当前人工智能技术的发展进入快车道,尤其是语音识别、自然语言处理和语音文本三项智能语音的重点核心技术发展,智能语音开始应用于诸多领域,如智能家居、虚拟助手、智能车载、智能机器人、智能客服等。智能语音逐渐融入人们的生活之中,语音交互正在被重塑成为人机交互的新范式。与传统图形界面交互相比,语音交互更贴近用户自然的表达,学习成本低,可以很好地解放双手和双眼。然而在实际使用中,由于用户对语音认知和行为差异,语音交互的用户体验并不能达到用户预期,很大程度上影响用户的操作感受,降低用户使用语音交互的意愿。本文以智能音箱语音交互为研究实例,结合用户心智模型理论,对在语音交互中影响用户体验的要素进行探究。首先,本研究结合语音交互的特点和人机交互领域中用户心智模型相关理论,对语音交互用户心智模型进行理论研究,将其分为三个层次分别为认知层、行为层和情感层。其次,通过半结构化访谈与手段-目的链分析法获取并归纳用户心智模型三个层面的相关要素,依据其关联性构建出用户心智模型。通过该模型探究得出在语音交互中影响用户体验的要素及其相互影响关系。有助于设计人员了解用户体验问题结症与影响范围,可在语音交互设计与优化阶段,为设计人员提供指导。最后,本研究依据用户心智模型数据关系构建智能音箱语音交互用户体验评价体系,并通过调研问卷进行实验,从语音交互设计优化和针对不同熟练度用户语音交互设计两个方面提供建议。本文通过对语音交互用户的心智模型构建、分析以及设计应用,探索用户心智模型要素与用户体验设计的内在联系,并将用户心智模型应用于设计评价。帮助设计人员更全面评估的语音交互的用户体验从而引导设计实践,同时也为语音交互用户体验研究提供了研究思路和手段。