基于用戶特性分析的數字科技館界面設計研究

陳俊　裴偉　楊勤

摘 要：這是一個信息化的時代，數字科技館承擔著傳播科學知識的重任，它是科學信息傳播的新渠道。數字科技館的界面是用戶與知識系統進行科學信息交流的重要門戶。好的人機交互界面，不僅美觀，而且簡單易懂，操作便捷，指引性強，通過增強用戶興趣和愉悅感，來提高使用效率。從用戶特性研究入手，有效幫助設計師充分了解用戶的心理、行為、需求等因素，更好地指導和完善數字科技館的界面設計，解決現實中不合理的界面設計所帶來的諸多問題。

關鍵詞：用戶特性；數字科技館；界面設計；心智模型

0 引言

時代在發展，科技在進步，數字科技館以其優勢成為時代發展的必然產物。隨著數字化時代的到來，數字科技館界面設計步入界面時代。以用戶為中心的界面設計，要求設計師從用戶角度出發，重新審視設計，從而優化界面設計，提高界面使用效率，使數字科技館能夠高效地對用戶進行科普教育。

1 數字科技館的界面設計

1.1 數字科技館的概念

目前對于數字科技館的定義較多，綜合可以理解為：電腦中的科技館，它是通過數字技術在電腦中展現科學知識的虛擬科技館。[1]它利用各種表現形式，從不同層面對科學知識進行深入淺出的剖析。集科學性、趣味性、互動性、創新性于一體，啟迪公眾科學思維，培養科學興趣，普及科學知識。它不受時間、空間、場地和環境的限制，它能有效消除實體科技館不均勻分布所帶來的影響，實現科普資源的最大限度傳播。

1.2 數字科技館的界面設計

界面設計是對兩種不同的物體間交流手段，交流過程的整體設計，系統地優化人的操作，以提高人機交流效率為目的。[2]數字科技館的界面是用戶與科學知識交互的樞紐。我國科普事業建設處于發展階段，現有的數字科技館界面設計存在很多問題。第一，界面設計過于專業化，某些設計超出用戶的認知能力范圍，致使界面可用性受到影響；第二，界面設計形式單一，缺乏趣味性、生動性，互動性差，不能有效吸引用戶關注；第三，交互界面設計不合理，沒有及時審視用戶的實際需求，不注重用戶視覺運動規律等，導致使用效率較低。好的人機交互界面，不僅美觀，而且簡單易懂，操作便捷，指引性強，通過增強用戶興趣和愉悅感，來提高使用效率。這要求設計者要充分考慮用戶的人群屬性、心理需求、認知水平和文化背景等相關因素。

1.3 數字科技館的界面設計與普通網站設計的區別

普通的網站設計可以說是各種信息的匯聚，主要是平面的，多以傳統的圖片、文字、音頻動畫、論壇等形式為主，交互性較弱。[3]隨著數字化時代的到來，這些傳統的形式已經不能滿足人們的需求。數字科技館與傳統的網站有明顯的區別，它可以利用虛擬技術構造出虛擬的世界，可以結合用戶特性合理地設計界面互動形式，增強用戶的體驗感受。

2 數字科技館界面設計的用戶特性分析

2.1 用戶對象的確定

不同的用戶群體對于界面設計的需求不盡相同。在進行數字科技館的界面設計時，首先應該對用戶群體進行劃分，從年齡段來劃分，數字科技館的用戶群體可以分為兒童、青少年、成年人。項目組根據問卷調查發現，現代科技館的主要受眾集中在青少年群體。因此，下文的用戶特性分析以青少年為主要的研究對象。

2.2 用戶的需求層次分析

數字化的界面時代給用戶帶來全新的體驗，具有互動體驗的交互界面更容易獲得用戶的認可。從數字科技館界面的功能屬性來說，信息傳遞時，若以互動體驗的信息傳遞形式為主，將會大大提高信息傳遞效率。界面設計若能夠從用戶的需求角度出發，充分挖掘用戶的需求要素，將會使數字科技館的界面設計更具吸引力，從而使枯燥的科學知識變得更加生動有趣，實現數字科技館的科普功能。將馬斯洛的需求層次理論運用到數字科技館的界面設計中對用戶需求進行分析，并對其需求進行詳細調查，逐級推導得到如圖1所示的用戶需求層次模型。

2.3 用戶認知分析

傳播科學知識是數字科技館的功能之一。用戶的認知心理、行為等因素直接影響用戶對知識的學習。認知過程是有關用戶感覺與知覺、記憶、決策的信息加工系統，包括信息的輸入、編碼、儲存及提取的過程。[4]感覺是大腦自下而上的信息處理過程。在眾多感覺中，視覺和聽覺最為重要。知覺是認知功能的高級加工機制，記憶是認知過程的必經之路，決策是用戶面臨多重選擇時，依據對事物的認知、經驗和知識等因素的選擇過程。青少年對知識的獲取是建立在感性認知的基礎之上。根據青少年的感知覺特點，他們首先會選擇具有較大沖擊力和感染力的色彩，他們不喜歡暗沉的顏色，熱愛鮮艷的顏色，但不能刺眼。對于畫面單一靜止的界面，那些顏色鮮艷或者呈現動態排列的事物會成為青少年主觀意識里所選擇的知覺對象。吸引注意力對青少年知識的獲取非常重要，但根據視覺運動規律，青少年很難長時間集中注意力，這是設計中要考慮的因素。整個認知過程都離不開記憶的參與，從記憶過程來看一般會經歷感覺記憶到短時記憶再到長時記憶的過程。將信息進行有意義和深度形式的復述更容易使將短時記憶轉為長時記憶。此外，設計師要將數字科技館界面信息顯示、功能操作等控制在用戶的正常記憶范圍，并且信息不能過度超載。

2.4 用戶行為分析

目前，很多設計都是設計師憑借自身的經驗去預設用戶的行為就進行設計，忽略了用戶自身因素對設計的影響，導致產品設計不適應用戶的需求。這正是一種設計師模型與用戶心智模型不匹配的現象。所謂的設計師模型就是設計師對產品的理解和設計方式。心智模型指的是那些在人們心中根深蒂固存在的，影響人們認識世界、面對世界以及如何采取行動的許多假設、成見和印象。[5]界面是用戶與數字科技館之間的交流的紐帶，用戶對界面所實施的行為主要是操作行為，也就是具體行動順序和執行。用戶心智模型的存在一定程度上影響用戶對界面的操作和理解。界面設計過程中，設計師需要充分分析目標用戶的自然行為、心理需求、潛意識活動等內容，并按照最符合目標用戶原有行為習慣的方式進行設計并制定正確的行為操作方法。界面的視覺設計、交互方式設計等只有與用戶心智模型相契合，才能體現界面易用、好用、高效率、人性化的特征，最大化滿足用戶的需求。

2.5 用戶情感分析

除了傳播科學知識之外，數字科技館的另一重要功能就是讓用戶在獲取知識的同時享受體驗的樂趣，激發他們的求知欲，增強學習科學知識的興趣。青少年思維活躍、對未知的事物充滿好奇，喜歡探索、敢于冒險、由于他們正處于青春期，情緒雖然豐富，但極其不穩定。青少年對于知識的學習多建立在感性認知的基礎之上，吸引注意力是關鍵。設計中若能創造良好的氛圍，讓他們在交互學習的過程中享受樂趣，便能使他們與交互界面達到情感共鳴，從而提高學習積極性。所以在數字科技館的界面設計中要多關注青少年的情感體驗。唐納德諾曼提出的情感化設計的三個層次：本能水平的設計、行為水平的設計和反思水平的設計。其中反思水平設計正是用戶情感內容的體現。[6]在數字科技館界面設計中，反思水平設計是提升界面應用價值并產生用戶粘著度的關鍵因素。

3 基于用戶特性分析的數字科技館界面設計

據調查，當前的很多界面設計都存在相同的問題，即設計師利用自身慣有的經驗和設計方法來設計界面和預設用戶操作情景，沒有設身處地從用戶角度來審視設計，缺乏對用戶的全面了解，導致界面設計不符合用戶的實際需求。那么在界面設計中充分分析用戶的特性，并將設計相關理論及方法融入界面的設計構思中顯得尤為重要。

3.1 基于用戶特性分析的數字科技館界面知識內容設計

數字科技館是科普知識展現的載體，界面是科普知識可視化的呈現平臺，數字科技館界面設計的第一步就是將科普知識與界面融合。在此過程中，需要分析用戶的日常行為習慣以及認知心理特點等因素，才能為界面設計提出新意。根據青少年的認知發展特點，他們對知識的認識建立在感性認知的基礎上，并且認知能力處于動態變化過程中，處理復雜信息的能力相對較弱。因此，對于科普知識內容的安排上要充分考慮界面的可讀性。對于數字科技館界面知識內容的選擇、交互界面的表達維度、表現形式等方面的安排既要體現人文關懷也要保證良好的表達效果。激發興趣、啟迪思維是數字科技館的主要功能，那么內容安排不必面面俱到。數字科技館界面設計的表達維度主要涵蓋純文字的一維表達，圖片結合動畫的二維表達以及三維動畫的表達。據調查，青少年較容易從高維度的表達形式中獲取信息。青少年對知識的認知主要以感性認知為主，那么故事型、漫游型、游戲型的體驗方式更能滿足其需求。

3.2 基于用戶特性分析的數字科技館界面視覺元素設計

青少年與界面進行信息交流時，首先通過直觀的視覺感受來認知。視覺元素是吸引用戶注意力的關鍵，交互界面視覺元素的設計直接影響用戶對界面的興趣。數字科技館界面視覺元素的設計主要從圖形、文字和色彩三個方面來考慮。從青少年的認知特點來看，若能將抽象的科學知識符號化、圖形化，轉化為青少年顯而易見的視覺形象，化抽象為具象，將會降低科學知識的學習難度，激發他們學習科學知識的興趣。界面的文字主要是為了說明某個科學知識或原理而存在的，由于受到青少年認知水平的約束，界面文字應該運用簡單易懂的詞匯。對于文字的編排，要根據青少年無法長時間集中注意力特點，適當采用簡潔、短行的版式。此外，還要依據青少年視覺運動規律和閱覽文字的順序特點來進行排版。為了確保文字顯示清晰，適當的位置可以進行文字突出顯示處理，使青少年不必花費太多精力就能快速捕捉到關鍵信息。交互界面的色彩設計應該要滿足青少年的需求特點。據調查分析，高飽和度、明亮的顏色比較符合青少年的情感需求和喜好。但是界面的顏色不能過于繁雜，顏色太多太雜亂會引起視覺疲勞，也會分散青少年的注意力。從界面美觀的角度考慮，整個界面應該有一個主色調，然后再輔之以其他色彩。[7]為了增強用戶的情感體驗，可以提供自定義色彩選項，使青少年在操作過程中心情愉悅，滿足個性化需求。

3.3 基于用戶特性分析的數字科技館界面布局設計

好的交互界面能夠將操作界面的流程進行合理的布局，確保操作流程能夠按照合理的線索，層層遞進的銜接進行。在數字科技館的界面布局設計中，重點從界面的形式結構和功能表達兩方面來設計。形式結構的設計要合理安排操作界面的版式并確立適宜的操作流程縱向層級數。從用戶的需求來看，簡潔，少層級的結構更符合其需求。簡潔是保證在易用的前提下盡可能簡化操作流程。界面版式設計時，要根據青少年視覺運動規律，將界面信息按照合理順序安排放置到相應的區域。用戶與界面交互的過程中，交互界面主要是通過操作引導、操作過程、操作反饋等一系列的反饋機制來實現的。這正是交互界面功能表達涉及的內容。實踐證明界面設計呈現的設計內容與用戶心理模型越匹配，用戶對界面的體驗就越好。反之則會增加用戶對界面的認知負擔及學習成本。[4]為了幫助用戶減輕學習和記憶負擔，并能有效運用自身已有的經驗較快適應界面的操作。在界面設計中，應該尊重用戶的心理模型，操作界面的功能設計盡量符合用戶已經存在的對系統和環境的操作印象。使用戶快速理解數字科技館界面中各元素的含義及功能的操作方法。界面的反饋形式有多種，主要包括視覺、聽覺和觸覺反饋。在進行操作時，為了消除用戶心理存在的某些如惶恐、害怕、焦慮等情緒，系統應該及時告知用戶其行為所產生的反饋結果，讓用戶及時了解系統運行狀態。

3.4 基于用戶特性分析的數字科技館界面交互形式設計

數字科技館的交互界面通過一定的互動形式來激發青少年的學習興趣，再通過青少年的進一步反思來完成對知識的學習，好的界面互動形式是青少年認知體驗的催化劑。它能使青少年輕松愉悅地融入界面環境中學習，實現數字科技館寓教于樂的功能目標。互動形式設計多種方式，這里主要從互動的語境、情景及多樣性三方面來闡述。人機交互中信息交流包括視覺、聽覺、觸覺、語音、感覺等多通道的交互方式，多種交互形式的整合能夠提高信息交互效率，使操作更加便捷。興趣是認知的關鍵，它是青少年注意力、記憶力和想象力參與互動體驗的導火線。單一且循環的互動方式是枯燥乏味的，不能及時將青少年帶入知識體驗中，多感官的互動方式提供了多種操作方案，可以滿足青少年的情感需求。互動情景，指的是實際參與互動體驗的操作情景，包括單人操作和多人參與的方式。根據青少年的特點，可以根據實際的操作需要，合理設置互動情景，增強其參與的興趣。互動語境即人機互動時的溝通形式，設計中應避免單調的信息傳遞，可以輔之以視頻、圖片、動畫等，讓青少年在輕松的環境中享受求知的樂趣。

4 結語

我國數字科技館的研究起步較晚，與發達國家相比，發展和建設都相對滯后。隨著交互技術日趨成熟，這是交互界面設計發展的大好時機，基于用戶特性研究的數字科技館界面設計是以用戶為中心，真正體貼用戶，滿足用戶需求的設計。這能給界面設計帶來全新的設計體驗。基于用戶特性研究的界面設計，通過分析與用戶相關的因素，并從中提取重要信息來指導界面設計，能提高用戶參與度，幫助數字科技館實現高效、準確、生動的傳播科學知識的功能。因此，以用戶特性研究為基礎的設計將會是未來數字科技館界面設計的趨勢。

參考文獻：

[1] 許彩峰.數字科技館的發展趨勢[J].科學中國人，2015（05）.

[2] 何亭.基于認知心理的網絡界面設計研究[D].蘭州大學，2009.

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[4] 楊煥.智能手機移動互聯網應用的界面設計研究[D].武漢理工大學，2013.

[5] 孫銘麗，吳鵬，張紅.基于用戶心智模型的政府網站可訪問性研究[J].實踐研究，2012（05）.

[6] 諾曼.唐納德A .情感化設計[M].付秋芳，程進三，譯.北京：電子工業出版社，2005.

[7] 郭貝妮.從兒童認知發展特點的角度談兒童科普網站的設計[J].科技風，2014.