5. Phương pháp nghiên cứu
1.6. Môi trường trong sư phạm tương tác
1.6.1. Môi trường và đời sống sư phạm.
Ngày nay dễ dàng chấp nhận rằng môi trường sinh lý học tạo nên khi là sự hỗ trợ có lợi, khi là một trở ngại nghiêm trọng đối với sự tồn tại của con người và đối với việc khai thác di sản của cộng đồng.
trang33/89
Môi trường cũng có vai trò tương tự đối với đời sống sư phạm, mối quan hệ này đã mang đến nguồn ánh sáng mới cho các phương pháp tiến hành học và dạy.
Các yếu tố môi trường và hoạt động sư phạm:
Hoạt động sư pham được thực hiện trong khung cảnh môi trường mà ở đó có rất nhiều nhân tố can thiệp vào sự thực hiện đó của nó, cả từ bên ngoài lẫn bên trong.
Một số yếu tố xuất pháp từ thế giới bên ngoài của người học được gọi là ngoại cảnh một số yếu tố khác thuộc về nội tâm của con người được gọi là các yếu tố bên trong. [1,T171]
.
1.6.2 Phương tiện trong sư phạm tương tác. 1.6.2.1 Với hình thức dạy học truyền thống.
Phương tiện sử dụng trong tương tác bao gồm: Phấn ảnh, hình vẽ, các sơ đồ, mô hình, vật thật…
Tính tương tác trong dạy học truyền thống đó là tương tác một chiều, con người tương tác vào phương tiện, sử dụng phương tiện như một công cụ để truyền đạt kiến thức. Và trong đó phương tiện sử dụng không tạo ra những thông tin phản hồi tác động lại người học. Điều này làm cho người học trở nên nhàm chán và hiệu quả học tập đạt được không cao.
1.6.2.2 Với hình thức dạy học hiện đại.
Trong dạy học hiện đại phương tiện dạy học là máy tính, mạng máy tính và các thiết bị trợ giúp khác. Với hình thức dạy học này thì người học và máy tính có sự tác động qua lại với nhau.
trang34/89
các thông tin phản hồi từ cả hai phía: Người học và máy móc. Để hiểu rõ vấn đề tương tác người máy, chương 2, sẽ giới thiệu tổng quan về tương tác người máy . Các mô hình tương tác và các dạng tương tác người máy trong thiết kế các hệ thống và trong dạy học hiện đại hiện nay và ứng dụng tương tác trong dạy học môn kỹ thuật điện.
trang35/89 CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG TÁC NGƯỜI MÁY - ỨNG DỤNG TRONG DẠY HỌC MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
2.1. TƯƠNG TÁC NGƯỜI MÁY VÀ VAI TRÒ CỦA NÓ. 2.1.1. Tổng quan tương tác người máy.
-
Tương tác Người Máy (Human Machine Interaction) nói chung và tương tác Người – Máy tính (Human Computer Interaction) nói riêng và những vấn đề khoa học đã được quan tâm và nghiên cứu rất nhiều. Chính việc nghiên cứu đó đã thúc đẩy được sự phát triển tính tiện dụng của máy móc đối với người sử dụng. Bên cạnh đó nó làm cho người dùng luôn cảm thấy máy móc thân thiện hơn và dễ nắm bắt được công nghệ.
Theo như Backer và Boxton (Nguồn [2]) định nghĩa thì “ Tương tác người máy là tập các quá trình, đối thoại và các hành động, qua đó con người sử dụng và tương tác với máy tính”.
Một khái niệm khác do hiệp hội Công nghệ phần mềm (CNPM) và Special Interest Group on Computer-Human Interraction (SIGCHI) đưa ra thì “ Tương tác người máy là một lĩnh vực liên quan đến thiết kế, đánh giá và cài đặt hệ thống máy tính tương tác cho con người sử dụng và nghiên cứu các hiện tượng xảy ra trên đó”. Sau đây là sơ đồ thể hiện sự tương quan 4 thành phần Môi trường - máy tính con người và quá trình phát triển. -
trang36/89
Tương tác ở đây được hiểu là sự giao tiếp giữa người dùng (con người) và hệ thống, trong đó máy tính được xem như là một công cụ thực hiện. Có nhiều hình thức để con người giao tiếp với hệ thống máy tính. Ví dụ như cách thức vào theo lô là cách thức cổ điển nhất và chỉ dùng cho các ngôn ngữ lập trình mà không thể hiện được tương tác người máy. Khi khoa học công nghệ phát triển đáp ứng được các hình thức tương tác cao, như việc điều khiển trực tiếp thông qua các thiết bị vào-ra. Qua đó người dùng cung cấp các chỉ thị và nhận thông tin đáp lại của hệ thống để có thể sử lý các chức năng tiếp theo.
2.1.2. Các mô hình tương tác.
2.1.2.1. Mô hình chu trình thực hiện đánh giá- .
Mô hình của Norman, người dùng hình thành kế hoạch hành động và sau đó thực hiện thông qua giao diện máy tính. Khi kế hoạch hay một phần kế hoạch được thực hiện, người dùng quan sát kết quả trả về qua giao tiếp và quyết định các hành động tiếp theo.
Hình 2.1: Sơ đồ biểu diễn sự liên quan 4 thành phần (Môi trường - con người - máy tính quá trình phát triển) - (ACM SIGCHI 1992).Nguồn[2]
trang37/89
Chu trình tương tác có thể chia thành hai giai đoạn: Thực hiện và đánh giá. Các giai đoạn này lại chia thành các bước nhỏ hơn.
- Thiết lập mục đích - Hình thành chủ ý - Đặc tả dãy hành động - Thực hiện hành động - Cảm nhận trạng thái hệ thống - Phân tích trạng thái hệ thống
- Đánh giá trạng thái hệ thống với mục đích
Mỗi bước là một hành động của con người. Trước tiên người dùng xác lập mục đích là những cái cần thực hiện. Tuy nhiên trong bước này, mục đích mới còn ở mức khái quát, cần tiến hành làm rõ hơn như là đặc tả các hành động trước khi nó được thực hiện. Người dùng nhận các trạng thái mới của hệ thống, sau khi thực hiện một dãy hành động phân tích theo chủ ý của mình hy vọng sẽ đạt mục đích.
Nếu các trạng thái của hệ thống phản ánh đúng mục đích, hệ thống đã phản ánh điều mà người dùng mong muốn và sự tương tác đã thành công. Ngược lại người dùng phải hình thành đích mới và khởi tạo lại chu trình thực hiện hành động.
2.1.2.2. Mô hình khung tương lai.
Mô hình này được Abwod và Beale phát triển dựa trên ý tưởng của Normal, nhằm cung cấp một mô tả hiện thực hơn. Theo mô hình này hệ thống gồm bốn thành phần như hình vẽ sau.
trang38/89
Vì giao diện ở giữa hai thành phần: Người dùng và máy tính, có bốn bước trong chu trình tương tác và mỗi bước tương ứng với một dịch chuyển từ thành phần này sang thành phần kia, được thể hiện qau hình sau.
Giao diện O (Ra) I (Vào) Hệ thống Người dùng
Hình 2.2: Mô hình Framework (Nguồn [2]) - Hệ thống
- Đầu vào
- Đầu ra - Người dùng
trang39/89
Việc hình thành nhiệm vụ nhằm thực hiện mục đích cần được khớp nối trong ngôn ngữ đầu vào. Khớp nối ở đây bao gồm các nhiệm vụ đầu vào và phải khá dễ cho công đoạn dịch chuyển.
Ở giai đoạn tiếp theo, các đáp ứng của đầu vào sẽ được dịch chuyển để kích thích hệ thống. Khi một dịch chuyển trạng thái xảy ra bên trong hệ thống, giai đoạn thực hiện một tương tác được hình thành và giai đoạn đánh giá bắt đầu. Trạng thái mới của hệ thống cần được thông báo cho người dùng và việc này bắt đầu bằng việc dịch chuyển đáp ứng của hệ thống thành các kích thích trên thành phần đầu ra. Việc biểu diễn dịch chuyển này phải bảo vệ thuộc tính có liên quan của lĩnh vực trong giới hạn biểu diễn của các thiết bị ra.
2.1.3. Các dạng tương tác. O I Hệ thống Thực hiện Biểu diễn Giao diện Quan sát Khớp nối Người dùng
Hình 2.3: Tương tác người dùng Máy tính qua mô hình Framework (Nguồn [2])
trang40/89
Tương tác được xem như sự đối thoại giữa người dùng và máy tính. Việc lựa chọn kiểu giao tiếp sẽ ảnh hưởng sâu sắc đến bản chất của quá trình đối thoại. Có nhiều kiểu tương tác được sử dụng trong giao tiếp như:
- Giao tiếp dòng lệnh
- Giao tiếp bảng chọn (Menu) - Giao tiếp bằng ngôn ngữ tự nhiên - Giao tiếp bằng hỏi đáp và truy vấn - Giao tiếp điền theo mẫu
- Giao tiếp dạng WIMP
. . .
2.1 3.1 Giao tiếp dòng lệnh
-
Loại giao tiếp này có thể thấy khi người dùng hệ thống MS DOS hay UNIX. Đối với các hệ thống này, giao tiếp trở nên đơn giản, nhanh chóng và cần ít tài nguyên hệ thống.
Đây là loại giao tiếp có tính lịch sử và rất phổ biến. Loại giao tiếp này cung cấp các phương tiện biểu diễn dòng lệnh cho máy tính một cách trực tiếp. Người dùng đưa vào dòng lệnh để thực hiện yêu cầu của mình bằng cách nhấn một phím chức năng, phím tắt hay sử dụng một phím riêng lẻ. Các lệnh thường là các động từ viết tắt hay chọn từ.
Đối với loại hình giao tiếp này yêu cầu người dùng bắt buộc phải nhớ được các lệnh và cú pháp chứ không được nhập tùy tiện. Điều này là khó với người mới sử dụng và ngay cả với người lâu lăm với câu lệnh dài. Bên cạnh đó lại có nhiều hệ thống khác nhau sử dụng các lệnh khác nhau. Do vậy cần mất công đào tạo.
trang41/89
Cách thức giao tiếp này, cung cấp một tập các lựa chọn cho người dùng và tập này thể hiện trên màn hình.
Người dùng lựa chọn một mục (tương ứng với một công việc) bằng cách sử dụng các phím con trỏ, phím tắt hay nhấn vào một ký tự. Nếu chuột có thiết lập người dùng có thể sử dụng chuột để lựa chọn mục.
Khi các lựa chọn được quan sát trực tiếp trên màn hình, người dùng được gợi ý mà không đòi hỏi phải nhớ. Với loại giao tiếp này thường không có sự mềm dẻo trong các chức năng do được thiết kế cố định. Mặt khác khi có nhiều mục chọn sẽ làm tốn diện tích màn hình và người dùng khó xác định được vị trí xuất phát của các chức năng nếu có quá nhiều lựa chọn ở các cấp độ khác nhau. 2.1.3.3. Giao tiếp bằng ngôn ngữ tự nhiên.
Đây là dạng giao tiếp hấp dẫn nhất giữa người dùng và máy tính. Việc hiểu ngôn ngữ tự nhiên bao gồm cả tiếng nói và chữ viết, là một chủ đề được quan tâm và nghiên cứu của nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên sự “nhập nhằng” của ngôn ngữ tự nhiên gây nên các khó hiểu cho máy do ngôn ngữ tự nhiên thể hiện ở nhiều mức độ: Cú pháp, cấu trúc, ngữ nghĩa,…làm cho một câu có thể không rõ ràng.
Con người thường dựa vào các ngữ cảnh để phân tích sự “nhập nhằng” này. Tuy nhiên điều này với máy tính thì lại quá khó, với một số khả năng thì việc sử dụng ngôn ngữ tự nhiên cũng có thể có khả quan bằng cách chúng ta sử dụng khả năng nhận dạng tiếng nói của máy kết hợp với một số dạng giao tiếp khác tạo nên hệ thống hoàn chỉnh. Nhưng với hình thức này đòi hỏi những hệ thống có năng lực sử lý tốt mới đáp ứng được giao tiếp một cách nhanh chóng. Bên cạnh đó chỉ có thể sử dụng một số ngôn ngữ phổ dụng mà thôi.
trang42/89
Hỏi đáp là một cơ chế đơn giản nhằm cung cấp dữ liệu cho một ứng dụng của một lĩnh vực riêng nào đó. Người dùng được yêu cầu bởi một loại câu hỏi. Các câu hỏi được miêu tả trong nhiều dạng khác nhau: dạng Có/Không, dạng đa lựa chọn, dạng nhấn số.
Kiểu giao tiếp này khá tự nhiên, dễ thiết kế và rất thích hợp cho người dùng mới và thiếu kinh nghiệm.
2.1.3.5. Giao tiếp điền theo mẫu.
Hệ thống hiện thị một tập các trường văn bản trên màn hình, người dùng có thể chọn một trường nào đó để nhập hoăc hiểu chỉnh nội dung.
Thường các mẫu hiển thị dựa trên các mẫu thực tế với những gì mà người sử dụng quen thuộc nhằm tạo nên giao diện dễ dàng hơn cho người sử dụng.
Người sử dụng làm việc xuyên suốt mẫu, điền các giá trị thích hợp. Dữ liệu nhập vào ứng dụng ở các vị trí xác định.
Dạng hội thoại này chủ yếu hữu ích cho các ứng dụng vào dữ liệu, ở một chừng mực nào đó, nó dễ cho việc học và sử dụng đối với những người không sử dụng thành thạo.
2.1.3.6. Giao tiếp dạng WIMP.
Hiện nay hầu hết tương tác máy tính là các dạng giao diện WIMP, thường gọi là hệ thống các cửa sổ (Windows), các biểu tượng (Icons), các bảng ch ọn (Menus) và con trỏ (Pointers), và là dạng tương tác mặc định cho phần lớn hệ thống tương tác máy tính đang sử dụng hiện nay. Ví dụ về giao diện WIMP như là Microsoft Window, MacOS hay các hệ thống X Windows cho UINX,…
Các đặc trưng then chốt trong giao diện WIMP bao gồm: Windows, icons, menus và pointers. Đây là phương tiện dùng cho tương tác gữa người và máy.
) + Cửa sổ (Windows
trang43/89
Các cửa sổ là các vùng màn hình, mỗi một cửa sổ chứa các đối tượng văn bản hoặc đồ họa và người dùng có thể di chuyển hay điều chỉnh các kích thước của chúng. Với hình thức giao tiếp này có thể cùng một lúc người dùng làm nhiều công việc trên nhiều cửa sổ khác nhau.
Thông thường các cửa sổ được kết hợp với các thành phần khác nhằm làm tăng khả năng linh hoạt trong sử dụng cho người dùng. Ví dụ như là tiêu đề để người dùng nhận biết ứng dụng đang sử dụng, các nút để điều chỉnh hay đóng cửa sổ,…
. + Biểu tượng (Icons)
Đó là một hình ảnh tượng trưng cho một ứng dụng nào đó, người dùng khi sử dụng không cần biết ứng dụng đó nằm ở đâu mà chỉ cần chạy thông qua biểu tượng. Mỗi biểu tượng đều thể hiện được những đặc trưng riêng cho ứng dụng mà nó đại diện.
. + Bảng chọn (Menus)
Đặc trưng của hệ thống cửa sổ là các bảng chọn. Các bảng chọn cung cấp các thông tin về chức năng, danh sách tuần tự các thao tác. Với việc kế các cửa sổ với các bảng chọn thì thiết bị trỏ được sử dụng để lựa chọn. Cùng với đó là khả năng thể hiện các mục chọn khi con trỏ đi qua. Có nhiều kiểu thiết kế bảng chọn trong các cửa sổ, tuy nhiên không nên có quá nhiều mục chọn trong một bảng chọn làm cho người dùng khó sử dụng khi chọn.
+ Con trỏ (pointers)
Đây là một thành phần rất quan trọng trong giao tiếp WIMP bởi vì nó được dùng để định vị và chọn lựa các chức năng. Thiết bị trỏ có nhiều loại như: Chuột, cần điều khiển, bóng xoay, cảm ứng… nhưng tất cả để được thể hiện dưới hình dáng con trỏ trên màn hình. Con trỏ cũng có nhiều dạng khác nhau để phân biệt trạng thái làm việc của ứng dụng hay vị trí làm việc của con trỏ.
trang44/89
Hiện nay công nghệ phần cứng và các phần mềm đã cho phép con người có khả năng tương tác linh động hơn rất nhiều, ví dụ như là chúng ta không cần phải sử dụng các thiết bị trỏ phức tạp mà sử dụng ngay các thao tác bằng tay. Chúng ta chỉ việc chiếu giao diện nên một màn hình lớn sau đó dùng tay thao tác ngay trên màn hình chiếu như là chúng ta đang sử dụng chuột để điều khiển các chức năng của máy. Như vậy máy tính không những tương tác với chúng ta qua màn hình và các thiết bị trỏ mà còn tương tác với người dùng trong một không gian thực. Với hình thức tương tác này rất hiệu quả trong quá trình giảng dạy và trình diễn một nội dung nào đó.
Một thực tế hiện nay không phải chỉ sử dụng một loại hình tương tác mà người thiết kế đã kết hợp các khả năng giao tiếp với máy để làm cho khả năng tương tác với máy ngày càng linh động và hiệu quả. Hay nói cách khác càng ngày máy tính lại có khả năng hiểu con người ở nhiều hình thức và nhiều phương diện khác.
N - m
Qua nghiên cứu về các hình thức tương tác gười áy, tác giả nhận thấy để đáp ứng nhu cầu tương tác Người - máy và máy - Người trong dạy học hiện đại thì tương tác dạng WIMP là thiết thực và đem lại hiệu quả cao. Con