HCI & HCD vo Vzdelávaní

Škola, práca a vlastne celý náš ľudský život je v tomto storočí neodlučiteľne spätý s technológiami. Čo je to HCI a HCD? Je možné využiť poznatky týchto prístupov pre zlepšenie vyučovacieho procesu? Je možné pomocou nich zvýšiť motiváciu študenta/ žiaka učiť sa?

Mari Švir
Jun 9 · 10 min read

Možno budem pre niekoho opakovať už staré známe fakty, ale je potreba si v úvode spraviť aspoň krátky vhľad do terminológie a problematiky. Opakovanie je predsa matkou múdrosti.

Human-Centered Design

Najznámejším zdrojom a zároveň výkladovým štandardom pre spomínané prístupy je medzinárodná smernica ISO 9241–210:2010: Ergonomics of human system interaction–Part 210: Human centered design for interactive systems. (ďalej len ISO 9241)

HCD alebo Dizajn zameraný na človeka je prístup k navrhovaniu a vývoju systémov, ktorých cieľom je, aby sa interaktívne systémy stali použiteľnejšími so zameraním na používanie systému a uplatňovanie ľudských faktorov / ergonómie, poznatkov a techník použiteľnosti.

Sústreďuje sa na užívateľov, ich potreby a požiadavky. Tento prístup zlepšuje efektivitu a efektívnosť systémov, prístupnosť a udržateľnosť, zvyšuje spokojnosť užívateľov, pričom sa snaží predchádzať možným negatívnym efektom vplývajúcim na zdravie, bezpečnosť a výkon užívateľov.

Je dobré spomenúť, že ISO 9241 používa pojem „dizajn zameraný na človeka“ namiesto „dizajnu zameraného na používateľa“, aby sa zdôraznilo, že sa zaoberá vplyvmi na viaceré zainteresované strany, nielen na bežného užívateľa. V praxi sú však tieto termíny mnohokrát používané ako synonymá.

Nezávisle na dizajnovom procese, rozdelení rolí alebo zameraní by mal HCD prístup podľa vyššie spomínaných štandardov splňovať nasledujúce univerzálne princípy:

Dizajn je založený na explicitnom pochopení používateľov, úloh a prostredí

Užívatelia sú zapojení do navrhovania a vývoja

Návrh je riadený a vylepšený hodnotením zameraným na používateľa

Proces je iteratívny

Návrh rieši celú užívateľskú skúsenosť

Projektový tím zahŕňa multidisciplinárne zručnosti a perspektívy

Skúsme teda tieto princípy len v stručnosti aplikovať na vzdelávanie obecne.

1. Dizajn je založený na explicitnom pochopení používateľov, úloh a prostredí

K tomu, aby sme vhodne nastavili vzdelávací proces potrebujeme pochopiť to, koho učíme a teda užívateľa- žiaka, ale aj toho, kto učí a teda užívateľa-učiteľa. Napríklad nie je vhodné použiť rovnaké prístupy pre výuku podstatne technologicky zdatnejších mladých žiakov ako dôchodcov s takmer nulovými skúsenosťami. V neposlednom rade je potreba sa pozrieť aj na ostatné osoby, ktoré môžu byť procesom dotknuté (napr. rodičia). Následne musíme zobrať do úvahy obsah učeného a prostredie. Teda celý kontext výuky. Výuka čisto na báze vzdialeného online prostredia bude vyzerať inak ako výuka v tradičnej triede za použitia interaktívnej tabule.

2. Užívatelia sú zapojení do navrhovania a vývoja

To je niečo, čo sa v tradičnom školstve až tak nedeje. Participácia býva v rámci diskusie zo strany odborníkov, učiteľov. Niekedy na ňu býva prihliadané pri príprave noviel. Avšak len málokrát sú priamo zapojení aj žiaci. Zapojenie žiakov do dizajnu je jemne viditeľné v Montessori školách, kde si žiak navrhuje svoj postup výuky sám podľa vlastných záujmov. Zveličene by sa dalo povedať, že žiak študuje, kde chce, ako chce a čo chce, a učiteľ je len facilitátor jeho progresu. Vo vyššom školstve sa však tieto princípy prejavujú napríklad na voľbe preberaného kurikula alebo spôsobu organizácie hodiny, ukončenia. Pri distančnej online výuke za pomoci MOOCu je to hlavne pri tých lepších kuroch skôr pravidlom.

3. Návrh je riadený a vylepšený hodnotením zameraným na používateľa

Spätná väzba je práve základným kameňom HCD. Zefektívňuje proces, podporuje naplnenie užívateľských požiadaviek a minimalizuje risk užívateľský nepríjemného nastavenia systému. Ak učiteľ dostane spätnú väzbu na svoje vedenie výuky alebo dizajnér na nastavenie e-learningu, tak má jedinečnú možnosť ako zvýšiť učenie odbúraním prekážok v dizajne. Niektoré návrhy už v tomto momente sú riadené, vylepšené a testované užívateľmi, bohužiaľ niektoré stále stagnujú na ničím nepodporených domnienkach (a pocitoch) dizajnéra, prípadne na tzv. “zabehnutých koľajách”

4. Proces je iteratívny

Keď niečo nefunguje, tak to opravím. Keď to funguje, tak to vylepším. Je to logické, tak prečo to nie je pravidlom v školstve? Podľa ISO 9241 nemôžeme dosiahnuť dobrý dizajn bez iterácie a teda postupného opakovania sekvencie dizajnových krokov. Máme iterovať až kým nedosiahneme požadované výsledky. Dosiahli sme ich už? Proces dizajnu výuky je iteratívny. Minimálne niektoré časti sa pravidelne reevalujú a redizajnujú, čo môžeme vidieť z množstva noviel a pokusov v rámci celého súčasného školského systému. Tieto však nie vždy sú založené na potrebách a požiadavkách užívateľov. Navyše zas prichádzame k argumentu “starých dobrých (ne)fungujúcich koľají”, ktoré sa vylepšovať kvôli rôznym dôvodom (čas, ochota, komfort, peniaze, prioritizácia) nemusia.

5. Návrh rieši celú užívateľskú skúsenosť

Podľa ISO užívateľská skúsenosť vychádza z prezentácie, funkcionality, výkonu, interaktivity daného systému. Zároveň stavia na užívateľových predchádzajúcich skúsenostiach, vedomostiach, postojoch, schopnostiach, zvykoch a osobnosti. Vnímanie a reakcie osoby vyplývajúce z používania alebo očakávaného používania výrobku, systému, služby.

6. Projektový tím zahŕňa multidisciplinárne zručnosti a perspektívy

V závislosti od toho, čo sa dizajnuje (výukový proces, kurikulum, e-learning, školský systém) je dobré zahrnúť odborníkov z rôznych odvetví a zameraní. Môžu priniesť zaujímavé podnety a perspektívy z prostredia mimo oboru a uvidieť inými očami veci, voči ktorým oboroví špecialisti oslepli.


HCI alebo Human Computer Interaction

je obecne interakcia alebo komunikácia medzi človekom a počítačom. Jedná sa o multidisciplinárny odbor, ktorý čerpá poznatky z mnohých ďalších oborov ako počítačová veda, ergonómia, fyziológia, dizajn, estetika, psychológia, kognitívna veda, sociológia, antropológia, umelá inteligencia, inžinierstvo atď. Skúma dizajn a použitie technológie s primárnym zameraním na užívateľské rozhranie a teda prostredie, ktorým počítač komunikuje s užívateľom.

Prvýkrát sa objavuje v 80. rokoch a spolu s rastom a rozširovaním technológií rastie i obor interakcie počítača a človeka používajúc stále sofistikovanejšie teórie a metodológie. Momentálne pokrýva takmer celý dizajn informačných technológie a nie len počítačov. Nové trendy v HCI sa prejavujú vo výskume užitia nových technológii ako napríklad virtuálnej alebo rozšírenej reality, rozpoznávanie emócií, interakcia s umelou inteligenciou.

Pre lepšie pochopenie niektorých pojmov pripájame výklad podľa ISO 9241–210 z roku 2010:

Interaktívny systém kombinuje hardware, software a/alebo službu, ktorá dostáva nejaký vstup a komunikuje výstup užívateľom.

Použiteľnosť šírka, do ktorej systém, produkt alebo služba môžu byť použiteľné špecifickým užívateľom na efektívne, užitočné a uspokojujúce dosiahnutie ich špecifických cieľov v špecifickom kontexte.

Podľa medzinárodného štandardu ISO 9241–110 z roku 2006 by nasledujúce princípy mali byť vzaté do úvahy pri dizajnovaní interaktívnych používateľsky prívetivých systémov. Samozrejme podobných princípov pochádzajúcich z iných štandardov je nespočetne.

a) vhodnosť pre danú úlohu

b) intuitívnosť a jednoduchosť systému

c) súlad s očakávaniami používateľa

d) vhodnosť na učenie

e) ovládateľnosť

f) tolerancia chýb

g) vhodnosť pre individualizáciu

V krátkosti zauvažujeme nad použiteľnosťou uvedených princípov v kontexte vzdelávania a použitia technológií vo vzdelávaní.

a) Vhodnosť pre danú úlohu

Niekedy nám postačí zdravý rozum a trochu umiernenosti. Použiť technológie len pre samotné technológie nedáva veľmi zmysel. Nevhodne zvolená technológia alebo proces môžu mať kontraproduktívne účinky na žiaka a znížiť efektívnosť učenia.

b) Intuitívnosť a jednoduchosť systému

Tento princíp spočíva na rýchlom pochopení reťazca krokov pre vyriešenie úlohy alebo na mechanizme, ktorý môže poskytnúť bližšie informácie. Treba si uvedomiť, že so vzdelávacím systémom nebude primárne narábať žiadny profesionál, ale študent/ žiak/ učiteľ, o ktorého digitálnej gramotnosti by mal byť dizajnér systému upovedomený vopred. (To je samozrejme závislé od typu systému alebo kurzu) Avšak, ak systém nie je intuitívny, logicky a prehľadne usporiadaný, tak aj užívateľ s dostatočnou digitálnou gramotnosťou bude mať problémy sa v ňom orientovať. Zlý dizajn poškodí jeho pozornosť na učebnú látku a zároveň v ňom časom spustí frustráciu, ktorú si bude spájať s daným učením.

c) Súlad s očakávaniami používateľa

Systém je v súlade, ak sa zhoduje s užívateľovými vstupnými predpokladmi: jeho znalosťou úlohy, vzdelaním. Ak si vezmeme ako príklad dizajn MOOCu (Massive Open Online Course), tak jeho uživateľ má isté predchádzajúce znalosti a pravdepodobne očakávania, ktoré pochádzajú zo samotného popisu daného kurzu. Tzn. Užívateľ má znalosť jazyka na úrovni B1. Ak si vyberiem jazykový kurz úrovne B1, tak očakávam náročnosť B1 a nie C1. Adaptuje užívateľove mentáne modely.

d) Vhodnosť na učenie

Je možné s ním jednoducho pracovať napriek tomu, že je to nový systém. Učenie práce so systémom nezaberie učiacemu sa toľko kapacity, aby nezvládol splniť primárne úlohy predložené v systéme. Poskytuje novému učiacemu sa úvodnú podporu napríklad v podobe pop-up okien s radami alebo vysvetlením efektívnejších zložitejších funkcionalít. Systém má základné “tradičné” funkcionality, ktoré sa uživateľ podvedome naučil pri skúsenostiach s inými systémami napr. krížik znamená zavretie okna, zelená farba alebo fajka slúžia ako znak správnej odpovede, na druhej strane červená viaže na seba negatívne, deštruktívne konotácie. Používa sa bežne na označenie chyby, varovania alebo úplného vymazania/vypnutia súboru.

e) Ovládateľnosť

Ak užívateľ dokáže začať, kontrolovať, ovplyvňovať smerovanie a rýchlosť, až kým úloha nie je dokončená.

f) Tolerancia chýb

Chyby pri používaní systému sa očakávajú a systém je na to pripravený. Používa sériu varovaní, možností vrátiť sa späť do východzieho stavu pred začatou akciou, alebo možnosť danú akciu úplne zrušiť. Dobrý systém napríklad študenta upozorní, že nemá vyplnené všetky otázky alebo, že odchádza bez uloženia postupu. Tak isto neočakáva stopercentne správne užívateľské inputy.

g) Vhodnosť pre individualizáciu

Systém je rozširovateľný, individualizovateľný a flexibilný pre potreby rôznych jednotlivcov. Dá sa adaptovať podľa jednotlivých úloh a užívateľov.

Ako ďalší podporným nástroj, ktorý môže rozvíjať HCI, uvedieme Minimalizmus. Obernhof v knihe Minimalism: Designing Simplicity definuje 4 druhy dizajnového minimalizmu, ktoré poskytujú užitočnú hoci niekedy radikálnu perspektívu na dizajn a HCI.

  • Funkčný minimalizmus redukuje nielen funkcionalitu, ale i celý design na najnižšiu možnú úroveň a nedá sa väčšinou deliť na časti. Potrebuje ďalšie nástroje. Menej funkcionalít znamená pre žiaka menej učenia práce so systémom a teda sa môže sústrediť na obsah kurzu. Zároveň dokáže udržať väčšiu kontrolu nad systémom a jeho mentálne modely vydržia nové prostredie bez ujmy.
  • Štrukturálny minimalizmus dáva užívateľovi viacej slobody odstránením navigácie. V prvom rade dáva do popredia najčastejšie používané funkcie a tie sekundárne situuje hlbšie do systému, aby užívateľovi neprekážali v základných úlohách. Pre možné rozširovania študijných aplikácií je tento model vhodnejší ako oklieštený model funkčného minimalizmu.
  • Architektonický minimalizmus taktiež redukuje funkcionalitu, ale rozvrstvuje ju na moduly, ktoré sú viditeľné a postaviteľné ako lego. Je ľahko individualizovateľný a prehľadný. V takomto modely sa žiak môže sústrediť na konkrétny modul (napr. gramatiku) a iné (literatúru) odsunúť na neskôr. Je v súlade s užívateľskými očakávaniami.
  • Kompozičný minimalizmus sa zameriava na využitie iba čiastočnej funkcionality v rámci komplexnejšieho systému. Stavia na interoperabilite s ďalšími nástrojmi v rámci širšieho celku.
Prepojenie HCI, princípov ISO 9241–110 a 4 modelov minimalizmu

Akú úlohu môže hrať HCI pri zlepšovaní vyučovacieho procesu?

Aplikácia HCI nemusí byť zameraná len na tradičné školy, ale aj na vyučovanie v rámci spoločností alebo kultúrne-vzdelávacích centier ako sú múzea. Nové trendy vo vzdelávaní ako napríklad STEM a jeho odnože priam lákajú na zapojenie designového myslenia a HCI na preklenutie problémov spojených s výučbou. Hoci STEM vzniklo v deväťdesiatych rokoch popularitu získava až dnes. Jedná sa o koncept spoločného vzdelávania v príbuzných technických odboroch: prírodných vedách (science), technológiách (Technology) technike (Engineering) a matematike (Mathematics) a ich prepájania navzájom. Namiesto toho, aby sa vyučoval každý z predmetov samostatne, tak sa obsahy prelínajú. V školských projektoch sú častokrát použité znalosti viacerých oborov. V súčasnosti existujú varianty na STEM ako napríklad STEAM (pridáva do kurikula “art” schopnosť tvoriť, prezentovať, formulovať), STREAM (pridáva do kurikula “reading and writing” alebo obecne gramotnosť spojenú s kritickým myslením). Cieľmi sú rozšírenie STEM gramotnosti a zapojenie minoritných skupín. Keďže klesá záujem o štúdium týchto ekonomicky dôležitých odborov, tak je dôležité nachádzať nové cesty ako prepracovať a zatraktívniť kurikulum. HCI a pridružené metodológie designové myslenie môžu hrať zjednocujúcu a interdisciplinárnu úlohu v učení práve týchto disciplín.

Užívateľská skúsenosť galérií, knižníc, múzeí a ďalších kultúrne-vzdelávacích inštitúcií môže byť taktiež výrazne prehĺbená pomocou HCI. Niekoľko zaujímavých úspešných projektov a článkov zhrňuje Mark Walhimer na svojom blogu Museum Planner. Tie sa zameriavajú napríklad na dizajnové myslenie a HCI.

Prenikanie tém vzdelávania do HCI alebo naopak odboru HCI do vzdelávania začína byť vo vedeckých kruhoch bežnou praxou. Od roku 1984 sa koná medzinárodná konferencia HCI International, ktorá pravidelne prispieva a rozvíja tieto témy. V roku 2016 sa objavilo niekoľko zaujímavých príspevkov prinášajúcich prelínanie HCI a vzdelávania. Návrh kooperatívneho prostredia pre študentov vysokých škôl od profesora Steleovského, ktorý aktívne nabáda študentov počas videoprednášok ku spolupráci a formulácii spoločných otázok, prehlbuje novo nadobudnuté učivo. Objavili sa aj návrhy adaptatívneho uživateľského rozhrania pre modelovanie učebného štýlu alebo adaptívny podporný vedecký systém pre postgraduálnych študentov. Hana Ovesleová vo svojej štúdii “User-interface Supporting Learners’ Motivation and Emotion: A Case For Innovation in Learning Management Systems” zas skúmala rolu užívateľského rozhrania v procese výuky a aké požiadavky na management systému proces výuky reflektuje. Primárne sa inšpirovala deväť krokovým modelom Roberta Gagného zo 60. rokov Nine events of Instruction, ktorý rozšírila o sadu požiadaviek na výukový systém. Gagné navrhol sériu po sebe nasledujúcich krokov ako dizajnový proces. Tento proces používa behaviorálny prístup k učeniu zameriavajúci sa na výstupy.

1. Získaj záujem žiakov

2. Informuj študentov o cieľoch výuky

3. Stimuluj súvisiace predchádzajúce znalosti

4. Predstav obsah nového učiva

5. Poskytni usmernenia pri učení

6. Požaduj aktivitu dokazujúcu učenie

7. Poskytni spätnú väzbu

8. Ohodnoť výkon

9. Podpor prenos znalostí a ich aplikáciu v iných oblastiach

Ani po 60. rokoch tieto kroky nie sú zastaralé a môžu byť aplikované nie len na výuku v triede, ale aj naprieč systémami. Metódy HCI a HCD by sa mali pravidelne presadzovať vo všetkých vyučovacích procesoch zahrňujúcich dizajn učenia. Potrebujeme zabezpečiť efektivitu a uspokojenie žiaka. Možno je už ten správny čas začať…

Ďalšie čítanie

Kapros, E., & Koutsombogera, M. (Eds.). Designing for the User Experience in Learning Systems. Human–Computer Interaction Series. 2018. doi:10.1007/978–3–319–94794–5

Zdroje

Ovesleová, H. User-Interface Supporting Learners’ Motivation and Emotion: A Case for Innovation in Learning Management Systems. Lecture Notes in Computer Science, 2016, 67–75. doi:10.1007/978–3–319–40355–7_7

Obendorf, H. Minimalism: Designing Simplicity. Springer Publishing Company, Incorporated, 2011.

ISO 9241–110:2006 Ergonomics of human-system interaction — Part 110: Dialogue principles.

ISO 9241–210:2010: Ergonomics of human system interaction–Part 210: Human centered design for interactive systems.

EDTECH KISK

Educational Technology, KISK Masaryk University

Mari Švir

Written by

EDTECH KISK

Educational Technology, KISK Masaryk University