教學課件易用性評價方法研究

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

關鍵詞 "教學課件；信息距離；評價方法

中圖分類號：E251.3 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）11-0074-03

0 "引言

多媒體課件已經成為現代課堂教學的主要教學資源，在教學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質量。多媒體教學課件質量主要包括其教學性能和技術性能：教學性能包括內容的科學性、教學目的是否鮮明突出、重難點是否突出、知識容量是否合理；技術性能包括交互性是否強、可操性是否高和手段是否先進等。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，很難從實質的定量上對教學課件進行系統評價，對信息表達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，對指導多媒體課件的制作和優化提供了有效的途徑。

1 "教學課件的易用性

教學課件易用性是指用戶交互時所呈現的適應性、功能性和有效性，體現為課件被理解、學習、使用和吸引用戶的能力。教學課件的易用性能夠評價學生感知課件傳達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效果、是否有利于激發學生的學習興趣、是否有利于提高教學質量和是否有利于學生自主學習[1-2]。

課件的易用性具體指標包括：關鍵信息的突出性，針對單一界面的信息突出性；信息關聯的友好性，從受眾者的信息理解上講，不能產生跳躍，具有連續相關性和總體性；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，可以對課件的教學效果進行評估，指導教學課件的制作和教學設計。

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行測算。

2.1 "信息狀態

信息狀態是指一事物所能出現的狀態，可以表

示為X={x1，x2，…，xn}。信息狀態集用X表示，第i個信息狀態用xi表示，信息狀態的總數用n表示，從信息狀態xi轉移到下一個信息狀態xj，“狀態轉移是信息狀態在其可能出現的多個信息狀態之間發生的轉變和變化”[3]。

2.2 "信息狀態轉移質量

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

信息距離可以用定量的方法進行描述，從狀態xi轉移到狀態xj的信息轉移過程中，設其轉移概率用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。

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

當有多個狀態之間轉移時，可將信息狀態的轉移定量描述成轉移概率矩陣或者信息距離矩陣的形式，轉移概率矩陣P和信息距離矩陣D表示如下：

2.3 "信息距離計算方法

當各狀態等概率轉移時，實質為“N選1問題”，每個狀態的轉移概率為1/N，其一次轉移的信息距離表示為logN。

當涉及操控內容時，對于從狀態A轉移到狀態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]表示決策或者執行與否的次數，按照信息距離的定義，＜P（A，B）＞

可有定量的計算式為：

當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，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轉移距離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，表示達到目標其過程的狀態轉移較為方便。

3 "實例分析

如圖1所示，對某課件進行評估，該課件包含15個結構部分，教學過程中要將15個結構部分都講解，課件的設計包括三個方案。

方案一：各部分按照圖示在總體機構上標出，點擊結構后到相應的界面進行講解。

方案二：將結構按照組進行區域劃分，一個界面中只顯示相應區域部分，如圖1虛線部分將各功能分組分別顯示，點擊某結構進入相應界面。

方案三：將各結構部分單獨展示，每一結構都是一個獨立的界面。

3.1 "假設條件

1）假設在界面中對結構1～結構15的信息的選擇概率相同；

2）不考慮每個結構中子界面內部的信息距離；

3）在計算中只考慮學生接受的信息效果，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構的內容都要講述，即完成結構1～結構15的全部內容展示，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點及狀態，分析并確定節點間信息距離；

3）計算各節點轉移概率，計算信息距離。

3.3 "計算過程

設方案一、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 "方案一是將每個結構件都顯示在PPT上，整個結構布滿結構組成部分。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，如結構1～結構4屬于發射系統，將此部分單獨顯示，構成區域，各區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，那么信息距離數量會更加減少，此時不影響總體的宏觀理解。如果聯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構部件都顯示到一張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系到整體圖片

的位置，因此，構思每一個結構點的信息時就需要聯系到整個機構，雖然不需要聯想到每個前后的機構，至少要聯系到大部分。取一個相對中間值log12 dit，各機構的總信息距離為：

DIT（C）=15*log1+15*log12=53.77 dit

如果涉及前后關聯，可能信息距離更多。

對比結果，三個方案的信息距離關系為：

DIT（A）＞DIT（C）＞DIT（B）

分析對比，得出結論，方案二的信息距離最少，從易用性角度分析更加易用。

3.4 "結論分析及優化建議

由上述計算過程分析，得出以下結論。

1）課件結構的線性扁平設計和完全的平鋪設計都是不容易理解的，尤其是課件的內容要素較多、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，這與常規的認知是一致的。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系關系，避免由于課件展現的是局部的信息，缺少上下之間的關聯而引發的誤會。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，對于統一界面的信息元素設計，需要展示一個特定的問題時，要減少無用信息，減少學生搜索信息的信息距離。同時，在信息的布局中力求統一性，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域識別清晰，可以大大減少信息距離。

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

4 "結束語

對課件進行定量的有效評價是優化課件，使其便于學生理解，從而增強教學效果的重要方面。通過建立課件易用性評價指標，利用信息距離理論對課件進行定量的分析和評價，通過評價定量分析課件改進的方法和途徑。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分析而不斷完善，以便更好地指導教學課件的設計和教學實施。

參考文獻

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