Επικοινωνία Ανθρώπου-Μηχανής & Σχεδίαση Διαδραστικών Συστημάτων (Ανοικτό Μάθημα) (22Γ004)
Νικόλαος Αβούρης, Κωσταντίνος Μουστάκας, Χρήστος Κατσάνος
Σκοπός του μαθήματος είναι η επισκόπηση θεωρητικών μοντέλων που αφορούν στην αλληλεπίδραση ανθρώπων μηχανών, και μελέτη των τεχνολογιών, μεθόδων και εργαλείων για τη σχεδίαση και ανάπτυξη διαδραστικών συστημάτων λογισμικού. - Εισαγωγή, επισκόπηση γνωστικής περιοχής Επικοινωνίας Ανθρώπου-Μηχανής. - Μοντελοποίηση του ανθρώπου ως χρήστη υπολογιστικού συστήματος - Γνωσιακά μοντέλα, αντίληψη και αναπαράσταση, προσοχή και μνήμη, αναπαράσταση και οργάνωση γνώσης, νοητικά μοντέλα, νοητικά μοντέλα χρήστη, μοντέλα ομάδων χρηστών. Τεχνολογίες αλληλεπίδρασης: Συσκευές εισόδου/εξόδου, στιλ αλληλεπίδρασης, απ' ευθείας χειρισμός, συστήματα υποστήριξης συνεργασίας, εικονική πραγματικότητα, υποστηρικτική τεχνολογία για άτομα με ειδικές ανάγκες. Μεθοδολογίες σχεδίασης διαδραστικών συστημάτων: Ανθρωποκεντρική σχεδίαση, απαιτήσεις ευχρηστίας, Ανάλυση εργασιών (Task Analysis), Μοντέλα GOMS, Μέθοδοι περιγραφής διαλόγου, σχεδίαση διεπιφανειών, ευχρηστία και προσβασιμότητα εφαρμογών διαδικτύου. Τεχνικές αξιολόγησης διαδραστικών συστημάτων. Εισαγωγή στην Τεχνολογία Συνεργασίας (groupware): Σύγχρονες και ασύγχρονες εφαρμογές συνεργασίας, αξιολόγηση ευχρηστίας συνεργατικών συστημάτων. Εργαστήριο: Το εργαστήριο περιλαμβάνει ασκήσεις σχεδίασης και αξιολόγησης με αναλυτικές και εμπειρικές τεχνικές της ευχρηστίας διαδραστικών συστημάτων λογισμικού.
Σημείωμα Ανοικτού Μαθήματος:
Το υλικό στο μάθημα αυτό έχει αναπτυχθεί με βάση τη διδασκαλία του μαθήματος στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών κατά το Ακαδημαικό έτος 2013-2014. Διατίθεται μέσω του έργου των Ανοικτών Μαθημάτων του Πανεπιστημίου Πατρών. Αυτή δεν είναι η έκδοση του μαθήματος που χρησιμοποιείται στη διδασκαλία και ανανεώνεται κάθε χρόνο.
Οι διδάσκοντες
Λιγότερα
Σκοπός του μαθήματος είναι η επισκόπηση θεωρητικών μοντέλων που αφορούν στην αλληλεπίδραση ανθρώπων μηχανών, και μελέτη των τεχνολογιών, μεθόδων και εργαλείων για τη σχεδίαση και ανάπτυξη διαδραστικών συστημάτων λογισμικού. - Εισαγωγή, επισκόπηση γνωστικής περιοχής Επικοινωνίας Ανθρώπου-Μηχανής. - Μοντελοποίηση του ανθρώπου ως χρήστη υπολογιστικού συστήματος - Γνωσιακά μοντέλα, αντίληψη και αναπαράσταση, προσοχή και μνήμη, αναπαράσταση και οργάνωση γνώσης, νοητικά μοντέλα, νοητικά μοντέλα χρήστη, μοντέλα ομάδων χρηστών. Τεχνολογίες αλληλεπίδρασης: Συσκευές εισόδου/εξόδου, στιλ αλληλεπίδρασης, απ' ευθείας χειρισμός, συστήματα υποστήριξης συνεργασίας, εικονική πραγματικότητα, υποστηρικτική τεχνολογία για άτομα με ειδικές ανάγκες. Μεθοδολογίες σχεδίασης διαδραστικών συστημάτων: Ανθρωποκεντρική σχεδίαση, απαιτήσεις ευχρηστίας, Ανάλυση εργασιών (Task Analysis), Μοντέλα GOMS, Μέθοδοι περιγραφής διαλόγου, σχεδίαση διεπιφανειών, ευχρηστία και προσβασιμότητα εφαρμογών διαδικτύου. Τεχνικές αξιολ
Σκοπός του μαθήματος είναι η επισκόπηση θεωρητικών μοντέλων που αφορούν στην αλληλεπίδραση ανθρώπων μηχανών, και μελέτη των τεχνολογιών, μεθόδων και εργαλείων για τη σχεδίαση και ανάπτυξη διαδραστικών συστημάτων λογισμικού. - Εισαγωγή, επισκόπηση γνωστικής περιοχής Επικοινωνίας Ανθρώπου-Μηχανής. - Μοντελοποίηση του ανθρώπου ως χρήστη υπολογιστικού συστήματος - Γνωσιακά μοντέλα, αντίληψη και αναπαράσταση, προσοχή και μνήμη, αναπαράσταση και οργάνωση γνώσης, νοητικά μοντέλα, νοητικά μοντέλα χρήστη, μοντέλα ομάδων χρηστών. Τεχνολογίες αλληλεπίδρασης: Συσκευές εισόδου/εξόδου, στιλ αλληλεπίδρασης, απ' ευθείας χειρισμός, συστήματα υποστήριξης συνεργασίας, εικονική πραγματικότητα, υποστηρικτική τεχνολογία για άτομα με ειδικές ανάγκες. Μεθοδολογίες σχεδίασης διαδραστικών συστημάτων: Ανθρωποκεντρική σχεδίαση, απαιτήσεις ευχρηστίας, Ανάλυση εργασιών (Task Analysis), Μοντέλα GOMS, Μέθοδοι περιγραφής διαλόγου, σχεδίαση διεπιφανειών, ευχρηστία και προσβασιμότητα εφαρμογών διαδικτύου. Τεχνικές αξιολ
Περίγραμμα
Μαθησιακοί στόχοι
Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι σπουδαστές θα είναι σε θέση:
- να γνωρίζουν τις βασικές αρχές διαδραστικότητας και αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστών
- να γνωρίζουν τις σύγχρονες τεχνολογίες που υπάρχουν στην περιοχή της αλληλεπίδρασης ανθρώπου και μηχανής
- να σχεδιάζουν και να αναπτύσσουν διαδραστικά συστήματα λογισμικού
- να αξιολογούν διαδραστικές εφαρμογές
- να σχεδιάζουν διαδραστικές εφαρμογές που απευθύνονται σε συγκεκριμένες ομάδες χρηστών (άτομα με ειδικές ανάγκες κλπ)
- να συνεργάζονται σε ομάδες εργασίες για τη σχεδίαση και αξιολόγηση διαδραστικών συστημάτων (κατά τη φάση εκπόνησης ομαδικών εργασιών)
Περιεχόμενο μαθήματος
Εισαγωγή, Ιστορική Αναδρομή, Επισκόπηση γνωστικής περιοχής Επικοινωνίας Ανθρώπου-Μηχανής και σχεδίασης διαδραστικών συστημάτων. Μοντελοποίηση του ανθρώπου ως χρήστη υπολογιστικού συστήματος. Γνωσιακά μοντέλα, αντίληψη και αναπαράσταση, προσοχή και μνήμη, αναπαράσταση και οργάνωση γνώσης. Νοητικά μοντέλα, νοητικά μοντέλα χρήστη, μοντέλα ομάδων χρηστών, μοντέλα αλληλεπίδρασης. Εισαγωγή στη διαδραστική τεχνολογία. Στυλ αλληλεπίδρασης. Μέθοδοι και κανόνες σχεδίασης διαδραστικών συστημάτων. Τεχνολογία και πρότυπα ευχρηστίας . Εργαλεία και μέθοδοι προδιαγραφών διαδραστικών συστημάτων, Τεχνικές αξιολόγησης διαδραστικών συστημάτων. Εισαγωγή στη συνεργατική τεχνολογία και τεχνολογία για άτομα με ειδικές ανάγκες. Διαδραστικότητα σε συνθήκες διάχυτου υπολογισμού. Το μάθημα συνοδεύεται από εργαστήριο σχεδίασης και αξιολόγησης διαδραστικών συστημάτων και προαιρετικές εργασίες
Μέθοδοι διδασκαλίας
Παραδόσεις (3 ώρες ανά διδακτική εβδομάδα) με χρήση διαφανειών, στην διάρκεια τους επιλύονται πρότυπες ασκήσεις και ζητείται να επιλυθούν ασκήσεις από τους φοιτητές είτε ατομικά είτε σε μικρές ομάδες. Δίδονται προς επίλυση και προαιρετική παράδοση ασκήσεις είτε κατά τη διάρκεια των παραδόσεων είτε προς επίλυση στο σπίτι. Στο εργαστήριο (2 ώρ./εβδ.) γίνεται με την υποστήριξη των βοηθών που επικουρούν το εργαστήριο καθοδηγούμενη αξιολόγηση και σχεδίαση ενός διαδραστικού συστήματος. Τέλος δίδονται προς επίλυση σύνθετες ομαδικές εργασίες σχεδίασης και αξιολόγησης διαδραστικών συστημάτων που επιλύονται από ομάδες 2-3 φοιτητών.
Μέθοδοι αξιολόγησης
Η βαθμολόγηση γίνεται με βάση την επίδοση στην τελική γραπτή εξέταση του μαθήματος που περιλαμβάνει ερωτήσεις θεωρίας και προβλήματα προς επίλυση, Τμήμα του τελικού βαθμού προκύπτει επίσης από το βαθμό των εργαστηριακών ασκήσεων και των ομαδικών εργασιών.
Βιβλιογραφία
1) Αβούρης N. (2000). Εισαγωγή στην Επικοινωνία Ανθρώπου-Υπολογιστή, Αθήνα: Δίαυλος.
2) Ακουμιανάκης Δ. (2006). Διεπαφή Χρήστη-Υπολογιστή: μία σύγχρονη προσέγγιση, Εκδόσεις Αθήνα: Κλειδάριθμος.
3) Dix A., Finlay J., Abowd G., Beale R. (2007). Επικοινωνία ανθρώπου ? υπολογιστή, 3η έκδοση [Human-Computer Interaction, 3rd edition], κιούρδας & ΣΙΑ ΟΕ
4) Shneiderman B., Plaisant C. (2010). Σχεδίαση Διεπαφής-Χρήστη, 4η έκδοση [Designing the User Interface, 4th Edition], Εκδόσεις Τζιόλα
5) Πηγές του Διαδικτύου
Προαπαιτούμενα
Διαδικτυακός Προγραμματισμός
Γλώσσα Μαθήματος
Το μάθημα διδάσκεται στην Ελληνική. Αν υπάρχουν ξένοι επισκέπτες φοιτητές, είναι δυνατή η υποστήριξη τους με βιβλιογραφία και φροντιστηριακές- εργαστηριακές ασκήσεις, καθώς και τελική εξέταση στην Αγγλική γλώσσα.
Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι σπουδαστές θα είναι σε θέση:
- να γνωρίζουν τις βασικές αρχές διαδραστικότητας και αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστών
- να γνωρίζουν τις σύγχρονες τεχνολογίες που υπάρχουν στην περιοχή της αλληλεπίδρασης ανθρώπου και μηχανής
- να σχεδιάζουν και να αναπτύσσουν διαδραστικά συστήματα λογισμικού
- να αξιολογούν διαδραστικές εφαρμογές
- να σχεδιάζουν διαδραστικές εφαρμογές που απευθύνονται σε συγκεκριμένες ομάδες χρηστών (άτομα με ειδικές ανάγκες κλπ)
- να συνεργάζονται σε ομάδες εργασίες για τη σχεδίαση και αξιολόγηση διαδραστικών συστημάτων (κατά τη φάση εκπόνησης ομαδικών εργασιών)
Εισαγωγή, Ιστορική Αναδρομή, Επισκόπηση γνωστικής περιοχής Επικοινωνίας Ανθρώπου-Μηχανής και σχεδίασης διαδραστικών συστημάτων. Μοντελοποίηση του ανθρώπου ως χρήστη υπολογιστικού συστήματος. Γνωσιακά μοντέλα, αντίληψη και αναπαράσταση, προσοχή και μνήμη, αναπαράσταση και οργάνωση γνώσης. Νοητικά μοντέλα, νοητικά μοντέλα χρήστη, μοντέλα ομάδων χρηστών, μοντέλα αλληλεπίδρασης. Εισαγωγή στη διαδραστική τεχνολογία. Στυλ αλληλεπίδρασης. Μέθοδοι και κανόνες σχεδίασης διαδραστικών συστημάτων. Τεχνολογία και πρότυπα ευχρηστίας . Εργαλεία και μέθοδοι προδιαγραφών διαδραστικών συστημάτων, Τεχνικές αξιολόγησης διαδραστικών συστημάτων. Εισαγωγή στη συνεργατική τεχνολογία και τεχνολογία για άτομα με ειδικές ανάγκες. Διαδραστικότητα σε συνθήκες διάχυτου υπολογισμού. Το μάθημα συνοδεύεται από εργαστήριο σχεδίασης και αξιολόγησης διαδραστικών συστημάτων και προαιρετικές εργασίες
Παραδόσεις (3 ώρες ανά διδακτική εβδομάδα) με χρήση διαφανειών, στην διάρκεια τους επιλύονται πρότυπες ασκήσεις και ζητείται να επιλυθούν ασκήσεις από τους φοιτητές είτε ατομικά είτε σε μικρές ομάδες. Δίδονται προς επίλυση και προαιρετική παράδοση ασκήσεις είτε κατά τη διάρκεια των παραδόσεων είτε προς επίλυση στο σπίτι. Στο εργαστήριο (2 ώρ./εβδ.) γίνεται με την υποστήριξη των βοηθών που επικουρούν το εργαστήριο καθοδηγούμενη αξιολόγηση και σχεδίαση ενός διαδραστικού συστήματος. Τέλος δίδονται προς επίλυση σύνθετες ομαδικές εργασίες σχεδίασης και αξιολόγησης διαδραστικών συστημάτων που επιλύονται από ομάδες 2-3 φοιτητών.
Η βαθμολόγηση γίνεται με βάση την επίδοση στην τελική γραπτή εξέταση του μαθήματος που περιλαμβάνει ερωτήσεις θεωρίας και προβλήματα προς επίλυση, Τμήμα του τελικού βαθμού προκύπτει επίσης από το βαθμό των εργαστηριακών ασκήσεων και των ομαδικών εργασιών.
1) Αβούρης N. (2000). Εισαγωγή στην Επικοινωνία Ανθρώπου-Υπολογιστή, Αθήνα: Δίαυλος.
2) Ακουμιανάκης Δ. (2006). Διεπαφή Χρήστη-Υπολογιστή: μία σύγχρονη προσέγγιση, Εκδόσεις Αθήνα: Κλειδάριθμος.
3) Dix A., Finlay J., Abowd G., Beale R. (2007). Επικοινωνία ανθρώπου ? υπολογιστή, 3η έκδοση [Human-Computer Interaction, 3rd edition], κιούρδας & ΣΙΑ ΟΕ
4) Shneiderman B., Plaisant C. (2010). Σχεδίαση Διεπαφής-Χρήστη, 4η έκδοση [Designing the User Interface, 4th Edition], Εκδόσεις Τζιόλα
5) Πηγές του Διαδικτύου
Διαδικτυακός Προγραμματισμός
Το μάθημα διδάσκεται στην Ελληνική. Αν υπάρχουν ξένοι επισκέπτες φοιτητές, είναι δυνατή η υποστήριξη τους με βιβλιογραφία και φροντιστηριακές- εργαστηριακές ασκήσεις, καθώς και τελική εξέταση στην Αγγλική γλώσσα.
Εισάγονται οι βασικές έννοιες και η προβληματική της περιοχής Επικοινωνίας Ανθρώπου-Υπολογιστή. Ακόμη, τονίζεται η διεπιστημονικότητα του πεδίου και παρουσιάζονται οι εμπλεκόμενες επιστήμες. Τέλος, υπογραμμίζεται η σημασία της καλής σχεδίασης διαδραστικών συστημάτων και παρουσιάζεται ο ανθρωποκεντρικός σχεδιασμός.
Γίνεται μία εισαγωγή στην κατανόηση του ανθρώπου στο δίπολο άνθρωπος-μηχανή. Υπό το πρίσμα του σχεδιασμού διαδραστικών συστημάτων, παρουσιάζονται τα αισθητήρια όργανα και τα χαρακτηριστικά τους, η αισθητήρια αντίληψη, η οπτική αντίληψη και η γνωστική λειτουργία της προσοχής. Επιπρόσθετα, περιγράφονται σχετιζόμενοι κανόνες και τεχνικές για το σχεδιασμό διεπιφανειών χρήσης (π.χ. Νόμοι Gestalt), καθώς επίσης και τεχνολογία που επιτρέπει την καταγραφή των οφθαλμικών εστιάσεων (eye-tracking).
Παρουσιάζονται θεωρητικά μοντέλα που αποτελούν το υπόβαθρο της επιστήμης Επικοινωνίας Ανθρώπου-Υπολογιστή. Συγκεκριμένα περιγράφεται το Μοντέλου Ανθρώπινου Επεξεργαστή (Human Processor Model), το μοντέλο GOMS (Goals, Operators, Methods and Selection rules), ο Νόμος της απόφασης (Hick-Hyman), ο Νόμος της εξάσκησης (Power Law of Practice) και ο Νόμος χρόνου δείξης στόχου (Fitts?s Law).
Συνεχίζεται η παρουσίαση θεωρητικών μοντέλων που αποτελούν το υπόβαθρο της επιστήμης Επικοινωνίας Ανθρώπου-Υπολογιστή. Συγκεκριμένα γίνεται επισκόπηση γνωσιακών μοντέλων και αρχιτεκτονικών και περιγράφεται το Μοντέλο Πληκτρολογήσεων (KLM), το Μοντέλο Norman των 7 σταδίων, η Θεωρία Βάθους Επεξεργασίας, οι Αυτοματισμοί, και τα Νοητικά Μοντέλα (Mental Models).
Γίνεται ανασκόπηση των εξελίξεων της τεχνολογίας διαδραστικών συστημάτων. Εισάγονται οι βασικές συσκευές εισόδου-εξόδου (πληκτρολόγιο, δεικτικές συσκευές, οθόνες) και περιγράφονται η χρήση ήχου και ομιλίας για αλληλεπίδραση με συστήματα.
Γίνεται επισκόπηση των διαφορετικών στυλ αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστή, με ιδιαίτερη έμφαση στο στυλ «απευθείας χειρισμού» (direct manipulation), το οποίο αποτελεί το κυρίαρχο στυλ αλληλεπίδρασης στης σύγχρονες γραφικές διεπιφάνειες (WIMP). Επιπρόσθετα, περιγράφονται θεωρητικά μοντέλα (π.χ. Θεωρία Αναζήτησης Πληροφορίας) και τεχνικές (π.χ. Ταξινόμηση Καρτών) για την υποστήριξη της χρηστοκεντρικής οργάνωσης πληροφορίας.
Παρουσιάζεται η έννοια της σχεδίασης, με έμφαση στη σχεδίαση συστημάτων που αλληλεπιδρούν με τους χρήστες τους. Περιγράφονται μοντέλα και μεθοδολογίες ανάπτυξης συστημάτων λογισμικού, με έμφαση στην ανθρωπο-κεντρική διαδικασία σχεδίασης (UCD, user-centered design) και αυτό που σήμερα ονομάζεται «σχεδιασμός εμπειρίας χρήσης» (User Experience Design). Ακόμη, παρουσιάζονται μέθοδοι και τεχνικές ανάλυσης χρηστών και εργασιών (π.χ. συνεντεύξεις, ερωτηματολόγια, ομάδες εστίασης).
Περιγράφονται αρχές, κανόνες και οδηγίες σχεδιασμού διαδραστικών συστημάτων. Ακόμη, εισάγεται η έννοια του πρωτοτύπου, το οποίο αποτελεί σημαντικό στοιχείο της ανθρωποκεντρικής σχεδίασης. Τέλος, περιγράφεται η τεχνική της ταξινόμησης καρτών (card sorting), η πλέον χρήσιμη και χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την ανάπτυξη μιας χρηστοκεντρικής οργάνωσης πληροφορίας.
Παρουσιάζεται η ανάγκη για τον καθορισμό προδιαγραφών ευχρηστίας και εισάγονται βασικές σχετιζόμενες έννοιες, όπως στόχοι, παράμετροι, και δείκτες ευχρηστίας. Στη συνέχεια, περιγράφονται μέθοδοι και τεχνικές προδιαγραφής διεπαφής και αλληλεπίδρασης (π.χ. UML διαγράμματα, Διάγραμμα Καταστάσεων, μέθοδος UAN). Τέλος, εισάγεται η MVC (Model-View-Controller) αρχιτεκτονική υλοποίησης λογισμικού στο πλαίσιο ανάπτυξης διαδραστικών συστημάτων.
Σκοπός αυτής της ενότητας είναι να παρουσιαστούν οι κύριες μέθοδοι που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση της ευχρηστίας/εμπειρίας χρήστη. Στο πλαίσιο αυτό παρουσιάζονται αναλυτικές, πειραματικές και διερευνητικές μέθοδοι, ενώ παράλληλα περιγράφονται και πρότυπα σύνταξης εκθέσεων/αναφορών αξιολόγησης ευχρηστίας.
Παρουσιάζονται οι φυσικές διεπαφές, με έμφαση στις οπτικές διεπαφές. Γίνεται εκτεταμένη αναφορά στις ανθρώπινες χειρονομίες (gestures), τα χαρακτηριστικά τους και τη χρήση τεχνολογίας για την αναγνώριση τους. Ακόμη, παρουσιάζονται διεπαφές με χρήση εγκεφαλικών σημάτων (Brain Computer Interfaces). Τέλος, περιγράφεται η τεχνολογία και οι μεθοδολογίες διασφάλισης προσβασιμότητας, με έμφαση στη διαδικτυακή προσβασιμότητα.
Στην ενότητα αυτή παρουσιάζεται η αφή ως μέσο αλληλεπίδρασης με διαδραστικά συστήματα. Στο πλαίσιο αυτό, παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης αφής, η τεχνολογία της απτικής αλληλεπίδρασης καθώς επίσης και παραδείγματα εφαρμογής της (π.χ. εικονική και ρομποτική χειρουργική, εφαρμογές για άτομα με αναπηρίες, παιχνίδια).
Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα
Αρ. Επισκέψεων : 0
Αρ. Προβολών : 0
