)和驗(yàn)證；采用自適應(yīng)和個(gè)性化技術(shù)滿足不同用戶需求；進(jìn)行跨學(xué)科合作，納入法律、倫理專家意見；進(jìn)行大規(guī)模、多樣化的用戶測(cè)試。3.（本題為開放性題目，以下提供一個(gè)分析示例，具體分析需基于考生選擇的具體系統(tǒng)）選擇系統(tǒng)：以手機(jī)上的“美團(tuán)”APP為例。*優(yōu)點(diǎn)：*信息分類清晰：首頁(yè)將商家、外賣、買菜、酒旅等主要功能分類明確，便于用戶快速找到所需服務(wù)。*搜索功能強(qiáng)大：搜索框支持關(guān)鍵詞搜索，并能根據(jù)用戶習(xí)慣推薦相關(guān)品類，效率較高。*導(dǎo)航流程相對(duì)順暢：從瀏覽商家到下單支付，主要流程步驟清晰，關(guān)鍵信息（如價(jià)格、距離、評(píng)價(jià)）突出。*整合了多種交互模式：支持地圖瀏覽、列表排序、用戶評(píng)價(jià)等多種信息呈現(xiàn)和選擇方式。*不足及改進(jìn)建議：*界面視覺元素略顯繁雜：首頁(yè)廣告位較多，有時(shí)會(huì)影響核心信息的查找，且部分圖標(biāo)設(shè)計(jì)不夠統(tǒng)一，需要用戶記憶。*改進(jìn)建議：優(yōu)化首頁(yè)信息排布，減少非核心廣告干擾，統(tǒng)一圖標(biāo)風(fēng)格，提升視覺簡(jiǎn)潔性和一致性。理由：減少視覺干擾和認(rèn)知負(fù)荷，提升美觀度和易用性。*部分功能入口隱藏較深：如“社區(qū)”、“附近的小店”等相對(duì)次要功能，需要多級(jí)點(diǎn)擊或通過特定入口才能找到。*改進(jìn)建議：根據(jù)用戶使用頻率和場(chǎng)景，適當(dāng)增加常用功能的快捷入口，或優(yōu)化信息架構(gòu)，讓次要功能更容易被發(fā)掘。理由：提升用戶訪問常用功能的效率，減少挫敗感。*訂單狀態(tài)更新提示不夠及時(shí)或明確：有時(shí)訂單配送信息更新較慢，或通知不夠清晰，用戶可能需要頻繁查看訂單詳情。*改進(jìn)建議：增強(qiáng)訂單狀態(tài)的實(shí)時(shí)推送，采用更醒目的方式（如彈窗、地圖軌跡更新）通知用戶關(guān)鍵狀態(tài)變化。理由：提升用戶對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的掌控感，減少焦慮和不必要的操作。五、案例分析題1.在該電子病歷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，人機(jī)交互設(shè)計(jì)師需要關(guān)注的關(guān)鍵用戶群體及其特定需求包括：*醫(yī)生：需要快速準(zhǔn)確錄入信息、方便查看和比較不同檢查結(jié)果、高效開具醫(yī)囑和處方、與其他醫(yī)生進(jìn)行有效溝通、關(guān)注患者隱私保護(hù)。特定需求：界面需專業(yè)、高效，支持快速檢索和決策。*護(hù)士：需要準(zhǔn)確接收和執(zhí)行醫(yī)囑、查看患者當(dāng)前狀況和過敏史、方便與醫(yī)生溝通確認(rèn)、管理患者流程。特定需求：操作需簡(jiǎn)潔明了，醫(yī)囑執(zhí)行流程清晰，減少錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。*醫(yī)技人員（如檢驗(yàn)科、影像科醫(yī)生）：需要方便地提交檢查申請(qǐng)、查看患者信息、上傳和管理檢查結(jié)果、與臨床醫(yī)生溝通。特定需求：上傳結(jié)果流程便捷，結(jié)果展示清晰，與臨床系統(tǒng)對(duì)接順暢。*藥房人員：需要準(zhǔn)確接收處方、查詢藥品信息、進(jìn)行配藥和發(fā)藥操作。特定需求：處方信息清晰，藥品查詢方便，與醫(yī)生溝通渠道暢通。*系統(tǒng)管理員：需要管理系統(tǒng)用戶權(quán)限、監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、處理系統(tǒng)問題。特定需求：管理界面功能全面且易于操作，日志記錄清晰。2.針對(duì)該電子病歷系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)，可能存在的交互挑戰(zhàn)及原因：*信息過載與復(fù)雜性：病歷包含大量信息，醫(yī)生需要在短時(shí)間內(nèi)處理復(fù)雜數(shù)據(jù)和多種任務(wù)（查看、錄入、開具等），界面如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，容易導(dǎo)致信息過載，認(rèn)知負(fù)荷過重。原因：醫(yī)療信息本身的復(fù)雜性和醫(yī)生工作的高效性要求之間的矛盾。*多角色權(quán)限與視圖差異：不同角色的用戶（醫(yī)生、護(hù)士、藥師）需要查看和操作不同的信息，系統(tǒng)需要提供靈活的權(quán)限控制和視圖定制，否則可能導(dǎo)致信息泄露或不必要的操作。原因：醫(yī)療信息的敏感性和不同崗位的工作職責(zé)不同。*醫(yī)學(xué)術(shù)語