2025年大學(xué)認(rèn)知科學(xué)與技術(shù)專業(yè)題庫——認(rèn)知科學(xué)與技術(shù)對(duì)人機(jī)交互的影響考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項(xiàng)不是認(rèn)知負(fù)荷理論中認(rèn)知負(fù)荷的三大組成部分？A.內(nèi)在負(fù)荷B.外在負(fù)荷C.相關(guān)負(fù)荷D.策略負(fù)荷2.當(dāng)用戶需要將大量信息臨時(shí)存儲(chǔ)在頭腦中完成任務(wù)時(shí)，主要依賴的是哪種認(rèn)知資源？A.長時(shí)記憶B.工作記憶C.短時(shí)記憶D.情感記憶3.在人機(jī)交互中，用戶對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部工作原理的理解被稱為：A.系統(tǒng)模型B.用戶模型C.計(jì)算機(jī)模型D.行為模型4.根據(jù)心智模型理論，一個(gè)成功的交互設(shè)計(jì)應(yīng)該讓用戶能夠：A.完全理解系統(tǒng)的所有底層代碼B.形成一個(gè)與系統(tǒng)行為相符的簡化內(nèi)部表征C.忽略系統(tǒng)的復(fù)雜性，直接操作界面元素D.依賴系統(tǒng)提供的每一步詳細(xì)指導(dǎo)5.以下哪種評(píng)估方法主要關(guān)注用戶在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)的認(rèn)知努力和界面理解難度？A.啟發(fā)式評(píng)估B.認(rèn)知走查C.用戶訪談D.A/B測試6.設(shè)計(jì)需要老年人使用的交互界面時(shí)，首要考慮的認(rèn)知因素通常是：A.創(chuàng)造力B.反應(yīng)速度C.記憶容量D.注意力廣度7.視覺認(rèn)知在人機(jī)交互中的重要性體現(xiàn)在：A.用戶主要通過聽覺理解復(fù)雜指令B.圖形化界面依賴視覺信息傳遞C.視覺注意力難以長時(shí)間集中D.視覺感知只與美學(xué)相關(guān)8.在交互設(shè)計(jì)中，“affordance”（可供性）這一概念主要源自：A.認(rèn)知心理學(xué)B.社會(huì)學(xué)C.計(jì)算機(jī)科學(xué)D.工程學(xué)9.基于腦電（EEG）技術(shù)的人機(jī)交互接口，主要試圖直接讀取或推斷用戶的：A.具體操作指令B.內(nèi)隱認(rèn)知狀態(tài)（如注意力、情緒）C.長時(shí)記憶內(nèi)容D.短時(shí)記憶數(shù)據(jù)10.自然語言處理（NLP）技術(shù)的進(jìn)步，在人機(jī)交互領(lǐng)域帶來的認(rèn)知層面的主要影響是：A.減少了用戶需要記憶的命令B.提高了用戶執(zhí)行任務(wù)的物理速度C.增強(qiáng)了計(jì)算機(jī)的心智模型能力D.消除了用戶界面設(shè)計(jì)的必要性二、填空題（每空1分，共10分）1.認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為，降低外在負(fù)荷的有效設(shè)計(jì)策略之一是__________，即減少界面上的信息干擾。2.用戶在進(jìn)行問題解決式交互時(shí)，會(huì)利用其內(nèi)部的__________來規(guī)劃操作步驟和預(yù)測系統(tǒng)反應(yīng)。3.當(dāng)用戶的個(gè)人模型與系統(tǒng)的實(shí)際行為發(fā)生沖突時(shí)，可能導(dǎo)致__________，影響交互效率和滿意度。4.簡單反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)常被用來間接測量用戶的__________，即執(zhí)行一個(gè)簡單任務(wù)所需的時(shí)間。5.面向具有認(rèn)知障礙用戶的設(shè)計(jì)原則中，“簡化”和“一致性”有助于降低用戶的__________和__________。6.眼動(dòng)追蹤技術(shù)在HCI研究中可用于分析用戶的__________模式，以及視覺注意力在界面上的分配情況。7.“心智模型”的提出者詹姆斯·吉爾伯特（JamesGilbert）認(rèn)為，用戶理解系統(tǒng)的方式更像是建立__________而不是學(xué)習(xí)復(fù)雜的規(guī)則。8.在設(shè)計(jì)多模態(tài)交互系統(tǒng)時(shí)，需要注意不同模態(tài)信息之間的__________，避免認(rèn)知資源的浪費(fèi)。9.認(rèn)知科學(xué)技術(shù)通過揭示人類認(rèn)知的__________、局限性和效率，為人機(jī)交互設(shè)計(jì)提供了重要的__________依據(jù)。10.隨著人工智能發(fā)展，未來的交互可能更加關(guān)注個(gè)性化，這需要系統(tǒng)具備更強(qiáng)的__________能力，以適應(yīng)不同用戶的認(rèn)知偏好。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述工作記憶的容量限制對(duì)用戶界面信息展示設(shè)計(jì)有哪些具體影響。2.解釋什么是“認(rèn)知走查”，并簡述其在可用性評(píng)估中的作用。3.舉例說明在交互設(shè)計(jì)中如何利用“反饋”這一認(rèn)知原理來提升用戶體驗(yàn)。4.為什么說設(shè)計(jì)面向兒童的用戶界面需要特別考慮兒童的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)？四、論述題（每題10分，共30分）1.深入分析認(rèn)知負(fù)荷理論在移動(dòng)應(yīng)用界面設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)意義，并結(jié)合具體實(shí)例說明如何通過設(shè)計(jì)實(shí)踐來優(yōu)化用戶交互，降低用戶的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。2.探討人工智能（AI）技術(shù)（如機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理）的發(fā)展如何正在改變我們對(duì)人機(jī)交互中認(rèn)知因素的理解，并舉例說明AI在提升交互智能化和個(gè)性化方面的作用。3.結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)原理，論述在當(dāng)前多模態(tài)交互（結(jié)合視覺、聽覺、觸覺等多種感官）日益普遍的趨勢下，設(shè)計(jì)師需要注意克服哪些潛在的認(rèn)知挑戰(zhàn)，以及如何設(shè)計(jì)出更加和諧、高效的多模態(tài)交互體驗(yàn)。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.B5.B6.C7.B8.A9.B10.A二、填空題1.減少信息呈現(xiàn)密度/簡化界面/信息聚焦2.心智模型3.模型沖突4.反應(yīng)時(shí)5.認(rèn)知負(fù)荷；策略負(fù)荷6.視覺搜索7.心智模型8.協(xié)同/一致性/整合9.特點(diǎn)；設(shè)計(jì)10.認(rèn)知適應(yīng)/個(gè)性化理解三、簡答題1.答案：工作記憶容量有限（通常認(rèn)為約為7±2個(gè)信息塊），意味著用戶一次能處理的信息量有限。因此，界面設(shè)計(jì)應(yīng)避免同時(shí)呈現(xiàn)過多信息；采用分塊、分組、分層的方式組織信息；保持界面簡潔，減少不必要的視覺干擾；關(guān)鍵操作和信息應(yīng)易于理解和記憶；避免需要用戶進(jìn)行復(fù)雜的心智運(yùn)算（如記憶大量步驟再操作）的交互流程。解析思路：首先點(diǎn)明工作記憶的核心特征——容量有限。然后直接將此特征與界面設(shè)計(jì)原則掛鉤，從信息呈現(xiàn)方式（總量、組織）、界面布局（簡潔性）、交互流程（復(fù)雜度）等多個(gè)維度闡述限制帶來的設(shè)計(jì)要求。強(qiáng)調(diào)要減少用戶在理解、記憶和操作過程中的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。2.答案：認(rèn)知走查（CognitiveWalkthrough）是一種用于評(píng)估用戶學(xué)習(xí)使用新系統(tǒng)或程序能力的啟發(fā)式方法，尤其關(guān)注從新手用戶的角度出發(fā)，模擬用戶首次與系統(tǒng)交互時(shí)的認(rèn)知過程。其核心步驟通常包括：選擇一個(gè)代表性用戶目標(biāo)、模擬用戶嘗試完成該目標(biāo)、觀察用戶在每一步可能遇到的認(rèn)知障礙（如無法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、不清楚操作方式、無法理解反饋、忘記之前信息等）、提出改進(jìn)建議。它主要評(píng)估系統(tǒng)的易學(xué)性。解析思路：先定義認(rèn)知走查是什么（方法、視角、關(guān)注點(diǎn)）。然后描述其核心過程（目標(biāo)選擇、模擬、觀察障礙、提建議）。最后明確其評(píng)估的主要方面（易學(xué)性）。需要體現(xiàn)其與一般可用性測試的區(qū)別（側(cè)重新手、首次使用、模擬認(rèn)知）。3.答案：反饋是交互設(shè)計(jì)中極為重要的認(rèn)知原理。它指系統(tǒng)對(duì)用戶的操作或狀態(tài)變化給予及時(shí)、明確、有效的響應(yīng)，幫助用戶了解當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)、操作是否成功、下一步該做什么。例如：按鈕點(diǎn)擊后出現(xiàn)視覺變化（如顏色改變、出現(xiàn)對(duì)勾或加載指示）或聽覺提示，讓用戶確認(rèn)操作已接收；進(jìn)度條顯示任務(wù)完成百分比，告知用戶剩余工作量和預(yù)計(jì)時(shí)間；錯(cuò)誤操作時(shí)彈出清晰、具體的錯(cuò)誤信息和建議修正方法，幫助用戶識(shí)別問題并修正；輸入框下方實(shí)時(shí)顯示輸入格式驗(yàn)證結(jié)果，指導(dǎo)用戶正確填寫。有效的反饋能有效降低用戶的不確定感和焦慮，減少錯(cuò)誤嘗試，提高交互效率和滿意度。解析思路：先闡述反饋的基本概念及其在人機(jī)交互中的作用（提供信息、確認(rèn)狀態(tài)、指導(dǎo)行為）。然后結(jié)合具體的界面元素或交互場景（按鈕、進(jìn)度條、錯(cuò)誤提示、實(shí)時(shí)驗(yàn)證）舉例說明不同形式的反饋如何幫助用戶，以及這種幫助背后的認(rèn)知機(jī)制（減少不確定性、確認(rèn)結(jié)果、指導(dǎo)操作）。4.答案：設(shè)計(jì)面向兒童的用戶界面需要特別考慮兒童的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，因?yàn)椴煌挲g段的兒童在注意力、記憶力、抽象思維、問題解決能力等方面存在顯著差異。例如：幼兒（學(xué)齡前）注意力持續(xù)時(shí)間短，認(rèn)知負(fù)荷耐受低，需要界面非常簡潔、色彩鮮艷、操作大而明確，任務(wù)目標(biāo)單一；學(xué)齡兒童開始具備一定的邏輯思維和記憶能力，可以設(shè)計(jì)稍復(fù)雜的界面，但仍需清晰的導(dǎo)航和引導(dǎo)；青少年則更接近成人認(rèn)知水平，但可能更關(guān)注同伴認(rèn)同和自我表達(dá)，設(shè)計(jì)可適當(dāng)增加個(gè)性化元素和探索性。忽視這些特點(diǎn)可能導(dǎo)致界面過難（挫敗感）、過易（無聊）、信息超載（認(rèn)知過載）或存在安全隱患（如引導(dǎo)不當(dāng)）。因此，設(shè)計(jì)前必須明確目標(biāo)用戶的具體年齡段，并基于相應(yīng)的認(rèn)知發(fā)展理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。解析思路：點(diǎn)明核心原因——兒童認(rèn)知發(fā)展具有年齡階段性。然后從不同年齡段（幼兒、學(xué)齡、青少年）的具體認(rèn)知特點(diǎn)（注意力、記憶、思維）入手，分別闡述這些特點(diǎn)對(duì)界面設(shè)計(jì)（簡潔性、色彩、操作、導(dǎo)航、個(gè)性化、安全性）提出的要求。最后強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)前進(jìn)行用戶研究（年齡、認(rèn)知發(fā)展）的重要性。四、論述題1.答案：認(rèn)知負(fù)荷理論為移動(dòng)應(yīng)用界面設(shè)計(jì)提供了重要指導(dǎo)，其核心思想是減少用戶的認(rèn)知負(fù)擔(dān)以提升可用性。在移動(dòng)設(shè)備上，屏幕尺寸小、操作輸入受限、用戶往往處于移動(dòng)或分心狀態(tài)，使得認(rèn)知負(fù)荷問題更為突出。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：一是降低外在負(fù)荷。通過簡化界面元素、減少信息密度、優(yōu)化信息架構(gòu)、提供清晰的操作指引、減少不必要?jiǎng)赢嫼屯ㄖ?、使用簡潔明了的語言等方式，減少用戶處理視覺信息和執(zhí)行操作所需的心智資源。二是優(yōu)化內(nèi)在負(fù)荷。提供一致的設(shè)計(jì)風(fēng)格和交互模式，利用用戶已有經(jīng)驗(yàn)減少學(xué)習(xí)成本；對(duì)于復(fù)雜功能，提供漸進(jìn)式披露，避免一次性呈現(xiàn)過多選項(xiàng)。三是適當(dāng)利用相關(guān)負(fù)荷。通過有意義的視覺組織、任務(wù)相關(guān)的提示和反饋，引導(dǎo)用戶注意力，將認(rèn)知資源有效投入到任務(wù)本身。例如，設(shè)計(jì)一個(gè)購物App時(shí)，可通過清晰的分類導(dǎo)航（降低外在負(fù)荷）、簡潔的商品卡片（降低外在負(fù)荷）、明確的促銷信息（適當(dāng)利用相關(guān)負(fù)荷）以及流暢的支付流程（優(yōu)化內(nèi)在負(fù)荷）來降低用戶在購物和支付過程中的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，從而提升用戶體驗(yàn)和效率?？傊?，運(yùn)用認(rèn)知負(fù)荷理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，旨在創(chuàng)造一個(gè)讓用戶感覺輕松、流暢、易于理解和使用的移動(dòng)應(yīng)用環(huán)境。解析思路：首先點(diǎn)明認(rèn)知負(fù)荷理論的核心及其在移動(dòng)設(shè)計(jì)中的重要性。然后分點(diǎn)闡述如何應(yīng)用該理論（降低外在負(fù)荷、優(yōu)化內(nèi)在負(fù)荷、適當(dāng)利用相關(guān)負(fù)荷），并結(jié)合移動(dòng)端特點(diǎn)（小屏幕、操作限制、用戶狀態(tài)）具體說明設(shè)計(jì)策略。最后用一個(gè)具體例子（購物App）來綜合說明這些策略如何在實(shí)際設(shè)計(jì)中降低認(rèn)知負(fù)荷，提升可用性。2.答案：人工智能（AI）技術(shù)的發(fā)展正在深刻改變我們對(duì)人機(jī)交互中認(rèn)知因素的理解和應(yīng)用。首先，AI使得系統(tǒng)具備了更強(qiáng)的主動(dòng)理解和預(yù)測用戶意圖的能力。通過自然語言處理（NLP），AI可以理解更自然、更模糊的語言指令，減少用戶需要記憶的復(fù)雜語法或命令，降低了用戶在溝通交互時(shí)的認(rèn)知負(fù)荷（如智能助手、聊天機(jī)器人）。其次，AI能夠根據(jù)用戶的行為和偏好進(jìn)行個(gè)性化交互。通過機(jī)器學(xué)習(xí)，系統(tǒng)可以分析用戶習(xí)慣，自動(dòng)調(diào)整界面布局、內(nèi)容推薦或交互方式，使其更符合個(gè)體用戶的認(rèn)知習(xí)慣和效率需求，提升了交互的貼合度和滿意度。再次，AI賦能了更智能的反饋機(jī)制。系統(tǒng)可以根據(jù)用戶當(dāng)前的認(rèn)知狀態(tài)（如通過眼動(dòng)追蹤或生理信號(hào)估算注意力）提供更具針對(duì)性的提示或解釋，幫助用戶理解復(fù)雜系統(tǒng)或完成任務(wù)。最后，AI正在探索更直觀的認(rèn)知接口，如腦機(jī)接口（BCI），試圖直接讀取或推斷用戶的意圖和認(rèn)知狀態(tài)，雖然仍處早期，但代表了人機(jī)交互認(rèn)知層面的一種極致探索?？偠灾?，AI不僅提升了交互的效率和便捷性，也推動(dòng)我們思考如何在更高層次上融合人類的認(rèn)知能力與機(jī)器的智能，實(shí)現(xiàn)更和諧、更自然的人機(jī)協(xié)作。解析思路：首先點(diǎn)明AI對(duì)HCI認(rèn)知理解改變的總體趨勢。然后分點(diǎn)闡述AI在理解用戶意圖、個(gè)性化交互、智能反饋、認(rèn)知接口等方面的具體作用，并聯(lián)系到對(duì)認(rèn)知因素（如負(fù)荷、偏好、狀態(tài)）的新一輪探索和應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)AI如何影響用戶認(rèn)知負(fù)擔(dān)、交互效率和體驗(yàn)的個(gè)性化。最后進(jìn)行總結(jié)，展望AI與人類認(rèn)知融合的潛力。3.答案：在多模態(tài)交互日益普遍的趨勢下，設(shè)計(jì)師需要克服的潛在認(rèn)知挑戰(zhàn)主要包括：一是模態(tài)沖突與干擾。當(dāng)不同模態(tài)傳遞的信息不一致、不協(xié)調(diào)甚至矛盾時(shí)（如視覺顯示一個(gè)操作，但聲音提示另一個(gè)），會(huì)嚴(yán)重增加用戶的認(rèn)知負(fù)荷，導(dǎo)致混淆和錯(cuò)誤。二是信息過載與整合困難。同時(shí)使用多種模態(tài)可能帶來信息的總量超過了用戶處理能力，特別是當(dāng)不同模態(tài)的信息需要被整合起來理解時(shí)（如同時(shí)依賴視覺圖表和聽覺講解），增加了認(rèn)知整合的難度。三是注意力分配與管理。用戶需要在多個(gè)感官通道間分配注意力，這本身就是一個(gè)認(rèn)知挑戰(zhàn)，尤其是在需要同時(shí)關(guān)注不同模態(tài)信息的情況下。四是模態(tài)選擇與偏好差異。用戶對(duì)不同模態(tài)的敏感度和偏好存在差異，如何設(shè)計(jì)讓大多數(shù)人感到舒適和高效的模態(tài)組合是一個(gè)難題。五是技術(shù)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性與標(biāo)準(zhǔn)化缺乏。多模態(tài)交互的實(shí)現(xiàn)涉及跨學(xué)科技術(shù)，且缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，增加了設(shè)計(jì)和評(píng)估的復(fù)雜性。為了設(shè)計(jì)出更優(yōu)的多模態(tài)交互體驗(yàn)，設(shè)計(jì)師應(yīng)遵循一致性原則，確保各模態(tài)信息傳遞協(xié)調(diào)；利用互補(bǔ)性原則，讓不同模態(tài)承擔(dān)不同類型或冗余的信息，減輕單一通道的負(fù)荷；適時(shí)性原則，根據(jù)任務(wù)需求和用戶狀態(tài)選擇最