CC BY
26
Educational Technology & Society 6(3) 2003 ISSN 1436-4522
Экспериментальное исследование эффективности инструмента для реализации обучающей компоненты ИУС
О.А. Аксенов,
кафедра математического обеспечения вычислительных систем, Московский Государственный Университет Радиотехники Электроники и Автоматики, Москва, Россия aksenov@mirea.ru
АННОТАЦИЯ
В курсе обучения студентов Московского Института Радиотехники, Электроники и Автоматики по дисциплине банковская информатика в лаборатории «Электронные технологии в финансах» активно используются обучающие программы, как средство поддержки учебного процесса. Эти обучающие программы являются самостоятельными разработками лаборатории.
При подготовке определенного курса, включающего изучение финансовых пакетов, встает проблема быстрого создания обучающих систем, приспособленных под потребности обучения. Необходимость ускорения создания новых обучающих систем связана и с обновлением версий программного обеспечения. Это создает предпосылки для разработки средств автоматизации процесса формирования новых обучающих систем.
Ключевые слова
тьюторная обучающая программа, информационно управляющая система, редактор сценариев.
Введение
В данной статье будут рассмотрены особенности реализации и проведено экспериментальное исследование эффективности 2-х машинного программного комплекса, предназначенного для создания обучающих компонент информационно управляющих систем (ИУС). Этот программный комплекс предназначен для различных типов ИУС, например, с его помощью можно создавать обучающие компоненты для информационных систем, написанных в текстовом интерфейсе, таких как текстовые терминалы, информационных системы созданных под БОБ, а также обучающих компонент для графических ^т(1ош8 приложений, на которые она главным образом и нацелена.
Методология
В подобных тьюторных компонентах ИУС, предназначенных главным образом для обучения Массовых Профессиональных Пользователей, обучение производится с использованием принципов компьютерного наставника -компьютерного тьютора, согласно которым обучающая программа направляет действия обучаемого, при этом, предоставляя ему возможность обдумывать предлагаемые задания и искать пути их решения [Grigoriev, 2002].
Обучающая компонента включает некоторые стандартные элементы интерфейса, такие как “поле базовой системы”, которое отвечает за отображение исходной системы (например, банковского терминала операциониста), поля общего задания, указывающего наименование выполняемого задания, текста задания,
ставящего перед пользователем вопрос и текста подсказки, рассказывающего о путях решения этого вопроса. Расположение, размеры и предназначения данных элементов интерфейса разработаны в соответствии с эргономическими требования к организации человеко-компьютерного интерфейса [Зинченко и др. 2001].
Реализация
Рассмотренная система создания обучающих компонент состоит из следующих модулей:
- обучающей компоненты системы, которая обеспечивает непосредственное обучение согласно сценарию обучения;
- редактора сценариев обучающей системы, который предназначен для ввода сценариев, на основе которых производится обучение;
- средств перехвата управления на машине с исходной системой и автоматического заполнения сценария, которые функционируют совместно с редактором сценариев.
Обучающая компонента взаимодействует с пользователем (обучаемым) и отображается перед ним конечным интерфейсом обучающей системы. В рамках проекта созданы три варианта обучающих компонент, которые имеют следующие структуры:
1 . локальная обучающая программа, которая взаимодействует с локальной базой данных (БД) и может распространяться в варианте инсталляционной версии;
2. клиент серверная обучающая система, включающая 3 компоненты -клиент обучающей системы, сервер БД и сервер статистики (рис 1 );
3. клиент серверная обучающая система, включающая 2 компоненты -клиент обучения и сервер, организующий доставку данных до клиента и сбор статистики.
программа Сервер статистики
Рис. 1. Клиент - серверная организация обучающей системы (с использование
сервера БД).
Обучающая программа фактически является конечным продуктом (исполнительным механизмом), для которого требуется подготовка необходимого алгоритма, согласно которому будет производиться обучение. Этот алгоритм с наполнением его данными называется сценарием обучения. В рамках сценария задаются значения как отображаемых в интерфейсе обучающей компоненты элементов, так и скрытых от пользователя параметров. Три варианта организации структуры системы создают различные комбинации способов доставки сценария до конечной обучающей программы и сбора статистики по действиям обучаемого.
Эти варианты не исключают друг друга и предназначены для различных структур организации учебных классов. Они могут быть расширены и дополнены в зависимости от потребностей организации обучения. Клиент серверные варианты системы являются более функциональными в том плане, что во первых для дополнения/корректировки сценариев не требуется переустановка клиентского ПО и во вторых организуется централизованный сбор статистики. Система включает
различные способы анализа статистических данных, с помощью которого можно посмотреть и уровень обучаемого и наиболее трудные для обучения места сценария в виде таблиц, графиков и отчетов.
Для пользователя цикл обучения организуется следующим образом. Выбирается задание, согласно которому будет производиться обучение (в клиент серверном варианте также возможна регистрация в системе). После этого появляется окно, в котором организуется диалог, где согласно написанному заданию обучаемый должен выполнить определенное действие (например, нажатие кнопки мыши на определенном оконном элементе) и в случае ошибки (при выполнении этого действия) будет выведено сообщение помощи. Тем самым, в случае возникновения затруднения обучаемого, программа помогает в преодолении ошибочной ситуации, что способствует лучшему запоминанию путей решения затруднительной ситуации на текстовом и видеомоторном уровне.
Отдельной важной компонентой комплекса является редактор сценариев, которые отвечает за ввод сценариев обучения (рис 2). Редактор сценариев является инструментальным средством формирования обучающих компонент.
Рис 2. Интерфейс редактора обучающей системы.
Основным предназначением данного средства является облегчение и ускорение процесса формирования сценариев. Для этого предусмотрено множество функциональных и эргономических средств, которые увеличивают скорость разработки сценария, удобство использования редактора и снижающих частоту возникновения ошибок. Разработка способов облегчения редактора обучающей системы во многом основывалась на опыте создания и использования предшествующих инструментальных средств [Аксенов 2001].
Для этого разработка редактора придерживалась следующих принципов:
- проектирование сценария должно быть визуально, т.е. редактор сценариев должен приближать сценариста к тому внешнему виду, который будет представлен в обучающей системе;
- однотипные действия должны быть оптимизированы, т.е. должны быть разработаны подходы по ускорению данных действий;
- должна быть рассмотрена возможность и применены средства автоматизации процесса формирования сценария.
При решении этих задач были разработаны следующие механизмы автоматизации:
- интерфейс редактора сценариев обучающей системы был приближен к интерфейсу самой обучающей системы, повторяя его в ключевых элементах. На экране редактора сценариев (рис 2) отображаются такие поля как текст задания (п.1), текст помощи (п.5) и окно базовой системы (п.7), на которых можно непосредственно задать их значения;
- в полях ввода задания и текста добавлена возможность хранения и добавления часто повторяющихся текстов из списков подстановок (рис 2. п.1 - 5) , в котором тексты помощи сгруппированы по действиям пользователя, что сказывается, прежде всего, на удобстве использования и сокращении количества ошибок;
- переход по заданиям осуществляется при помощи списка (рис 2. п. б), быстрый переход по которому имитирует смену состояний базовой системы в момент обучения и помогает быстро перейти на нужный шаг (рис 2. п. б);
- создано средство двухмашинного, полуавтоматического заполнения сценария, работающее посредством сетевого протокола TCP/IP.
Средство автоматического заполнения является дополнительной компонентой, которая связана с редактором сценариев. Данная компонента размещается на клиентском компьютере, где установлена базовая система, для которой создается сценарий обучения. Она осуществляет перехват управления [MSDN, hooks] и экранов [MSDN, Capturing Screen] на клиентской машине, при этом передавая графическую информацию с прикрепленной к ней информацией о действии пользователя редактору сценариев.
К примеру, оператор-сценарист работает с клиентским местом системы бронирования авиабилетов, при этом он входит в различные меню, вводит значения в заданные поля и выполняет множество других операций. До начала спроектированного обучения на компьютере оператора сценариста запускается программа-перехватчик, которая ловит действия пользователя и фиксирует изменения экранов системы бронирования авиабилетов, пересылая их редактору системы, который фиксирует эти значения в БД сценария. При этом для ускорения деятельности на компьютере с редактором сценариев (хотя весь комплекс может функционировать на одной машине) находится помощник сценариста, который тут же подготавливает списки заданий и текстов помощи, тем самым, присоединяя тексты помощи и задания к соответствующим действиям с базовой системой. При этом оба (и сценарист, и его помощник) видят контекст проблемы, а оператору базовой системы не требуется постоянно переключаться с одного компьютера на другой.
Тем самым не требуется монотонная фиксация оператором всей последовательности элементарных действий, в виде запоминания образов экранов и ввода типа действий пользователя с характеристиками этого действия. Например, в случае ручного формирования сценария оператор-сценарист должен сначала снять экран с базовой системы и сохранить посредством какого-либо графического редактора файл рисунка. Затем войти в редактор и внести в сценарий сначала файл рисунка, а затем указать, что, к примеру, пользователь произвел нажатие левой кнопки мыши в таком-то квадрате экрана.
Анализ и оценка разработки
Было исследована эффективность данного средства при помощи двух тестовых групп студентов. Первоначально обоим группам студентов был представлен учебный материал по системе управления банковской деятельностью Diasoft bank 4x4. Он включал описание лабораторных работ, проводимых с данной системой, бумажная документаций к данной системе.
На основании полученных материалов студенты формулировали сценарий обучения сначала в терминах самой системы, а затем и в терминах обучающей программы. После того, как была подготовлена последовательность действий, тексты
заданий и тексты помощи, студенты разных групп приступали к работе с системами (обучающей системой и системой Diasoft Bank 4x4).
Первая группа при создании сценария должна была использовать средства автоматизации, вторая должна была обходиться без использования данных средств. Эксперимент находится в стадии завершения, но уже на основании предварительной оценки видно увеличение скорости заполнения сценария примерно в 7 раз, при этом наглядно видно снижение количества ошибок заполнения сценария. Это говорит о явном успехе использования данного средства и делает актуальным поиск путей его дальнейшего совершенствования.
Также планируется проведение экспериментов со средствам сбора и оценки статистики, с целью определения тонких мест созданных сценариев, вызывающих наибольшее затруднение у обучаемых. Важность подобного анализа показана разработками, связанными с анализом качества формулировок вопросов, применяемых в системе тестирования, разработанной в лаборатории «Электронные технологии в финансах».
Заключение
В данной статье было рассмотрен авторский комплекс программ, предназначенных для организации обучения массовых профессиональных пользователей. Были описаны созданные обучающие компоненты и созданные инструментальные средства.
Задачей инструментальных средств является оптимизация процесса создания обучающих программ. Для этого предназначены как и механизмы редактора сценариев, так и компонента автоматического заполнения сценариев, функционирующая в сетевом взаимодействии с редактором сценариев. Эффективность использования данного средства автоматизации подтверждается экспериментально в процессе создания новых обучающих систем.
Литература
[Grigoriev, 2002] Grigoriev V.K., “Computer Tutor Based Support for Teaching Mass Professional Users of Front Office Applications”, IEEE International Conference on Advanced learning technologies, ICALT 2002, p379-383.
[Зинченко и др. 2001] Мунипов В.М., Зинченко В.П. “Эргономика:
человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды”, М.: Логос, 2001, стр. 299-308.
[Аксенов 2001] Аксенов О.А., Григорьев В.К., “Инструментарий для создания тьютора системы CMS SmartCity 1.5”, Современные информационные технологии в управлении и образовании, М: ФГУП НИИ «Восход», МИРЭА 2001 г., стр.203-207 [MSDN, hooks] Microsoft Corporation, “About Hooks”,
http://msdn.microsoft.com/library/en-
us/winui/WinUI/WindowsUserlnterface/Windowing/Hooks/AboutHooks.asp, MSDN Library.
[MSDN, Capturing Screen] Microsoft Corporation, “Windows GDI. Capturing an Image”, http://msdn.microsoft.com/library/en-us/gdi/bitmaps_5a5h.asp, MSDN Library.
