人机交互实验报告-认识小动物.docx

人机交互实验报告一、需求分析与现状1.1 背景现状本作品作为一个小游戏，旨在加强儿童对动物的认识游戏在认知发展中的作用早已引 起世界各国教育学、心理学乃至其他相关学科的关注皮亚杰的认知发展的游戏理论，更是 开拓了从儿童认知发展的角度来考察儿童游戏的新途径皮亚杰把儿童游戏解释为“一种同 化超过顺应的优势”马斯洛和罗伊德（1972）指出：儿童早期是奠定智力发展基础的令人 兴奋的、有效的时期，游戏的过程正是智力发生的非同一般的、特殊的过程儿童在游戏的气氛中与环境相互作用，能够在客体与观念之间形成一些独特的关系和联想，而这些客体与 观念在受限制的同化思维中通常是难以形成任何关系和联系的由于在游戏中的操作，儿童 开始注意到所摆弄物体之间的相似性与不同点当儿童发展到水平较高的阶段，具有了抽象 思维的萌芽时，游戏中遇到并操作的物体就有助于他们学习分类，使简单的类别与概念得到 了发展在游戏中，幼儿按照自己的兴趣和愿望去接受外部环境的信息，并进行加工，使之 适应自己的内部图式，来认识世界，促进认知发展同时游戏给幼儿提供了各种机会：使幼 儿获得和巩固知识（如两块小积木合起来等于一块大积木），锻炼和发展智力，如在游戏中幼儿需要观察、感知、比较、分类、回忆、想象，在遇到新情景时，要解决新问题，进行各种智力活动。

游戏又提供了一种安全的和自由的气氛，减轻甚至没有压力，使幼儿置身于有 趣的无拘束的天地中去学习、去发展，这是其他活动所不具备的专门的智力游戏，如“听听这是谁”、“配对”及“分类”游戏，更能有目的地发展幼儿各项智力在游戏中儿童开始 推理，开始发展逻辑思维的能力，他们的词汇量增加了，他们开始发现数的关系和科学上的 事实如果儿童的先天能力要得到充分的利用，要发展解决抽象问题的能力，那么，游戏的经验是必不可少的在本 Demo 中，也有意识的将动物和语言结合在一起，同时也通过儿歌的形式调用儿童的语言功能关于儿童使用象征物的许多研究将游戏与语言发展密切联系起来有的研究集中于在早期语言发展和游戏中象征物的使用之间作比较研究有的研究了儿童用语言要素自娱自乐的方式，如语音、词序和词义的探索为儿童产生独特的语言形式，在获得语言的同时掌握新形式提供了有益的环境本作品是针对儿童对动物的认识而设计出来的主要也是考虑如何让儿童对于某一个不认识的动物通过对该动物的外貌和声音等具体特征进行反复的 记忆1.2 需求分析通过对儿童认知的了解，我们可以知道儿童的认知发展规律是遵循这样的过程：动作感知——前运算——具体运算——形式运算，这是一个不可逆的过程，前后顺序是不变的。

特别是在第二阶段中，2－7 岁，相当于学前期此阶段儿童各种感觉运动行为模式开始内化而成为表象或形象思维，特别是由于语言的出现和发展，促使儿童日益频繁地用表象符号来代替或重现外界事物，出现了表象思维此阶段的主要特点：（1） 相对具体性儿童开始依赖表象进行思维，但还不能进行运算思维2） 不可逆性3） 自我中心性儿童只能站在他的经验的中心，只有参照他自己才能理解别的事物，而认识不到还有他人或外界事物的存在，也认识不到自己的思维过程故又称为自我中心思维阶段这一阶段分为两个小阶段2－4 岁为前概念或象征思维阶段，即儿童开始出现凭借语言符号象征游戏、延迟模仿等示意手段表征外在客体的能力，但此时思维具有前概念性，徘徊于概念的一般性与组成部分的个别性之间4－7 岁为直觉思维阶段，即儿童此时已开始从前概念思维向运算思维阶段过渡，但他们的判断仍受直觉自动调节的限制此阶段的思维既没有运算的可逆性，也没有守恒的基本 形式，尚停留在半象征性的思维状态之中所以针对以上学前儿童在科学领域中对动物的认知的特点，我们小组设计了这个小 Demo，便于学期儿童学会识别一些常见的动物二、设计原则2.1 界面设计在界面设计上，本 Demo 针对学龄前儿童用户对动物认知的心理特点，遵循以下 UI 设计的要求：1. 界面要素分布均匀，减轻儿童视觉压力。

2. 通过童趣化的外观设计、生动活泼的背景画面以及有意义的界面传达来增加儿童的主动参与性，吸引儿童的注意力，丰富儿童想象力和提高其观察能力3. 多媒体技术使用广泛，在界面中引入了动画、音频、视频等交互媒体手段，特别是引入了音频和视频的媒体使 Demo 表现信息的形式多样化，提高了儿童用户接受信息的效率4. 由可视化的内容显示不可见的内容，采用一些儿童比较容易识别的方式来传达信息利用图片、动画、色彩、视频、声音等清晰直观的对象显示5 种动物的外貌、特征、习性和生活环境等5. 保证了界面的一致性、趣味性、简单性和游戏性，采用形象化、具体化的图形，建立界面与儿童用户的互动交流，便于儿童理解和使用6. 根据心理学家的研究发现，儿童喜爱艳丽明快活泼的颜色，尤其是对比明显的颜色， 如红、黄、绿色在界面色彩的设计上，使用明度与纯度高的色彩吸引儿童注意力，同时卡通图片也能极大的调动儿童的兴趣，而且会相应的减少儿童记忆的负担具体如下图所示：2.2 功能设计在功能设计方面，本作品以日常生活中常见的鸡、狗、猫、羊、青蛙5 种小动物为例， 通过“一起听故事”、“小动物的叫声”、“我来猜一猜”、“一起来唱歌”四个环节加强儿童对 动物的认知情况。

以小羊为例，首先从儿童的视听觉出发，通过动画和音视频对小羊进行演 示，让儿童对小羊的外貌声音有一定的认识接着在“我来猜一猜”环节测试儿童的记忆力， 合理运用再认与再忆，减少儿童短期记忆负担所谓再认是从操作系统中给定的几个备选答 案中要求用户选择一个最正确的或最好的最后通过调动儿童的积极性，让儿童学习儿歌来 进一步加强儿童的认知，丰富儿童用户体验三、系统方案与实验手段《幼儿识动物》是一款专为幼儿设计的动物识别系统，符合 2-7 岁前运算阶段的儿童的3.1 系统的任务和特点认知发展规律，可以完成幼儿对动物的认识过程该系统提供丰富的实物图片、声音、视频， 整体使用红绿蓝等色度较大的颜色来刺激幼儿的视觉细胞，采用动物真实的声音来刺激幼儿 的听觉细胞，吸引幼儿的注意力，给幼儿以视觉、听觉、想象力等多方面的刺激，实现幼儿对于动物的实物识别能力建构，促进幼儿大脑的发育 本作品的开发平台是2010 版本的Windows PowerPoint3.2 系统结构图用户包括参与者和监督者，其中参与者是儿童，监督者是协助儿童使用该系统的人员（包括家长、老师）用例图如下：3.3 实现的功能案例及其作用本系统共包括小羊、小狗、小猫、小鸡、青蛙这5 个案例，其中每个案例（以羊为例） 均包括四个模块，分别是“一起听故事”模块、“小羊咩咩咩”模块、“我来猜一猜”模块、“一起来唱歌”模块。

每个界面均分为三个部分：右上方为动物图标导航，可实现不同动物的导航链接；右方为模块导航，可实现每个动物的不同功能的导航链接；左方为内容展示页，可实现相应模块的内容展示1） “一起听故事”模块①模块设置目的讲故事的方式，可以使孩子集中注意力，有利于扩大孩子的词汇量，并能启发幼儿的想象力，拓宽视野，丰富孩子的情感在“一起听故事”模块中，通过讲故事或实物科普的方式，实现幼儿对动物的初步认知②模块设置在“一起听故事”界面中，会自动弹出一段关于该动物的小动画该动画内容为简短的小故事，充满童真童趣，能一开始抓紧儿童的注意力，在视觉和听觉方面增加儿童对该动物 产生印象2） “小羊咩咩咩”模块①模块设置目的“小羊咩咩咩”模块是在“一起听故事”模块的基础上设置，幼儿对该动物已有初步印象的，再通过动物实物图和声音的刺激下，来加深幼儿对动物的认知②模块设置在“小羊咩咩咩”界面中，会自动出现该动物的实物图片和声音，且声音为循环播放在刺激儿童视觉和听觉的同时，加强幼儿对动物的现实联系3） “我来猜一猜”模块①模块设置目的 “我来猜一猜”模块是借鉴“百词斩”的测试方式，让幼儿选择相应动物的正确图片。

在该模块中，幼儿给出选择后，系统会给予即时的正误反馈，可实现幼儿与系统的游戏式互动，激发幼儿的使用兴趣②模块设置“我来猜一猜”界面包括2-3 张不同动物的图片，其中只有一张是该动物的图片，其余为其他动物的图片同时，当鼠标滑过正确图片时会有鼓掌的正确提示声音，当鼠标滑过错 误图片时会有错误提示声音，从而提示幼儿重新选择4） “一起来唱歌”模块①模块设置目的儿歌是儿童情感教育的需要，优美的旋律、和谐的节奏、真挚的情感可以给儿童以美的 享受和情感熏陶；儿歌是儿童启迪心智的需要，可以形象有趣地帮助儿童认识自然界的事物， 开发他们的智力，启迪引发他们的思维和想象能力；儿歌是儿童训练语言的需要，反复吟诵 儿歌，能帮助幼儿矫正发音，正确把握概念，初步认识事物，并能培养他们语言的连贯力和 表达力，训练和发展思维，培养和提高他们运用语言的能力一起听故事”案例，可以实现幼儿情感教育、启迪心智和语言训练的需要②模块设置在“一起来唱歌”界面中，会自动弹出一段关于该动物的儿歌，幼儿可以跟随视频儿歌一起哼唱3.4 实验手段本作品的开发平台是 2010 版本的 PowerPoint，在一般的安装了 PPT 的 windows 系统中即可运行。

其中Microsoft Office PowerPoint，是微软公司的演示文稿软件用户可以在投影仪或者计算机上进行演示，也可以将演示文稿打印出来，制作成胶片，以便应用到更广泛的 领域中2010 及以上版本中可保存为视频格式演示文稿中的每一页就叫幻灯片，每张幻灯片都是演示文稿中既相互独立又相互联系的内容它的优势很明显， Microsoft Office PowerPoint 使用户可以快速创建极具感染力的动态演示文稿，同时集成更为安全的工作流和方法以轻松共享这些信息例如：创建功能强大的动态 SmartArt 图示，与使用不同平台和设备的用户进行交流（通过将文件转换为 XPS 和 PDF 文件以便与任何平台上的用户共享）等等该系统在不同版本 PowerPoint 和金山 WPS 演示中进行测试，发现在不同平台中有不同程度的兼容问题四、系统特色本作品使用的资源是将网上的素材进行整理和后期加工，开发的平台也是很常见的 PPT， 这样制作该资源的平台要求低，对于技术上的要求也不高，便于传播同时内容也简单易懂， 方便认知平台特色：（1） 强大的制作功能文字编辑功能强、段落格式丰富、文件格式多样、绘图手段齐全、色彩表现力强等。

2） 通用性强，易学易用PowerPoint 是在Windows 操作系统下运行的专门用于制作演示文稿的软件，其界面与 Windows 界面相似，与 Word 和Excel 的使用方法大部分相同，提供有多种幻灯版面布局，多种模板及详细的帮助系统3） 强大的多媒体展示功能PowerPoint 演示的内容可以是文本。