Исследование обобщенного интерфейса тьюторной обучающей системы

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., 2003а]. Далее рассмотрим взаимное расположение основных элементов интерфейса.

2. Обобщенный интерфейс обучающей системы для МПП информационно-управляющей системы

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.

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., 2003Ь], 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.

"((ГЗЛЕЗЕІГ ГІО НЕПЗКЗШ І ІЖОМ ГЮрЯДЮ-:1. 1 |——1 1 1 э 1

Рисунок 2. Задание над рабочим полем.

Щекнычс ми ННПШ t 1ак«ы порядке: 3, ]F 1

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 [Коттеге Р., 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 вменю, 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.

- Второй подгруппе предлагал набор заданий с расположением элементов (рис.5) в соответствии со второй гипотезой.

Параметры тестирования (* Предварительное тестирование

С Окончательное тестирование

Г" Вести тестирование

Управление базой Открыть

Сохранить

Ф.И.О. IГ руппа ВрТе1 ВрТе2

Подготовить данные

ВрТеЗ ВрТе4 Сумма Статус

Те'

Ссссс С. С.

Ввввв В. В. Иииии И. И.

Ф'фиф фиф Ф. Ф'.

СС-1 -11 28 53 190 43 314 и

ВВ-1-11 35 132 142 50 359 0

ИИ-1-11 117 30 227 55 479 и

фф-1 -11 189 83 282 88 840 0

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 ‘ТШЕЬТЕС” 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.

№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Время 253 698 965 311 505 1003 587 477 779 421

№ 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Время 436 453 751 621 432 646 524 872 805 343

№ 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Время 686 533 566 398 349 547 848 640

Таблица 2. Время выполнения второй группой заданий по гипотезе 2.

№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Время 640 404 327 470 916 530 244 599 431 333

№ 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Время 487 439 537 405 655 747 302 384 282 901

№ 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Время 324 471 547 625 312 321 322 451

Полученные результаты представлены в таб. 3

Таблица З. Групповая статистика.

Номер подгруппы Количество студентов Среднее время Std. Deviation Std. Error Mean

1,00 28 587,4643 198,6858 37,5481

2,00 28 474,2857 173,7488 32,8354

6. Заключение

Полученные ряды времен исполнения задания двумя группами обрабатывались с помощью пакета 8Р88. Среднее время выполнения заданий по гипотезе №1 оказалось на 24% больше времени выполнения заданий по гипотезе №2. Достоверность результатов в соответствии с Т-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 Информационно-Управляющих 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