基于用户认知和行为的交互设计方法研究

彭军

基于用户认知和行为的交互设计方法研究

彭军

本文研究的交互设计方法区别于传统设计中以产品作为对象（Object）、以效果图作为表现手段的设计方法。在交互设计中要更多地关注用户认知和行为，用目标导向的交互设计方法分析用户认知和行为对交互设计的双重导向作用，把产品只看作是实现认知和行为的工具或一个事件（Event）。通过合理组织逻辑性思考和行为流程匹配交互目标，进而完成交互设计流程，最后达到在交互系统中获得最优体验的设计目标。

交互设计；认知；行为；导向

交互设计的概念最早是由比尔·莫格里奇（Bill Moggridge）在1984年的一次会议中提出的，是定义和设计人造系统行为的设计领域。随着信息和通信技术成为一种新的艺术媒介，设想和实验新的生活样式并提供更好的用户体验，使交互设计得以逐渐发展成为一种理念。它定义了两个或多个互动的个体之间交流的内容和结构，使之相互配合，共同达成某种目的。这里互动的个体至少包含两个层面，一是拥有独立认知和行为能力的用户（User），二是具有感知和反馈的交互设计对象（Object）。交互设计的过程便是一个基于认知和行为的研究，融合多个交叉领域的复杂导向性设计过程。

1.用户认知与交互行为

认知是人认识和了解外界事物的心理活动，是人的个体思维对作用于人体感官的外界信息进行加工处理的过程。“人的认知分为感觉和知觉。感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映,感觉是人们了解外部世界的渠道,也是一切复杂心理活动的基础和前提。感觉的类型包括视觉、听觉、化学感觉（嗅觉和味觉）、皮肤感觉、本体感觉等。知觉是在人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。知觉过程带有意志成分,人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因素直接影响知觉的过程。”[1]人们常常会遵循固有的生活经验和理解与这个充满着社会复杂性的物质世界进行互动。在用户使用产品的过程中，认知能力也会因经验、情感、环境的不同而有所差异。在对所使用产品的概念进行发问、解释和判断的过程中，常常因认知的固有缺陷而出现各种错误。所以，用户认知能力的多样性也一直是交互设计所面临的挑战。

交互设计的目标之一是创造体验，而这一体验是用户在使用产品和接受服务的良性反馈中获得的。交互行为则是获得用户体验的基本活动要素。交互行为是一个区别于一般行为的概念。“行为”的一般解释可以是受行为主体意志支配的主动活动，可以是在客观环境中主体受外界刺激引发的条件反射，也可以是诸如思维、意识等心理活动。一般行为由行为主体、行为客体、行为环境、行为手段以及行为结果五个要素组成。行为主体是指具有认知和思维能力并具有情感和意志等心里活动的人。而交互行为是指在整个交互系统中，用户与产品之间的行为。在这个系统中行为主体与行为客体是可以双向转换的，也就是说，主体与客体不断地转换身份，处于一个循环反馈的体系之中。在这个体系中要想获得良性反馈，则需要主客体之间达到一个较高的共识度。共识度低的交互行为必然存在冲突。Norman认为“人与机器的行为冲突在本质上是存在的，无论机器的能力怎样，它们都无法充分了解人的目标和动机，以及特定机器在被控制的环境下可以工作自如……”[2]。所以，交互行为的冲突问题成了交互设计的另一挑战。

2.导向框架

因为认知与行为的活动都是对于用户而言的，那么确定用户的思维模型便要充分以用户为中心考虑，并且切实将认知和行为作为考虑的对象和目标。在确定需求定义和定位产品目标之前，设计的目的在于对个体用户（用户群）的信息和假设进行收集。在这个过程中，以用户数据为基础（调查层），以用户认知和行为为研究内容（研究层），以用户模型为表达（表现层）的构成框架显得尤为重要。正是由于认知和行为的双重约束与导向，才使得交互设计在设计之初的定位变得清晰，目标变得具体。

这里的用户数据包含实际用户和潜在用户。所谓用户，其实就是产品的目标人群，分析和调研用户数据是为了掌握一手的用户资料。“用户知道什么最好，使用产品或服务的人知道自己的需求、目标和偏好，设计师需要发现这些并为其设计”[3]。用户思维模型的建立必须基于设计师对用户的充分理解。

在理解用户的过程中，用户认知和行为是所要考虑的最基本也是最重要的变量因素，是交互设计研究层的主要内容。通过从用户的角度分析和理解其思维方式与认知习惯，可以了解到用户在使用产品的过程中基本的需求，以及某种新的需求出现时，产品可以有效地满足和处理这些需求。用户行为与产品的功能模块是相关联的，行为活动千变万化，但是在使用产品和完成某套动作的时候，行为活动是受一些思维范式指挥的。当产品的功能与用户认知和用户行为的一致性不高时，就会出现误差。

用户模型的实质就是用户如何理解和操作系统的的心里模型。从交互系统的视角来看，这种模型是基于数据分析和认知与行为的研究所得出的，而且更多地体现在行为层面上。

3.导向过程

天气查询APP是一款满足人们查询当地实时天气信息的一个线上手机应用。以IOS系统自带天气查询APP为例，其主要内容包括：当日实时天气状况、未来几日天气预报、日出日落时间、降雨概率（降水量）、湿度、风速、体感温度、气压、能见度、紫外线等等。其他天气查询类的APP，如墨迹天气等还包含了：穿衣助手、化妆建议、感冒指数、运动及外出建议等内容。因为天气查询APP受众人群广，使用频率高，与我们的日常生活联系紧密，具有典型性。本文选取天气查询APP的人机界面作为样例，具体阐述在进行交互设计之前，认知与行为的导向过程。

3.1 关注用户目标 确定人物角色

关于用户，有观点认为：“设计者更是用户”[4]，即设计师首先应该是用户，其次才是设计师。为了使设计环节的每一步都准确适用于使用者，把产品的功能与服务有效地传递给用户，设计师应当关注用户目标，清楚用户使用产品的动机以及产品的定位。通过用户群的分类，直接找到交互系统的目标用户，且保留住最稳定、最重要的中间用户。

对于天气查询APP来说，使用APP的网民群体便是用户。他们通过网络在APP中查询天气信息，是APP所提供的天气信息服务的接受者。这些使用查询软件的网民群体可能有不同的年龄、身份和职业，但是，可以确定的一些信息是：用户需要一部智能手机和良好的网络环境，而且使用天气查询APP的用户需要快速直接地了解天气信息。所以，用户需要有独立阅读理解和判断的能力。最后，天气状况对有外出需求的人员意义较大。根据以上信息可知天气查询APP需要便利发达的网络环境和智能手机的使用经验，其用户群相对而言会集中在城市区域。再依据年龄段和职业背景分析，可以大胆假设年龄集中在18—60周岁的城市人员（包括长住市民及暂住的学生和务工人员）是基数最大、经常使用且最稳定的用户。

3.2 用户认知研究 交互行为分析

基于以用户为本的原则，我们应该思考用户使用APP的动机以及想要获得的信息。这就需要我们从用户思维模式及行为逻辑进行分析：以不同认知能力将用户群分类，提出设问和假想；以不同功能属性将交互任务分类，并且模拟执行顺序（即行为逻辑）。前者是用户理解和认知产品的过程，后者是用户操作和使用的过程。

一般来讲，用户认知共有三层。第一层是通过感官和知觉认识对象，是思维的感性阶段。第二层是回忆感知到的信息以便采取合适的行动，是思维的理性阶段。第三层是思考和决策阶段。用户的思维过程是基于用户的知觉及认知特性对所使用产品的功能、信息以及架构提出的发问和解释过程。IOS系统的天气查询APP整体风格简洁明了，在反映天气状态的图标设计和背景图案上都能直观显示天气情况。墨迹天气APP上的文字说明、背景图以及卡通人物设计也可以直观显示出主要信息。

前文提到在交互行为中，主体和客体是处在一个循环反馈的系统中的。描述用户使用APP的可能行为及区分行为的主次关系，有利于构建出系统的整体架构。交互任务分类及模拟执行顺序的目的在于理清任务输入与输出的前后逻辑，从而对用户在产品使用过程中的操作流程有一个整体把握。天气查询APP的使用流程一般是：打开软件-定位城市-刷新数据-滑动/点击查看数据-退出程序。其中的行为有：打开软件、定位城市、刷新数据、获取咨询、退出应用。一般情况下，智能手机的GPS定位系统会自动帮你把位置切换到你所在的城市，但不乏有需要关注其他城市天气的需要，这时就需要手动定位和添加城市。IOS系统的查询APP切换城市的流程是：点击右下角菜单图标—点击加号—输入城市/邮编/机场位置—点击选择—完成添加。墨迹天气APP切换城市的流程是：点击页眉定位区域—点击加号—在搜索栏输入城市名称或选择热门城市—点击选择—完成添加。对于不想保留的城市可以在条框中左滑删除。在刷新数据上，二者都是采用主界面下滑刷新的方式。

在信息获取上，二者都有当日气温、最高/低温、未来一周预报、湿度、风力等基本信息项目。除基本项外，墨迹天气作为一款商业类型的APP，还有许多其他的功能服务，而且包括一些广告栏的推送。这些信息都可以在APP内部点击图标获取。同时，一些广告内容会跳转到其他APP应用和网页形式。

由用户的认知体系和行为体系综合考虑可以得到各项功能模块以及各项模块的基本交互流程，建立起相应的信息架构和交互架构。

3.3 明确需求定义 优化产品目标

用户需求的定义包含两个层面：Need（需要/必要)和Want（想要/希望）。前者是物质层面的基本需要，后者是精神层面的需要。在天气查询APP上，关于气温和天气状况的基本数据是用户的基本需要，如何穿搭、是否适合运动、能否一键分享等等是用户的隐性需求。IOS系统提供的天气查询APP就是直接满足用户基本需要层，而墨迹天气则是在提供基本信息的基础上做了新的尝试，即试图满足用户的希望层。值得一提的是墨迹天气首页的卡通人物设计，点击人物图像可以弹出对话框，为用户提供穿搭建议，并且提出一些问候语。这体现了良好的人文关怀和人本主义。

无论是用户基本需求还是隐性的潜在需求，都是用户的需求目标，是交互系统所要考虑的实际问题，并且在交互设计时考虑。当用户新的（隐性的）需求出现时，能有一个合理的信息架构可以满足这种需求，有效地解决问题。

产品目标即用户基于某种需要或为了达到某种目的而期望达到的最终结果。产品目标要始终以用户的目标为导向，为满足用户目标而制定设计方案。通过建立一个整体框架和设计脚本优化产品目标。尽管使用的解决方法和解决路径各不相同，但最后的目的只有一个，就是满足用户目标的需求。

4.认知负荷与行为偏差

由于用户认知的多样性以及交互行为的冲突性，在交互设计的过程中必须要考虑误差因素。这种误差一方面来自于用户主体的认知习惯和认知能力，另一方面来自于产品的综合设计需求与用户个性化需求的鸿沟。如何减少误差、降低出错率，在实现设计目标的同时满足用户目标呢？这也涉及到交互设计中的容错性研究，即产品对用户误操作的承载能力。在控制误差范围的同时，产品对用户在认知差异和行为冲突上出现的问题解决效率越高，包容尺度越大，则容错性越好。

对于交互设计，解决认知负荷与行为偏差问题要依靠两个方法：第一是建立延展性的信息架构，提供给用户一题多解和殊途同归的方案。第二是寻找用户行为的普遍规律，使之与用户思维模型达成有效共识。如此一来，用户在使用产品时，就可以具备自我思考和解决问题的能力。

5.结论

交互设计主要关注用户目标，基于目标导向设计，而不是基于任务和功能设计。设计师所做的工作不是从选项中选择方案，而是为一个问题创建多个解决方案。基于用户认知和行为的交互设计方法是对交互设计方法理论的完善与创新。

注释:

[1][英]艾森克.认知心理学[M].上海:华东师范大学出版社,2009.51-55

[2][美]Norman.D.A.未来产品设计[M].刘松涛译.北京:电子工业出版社,2009.15

[3][美]Dan Saffer.交互设计指南[M].陈军亮等译.北京:机械工业出版社,2010.29

[4]胡飞编著.聚焦用户名UCD观念与务实[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.1-2

彭军 武汉理工大学艺术与设计学院硕士研究生