K12教育APP信息可視化設(shè)計(jì)研究

韋艷麗 孫虹 王松琴 王磊

摘要：在大數(shù)據(jù)時(shí)代，探索提高信息可視化設(shè)計(jì)質(zhì)量的方法。基于K12教育APP產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，結(jié)合用戶研究及交互設(shè)計(jì)理論方法，基于用戶場景，探索用戶需求并設(shè)計(jì)基于用戶需求的K12教育APP信息可視化設(shè)計(jì)。得到K12教育APP信息可視化設(shè)計(jì)方法。基于K12教育APP的信息可視化設(shè)計(jì)，針對(duì)用戶角色及用戶需求進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘與可視化設(shè)計(jì)，有助于提升用戶獲取信息的效率與體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：信息可視化 K12教育 用戶研究

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-0069（2019）01-0138-04

Abstract： In the era of big data， explore ways to improve the quality of information visualization design.Based on the data generated by K12 education app， combined with user research and interaction design theoretical methods， explore user requirements based on user scenarios and design the visual design of K12 education app information based on user requirements.The visual design method of K12 education app information is obtained.Based on the information visualization design of K12 education app， data mining and visual design are carried out for user roles and user demands， which is helpful to improve the efficiency and experience of users in obtaining information.

Keywords： Information visualization K12 education user research

引言

隨著科技的進(jìn)步，大數(shù)據(jù)已逐步滲透我們的生活，面對(duì)海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，如何讓用戶能易于識(shí)別，獲取自身需要的有效信息，感知信息效用，圖表、線形圖、柱形圖、餅狀圖已經(jīng)完全落后，信息可視化成為一種新的趨勢，新聞、趨勢、商業(yè)策略，所有抽象概念都可以用圖表表達(dá)。在體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)的大背景下，信息可視化的研究重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向可用性分析以及信息服務(wù)評(píng)價(jià)等內(nèi)容，即由“以任務(wù)為中心”轉(zhuǎn)向“以用戶為中心”的研究[1]。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，教育行業(yè)也開始實(shí)施智慧教育，通過在線教育平臺(tái)，記錄學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。通過對(duì)海量數(shù)據(jù)的整理、分類、分析，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)能力、教學(xué)環(huán)境不足之處，合理安排教學(xué)內(nèi)容，輔助教學(xué)。本文在闡述及探究數(shù)據(jù)可視化的內(nèi)涵和技術(shù)基礎(chǔ)上，分析了教學(xué)平臺(tái)的用戶人群、需求、目的、場景等方面的特點(diǎn)，提出了如何基于用戶需求進(jìn)行合理的信息可視化設(shè)計(jì)，在保證信息傳達(dá)準(zhǔn)確度同時(shí)，提高用戶獲取信息時(shí)的體驗(yàn)。

一、信息可視化

信息可視化（Information visualization）是一門跨學(xué)科領(lǐng)域，以研

究大規(guī)模非數(shù)值型信息的視覺呈現(xiàn)為首，利用圖形圖像技術(shù)與方法，抽象展示，幫助人們分析數(shù)據(jù)和理解信息。主要包括數(shù)據(jù)可視化、科學(xué)可視化、知識(shí)可視化、人機(jī)交互、信息圖形、視覺設(shè)計(jì)以及心理學(xué)和商業(yè)知識(shí)。信息可視化同時(shí)兼具科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性和設(shè)計(jì)美學(xué)的創(chuàng)造性，利用獨(dú)特的設(shè)計(jì)形式，組織整理各項(xiàng)信息，打破了原本繁瑣、枯燥、沉悶的數(shù)據(jù)，真正做到了形式和內(nèi)容的統(tǒng)一、科學(xué)和藝術(shù)的統(tǒng)一[2]。圖形、地圖、表格、文本及顏色的合理搭配為信息可視化提供了展示方式和手段，設(shè)計(jì)師充分從用戶體驗(yàn)角度設(shè)計(jì)方案，促進(jìn)用戶理解、洞察信息中的關(guān)鍵點(diǎn)，各信息之間的關(guān)聯(lián)性，快捷、高效向用戶傳達(dá)，也成為現(xiàn)今信息呈現(xiàn)和傳播的重要發(fā)展方向。

二、k12教育APP

隨著全球教育信息化的發(fā)展，在線教育市場呈現(xiàn)井噴式增長，K12教育也包含其中。K12（kindergarten through twelfth grade）是教育類專用名詞，K指幼兒園，12則指小學(xué)、初中、高中教育，（如圖1）所示，從2014年至2018年K12在線教育占據(jù)市場規(guī)模逐年增加，并自2017年至今一直占據(jù)市場第一。目前我國在線教育產(chǎn)品主要分為輔導(dǎo)類、題庫類、答疑類、家教類、工具類。

數(shù)據(jù)來源于http：//www.sohu.com/a/191700814386633（根據(jù)市場公開數(shù)據(jù)、財(cái)報(bào)、企業(yè)訪談，結(jié)合艾瑞資訊模型核算）

基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)時(shí)代，傳統(tǒng)規(guī)模化授課模式難以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情、培養(yǎng)創(chuàng)新能力及面對(duì)問題的決策力，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)施全方位、多層次、寬領(lǐng)域的個(gè)性化教學(xué)形式已逐漸成為教育行業(yè)發(fā)展的必然趨勢[3]。教育類APP利用互聯(lián)網(wǎng)+教育打造新的教育體驗(yàn)，通過APP中不同的交互形式，給用戶帶來不一樣的體驗(yàn)，讓孩子爰上學(xué)習(xí)，讓家長和老師能隨時(shí)觀察和監(jiān)督孩子學(xué)習(xí)近況，為學(xué)生、老師和家長間提供交流平臺(tái)，從而全面提升教學(xué)品質(zhì)、學(xué)生實(shí)踐能力、課程優(yōu)化升級(jí)等。

三、信息可視化在教育行業(yè)的應(yīng)用

信息可視化的應(yīng)用十分廣泛，在醫(yī)學(xué)、工程技術(shù)、自然科學(xué)、通信、金融和商業(yè)等領(lǐng)域都有顯著成效，在教育類應(yīng)用產(chǎn)品中也頗有建樹。2018年4月，教育部辦公廳印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中明確提出，要推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，建立健全教育信息化可持續(xù)發(fā)展機(jī)制，構(gòu)建完善的教育體系，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)，推動(dòng)教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享。

信息可視化為傳統(tǒng)教學(xué)模式開辟了新路徑、新技術(shù)、新思維、新模式，打破了傳統(tǒng)的教育模式與理念，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)、優(yōu)化教學(xué)模式、構(gòu)建教育評(píng)價(jià)機(jī)制、學(xué)校數(shù)據(jù)管理等。目前內(nèi)外常用在線教育平臺(tái)有網(wǎng)易公開課、一起作業(yè)、作業(yè)幫、猿輔導(dǎo)、極課、智學(xué)網(wǎng)、mooc等。信息可視化在教育類產(chǎn)品應(yīng)用中，雖然涉獵范圍廣泛，但缺乏研究力度與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，沒有深入了解，不同信息最佳可視化展現(xiàn)形式，不足以形成標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)模式，發(fā)揮信息可視化的最佳效用。信息可視化在教育平臺(tái)中用戶群體主要分為學(xué)生、教師、教學(xué)管理者和家長，本文將圍繞教師、教學(xué)管理者群體，以某教育類APP（教師端）為例，探索提升信息可視化設(shè)計(jì)質(zhì)量的方法。

四、教育APP用戶分類

信息可視化的用戶是指信息經(jīng)過可視化處理過的受眾人群。用戶感知是用戶體驗(yàn)中最前端和最貼近用戶的一部分，它與數(shù)據(jù)的解讀與理解是息息相關(guān)的[45]。因此，對(duì)于終端用戶的劃分，有助于從受眾視角看待問題，了解需求。并且，不同的終端用戶需求也各不相同，甚至在不同時(shí)期，用戶的的需求都在不斷變化，獲取信息的目的也不一樣。這些對(duì)于設(shè)計(jì)師選擇信息可視化的展現(xiàn)方式起著至關(guān)重要的作用。（如表1）所示，按用戶閱讀信息目的將其分為兩類：普通用戶和專業(yè)用戶。

普通用戶，具有普遍性、廣泛性、非專業(yè)性的特點(diǎn)。對(duì)信息圖的理解程度參差不齊，大部分屬于被動(dòng)接受信息者，并且接受內(nèi)容往往與用戶的認(rèn)知度、關(guān)注度及主觀意識(shí)密切相關(guān)，所以在獲取信息的過程中伴隨著隨機(jī)性和偶然性，少部分用戶積極獲取信息。專業(yè)用戶，具有專業(yè)性、精確性等特點(diǎn)，主要是一些專門從事學(xué)術(shù)、科研、機(jī)構(gòu)、企業(yè)中具有領(lǐng)導(dǎo)地位的受眾。對(duì)信息所要傳達(dá)的內(nèi)容十分了解，并且能從信息圖中摸索出一定的規(guī)律，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，挖掘出更有價(jià)值的內(nèi)容。

不同的用戶群體也對(duì)應(yīng)不同的教育APP，包括教師端、學(xué)生端（家長端）、運(yùn)營人員，其中教師端分為普通教師用戶和教育管理者，不同的終端用戶或同一終端不同類型用戶對(duì)信息的需求都截然不同。

（一）教師端。教師端用戶主要是一些在校任職教師，主要分為兩類用戶，教育管理者和教師用戶，通過教育APP獲取一些與自身職業(yè)相關(guān)的信息。

教育管理者，屬于專業(yè)用戶，主要使用人群是校長、學(xué)科組長、教導(dǎo)主任等在校有決策權(quán)的用戶群體，通過產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)可視化處理，考核追蹤教師績效、教學(xué)任務(wù)完成情況，高效決策，指導(dǎo)教學(xué)計(jì)劃;了解學(xué)生整體成績情況，進(jìn)而調(diào)整教學(xué)方案，對(duì)薄弱生進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)。

教師用戶，主要使用人群是在校任職的教師用戶，屬于核心用戶，主要分為代課老師、班主任、學(xué)科組長三類。由于職務(wù)的不同，不同用戶的權(quán)限也有所區(qū)分。教師用戶通過產(chǎn)品記錄的學(xué)生行為數(shù)據(jù)、相關(guān)檢測報(bào)告，掌握班級(jí)整體和學(xué)生的各科成績情況、知識(shí)點(diǎn)掌握度、年級(jí)排名、教學(xué)成果，實(shí)時(shí)監(jiān)督學(xué)生作業(yè)完成度，海量題庫隨意出題，智能批改，輔助教學(xué)，留出更多精力在個(gè)性化教學(xué)上，豐富教學(xué)手段、因材施教，讓課程體系更加完善，使教學(xué)生動(dòng)有趣，學(xué)生學(xué)有所獲。

（二）學(xué)生端（家長端）。學(xué)生端又可稱為家長端，是學(xué)生和家長用戶共存的一個(gè)平臺(tái)。為學(xué)生提供各類教學(xué)資源，及時(shí)了解自身薄弱情況，査漏補(bǔ)缺，自主個(gè)性化學(xué)習(xí)，有針對(duì)性地進(jìn)行強(qiáng)化鞏固。[6]讓家長掌握學(xué)生在學(xué)校一切動(dòng)態(tài)，包括通知、學(xué)習(xí)、教育資訊、安全等，促使學(xué)校和家長有效溝通，實(shí)現(xiàn)家校互聯(lián)。

（三）運(yùn)營人員、科研人員。一般是指平臺(tái)內(nèi)部操作人員，屬于專業(yè)型用戶。對(duì)業(yè)務(wù)熟悉度高，對(duì)信息的需求也更加具體細(xì)化，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，通過可視化的信息圖表，監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)優(yōu)化點(diǎn)，多維數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)度，從而總結(jié)數(shù)據(jù)規(guī)律，洞察商業(yè)動(dòng)態(tài)，行業(yè)趨勢，制訂盈利模式及后續(xù)商業(yè)推廣方式，達(dá)到資源的優(yōu)化配置，從而獲取對(duì)自身更有用的信息。

因此對(duì)于教師用戶、學(xué)生用戶兩類高頻用戶，產(chǎn)品的交互設(shè)計(jì)、視覺表現(xiàn)以及綜合用戶體驗(yàn)方面要求更高。信息圖表呈現(xiàn)方式簡單易懂，操作便捷，反德及時(shí)，為用戶帶來沉浸式體驗(yàn)，讓用戶對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生依賴性。

五、教育類APP（教師端）信息可視化設(shè)計(jì)

信息可視化設(shè)計(jì)的基本流程為明確需求、用戶調(diào)研、競品分析、建立信息架構(gòu)、基本圖表建立、可視化方案設(shè)計(jì)、可用性測試與產(chǎn)品迭代等，根據(jù)產(chǎn)品的不同情況，優(yōu)化還是新功能的建立，流程也會(huì)有所調(diào)整，不可完全按部就班來進(jìn)行。智學(xué)網(wǎng)基于人工智能核心技術(shù)，學(xué)校課后作業(yè)、考試和發(fā)展性教學(xué)與教學(xué)評(píng)價(jià)功能，推出的大數(shù)據(jù)個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)。能夠?qū)崿F(xiàn)教與學(xué)全場景動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的采集與分析，深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，幫助教育管理者高效決策，為教師提供針對(duì)性教學(xué)，因材施教、智能批改、査看學(xué)情考察的信息化環(huán)境與服務(wù)，提升教學(xué)質(zhì)量m。如今該產(chǎn)品的用戶群體主要為教師和教學(xué)管理者，本文將以智學(xué)網(wǎng)（教師端）APP-學(xué)情分析功能為例，闡述信息可視化設(shè)計(jì)的流程。

教師用戶信息可視化優(yōu)化設(shè)計(jì)，教師端“學(xué)情分析”模塊的核心定位就是基于過程性數(shù)據(jù)采集技術(shù)，挖掘數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析輸出每場考試及作業(yè)報(bào)告，內(nèi)容涵蓋學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況、得分率、排名、作答情況等，從而輔助教師制訂教學(xué)方案、講解錯(cuò)題，針對(duì)性教學(xué)等，以此充分挖掘校園考試價(jià)值。本文以教師用戶為目標(biāo)人群，通過對(duì)其進(jìn)行深度訪談，挖掘信息需求，分析競品，梳理信息架構(gòu)，對(duì)教師用戶所需信息進(jìn)行可視化優(yōu)化設(shè)計(jì)，并證明其可用性。

（一）競品分析

根據(jù)優(yōu)化模塊功能及用途，選取極課教師APP和一起作業(yè)APP為競品，進(jìn)行分析，（如圖2、3）所示，極課教師APP信息覆蓋面廣，利用用戶使用場景移動(dòng)端只選取部分功能模塊，操作便捷高效。用戶可快速獲取索要數(shù)據(jù)，豎板界面，視覺流暢性高。但對(duì)于年級(jí)組長、校長、班主任等，沒有功能上區(qū)分，對(duì)于不同人群，所需功能也應(yīng)有所調(diào)整。而一起作業(yè)頁面布局簡單直接，分為布置作業(yè)和檢查作業(yè)兩大模塊。海量題庫篩選題目，快捷操作，隨時(shí)生成作業(yè)。可仔細(xì)檢査英語聽說練習(xí)，學(xué)生作答情況。但不能通過作業(yè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析學(xué)生薄弱知識(shí)點(diǎn)，也能通過作業(yè)完成情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生共性問題。

（二）APP可用性測試

通過對(duì)APP的可用性測試，探索產(chǎn)品的可用性問題。（1）可用性測試任務(wù)，以一次年級(jí)考試為測試，觀察用戶在使用學(xué)情分析功能的主要使用場景，對(duì)頁面閱讀的流暢度，關(guān)注點(diǎn)，課下備課以及課上講解錯(cuò)題，分析試卷并相應(yīng)布置鞏固練等。（2）實(shí)踐結(jié)果分析。（如表2、3），從任務(wù)耗時(shí)和任務(wù)中跳轉(zhuǎn)次數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，用戶在査看學(xué)情分析報(bào)告過程中被測用戶所耗時(shí)和跳轉(zhuǎn)次數(shù)差別較大，甚至?xí)霈F(xiàn)瀏覽路徑斷層現(xiàn)像，可以深入分析流程中的可用性問題。通過PSSUQ測試，搜集整理大量APP系統(tǒng)設(shè)計(jì)，得出相關(guān)可用性評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，（如圖4）所示，上線值為灰色線，用戶測試結(jié)果為藍(lán)色線，測試數(shù)值越高，問題越嚴(yán)重，APP的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于可用性質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中信息質(zhì)量及界面質(zhì)量問題最為嚴(yán)重。

（三）用戶需求調(diào)研

所需優(yōu)化的在線教育產(chǎn)品根據(jù)其用戶特性，選取用戶訪談為主要調(diào)研方式，結(jié)合后臺(tái)用戶點(diǎn)擊相關(guān)數(shù)據(jù)，挖掘產(chǎn)品可用性問題，用戶痛點(diǎn)及用戶訴求，指導(dǎo)后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體請(qǐng)況（如圖5）所示。

通過訪談獲取了教師用戶的主要使用場景與信息需求。學(xué)情分析的主要使用場景分為課下査看報(bào)告、課前備課、課堂展示三類，展示的數(shù)據(jù)主要有年級(jí)班級(jí)排名對(duì)比排名信息、共性錯(cuò)題信息、知識(shí)點(diǎn)分布信息、關(guān)注生成績信息、題目詳解及作文相關(guān)息等。

（四）痛點(diǎn)提取及改進(jìn)思路

通過前期的APP可用性測試及用戶調(diào)研工作，匯總用戶痛點(diǎn)問題。主要問題如下1.頁面層級(jí)過深，用戶易迷失;2.流程體驗(yàn)斷層，使用路徑分散，關(guān)鍵信息不突出，部分布局交互不符合用戶習(xí)慣，用戶學(xué)習(xí)成本較高;3.對(duì)比信息不明顯，各模塊子信息混亂，相關(guān)性不高;4.彈窗、浮層、氣泡等交互形式不一致;5.信息覆蓋不全，部分信息效用不明顯，需更新替換部分信息，例如：試卷題型和知識(shí)點(diǎn)分析、同場考試班級(jí)各項(xiàng)指數(shù)對(duì)比等。根據(jù)以上問題，在設(shè)計(jì)過程中可從以下幾方面對(duì)應(yīng)解決用戶痛點(diǎn)：1.頁面信息合理布局，交互方式輕量化、多元化減少用戶學(xué)習(xí)成本，交互樣式保持一致性;2.提高班級(jí)與年級(jí)，班級(jí)間對(duì)比優(yōu)先級(jí);3.頁面功能架構(gòu)解構(gòu)重組，去除不必要模塊，增加用戶需求功能點(diǎn);4.針對(duì)典型錯(cuò)題、后續(xù)設(shè)置布置同類型練習(xí)入口;5.展示試卷題型、知識(shí)點(diǎn)覆蓋率，試卷分析模塊增加同次考試各題得分率。

（五）信息架構(gòu)設(shè)計(jì)

通過前期用戶訪談獲取了教師端用戶的主要使用場景與用戶痛點(diǎn)。教師端的主要使用場景是課上講解和休息時(shí)間做備注，pad設(shè)備較多。（如圖6）所示，在用戶痛點(diǎn)和需求確立的情況下，將所要展示信息解構(gòu)重組，確定相應(yīng)展示的優(yōu)先級(jí)，展示的主要數(shù)據(jù)劃分為學(xué)情總覽信息、試卷講評(píng)信息、試卷分析信息、作文分析信息、成績單相關(guān)信息六方面。

（六）可視化頁面提取設(shè)計(jì)

信息可視化的作用主要體現(xiàn)在兩方面，其一，用戶閱覽頁面時(shí)，對(duì)于各類相關(guān)信息統(tǒng)計(jì)的了解;其二，用戶在完成任務(wù)流程時(shí)，關(guān)鍵信息的傳達(dá)性。通過對(duì)該模塊信息架構(gòu)的重新梳理，以及用戶訪談中對(duì)各類信息的關(guān)注度，將各個(gè)頁面提取出的可視化要素，采用合適的可視化傳達(dá)方式。（如表4）所示，學(xué)情總覽模塊中的班級(jí)年級(jí)對(duì)比數(shù)據(jù)，試卷講評(píng)模塊中的答題統(tǒng)計(jì)，作文分析（語文、英語）中的成績分布情況、錯(cuò)誤類型分析及錯(cuò)誤訂正反饋，成績單模塊中的成績報(bào)告，相應(yīng)采取可視化設(shè)計(jì)。筆者根據(jù)新的信息架構(gòu)及前期用戶調(diào)研工作，將學(xué)情分析模塊可采取可視化處理的信息進(jìn)行匯總。

（七）可視化方案設(shè)計(jì)

根據(jù)前期的調(diào)研和數(shù)據(jù)的挖掘處理對(duì)智學(xué)網(wǎng)APP-學(xué)情分析模塊的信息可視化進(jìn)行設(shè)計(jì)，部分界面（如圖7）所示。

（八）檢査測試

1.實(shí)地測試：將設(shè)計(jì)方案測試版投放測試設(shè)備中，走査關(guān)鍵路線的交互路徑，反饋及時(shí)性，信息是否便于閱讀，動(dòng)效是否達(dá)到預(yù)期，色差是否能接受，操作方式是否易懂，確保能夠完成基本的功能。2.可用性測試：通過完成任務(wù)測試査看是否仍然存在可用性問題，用戶是否能通過頁面信息可視化處理，理解其信息含義，獲取有效內(nèi)容。

結(jié)語

信息可視化是教育產(chǎn)品的顯著特征之一，應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛，未來在教育產(chǎn)品的研發(fā)、迭代過程中，甚至?xí)鶕?jù)用戶需要推薦多種信息可視化布局，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，保證信息傳達(dá)的準(zhǔn)確性、易讀性。本文以某K12教育APP教師端為例，深入挖掘教師用戶的信息需求，將信息可視化理論付諸于實(shí)踐，結(jié)合使用人群、使用場景及產(chǎn)品功能的特殊性，以提高用戶體驗(yàn)為目標(biāo)，進(jìn)行產(chǎn)品信息可視化設(shè)計(jì)。本文舉例的K12教育APP信息可視化設(shè)計(jì)方法、策略、流程以及注意事項(xiàng)等，對(duì)于教育類APP信息可視化設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

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