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Interazione Uomo-Macchina

Laurea triennale in Informatica (6 CFU)

Home page del corso

La pagina web del corso con il relativo materiale didattico è disponibile alla sezione Interazione Uomo Macchina su Moodle. Per poterci accedere è necessario iscriversi al corso utilizzando la chiave che verrà data a lezione.

È disponibile un elenco dei migliori progetti presentati, utile per chi volesse avere qualche esempio per l’elaborato finale.

Obiettivi formativi

Conoscenza e capacità di comprensione.

Il corso fornisce un’introduzione all’area dell’interazione uomo macchina (Human-Computer Interaction, HCI) ed ai fattori principali coinvolti nell’interazione umana con diversi dispositivi. Fornisce le conoscenze e gli strumenti per comprendere il processo di elaborazione dell’informazione da parte del sistema cognitivo umano ed i fattori umani nell’interazione, con le loro conseguenze nelle tecniche per il design, l’implementazione e la valutazione di interfacce per sistemi interattivi. Inoltre, verranno discusse le diverse modalità e piattaforme per la creazione di interfacce utente, dalle classiche WIMP alle più attuali interfacce mobili, ubique, distribuite e naturali.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione.

Lo studente applicherà le conoscenze apprese in casi di studio concreti, imparando le basi della progettazione di un’esperienza interattiva soddisfacente, piacevole ed efficiente per sistemi ed applicazioni, ed ad effettuare scelte di design che siano legate al modello mentale della categoria di utenti considerata. Inoltre, imparerà ad utilizzare e comprendere la struttura dei software toolkits per la costruzione di interfacce utente, utilizzandoli in modo autonomo in un caso di studio pratico. Tramite questa prova pratica finale, lo studente affinerà la sua capacità di lavorare in gruppo, operando comunque con un grado di autonomia all’interno del gruppo stesso, in modo simile a quanto accade in un team di sviluppo reale.

Autonomia di giudizio.

Lo studente acquisirà la capacità di valutare autonomamente vantaggi e svantaggi delle diverse scelte di design del supporto interattivo, nonché a trarre conclusioni adeguate da test utente ed altre forme di valutazione. Imparerà inoltre a scegliere la tecnologia realizzativa per l’interfaccia utente che sia più adatta al caso di studio pratico considerato, concentrandosi sugli aspetti legati all’interazione.

Abilità comunicative.

Lo studente sarà in grado di comprendere ed utilizzare correttamente il lessico specifico della disciplina, e di comunicare e spiegare idee problemi e soluzioni per l’interazione sia ad interlocutori specialisti che non specialisti. In particolare, la prova finale del corso prevede un lavoro di gruppo che stimolerà le abilità comunicative dapprima all’interno del gruppo stesso per la valutazione delle diverse opzioni di design, ed infine durante la prova orale per la presentazione del caso di studio durante il quale lo studente dovrà comunicare e giustificare utilizzando in modo appropriato i concetti della materia le motivazioni delle scelte progettuali.

Capacità di apprendimento.

L’introduzione alle tematiche dell’interazione uomo-macchina permetteranno all’utente di avvicinarsi autonomamente sia alla ricerca nel campo, sia agli studi e le nuove tecniche di sviluppo e valutazione di interfacce richieste nel mondo dell’industria.

Prerequisiti

Il corso non ha prerequisiti obbligatori, anche se è consigliabile una conoscenza di base delle architetture degli elaboratori e di un linguaggio di programmazione (es. Java) soprattutto per la parte di laboratorio.

Contenuti del corso

  1. Introduzione all’interazione uomo-macchina (1h lezione)
  2. I dispositivi di interazione (1h lezione)
    1. I dispositivi di ingresso: inserimento testo, puntamento, tracciamento, rilevazione parametri ambientali e fisiologici
    2. I dispositivi di uscita: display, stampa, sintesi di suoni e linguaggio, dispositivi tattili
  3. La componente umana (8h lezione)
    1. Percezione: vista, udito, tatto
    2. La memoria
    3. Il pensiero e l’elaborazione dell’informazione
    4. Emozioni
    5. Implicazioni sul design di interfacce
  4. Design di interfacce utente (10h lezione, 12h esercitazione)
    1. Modelli per l’interazione
    2. Il processo di design
    3. Requisiti utente (personas, scenari, analisi dei task)
    4. Iterazioni e prototipi
    5. Regole di design (standard, guidelines, euristiche, pattern)
  5. Valutazione dell’usabilità (4h lezione, 6h esercitazione)
    1. Definizione di usabilità
    2. Modelli
    3. Osservazione degli utenti
    4. Feedback utente
    5. Ispezione
    6. Valutazione remota
  6. Toolkit di sviluppo per interfacce utente (12h esercitazione)
    1. Il modello ad eventi
    2. Controlli grafici standard
    3. Raggruppamento di controlli grafici e gestione dello stato dell’interfaccia
    4. Sviluppo di un controllo grafico

Metodi didattici

Il corso è suddiviso in 24 ore di lezioni frontali e 36 ore di laboratorio. Durante le lezioni frontali verranno presentati i contenuti del corso. Lo studente li metterà poi in pratica per la realizzazione di un piccolo progetto di gruppo, che consiste nell’ideazione, progettazione, realizzazione e valutazione di un’interfaccia utente per un’applicazione che presenti dei particolari requisiti per l’interazione quali il supporto per diversi dispositivi, la multimodalità, accessibilità, supporto per diversi contesti d’uso, mobilità ecc.

Gli strumenti tecnologici per lo sviluppo del progetto verranno forniti durante le ore di esercitazione. Inoltre, la progettazione a bassa fedeltà del prototipo di interfaccia sarà completata durante le esercitazioni. Infine il prototipo, nella versione ad alta fedeltà, sarà sviluppata autonomamente dopo la fine del corso per la prova finale.

Valutazione

La valutazione dello studente dipenderà:

  • Per il 60% da una prova scritta sui concetti discussi a lezione (suddivisa in 2 parti durante il corso, oppure unica agli appelli), con domande a risposta multipla, vero o falso e risposta aperta.
  • Per 40% dalla prova pratica.

La prova pratica consiste nella creazione di un prototipo di un’interfaccia utente (sia a bassa che ad alta fedeltà) per un caso di studio a scelta degli studenti, da svolgere in gruppo. La valutazione della prova pratica è comunque individuale.

Testi di riferimento

Testo principale:

  • Gamberini, Chittaro, Paternò: Human-Computer Interaction: I fondamenti dell’interazione tra persone e tecnologie, Pearson (2012)

Testi di consultazione:

  • Dix, Finlay, Abowd, Beale: Interazione Uomo Macchina (terza edizione); McGraw Hill Italia (2004)
  • Preece, Rogers, Sharp: Interaction Design: beyond human-computer interaction (3rd edition), Wiley (2011)

Altre informazioni

Il docente fornirà durante il corso slides e riferimenti online per la preparazione dell’esame.

en

Human-Computer Interaction

Bachelor degree in Computer Science (6 CFU)

Course home page

The course website, together with the teaching material is available through the Moodle platform, at the following link . The access key for the enrollment will be provided during the first lecture.

An archive of the best projects submitted during the previous editions of the course is available for those who need an example for the final assignment.

Objectives

Knowledge and understanding

The course provides an introduction to the Human Computer Interaction (HCI) field and to the main aspects involved in the human interaction with different devices. The course provides the concepts and the knowledge for understanding the human cognitive process for elaborating information, and the techniques and tools for designing, implementing and evaluating interfaces for interactive systems. In addition, we discuss the different modalities and platforms for creating user interfaces, from classical WIMP, to mobile, ubiquitous, distributed and natural interfaces.

Applying knowledge and understanding

The student will be able to apply the knowledge in concrete projects, learning to design satisfactory, pleasant and efficient interaction experiences, and to make design choices according to the user’s mental model. In addition the student will be able to understand and use software toolkits for building user interafaces, applying such knowledge in a case study. Through this final practical assignment, the student will increase his/her teamwork skills, maintaining a good level of independence inside the group, as happens in real working teams.

Making judgements

The student will learn how to evaluate autonomously the advantages and disadvantages of different solutions in interaction design and to analyse adequately results coming from user studies and other evaluation techniques. S/He will learn how to select a user interface technology that is convenient for the considered case study, focusing on interaction-related aspects.

Communication

The student will be able to understand and use correctly the HCI vocabulary, to communicate and explain interaction problems and solutions to both experts and non experts. In particular, the final assignment includes teamwork that will stimulate the communication first inside the group, in order to evaluate the design alternatives, and then outside the group in an oral presentation, where students will explain their choices using HCI theories and concepts.

Lifelong learning skills

The course will enable students to approach the different open research question in the HCI area, and to deepen the knowledge of the novel development and evaluation techniques for interfaces in industry settings.

Requirements

The course does not have any particular prerequisite, but a basic knowledge of the computer organization and at least of one programming language (e.g. Java) is recommended, in particular for the practical part.

Syllabus

  1. HCI introduction (1h lecture)
  2. The interaction devices  (1h lecture)
    1. Input devices: text editing, pointing, tracking, environment and physiological parameters detection
    2. Output devices: display, printing, sound and language synthesis, haptic devices
  3. The human (8h lectures)
    1. Perception: sight, hearing, touch
    2. Memory
    3. The thought and the information processing
    4. Emotions
    5. Interface design implications
  4. The Design of user interfaces (10h lectures, 12h lab)
    1. Interaction models
    2. The design process
    3. User requirements (personas, scenarios, task analysis)
    4. Prototypes and iterations
    5. Design rules (standard, guidelines, heuristics, pattern)
  5. Usability evaluation (4h lectures, 6h lab)
    1. Usability definition
    2. Models
    3. User observation
    4. User feedback
    5. Inspection
    6. Remote evaluation
  6. User Interface toolkits (12h lab)
    1. Event model
    2. Standard widgets
    3. Widgets groups and state handling
    4. Custom widgets

Teaching methods

The course consists of lectures (24h) and lab activities (36h). During the theory lectures, the course topics are explained to the students. Students apply such knowledge during the practice lectures for creating a small project, which consist in planning, designing and evaluation a user interface for an application that has particular interaction needs, such as a multi-device support, multimodality, accessibility, different context of use or mobility support.

The technical knowledge and understanding of the user interface toolkits will be covered during lab lessons. Students will create the low-fidelity prototype during the practical lessons and they will complete it at the end of the course.

Grades

The student’s grade is calculated as follows:  

  • 60% depends on a written test on the concepts discussed during the theory lectures. The test is splitted in two parts in the middle and at the end of the course, or it can be taken at once in the following examination dates.
  • 40% depends on the practical part.

The practical part consists of creating a report on the different interface design and evaluation phases, which will be presented to the teacher though a small talk. The evaluation of the practical part is individual.

Books

Recommended book

  • Gamberini, Chittaro, Paternò: Human-Computer Interaction: I fondamenti dell’interazione tra persone e tecnologie, Pearson (2012).

Additional books

  • Dix, Finlay, Abowd, Beale: Interazione Uomo Macchina (terza edizione); McGraw Hill Italia (2004)
  • Preece, Rogers, Sharp: Interaction Design: beyond human-computer interaction (3rd edition), Wiley (2011)

Other information

The teacher will provide during the course slides and online references.

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