教學(xué)課件易用性評價方法研究

摘 "要 "針對教學(xué)課件評價難以通過定量方法有效評估的難題，建立教學(xué)課件易用性評價指標(biāo)，研究利用信息距離理論對課件進(jìn)行評價的方法，通過實例分析，表明該方法能夠?qū)φn件進(jìn)行有效評估，并能夠通過定量分析提出課件優(yōu)化的途徑，對課件的制作和教學(xué)實施具有較好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞 "教學(xué)課件；信息距離；評價方法

中圖分類號：E251.3 " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）11-0074-03

0 "引言

多媒體課件已經(jīng)成為現(xiàn)代課堂教學(xué)的主要教學(xué)資源，在教學(xué)中的地位和作用越來越重要，多媒體課件的制作效果直接影響課堂的教學(xué)質(zhì)量。多媒體教學(xué)課件質(zhì)量主要包括其教學(xué)性能和技術(shù)性能：教學(xué)性能包括內(nèi)容的科學(xué)性、教學(xué)目的是否鮮明突出、重難點是否突出、知識容量是否合理；技術(shù)性能包括交互性是否強、可操性是否高和手段是否先進(jìn)等。長期以來，對多媒體課件的評價方法比較單一和感性化，只停留在定性和表面上，很難從實質(zhì)的定量上對教學(xué)課件進(jìn)行系統(tǒng)評價，對信息表達(dá)的定量計算方法信息距離的概念為定量評價多媒體課件提供了有效的方法，對指導(dǎo)多媒體課件的制作和優(yōu)化提供了有效的途徑。

1 "教學(xué)課件的易用性

教學(xué)課件易用性是指用戶交互時所呈現(xiàn)的適應(yīng)性、功能性和有效性，體現(xiàn)為課件被理解、學(xué)習(xí)、使用和吸引用戶的能力。教學(xué)課件的易用性能夠評價學(xué)生感知課件傳達(dá)信息需要付出努力的程度，表示課件是否便于使用和理解。課件的易用性總體原則包括：是否有利于增強課堂教學(xué)效果、是否有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、是否有利于提高教學(xué)質(zhì)量和是否有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)[1-2]。

課件的易用性具體指標(biāo)包括：關(guān)鍵信息的突出性，針對單一界面的信息突出性；信息關(guān)聯(lián)的友好性，從受眾者的信息理解上講，不能產(chǎn)生跳躍，具有連續(xù)相關(guān)性和總體性；操作流程的方便性，給操作者使用時的便利。

對學(xué)生來講，課件的美觀、重點信息的突出、信息使用的便捷是最為重要的。通過易用性的指標(biāo)，可以對課件的教學(xué)效果進(jìn)行評估，指導(dǎo)教學(xué)課件的制作和教學(xué)設(shè)計。

2 "易用性測算方法：信息距離

易用性的測量可以用信息距離進(jìn)行測算。

2.1 "信息狀態(tài)

信息狀態(tài)是指一事物所能出現(xiàn)的狀態(tài)，可以表

示為X={x1，x2，…，xn}。信息狀態(tài)集用X表示，第i個信息狀態(tài)用xi表示，信息狀態(tài)的總數(shù)用n表示，從信息狀態(tài)xi轉(zhuǎn)移到下一個信息狀態(tài)xj，“狀態(tài)轉(zhuǎn)移是信息狀態(tài)在其可能出現(xiàn)的多個信息狀態(tài)之間發(fā)生的轉(zhuǎn)變和變化”[3]。

2.2 "信息狀態(tài)轉(zhuǎn)移質(zhì)量

信息狀態(tài)轉(zhuǎn)移實質(zhì)是完成信息由一個狀態(tài)向另一狀態(tài)變化，其轉(zhuǎn)化效果反映了效率。信息狀態(tài)轉(zhuǎn)移的發(fā)生可以用一個定量的方法進(jìn)行衡量，其指標(biāo)是信息狀態(tài)轉(zhuǎn)移距離，簡稱信息距離，其含義是：信息狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中所遇障礙的測度量，轉(zhuǎn)移概率越小，表示轉(zhuǎn)移過程越難，信息距離越大，可以反映其易用性差；相反，轉(zhuǎn)移概率越大，表示轉(zhuǎn)移過程越容易，反映其易用性越好。

信息距離可以用定量的方法進(jìn)行描述，從狀態(tài)xi轉(zhuǎn)移到狀態(tài)xj的信息轉(zhuǎn)移過程中，設(shè)其轉(zhuǎn)移概率用pij（i，j=1，2，…，N）表示；信息距離可用DIT（i，j）或dij表示，可按下式計算：

式中約定。

各狀態(tài)轉(zhuǎn)移的信息距離的量綱單位，取2為底的對數(shù)，單位為比特（bit）。為在概念上澄清信息距離和Shannon信息的不同，在標(biāo)記信息距離的時候選用遞特（dit）為單位。

當(dāng)有多個狀態(tài)之間轉(zhuǎn)移時，可將信息狀態(tài)的轉(zhuǎn)移定量描述成轉(zhuǎn)移概率矩陣或者信息距離矩陣的形式，轉(zhuǎn)移概率矩陣P和信息距離矩陣D表示如下：

2.3 "信息距離計算方法

當(dāng)各狀態(tài)等概率轉(zhuǎn)移時，實質(zhì)為“N選1問題”，每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率為1/N，其一次轉(zhuǎn)移的信息距離表示為logN。

當(dāng)涉及操控內(nèi)容時，對于從狀態(tài)A轉(zhuǎn)移到狀態(tài)B，此過程中有n個操作項的選擇，其總體信息距離可表示為：

DIT（A，B）=＜P（A，B）＞+[m]

總的信息距離包括兩部分，其中＜P（A，B）＞表示從n個選項中選擇的概率，[m]表示決策或者執(zhí)行與否的次數(shù)，按照信息距離的定義，＜P（A，B）＞

可有定量的計算式為：

當(dāng)各個概率相等的時候，即p（A，B）=1/n，則有＜P（A，B）＞=logn，[m]表示操作次數(shù)，從信息距離來說，對于一個操作一般有選擇操作和不選擇操作的“2選1問題”，一般可以理解為等概率事件，其概率取值為1/2，因而其相應(yīng)的信息距離為log2，即[1]=log2。

利用上述描述可以定量表述和計算信息狀態(tài)轉(zhuǎn)移距離DIT的具體值，從上面式中可以看出，過程的方便與否可以通過信息距離的總值反映出來，如果總信息距離DIT的量值小，表示達(dá)到目標(biāo)其過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移較為方便。

3 "實例分析

如圖1所示，對某課件進(jìn)行評估，該課件包含15個結(jié)構(gòu)部分，教學(xué)過程中要將15個結(jié)構(gòu)部分都講解，課件的設(shè)計包括三個方案。

方案一：各部分按照圖示在總體機(jī)構(gòu)上標(biāo)出，點擊結(jié)構(gòu)后到相應(yīng)的界面進(jìn)行講解。

方案二：將結(jié)構(gòu)按照組進(jìn)行區(qū)域劃分，一個界面中只顯示相應(yīng)區(qū)域部分，如圖1虛線部分將各功能分組分別顯示，點擊某結(jié)構(gòu)進(jìn)入相應(yīng)界面。

方案三：將各結(jié)構(gòu)部分單獨展示，每一結(jié)構(gòu)都是一個獨立的界面。

3.1 "假設(shè)條件

1）假設(shè)在界面中對結(jié)構(gòu)1～結(jié)構(gòu)15的信息的選擇概率相同；

2）不考慮每個結(jié)構(gòu)中子界面內(nèi)部的信息距離；

3）在計算中只考慮學(xué)生接受的信息效果，不考慮界面操作點擊步驟；

4）在界面演示過程中對每一子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容都要講述，即完成結(jié)構(gòu)1～結(jié)構(gòu)15的全部內(nèi)容展示，計算所有的信息距離。

3.2 "計算步驟

1）確定課件展示的實施路徑；

2）確定課件展示過程中的路徑節(jié)點及狀態(tài)，分析并確定節(jié)點間信息距離；

3）計算各節(jié)點轉(zhuǎn)移概率，計算信息距離。

3.3 "計算過程

設(shè)方案一、方案二和方案三的信息距離分別為DIT（A）、DIT（B）和DIT（C）。

3.3.1 "計算方案一的信息距離 "方案一是將每個結(jié)構(gòu)件都顯示在PPT上，整個結(jié)構(gòu)布滿結(jié)構(gòu)組成部分。由于不熟悉類別，或者即使熟悉，也不是每次都能夠找到，因此，每次都要顯示信息距離。取每找到一個的信息距離為：

DIT（N）=log15 dit

DIT（A）==log15+log15+log15+log15+

log15+log15+log15+log15+log15+log15+

log15+log15+log15+log15+log15

=58.6 dit

3.3.2 "計算方案二的信息距離 "方案二是將課件按照功能重組，如結(jié)構(gòu)1～結(jié)構(gòu)4屬于發(fā)射系統(tǒng)，將此部分單獨顯示，構(gòu)成區(qū)域，各區(qū)域的信息距離分別表示為DIT（P），此時的信息距離為：

DIT（P1）=log4+log4+log4+log4=8 dit

DIT（P2）=log6+log6+log6+log6+log6+log6

=15.5 dit

DIT（P3）=log5+log5+log5+log5+log5=11.6 dit

如果對每一個子級別都很清晰，那么信息距離數(shù)量會更加減少，此時不影響總體的宏觀理解。如果聯(lián)想到每一部分在總體中的理解，那么只是每一幅圖片增加一個log3的信息距離：

DIT（Pz）=3log3=4.75 dit

因此，總的信息距離為：

DIT（B）=DIT（P1）+DIT（P2）+DIT（P3）+DIT（Pz）

=39.8 dit。

3.3.3 "計算方案三的信息距離 "方案三是將每一個結(jié)構(gòu)部件都顯示到一張PPT中，此時的信息距離為：

15*log1=0 dit

但是，每一張圖片的信息都要聯(lián)系到整體圖片

的位置，因此，構(gòu)思每一個結(jié)構(gòu)點的信息時就需要聯(lián)系到整個機(jī)構(gòu)，雖然不需要聯(lián)想到每個前后的機(jī)構(gòu)，至少要聯(lián)系到大部分。取一個相對中間值log12 dit，各機(jī)構(gòu)的總信息距離為：

DIT（C）=15*log1+15*log12=53.77 dit

如果涉及前后關(guān)聯(lián)，可能信息距離更多。

對比結(jié)果，三個方案的信息距離關(guān)系為：

DIT（A）＞DIT（C）＞DIT（B）

分析對比，得出結(jié)論，方案二的信息距離最少，從易用性角度分析更加易用。

3.4 "結(jié)論分析及優(yōu)化建議

由上述計算過程分析，得出以下結(jié)論。

1）課件結(jié)構(gòu)的線性扁平設(shè)計和完全的平鋪設(shè)計都是不容易理解的，尤其是課件的內(nèi)容要素較多、知識點繁雜時，其信息距離會更多。因此，在課件設(shè)計中，可以通過分組、分類的形式有效分割知識點，使其局部知識相對完整，這與常規(guī)的認(rèn)知是一致的。在總體展示時，在對問題的理解中不需要跳躍，直接從PPT總體因素中搜索，從而減少信息距離的總體思考。

2）課件的知識點前后關(guān)系清晰明了，能夠大大減小信息距離，通過課件能夠清晰了解知識點的聯(lián)系關(guān)系，避免由于課件展現(xiàn)的是局部的信息，缺少上下之間的關(guān)聯(lián)而引發(fā)的誤會。如果課件之間展開較長，那么對每一步知識點的理解就需要回顧前面的知識點，從而增加信息距離。

3）在計算中，按照等概率事件去研究，對于統(tǒng)一界面的信息元素設(shè)計，需要展示一個特定的問題時，要減少無用信息，減少學(xué)生搜索信息的信息距離。同時，在信息的布局中力求統(tǒng)一性，因為信息知識的搜索是有記憶性的，如果界面的布局不統(tǒng)一，在搜索信息時就需要從總體的界面中去搜索所有的信息，增加信息距離。如果要展示的信息區(qū)域識別清晰，可以大大減少信息距離。

4）從方案三的設(shè)計可以看到，在教學(xué)過程中，單純地線性展示課件，信息距離會增加，不利于學(xué)生理解。如果在教學(xué)過程中通過板書設(shè)計增加一個總體的內(nèi)容架構(gòu)，就會減少每個知識點前后聯(lián)系的信息距離。因此，在教學(xué)過程中，板書和課件的合理利用也是增強學(xué)生理解效果的重要方面。

4 "結(jié)束語

對課件進(jìn)行定量的有效評價是優(yōu)化課件，使其便于學(xué)生理解，從而增強教學(xué)效果的重要方面。通過建立課件易用性評價指標(biāo)，利用信息距離理論對課件進(jìn)行定量的分析和評價，通過評價定量分析課件改進(jìn)的方法和途徑。從課件的交互效果的易用性方面提出的定量評價方法，還需要通過對課件要素的詳細(xì)分析而不斷完善，以便更好地指導(dǎo)教學(xué)課件的設(shè)計和教學(xué)實施。

參考文獻(xiàn)

[1] 王冬.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在多媒體課件開發(fā)中的應(yīng)用[J].

遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2021，23（1）：27-28.

[2] 許自龍.高校多媒體課堂教學(xué)質(zhì)量評價系統(tǒng)的研究與

實現(xiàn)[D].南昌：南昌大學(xué)，2016.

[3] 王浣塵.信息距離與信息[M].北京：科學(xué)出版社，

2006：23-61.

[4] 張金剛，黃月英，趙守凱，等.課件制作平臺選擇模

型及其實證研究[J]山西師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)

版），2014，28（4）：36-40.

[5] 陳英和.認(rèn)知發(fā)展心理學(xué)[M].北京：北京師范出版

社，2013.

[6] 林關(guān)成，吳代文.基于web的多媒體課件評價系統(tǒng)設(shè)

計與實現(xiàn)[J].信息技術(shù)，2012，36（6）：50-54，59.