软件可用性教育的研究与探索

摘要：现阶段本科软件工程专业的课程体系中缺少系统性的软件可用性方面的内容，在该专业课程体系中加入可用性内容是文章讨论的主题。文章强调从用户的角度出发进行软件产品的设计和开发。主要从“研究用户”、“用户界面设计”和“可用性评估”三个方面实施教学。采用独立授课和在其主干课程中植入相关内容的教学方法。实践证明这一探索有利于全方位提高学生的素质。

关键词：高等教育；软件工程；课程改革；可用性

0　引言

软件工程从上世纪六十年代诞生以来，已经成为计算机科学领域中一个非常重要的独立学科。我国许多高校均开办了软件工程专业，为社会培养了大量的应用型软件人才。但和计算机的其他专业相比，软件工程专业在办学思路，教学模式、课程结构上还存在很多需要探索和改进的地方。软件工程专业的教学目标是培养软件开发人才，课程设计围绕软件开发的主线，教学围绕“程序语言、开发工具、软件设计、项目管理、软件测试”这条主线展开，主要是培养学生软件开发技能、降低软件开发的难度、提高代码的重用率、保证软件项目的正确实施和保证软件的功能完善等。从整体上看，虽然在软件设计之初也有用户需求分析的内容，但还是忽略了软件的可用性。在软件工程专业教育中忽略软件可用性内容将会产生如下严重的问题：所培养的软件开发人员缺少以用户为中心的观念；不能很好地领悟满足和引导用户的需求；无法开发出用户真正满意的软件。开发人员即使应用了最先进的软件技术，开发出的系统也可能没有多少使用价值。所以在完善软件功能的前提下，必须提高其可用性，增强与最终用户的沟通，改善用户的使用体验。同时，依据IEEECC 2001SE推荐软件工程核心课程工程化理念的设置模式，在软件工程专业的教学培养过程中增加工程化较强的软件可用性教育。

1　可用性教育的内容

可用性是交互式IT产品的重要质量指标，指的是产品对用户来说有效、易学、高效、好记、少错和令人满意的程度，即用户能否用产品完成他的任务、效率如何、主管感受怎么样，是从用户角度所看到的产品质量，是产品竞争力的核心。自八十年代以来，人们对产品可用性的重视促进了可用性工程(Usability Engineering)这一概念的出现，并相应地形成了一个在学术界和工业界均十分热门的领域。可用性工程是一个涉及心理学、人类工效学、工业设计和计算机等多学科交叉的领域，是以提高和评价产品可用性质量为目的的一系列过程、方法、技术和标准。可用性工程是开发IT产品及用户界面的一种工程方法论，贯穿于产品生命周期的各个阶段，其核心就是以用户为中心(UCD：User-Centered Designer)的设计方法论，强调从用户的角度进行产品的设计和开发。

在软件工程专业的教育过程中增加可用性内容，是为了让学生树立人本思想，学会使用以用户为中心的软件设计方法。具体地讲。针对软件工程专业的可用性教育可从“研究用户”、“用户界面设计”和“可用性评估”三个方向进行。其中“用户研究”和“用户界面设计”是整个可用性教育中的重点内容。

1.1　研究用户

1.1.1　用户研究的重要性

软件工程专业中的软件工程课程，从传统软件工程学的角度描述了需求分析的重要性，说明了需求是回答“系统必须做什么”这个问题。具体一般采用结构化分析方法。需求分析阶段给出可行性研究文档和数据流图，所以传统软件工程需求分析主要是以数据为中心，工作的中心是数据。而前期的可行性研究阶段主要是从技术、经济、操作这三个方面展开的。虽然其中有用户参与，但用户的参与对系统的影响非常微弱。因为缺少对最终用户的深入研究，传统软件工程学方法无法将用户的真正需求分析清楚。用户是产品成功与否的最终评判者，我们认为软件产品的设计应强调用户需求至上，将用户研究放到一个更高的地位，形成真正以用户为中心的产品设计策略。通过对用户的深入研究，了解用户的目标、行为和观点，关注用户的情感，然后把他们的需求作为软件产品设计的第一任务。

1.1.2　用户研究曲目标

软件工程专业教育中用户研究的目标是，通过对软件产品需求的深入研究，确定软件产品的特定用户群、界定软件产品目标任务、确定系统功能与参数以及软件产品可用性评价标准等。

1.1.3　用户研究的内容

用户研究的内容可以具体体现在以下四点。

第一，让学生了解在软件设计过程中，需要平衡用户思维模式、系统运行模式和设计者思维模式，需要将用户的需要和系统所能提供的资源有机地结合起来。作为软件设计者的思维模式，应该综合考虑用户在完成系统任务过程中的全部用户体验。

第二，明确软件设计能够满足用户的要求，首先必须能够认定软件产品的目标用户。可利用用户特征法对用户进行分析和描述从而认定目标用户。

第三，必须明确用户目标并不是产品或系统设计目标的总和。软件产品必须平衡商业目标、用户目标和设计目标之间的关系。

第四，研究市场竞争，用户的总和是市场的主体，用户的需求构成了市场的需求。所以研究市场可以很好地在市场的环境下，赢得用户而获取经济效益。

1.2　用户界面设计

1.2.1　用户界面设计的重要性

软件产品成功与否和界面设计密切相关。在界面设计阶段须在前期用户研究的基础上完成对软件的形式定义、视图定义、功能定义、功能组合及顺序、关键路径定义、交互框架等。这些内容在传统的软件工程课程中涉及很少。

1.2.2　用户界面设计的目标

用户界面解决的问题是：如何设计用户界面以有效地帮助用户完成他们的任务。在软件工程专业的可用性教育过程中，主要向学生介绍学术界和工业界经过长时间实践和探索总结出的用户界面设计方法。用户界面设计包括技术、美学和人文等多学科成分，没有一种设计方法能够完全顾及这些设计的复杂性因素，所以在具体的教学过程中，应该告诉学生以开放的态度应对设计过程中的各种特殊问题。

1.2.3　用户界面设计的内容

用户界面设计主要集中在信息架构设计、用户交互设计、可及性(Accessibilify)设计等内容。

(1)信息架构设计。该部分主要让学生了解将软件若干信息组织在一起的方法，完成软件功能定义、功能组合及顺序、以及关键路径定义等问题。信息架构的内容非常广泛，在教学过程中，除了向学生介绍了信息架构的基本知识，还要介绍当前工业界应用广泛的“卡片分析法和聚类分析法(Cluster Analysis)”。

(2)用户交互设计。该部分主要让学生了解交互式系统设计的基本规则和方法，熟练掌握常用软件的会话风格设计、人机界面模式、交互流程设计等。

(3)可及性设计。用户需求是无止境的，但指标是确定的，要根据资源、技术、方法和手段确定我们可以达到的哪些指标。

1.3　可用性评估

可用性评估部分应向学生介绍基本的可用性评估方法：用户测试法。教学中介绍常用的用户测试要求书的基本写法、软件可选用性测试任务设计方法、问卷设计方法、测试结果统计分析方法煅基于统计结果的可用性重构方法等。

2　可用性教育的实施原则和步骤

理论的进步和技能的进步，是人类社会发展的两个方面。没有理论指导的劳动，在哲学上只能称是低层次的活动，不能称为实践活动；反之，没有技能的支撑，理论只能停留在书本和口头上，再好的设计也成不了现实。所以可用性教育的原则是让学生在理论知识的基础上充分进行实践活动，通过实践加深对软件可用性的理解，并掌握具体的软件可用性施法方法和技术。

在软件工程专业中实施可用性教育一般可以采用两种方法，第一，在课时能够保证的情况下设计可用性工程教学计划为独立授课方式，课时可以设定为32学时，学分2分，可以安排在软件工程专业大三下学期或大四上学期进行，先修课程为“软件工程”或“面向对象软件工程”以及“可视化程序设计”等；第二，如果课时不足，不能设为独立授课方式，则可将可用性教育内容分散到其他专业课程中，如在“软件工程”课程中加入用户研究部分内容、在“可视化程序设计”中加入用户界面设计部分内容、在“软件测试”中加入可用性评估内容。

独立授课的考核方式，可以采用理论加实践的方式，理论部分主要考察学生对可用性的认识、一般用户研究方法、用户界面设计准则和可用性评估方法等内容；实践部分主要考察学生灵活运用软件可用性设计方法的能力，在实践考核过程中，可以用大作业的方式，将学生分组，在小组内学生合作完成软件项目开发。

3　软件工程专业可用性教学效果评价

对已实施可用性教育的软件工程专业，评价其教学效果可以从以下几个方面进行：需求分析的准确性和实际开发软件的可学习型、易用性、使用效率、错误率、用户体验、用户综合满意度等。

作者在实际的教学过程中，通过对比发现，实施了可用性教学的软件工程专业学生，毕业设计软件作品的整体水平高于没实施过可用性教育的学生的作品；同时对已经毕业的学生进行跟踪调查发现，实施了可用性教学的学生在软件公司的适应能力、客户沟通能力、客户需求发掘能力都表现较好。

4　结束语

软件工程专业目标是培养应用型软件人才，传统的软件工程课程体系中忽略了软件可用性问题。在软件工程专业教学中加入可用性内容，从用户研究、用户界面设计和可用性评估三个方面实施教学，可以培养学生以用户为中心的设计概念，增强学生的人本思想，加强对软件可用性的重视。调查发现，在软件工程专业开展可用性软件教育不仅可以增强学生解决实际问题的能力，还可促进学生全面发展，提高其就业竞争力，从而全面提高了高校软件工程专业学生的质量。