基于用户模型的移动设备可用性评估方法研究

The purpose of this project is to improve the effectiveness and practicality of mobile device usability evaluation methods and to establish a unified processes of interface design and usability evaluation based on user-centered theories. Mobile device usability evaluation criteria and methods are studied based on user action model and cognitive model. Definition and classification of 'usability' based on the user model, and the usability issues are summarized as action problems, cognitive problems, learning problems and error. Further more,the framework of usability evaluation is structured and usability testing methods are improved: the user model is converted to observation points in usability testing, More data are collected by eye tracking, wireless sensors and other techniques without interference in real use scenarios, and a database and a usability evaluation model are built. Sampling is a key issue in usability. The relationships among with user types, sampling sizes,types and sizes of usability issues are studied. According to the statistics of experiments to determine the sampling quota program optimized in usability testing. The contribution of this study as followed: firstly,a new theoretical basis for the usability evaluation is discussed; secondly, a integrated usability evaluation method for mobile devices is improved to improve usability, efficiency, and reduce cost in product development processing for enterprises.

本项目以提高移动设备可用性评估方法的有效性和实用性为目标，站在"以用户为本"的角度，建立界面设计与可用性测试的统一过程。在建立用户行动和认知模型的基础上，研究移动设备的可用性评估标准和测试方法。可用性的定义和分类依据用户模型，把可用性问题概括为行动问题、认知问题、学习问题和出错问题；再此基础上，建立更为全面的测试因素框架，改进测试方法：将用户模型转换为可用性测试的观测点，利用眼动跟踪、无线传感器等技术手段更为全面、无干扰的采集真实使用情景下的数据，并建立数据库和测试评估模型；分析可用性测试中的关键问题：抽样。研究不同用户类型、抽样人数与发现可用性问题数量与类型之间的关系。根据实验统计，确定可用性测试最优化的抽样配额方案。项目研究为可用性测试提出了新的理论依据，为移动设备的可用性测试方法提供了全面系统的解决方案，对于企业提升产品可用性和提高开发效率、降低成本具有直接的应用价值。

本项目以提高移动设备可用性评估方法的有效性和实用性为目标，站在"以用户为本"的角度，建立一套基于用户模型的移动设备可用性评估方法。本项目针对可用性评估标准、测试方法、数据采集与统计分析技术、以及抽样方法进行了较为深入、系统的研究。. 首先，按照用户的行动和认知模型建立了移动设备的可用性问题评估标准，对可用性问题进行分类；通过分别对Android4.0操作系统智能手机的92个功能任务和iOS 6.0操作系统智能手机的100个功能任务的可用性测试，以及基于现场评价的触屏手机手势工效学参数评估专题研究，进一步验证并完善了可用性问题的分类模型：将测试发现的可用性问题按照行动类型、行动阶段、认知阶段、对象类型4个维度分类，并分析出错原因是属于系统设计问题还是人的固有属性。结果表明，这种基于用户心理学模型的问题分类模型能够更全面地解释用户的行动模式、分析用户出错的心理因素，从而为系统设计改进提供更加可靠的依据。. 在此基础上，改进移动设备的可用性测试方法：根据用户模型建立可用性测试的测量指标，搭建适用于移动设备可用性测试的数据综合采集平台和数据分析模型。利用该测试平台，完成了对Android5.0操作系统智能手机的16个功能任务的可用性测试，将获取的用户操作行为、眼动等数据指标建立与可用性问题分类模型的映射关系，采用该方法对可用性问题的分类较可用性评估专家的主观评估相比提高了可用性评估的信度；同时利用该平台还完成了对触屏手机单手操作动作分析的专题研究，根据手机操作动作元数据和手机状态数据探索用户操作动作和输入点击精确度之间的关系，建立了基于操作动作分析的矫正方法，结果表明，该方法能够显著提升用户的输入准确度。. 通过以上测试案例，研究了被测样本量、用户类型与可用性问题数量、类型之间的关系，对不同类型用户与发现可用性问题数量的关系曲线进行了验证完善，并初步总结了可用性测试的抽样策略。. 本项目研究为可用性测试提出了新的理论依据，并且通过将该方法应用到其他领域，例如：飞机驾驶舱可用性评估，充分表明该方法具有很好的普适性和灵活性，能够对多种产品的人机界面可用性进行评估，提高了可用性评估的信度和效度。对于企业提升产品可用性和提高开发效率、降低成本具有直接的应用价值。