Исследование обобщенного интерфейса тьюторной обучающей

Educational Technology & Society 7(3) 2004
ISSN 1436-4522
Исследование обобщенного интерфейса
тьюторной обучающей системы
В.К. Григорьев, А.А. Антонов, Д.А. Закаблуков
кафедра МОВС, МИРЭА
grigoriev@mirea.ru
АННОТАЦИЯ
В данной работе рассматривается обобщенный интерфейс одного типа
обучающих систем. Анализируется структура интерфейса, проводится
теоретический анализ взаимного расположения элементов, выдвигается
гипотеза об изменении стандартного взаимного расположения элементов,
предлагается и описывается методика экспериментального исследования
обобщенного интерфейса. Описывается проведение эксперимента, даются
первичные результаты экспериментального исследования и данные его
статистической обработки. Дается новая редакция обобщенного интерфейса.
Ключевые слова
информационно-управляющие
системы,
массовый
профессиональный
пользователь, обучающая система, интерфейс обучающей системы.
1. Введение
Решение проблемы разрыва знаний для МПП (массового профессионального
пользователя) возможно с помощью компьютерных обучающий подсистем
[Григорьев В.К., 2001]. Одним из основных элементов технологии создания
обучающих
подсистем
для
МПП
является
обобщенный
интерфейс
[Григорьев В.К., 2003a]. Далее рассмотрим взаимное расположение основных
элементов интерфейса.
2. Обобщенный интерфейс обучающей системы для МПП
информационно-управляющей системы (ИУС)
Структура обобщенного интерфейса представлена на [Рис. 1] и состоит из
восьми элементов. Элементы ограниченные сплошными линиями обязательно
присутствуют в каждом окне при работе ОП, а ограниченные пунктирными линиями
могут отсутствовать.
Элементы 1,5 представляют модель изучаемого объекта, области, в частности
элемент 1 это образ ИУС. Элемент 5 содержит визуальные модели вспомогательных
элементов. интерфейса.
Для предоставления ситуаций используются элементы:
− Мультимедийное описание ситуации, элемент 6
− Навигация по ситуациям и заданиям, элемент 4
Непосредственно учебные агенты представлены.
1. Элементами, отображающими двойственность положения пользователя
в ИУС, как специалиста предметной области и как оператора ИУС – это
текстовые и/или мультимедийные элементы 2,3, задание на разрешение
ситуации, в терминах предметной области, и указание по выполнению
задачи (текущего шага) для разрешения ситуации, в терминах ИУС;
2. Указанием на ошибочные действия, элемент 7, текстовый и/или
мультимедийный;
3. Демонстрацией правильного разрешения ситуации, элемент 8, текстовый
и/или мультимедийный.
210
2
3
5
1
7
6
4
8
Рисунок 1. Структура обобщенного интерфейса ОП ИУС.
Естественно, в процессе проектирования конкретных ОП ИУС элементы
обобщенного интерфейса могут и должны изменяться и уточняться, однако в
большинстве практических реализаций ОП ИУС эти элементы присутствуют в том
или ином виде.
3 Анализ структуры обобщенного интерфейса
Двумя основными элементами интерфейса ТОС ИУС являются:
− Элемент 1 ,”Образ ИУС”, центральный элемент интерфейса ОП ИУС,
это окно с точной моделью, полным пропорциональным отображением,
интерфейса ИУС. Это окно может быть реализовано различными
способами [Григорьев В.К., 2003b], но главное, что в нем должно быть
обеспечено, одинаковые действия, среди разрешенных в ОП, приводят к
одинаковому отображению как в реальной ИУС, так и в окне ОП ИУС.
− Элемент 2, ”Поле задания”, задание на разрешение ситуации предметной
области.
В работе «Математическая теория перспективы» [Раушенбах Б.В., 1988] об
особенностях восприятия зрительных образов говорится, что основной визуальный
объект должен располагаться в центре картины, экрана. Следовательно, элемент
”Образ ИУС”, должен располагаться в центре экрана.
Рисунок 2. Задание над рабочим полем.
211
Рисунок 3. Задание под рабочим полем.
О месте расположения элемента 2, ”Поле задания” были выдвинуты две
гипотезы.
1. Элемент ”Поле задания” над элементом ”Образ ИУС”, (рис. 2).
2. Элемент ”Поле задания” под элементом ”Образ ИУС”, (рис.3).
Первая гипотеза основывается на порядке выполнения алгоритма обучения. В
соответствии с алгоритмом обучения студенту необходимо:
1. прочитать задание в терминах предметной области;
2. выполнить задание, ориентируясь на визуальный образ ИУС.
Рассмотрим экран ТОС ИУС как страницу учебника с текстовым изложением
материала, в данном случае текста задания. Основываясь на национальных
особенностях [Kommers P., 2002] и в соответствии с европейскими традициями текст
читается слева направо и сверху вниз. И с этой точки зрения начальное внимание при
прочтении текста обращается в левый верхний угол страницы. Именно там
необходимо расположить первый элемент, а именно «Поле задания», а образ ИУС
располагается далее, ниже «Поля задания». На этом основана первая гипотеза о
взаимном расположении. Вторая гипотеза основывается на трактовке элемента 1
,”Образ ИУС”, как основного визуального объекта интерфейса ТОС ИУС. В этом
случае «Поле задания» будет рассматриваться не как фрагмент печатного текста
страницы-окна, а как подпись к рисунку-окну. И «Поле задания» должно
располагаться под элементом образа ИУС, также в соответствии с традицией
книгоиздания в СССР и России. Для выбора одной из этих двух гипотез авторами
было предложено экспериментально проверить обе эти гипотезы. Суть эксперимента
заключалась в предоставлении испытуемым заданий с расположением элементов по
первой или по второй гипотезе. Критерием являлось меньшее время безошибочного
выполнения заданий. Учет ошибок состоял в том, что тратилось время на их
исправление. И таким образом получалось единственное значение, которое
необходимо сравнивать.
Выбирая слова в меню,
получите фразу
“МИРЭА самый
хороший университет
мира” и нажмите
кнопку Подтвердить.
Рисунок 4. Задание справа от рабочего поля.
4 Методика эксперимента
Проведение эксперимента было поддержано клиент серверным программным
инструментом, который выполнял следующие функции.
− Всей группе предлагал набор заданий нейтральных в смысле
эксперимента (рис.4).
− Разделял группу всех испытуемых на две равнозначные в смысле
эксперимента подгруппы, на основе:
1. ранжирования группы по времени выполнения заданий;
2. построения двух подгрупп по четным и нечетным номерам рис.5 (Up
& Down).
− Первой подгруппе предлагал набор заданий с расположением элементов
(рис.4) в соответствии с первой гипотезой.
212
−
Второй подгруппе предлагал набор заданий с расположением элементов
(рис.5) в соответствии со второй гипотезой.
Рисунок 5. Интерфейс сервера тестирования после распределения по
подгруппам.
Описанная выше инструментальная поддержка позволила провести в течение
3-х часов объемное экспериментальное исследование.
5 Экспериментальное исследование
Экспериментальное исследование проводилось сотрудниками лаборатории
“FINELTEC” МИРЕА в первом семестре 2003/2004 учебного года. С любезного
разрешения директора, эксперимент проводился в лицее Сбербанка РФ. В локальной
сети лицея в компьютерных классах были установлены клиенты инструментальной
поддержки, а сервер на учебном сервере лицея. В эксперименте участвовало 56
студентов 2-го курса лицея, которые после выполнения предварительной
последовательности заданий автоматически были разбиты на две логические
подгруппы по 28 человек в каждой. Затем первая подгруппа выполняла
последовательность заданий, построенных в соответствии с первой гипотезой
(рис. 3), а вторая подгруппа выполняла последовательность заданий, построенных в
соответствии со второй гипотезой (рис. 4).
Времена выполнения заданий студентами первой и второй подгруппами
представлены соответственно в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Время выполнения первой подгруппой заданий по гипотезе 1.
№
Время
№
Время
№
Время
1
253
11
436
21
686
2
698
12
453
22
533
3
965
13
751
23
566
4
311
14
621
24
398
5
505
15
432
25
349
6
1003
16
646
26
547
7
587
17
524
27
848
8
477
18
872
28
640
9
779
19
805
29
10
421
20
343
30
Таблица 2. Время выполнения второй группой заданий по гипотезе 2.
№
Время
№
Время
№
Время
1
640
11
487
21
324
2
404
12
439
22
471
3
327
13
537
23
547
4
470
14
405
24
625
5
916
15
655
25
312
6
530
16
747
26
321
Полученные результаты представлены в таб. 3
213
7
244
17
302
27
322
8
599
18
384
28
451
9
431
19
282
29
10
333
20
901
30
Таблица 3. Групповая статистика.
Номер
подгруппы
Количество
студентов
Среднее
время
Std.
Deviation
Std. Error Mean
1,00
2,00
28
28
587,4643
474,2857
198,6858
173,7488
37,5481
32,8354
6. Заключение
Полученные ряды времен исполнения задания двумя группами
обрабатывались с помощью пакета SPSS. Среднее время выполнения заданий по
гипотезе №1 оказалось на 24% больше времени выполнения заданий по гипотезе
№2. Достоверность результатов в соответствии с T-критерием имела значимость
0,027, что говорит о высокой достоверности полученных результатов.
Представленные результаты говорят о целесообразности построения
структуры типового интерфейса в соответствии со второй гипотезой.
7. Литература
[Григорьев В.К., 2001], В.К. Григорьев, Обучающая подсистема тьюторного типа:
принципы создания и использования. Банковские технологии №6, 2001,сс.72-80
[Григорьев В.К., 2003a], В.К. Григорьев, Модель обучения кадров большой
территориально распределенной корпорации, стр. 63-72, Информационные
технологии и решения для электронной России, Министерство связи и
информатизации.
[Григорьев В.К., 2003b], В.К. Григорьев, Аксенов О.А., Инструментальный
двухмашинный комплекс для создания обучающих компонент ИнформационноУправляющих Систем «Построитель тьюторов», №50200301100 от 26 декабря 2003
года
[Раушенбах Б.В., 1986], Б.В. Раушенбах, Общая теория перспективы, Наука, М,1986,
с.255
[Kommers P., 2002], М. Tedre, P. Kommers, E. Sutinen. Ethnocomputing a Multicultural
View on Computer Science, ICALT2002, сс.195-200
214