19 сентября 2013

Эргономические характеристики (в помощь студенту при подготовке зачётного задания и курсового проекта)

Требования к составу и значениям эргономических характеристик качества и методам их оценки.

Настоящий стандарт устанавливает номенклатуру, граничные значения и ориентировочные параметры качества программных средств образовательного назначения.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1.1. Настоящий стандарт регламентирует оценку эргономических характеристик ПС ОН в подсистеме сертификации программных средств образовательного назначения, являющейся составной частью Системы сертификации средств и систем в сфере информатизации «РОСИНФОСЕРТ».

1.2. Оценка эргономических характеристик ПС ОН проводится в соответствии с технологической инструкцией и методическим руководством.

2. НОМЕНКЛАТУРА ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА.

2.1. Эргономические требования, предъявляемые к ПС ОН, делятся на следующие группы:

требования соответствия характеристик программного средства методическому руководству и сопутствующей документации.
требования к временным режимам работы программного средства;
требования к общей визуальной среде на экране монитора;
требования к цветовым характеристикам;
требования к пространственному размещению информации на экране монитора;
требования к организации диалога;
требования к буквенно-цифровой символике и знакам;
требования к звуковому сопровождению.

2.2. Требования соответствия характеристик программного средства методическому руководству и сопутствующей документации:

соответствие программного средства методическому материалу;
соответствие последовательности действий, необходимых для установки программного средства, инструкции;
легкость запуска;
соответствие основных технических характеристик программного средства параметрам, приведенным в документации;
устойчивость работы.

2.3. Требования к временным режимам работы ПС ОН определяются параметрами:

длительность времени непосредственной работы учащихся на компьютере в течение урока;
длительность времени непосредственной работы учащихся на компьютере на первом и на втором уроках при сдвоенных уроках;
возраст учащихся.

2.4. Требования к общей визуальной среде на экране монитора определяются параметрами:

нормальная визуальная среда;
благоприятная визуальная среда;
гомогенная визуальная среда;
агрессивная визуальная среда;
смешанная визуальная среда;
динамическая гомогенная среда;
динамическая агрессивная среда;
нормальная визуальная среда программного средства.

2.5. Требования к цветовым характеристикам формируются из условий оптимального восприятия зрительной информации в зависимости от цветовой палитры, яркости и контрастности изображения на экране монитора, характеризуется параметрами:

соответствие цветовой палитры относительной видимости предметов изображения;
оптимальность контраста изображения по отношению к фону;
постоянство используемых цветов;
соответствие цветов устойчивым зрительным ассоциациям;
яркость цветов объектов по отношению к фону;
оптимальность выбора цветов для смыслового противопоставления объектов;
оптимальность сочетания цвета и яркости изображения.

2.6. Требования к пространственному размещению информации на экране монитора формируются из условий оптимальности изучения текстовой, графической и текстово-графической информации, характеризуется параметрами:

соответствие форм объектов устойчивым зрительным ассоциациям;
использование логических ударений;
оптимальность использования логических ударений;
соответствие последовательности логических ударений оптимальному порядку изучения информации;
соответствие полей восприятия графической информации оптимальному порядку изучения;
соответствие пространственного расположения информации на экране оптимальному порядку изучения;
степень засоренности поля главного объекта.

2.7. Требования к организации диалога формируются из условий максимальной естественности взаимодействия ученика программным средством, определяются параметрами:

доступность для учащихся;
время реакции на ответ или управляющее воздействие;
число вариантов ответов в вопросах типа «меню»;
правдоподобность ответов в вопросах типа «меню»;
наличие инструкции или подсказки, удобство работы с ней.

2.8. Требования к буквенно-цифровой символике и знакам формируются из условий максимальной эффективности считывания буквенно-цифровой информации с экрана монитора, разделяются на требования к разборчивости изображения и требования к параметрам текста.

Требования к разборчивости изображения характеризуются параметрами:

способ начертания (соотношение размера и яркости);
толщина линии обводки.

Требования к параметрам текста характеризуются параметрами:

высота знака;
отношение ширины буквы, цифры к высоте;
толщина линии обводки в прямом и обратном контрасте;
расстояние между знаками;
расстояние между строками;
длина строки.

2.9. Требования к звуковому сопровождению разработаны исходя из условий максимальной естественности восприятия человеком звуковой информации с учетом специфики использования ПС ОН в учебном процессе. Требования к звуковому сопровождению характеризуются параметрами:

комфортность восприятия звуковой информации;
удобство настройки звуковых характеристик;
зависимость максимальной разборчивости от уровня громкости;
соответствие звуковой информации устойчивым звуковым ассоциациям;
степень засоренности звукового сопровождения;
оптимальность темпа звукового сопровождения.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ЭРГОНОМИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ КАЧЕСТВА

3.1. Требования к параметрам соответствия характеристик программного средства методическому руководству и сопутствующей документации.

3.2. Временные режимы работы программного средства.

3.3. Требования к общей визуальной среде на экране монитора

3.4. Требования к цветовым характеристикам

3.5 Требования к пространственному размещению информации на экране монитора

3.6. Требования к организации диалога

3.7.Требования к буквенно-цифровой символике и знакам.

3.7.1.Требования к разборчивости изображения.

3.7.2. Требования к параметрам текста

3.8. Требования к звуковому сопровождению

Методическое руководство к проведению экспертизы эргономических характеристик.

Экспертиза эргономических характеристик программных средств образовательного назначения проводится в три этапа.

На первом этапе эксперты знакомятся с программным средством и методическим материалом, затем делают предварительные измерения и оценки эргономических характеристик. Вся работа проводится экспертами самостоятельно, учащиеся на этой стадии не привлекаются.

На втором этапе оценка эргономических характеристик программных средств осуществляются в условиях педагогического эксперимента. Здесь проверяются и уточняются результаты, полученные на первом этапе.

На третьем этапе проходит окончательное уточнение результатов, выставление средних и итоговых оценок. Вся работа осуществляется экспертами самостоятельно.

Оценку эргономических характеристик программных средств образовательного назначения необходимо проводить по следующим группам:

первая группа – оценка параметров соответствия характеристик программного средства методическому руководству и сопутствующей документации;

вторая группа – временные режимы работы программных средств образовательного назначения;

третья группа – оценка общей визуальной среды на экране монитора;

четвертая группа – оценка параметров цветовых характеристик;

пятая группа – оценка параметров пространственного расположения информации на экране монитора;

шестая группа – оценка параметров организации диалога;

седьмая группа – оценка параметров буквенно-цифровой символики и знаков;

восьмая группа – оценка параметров звукового сопровождения.

Для оценки эргономических характеристик программных средств образовательного назначения применяются измерительные, экспертные и экспертно-измерительные методы.

При использовании измерительных методов оценок необходимо ориентироваться граничными значениями оцениваемых параметров, приведенными в таблицах. При использовании экспертных методов – ориентировочными параметрами качества.

Оценку параметров эргономических характеристик необходимо проводить в соответствии с документом «Информационная технология. Сертификация средств и систем в сфере информатизации. Программные средства образовательного назначения. Технологическая инструкция к проведению экспертизы эргономических характеристик».

Соответствие или не соответствие программного средства должно оцениваться по каждому параметру отдельно. В протоколе испытаний эргономических характеристик должны присутствовать результаты оценки по каждому параметру, их среднее значение, комментарии с указанием отклонений и по какому параметру, оценка соответствия группы в целом. Это даст экспертному совету более объемную картину оценки.

Знак «+» в протоколе испытаний эргономических характеристик должен указывать на соответствие программного средства требованию, знак «-» — на несоответствие. Допустимо использование знака «+-» в пограничных областях результата оценок.

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ СООТВЕТСТВИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА МЕТОДИЧЕСКОМУ МАТЕРИАЛУ И СОПУТСТВУЮЩЕЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Оценка осуществляется на первом этапе экспертизы, когда знакомятся с методическим материалом и сопутствующей документацией, устанавливают программное средство и знакомятся с ним непосредственно в работе. К сожалению, в настоящее время нет единых требований на необходимую номенклатуру технических характеристик сопутствующей документации. Поэтому она часто носит ярко выраженный рекламный характер. Экспертам необходимо самым тщательным образом знакомиться со всей документацией программного средства образовательного назначения и анализировать ее, поскольку неверные сведения часто ведут к прямому обману покупателей.

Параметры 1.4 и 1.5 носят предварительный характер. На третьем этапе проведения экспертизы они будут уточняться. Параметры 1.1, 1.2, 1.3 носят окончательный характер. Их необходимо выставлять по первому впечатлению о программном средстве – при первой установке и запуске.

Несоответствие пункту 1.1 может привести к существенному снижению эффективности программного средства образовательного назначения. Это случается, когда авторы стремятся как можно быстрее выпустить программное средство на рынок и считают разработку методического обеспечения делом второстепенным. В этом случае методическое обеспечение не поспевает за самим программным средством. Несоответствие программного средства методическому материалу вносит путаницу в работу учителя, вызывая недоверие к программе, что в конечном итоге снижает ее эффективность.

Несоответствие пунктам 1.2 -1.5 говорит о программно- аппаратных недоработках программного средства. В образовательных учреждениях нежелательно использование программных средств с серьезными программно-аппаратными недоработками.

ОЦЕНКА ВРЕМЕННЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Контролируемым параметром является длительность непосредственной работы учеников с компьютером, инструментом измерения – секундомер.

Время непосредственной работы с компьютером – это чистое время взаимодействия учеников с компьютером при работе с программным средством, когда его внимание целиком приковано к экрану монитора. В него не входит время объяснения учебного материала, загрузки и установки программного средства в рабочий режим.

Ориентировочным значением контролируемого параметра является максимально допустимое время непосредственной работы с компьютером.

Параметр качества	Максимально допустимое время работы с компьютером
1. Длительность работы за компьютером детей дошкольного возраста	7 минут для 5 лет, 10 минут для 10 лет
2. Длительность работы за компьютером во время учебных занятий	10 минут для 1 класса (6 лет) 15 минут для 2 — 5 классов 20 минут для 6 — 7 классов 25 минут для 8 — 9 классов 30 минут на первом уроке при сдвоен- 10 -11 20 минут на втором уроке ных уроках классов
3. Длительность работы за компьютером на занятиях в кружках	Не более 60 минут для 2-5 классов (7-10лет), до 90 минут для 6 классов и старше
4. Длительность работы за компьютером в школах «Юных программистов» во время каникул	Одно занятие в день по 45 минут для 8 -10 лет, два занятия в день по 45 минут для 11-13 лет, три занятия в день по 45 минут для 14-16 лет

ОЦЕНКА ОБЩЕЙ ВИЗУАЛЬНОЙ СРЕДЫ НА ЭКРАНЕ МОНИТОРА

1. Психофизиологические основы в вопросе оценки общей визуальной среды

Глаз человека – самый активный из органов чувств. Он никогда не стоит на месте, постоянно перемещаясь в двух основных плоскостях — горизонтальной и вертикальной. Такая активность достигается природой глазодвигательного аппарата, особенностью работы его нервных центров свойствами мышц глаза. Установлено, что мышцы глаза – самые быстродействующие в организме человека.

Глаз человека ясно видит окружающие предметы очень малым участком сетчатки, который получил название центральной ямки. В области центральной ямки острота зрения максимальна. Она резко падает к периферическим участкам сетчатки. При неподвижных глазах мы видели бы ясно только половину лица встречного человека с расстояния 3 метров, а всего человека можно было бы рассмотреть лишь с расстояния 48 метров. Таким образом, весь механизм движения глаз связан с помещением объекта в область ясного видения.

Различают два вида движения глаз: медленные и быстрые. Быстрые движения глаз в литературе получили название саккад. Согласно экспериментальным исследованиям, в естественных условиях видения имеют место две и более саккад в секунду. Саккады правого и левого глаза совершенно синхронны и имеют одинаковую амплитуду. Ориентированы саккады тоже в одном направлении и меняют свое направление минимум раз в полсекунды. Глаз как бы сканирует окружающее пространство.

Саккады играют большую роль в зрительном восприятии. Экспериментально было установлено, что если изображение объекта сделать неподвижным относительно фоторецепторов сетчатки глаза, то человек перестает его видеть спустя 1 — 3 секунды (эффект «пустого поля»). Это говорит о том, что только при перемещении образа объекта по сетчатке возникает перепад освещенности на фоторецепторах, в результате чего и возникает импульс в зрительном нерве. В обычных условиях такое перемещение достигается за счет автоматии саккад (мозг сам выбирает оптимальную частоту и амплитуду саккад для устойчивого видения).

Другое важное назначение саккад — стирать, так называемые, последовательные образы на сетчатке глаза. Последовательные образы представляют собой следы предыдущих раздражений сетчатки, которые в определенных условиях могут наблюдаться в течение длительного времени (десятки секунд и минуты), лишь постепенно угасая. Саккады также играют важную роль в компенсации дефектов сенсорного аппарата глаз, поскольку сетчатка глаза неоднородна по своей чувствительности — в ней имеются «родимые пятна» и мелкие скотомы; в стекловидном теле часто присутствуют непрозрачные элементы: кровяные тельца, капилляры, уплотнения и т.п.

Саккады, в свою очередь, разделяют на два типа — короткие и длинные. Короткие саккады (или микросаккады) имеют место при фиксации взора на неподвижном объекте малого размера. Микросаккады играют ключевую роль в оценке изменения положения объекта на малую величину. Длинные саккады (или макросаккады) имеют место при рассматривании человеком какого-то неоднородного объекта, макрообъекта. Медленные движения глаз чаще имеют место при охвате общей визуальной обстановки, рассматривании сложных визуальных композиций, когда необходимо перемещать взор от одного объекта к другому.

Необходимо отметить, что оценка общей визуальной обстановки, рассматривание сложной картины (в том числе и на экране монитора компьютера) является сложным процессом, в котором имеют место как микро- и макросаккады, так и медленные движения глаз.

2. Классификация и основные характеристики визуальных сред на экране монитора.

Общую визуальную среду человека можно разделить на четыре основных вида. Это — комфортная визуальная среда, нормальная, гомогенная и агрессивная. Комфортной называют визуальную среду с большим разнообразием элементов. Для нее характерны: наличие кривых линий разной толщины и контрастности, острых углов (особенно в верхней части) в виде вершин и заострений, образующих силуэт, разнообразие цветовой гаммы, сгущение и разрежение элементов и разная их удаленность. К комфортной визуальной среде можно отнести красивый пейзаж, например леса, гор, моря, облаков. реки. С комфортной визуальной средой часто связывают произведения искусства в области живописи и архитектуры.

Гомогенная видимая среда — это среда, в которой либо совсем отсутствуют видимые элементы, либо число их резко снижено. В литературе классическую (или идеальную) гомогенную среду часто показывают на примере, так называемого, эффекта пинг-понгового шарика. В экспериментальных условиях глаза испытуемых закрывали половинками пинг-понговых шариков, таким образом, чтобы они не видели краев, и освещали колпачки светом. Человек оказывался в светлой гомогенной среде. Однако ощущение яркости видимого поля быстро изменялось. Примерно через минуту у большинства испытуемых все поле зрения становилось совершенно темным. Испытуемые жаловались на неприятные ощущения в процессе эксперимента.

Механизм этого эффекта легко объяснить, исходя из того, что фоторецепторы работают на перепадах освещенности. В гомогенной среде, т.е. при однородном освещении всех точек поля зрения, автоматия саккад не вызывает изменений на фоторецепторах и соответственно в зрительном нерве после очередной саккады сигнала не возникает. Амплитуда саккад увеличивается в 3-5 раз, в 2-3 раза увеличивается их число. Зрительный анализатор переходит в «поисковый режим», который не дает результата. Длительная работа в этом режиме ведет сначала к ощущению дискомфорта, затем к нарушению автоматии саккад. Кроме фоторецепторов в гомогенной среде не срабатывают нервные клетки мозга, что ведет к расстройству его некоторых функций. Это является причиной неприятных ощущений и головных болей.

В программных средствах образовательного назначения довольно часто приходится сталкиваться как с отдельными гомогенными полями, занимающими часть изображения на мониторе, так и с общей гомогенностью визуальной среды. В первом случае, при достаточно высокой динамичности программного средства, гомогенные поля могут как бы выпадать из поля зрения. В программных средствах с высокой степенью общей гомогенности среды восприятие информации с экрана монитора идет с большим напряжением. В результате, быстро утомляются глаза, развивается общее утомление учеников. Типичным примером программного средства с высокой степенью общей гомогенности среды являются игровые программы «Doom 2»и «Quake».

Основными причинами возникновения гомогенных полей и гомогенной среды в ПС ОН являются просчеты разработчиков в выборе цветовой палитры, соотношения яркости и контраста изображения, темпа подачи учебного материала.

Агрессивная визуальная среда-это среда, в которой человек одномоментно видит большое число одинаковых элементов. На рисунке приведены типичные тесты агрессивных видимых полей. Одного взгляда на эти тесты достаточно, чтобы убедиться, что они вызывают исключительно неприятные зрительные ощущения. Причем, даже гомогенные поля воспринимаются человеком намного легче, чем агрессивные.

Если в ПС ОН одинаковые микрообъекты разнесены менее чем на 2° в поле зрения и если их число превышает пять, становится невозможной фиксация взгляда на одном микрообъекте. В результате, возникает агрессивное поле. Чем больше агрессивное поле и чем выше его яркость и контраст по отношению к общему фону, тем больше общая агрессивность визуальной среды. При высокой агрессивности визуальной среды все объекты как бы уходят на задний план, взгляд начинает воспринимать только саму агрессивную среду.

Установлено, что в агрессивной среде не может полноценно работать автоматия саккад, затруднена фиксация глаза на объекте. Попытка фиксировать один из микрообъектов агрессивного поля ведет к торможению автоматии саккад. Одновременно наступает стабилизация медленных движений глаз, резко сокращается число миганий. Глаза встают «как вкопанные». Быстро развивается утомление.

В сильноагрессивной среде падает разрешающая способность глаз, отдельные элементы становятся не видимыми, все поле превращается в серый фон, глаза уже физически не могут остановиться на отдельном элементе, они как бы плавают по объекту. Число саккад резко сокращается, а дрейф увеличивается по амплитуде.

Бинокулярное зрение (при котором оба глаза смотрят на один и тот же объект) так же не может полноценно работать в агрессивной среде. При большом количестве одинаковых микроэлементов изображения невозможно конвертировать оба глаза в одну точку. В агрессивной среде не срабатывают такие механизмы зрения, как on — off системы, аккомодация, адаптация, реакция зрачка; не могут полноценно работать рецептивные поля мозга.

Агрессивность визуальной среды достаточно часто можно наблюдать в ПС ОН. Разработчики любят «украшать» свои программы одинаковыми мелкими деталями, микрообъектами орнаментом и т.д., часто нарушают цветовые пропорции. В результате, от таких программ у учащихся порой просто рябит в глазах.

В ПС ОН часто можно наблюдать динамическую агрессивность и динамическую гомогенность визуальной среды. Они возникают при изменении визуальной обстановки на экране монитора. Даже небольшая динамичность визуальной обстановки на экране монитора приводит к резкому увеличению агрессивности и гомогенности визуальной среды.

Отрицательное действие динамических агрессивных полей намного сильнее, чем статических. Это связано с тем, что фоторецепторы более активно реагируют на динамические процессы. С другой стороны, динамические агрессивные поля оказывают воздействие на двигательный аппарат глаз, а именно на конвергенцию, аккомодацию и параметры саккад. Фиксация взгляда на объекте в динамической агрессивной среде требует больших усилий, что ведет к быстрому развитию утомления.

Необходимо отметить, что создать комфортную визуальную обстановку на экране монитора очень сложно, поскольку естественным для нашего зрения является восприятие в отраженном свете, восприятие же с экрана монитора идет в излучающем свете. Гомогенные и агрессивные поля окружают нас не только на экранах мониторов, но и в обычной жизни. Например, кирпичная стена дома, окна многоэтажных домов, ровная укладка шпал на железной дороге, брусчатка на домах и улицах сами по себе являются агрессивными визуальными средами. У нас уже выработался определенный стереотип восприятия таких объектов. Кроме того, человеческий организм имеет определенные возможности адаптации к агрессивным и гомогенным полям, но они не безграничны.

Возникает вопрос, какую визуальную среду следует считать нормальной? Применительно к ПС ОН, нормальной визуальной средой, видимо, следует считать среду, в которой иногда и встречаются гомогенные и агрессивные поля, но они оказывают незначительное влияние на общую визуальную обстановку на экране монитора и не вызывают отрицательных эмоций у учащихся.

Каким основным требованиям должно удовлетворять ПС ОН, чтобы на экране монитора была нормальная визуальная обстановка? Оптимальным видимым полем обычно считают поле, удовлетворяющее следующим требованиям:

размер объекта 1° — 3°;
расстояние между объектами 2.5°;
число однотипных объектов не более 5.

Для создания фона возможно использование комбинации различных элементов.

Строить изображение на экране монитора желательно по законам гармонии. Необходимо создавать иллюзию разной удаленности объектов, использовать линии разной толщины и контрастности, стараться, по возможности, избегать прямых линий, разнообразить набор острых углов в верхней части экрана. Желательно разнообразить цветовую палитру, использовать плавные цветовые переходы, отдавая предпочтение теплым тонам.

Пользователь тоже в состоянии несколько понизить агрессивность и гомогенность визуальной среды настройкой монитора. Например, увеличивая яркость и контрастность изображения, иногда удается уменьшить темную гомогенность среды, снижая яркость и контрастность — снизить агрессивность.

3. Классификация и основные характеристики визуальных полей на экране монитора.

Различают четыре типа визуальных полей на экране монитора.

1. Поле точного восприятия изображения. Оно составляет 3° вверх-вниз, 7° вправо-влево от оси зрения, что в условиях работы в компьютерном классе ? 2.6 — 2.7 см, 4.8 — 5.2 см соответственно.

2. Поле опознания взаимного расположения и изменения положения объектов. Оно составляет вверх 25°, вниз 35°, вправо и влево по 32° от оси зрения, что соответственно ? 24-28 см, 34-40 см, 31-37 см.

3. Поле высокозначимой информации. Оно составляет 15° во все стороны от оси зрения ? 14-16 см.

4. Поле главного объекта. Оно составляет 10° во все стороны от оси зрения ? 9 — 10 см.

ОЦЕНКА ВИЗУАЛЬНОЙ СРЕДЫ НА ЭКРАНЕ МОНИТОРА

Оценка визуальной среды на экране монитора осуществляется в два этапа. На первом этапе необходимо полностью отработать с программным средством и сделать общее заключение о характере визуальной среды по первым впечатлениям, не производя никаких измерений.

На втором этапе необходимо осуществить детальную оценку визуальной среды для каждого кадра программного средства, содержащих графическую и текстово-графическую информацию. Сначала оценивается характер визуальной среды (благоприятная, нормальная, гомогенная, агрессивная, смешанная).

Если среда благоприятная или нормальная без ярко выраженных гомогенных и агрессивных полей и не вызывает негативных ощущений при работе в ней, то, в этом случае, детальный анализ всего поля не делается. Если среда носит гомогенный, агрессивный или смешанный характер, то проводится детальный анализ всего поля информации. Выделяется главный объект или объекты, рассматривается как перемещается ось зрения при анализе кадра, попадают ли гомогенные и агрессивные поля в поле высокозначимой информации, оценивается интенсивность полей. На основании этого делается экспертное заключение о характере среды. Если в программном средстве предусмотрена возможность увеличения динамики, оценивается, какое влияние оказывает ее увеличение на характер среды, не возникает ли динамическая гомогенность или динамическая агрессивность среды.

Результаты измерений каждого кадра сначала заносятся во вспомогательный лист протокола испытаний, затем по вспомогательным листам делается статистический анализ, и результаты заносятся в протокол испытаний.

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ЦВЕТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК.

Оценку цветовых характеристик программных средств образовательного назначения необходимо вести, руководствуясь следующими соображениями.

Объекты, изображенные разными цветами и на разном фоне по-разному воспринимаются человеком. В этом проявляется свойство зрительных анализаторов, которое характеризуется кривой относительной видимости. Если цвета объектов и фона значительно отличаются от относительной видимости, то могут возникнуть и цветовые гомогенные поля. В этом случае при поверхностном рассмотрении изображения может возникать эффект «психологического пятна», когда некоторые объекты как бы выпадают из поля зрения. При более внимательном рассмотрении изображения восприятие этих объектов требует дополнительных зрительных усилий.

Построение кривой относительной видимости объект каждого кадра программного средства достаточно затруднительно. Поэтому, при проведении экспертизы выявление цветовых гомогенных полей должно осуществляться экспертами на основании зрительных ощущений и опыта.

При оценке цветовой палитры ПС ОН нужно исходить из того, что наличие цветовых гомогенных полей недопустимо.

Важную роль в организации зрительной информации играет контраст предметов по отношению к фону. Существует две разновидности контраста: прямой и обратный. При прямом контрасте предметы и их изображения темнее, а при обратном — светлее фона. В ПС ОН обычно используются оба вида как порознь в разных кадрах, так и вместе в рамках одной картинки. В большинстве программ доминирует обратный контраст.

Предпочтительной является работа при прямом контрасте. В этих условиях увеличение яркости ведет к улучшению видимости, а при обратном — к ухудшению, но цифры, буквы и знаки, предъявляемые в обратном контрасте, опознаются точнее и быстрее, чем при прямом, даже при меньших размерах.

Чем больше относительные размеры частей изображения и выше его яркость, тем меньший должен быть контраст, тем лучше видимость. Комфортность восприятия информации с экрана монитора, достигается при равномерном распределении яркости в поле зрения.

При оценке цветовых характеристик программных средств образовательного назначения необходимо учитывать, что значения цветов должны быть постоянны и соответствовать устойчивым зрительным ассоциациям (например, красный цвет-прерывание, экстренная информация, опасность, желтый — внимание и слежение, зеленый — разрешающий и т.д.). Для смыслового противопоставления объектов (данных) должны быть использованы контрастные цвета (красный- зеленый, синий -желтый, белый -черный); тем не менее, не должно быть злоупотребления контрастными цветами, поскольку это часто приводит к появлению послеобразов и цветовых гомогенных полей. Цветовой контраст изображения и фона должен находиться на оптимальном уровне, яркостный контраст изображения по отношению к фону должен быть выше не менее чем на 60%.

Кроме того, необходимо учитывать, что красный цвет обеспечивает благоприятные условия восприятия только при высокой яркости изображения, зеленый в среднем диапазоне яркости, желтый — в широком диапазоне уровней яркости изображения, синий – при малой яркости.

Несоответствие ПС ОН требованиям цветовых характеристик может привести к быстрому развитию утомления учащихся, потере учебного времени.

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ МОНИТОРА.

Различают следующие виды информации на экране монитора: текстовая, графическая, текстово-графическая.

Текстовая информация представляет собой определенный текст, выполненный одним или несколькими шрифтами. Под графической информацией принято понимать рисунок, либо динамическую картинку, не содержащую текстовой информации. Текстово-графическая информация- совокупность текстовой и графической информации, воспринимаемая пользователем как единый макрообъект.

В программных средствах образовательного назначения данные виды информации используются как самостоятельно в рамках отдельного кадра, так и в сочетании друг с другом.

Для оптимизации изучения информации на экране монитора разработчики программных средств часто используют логические ударения, иногда последовательности логических ударений.

Логическими ударениями принято называть психолого-аппаратные приемы, направленные на привлечение внимания пользователя к определенному объекту. Психологическое действие логических ударений связано с уменьшением времени зрительного поиска и фиксации оси зрения по центру главного объекта. Наиболее часто используемыми приемами для создания логических ударений являются: изображение главного объекта более ярким цветом, изменение размера, яркости, расположения или выделение проблесковым свечением.

Количественной оценкой логического ударения является его интенсивность. Интенсивность зависит от соотношения цвета и яркости объекта по отношению к фону, от изменения относительных размеров объекта по отношению к размерам предметов фона изображения. Считают, что наилучшим является выделение либо более ярким, либо более контрастным цветом, хуже — выделение проблесковым свечением или изменением размера или яркости, при этом желательно, чтобы частота мигания была в пределах 3-8 Гц.

Для привлечения внимания к объекту возможно использование нескольких логических ударений одновременно. Тогда интенсивность логического ударения объекта будет равна сумме этих логических ударений. Например, объект может быть выделен одновременно уменьшением яркости фона, включением режима его мигания или проблескового свечения и звуковыми сигналами.

Если в одном кадре программного средства одновременно несколько объектов выделяются логическими ударениями, то в этом случае ось зрения пользователя устанавливается по центру объекта с максимальной интенсивностью ударения. Объекты с меньшей интенсивностью логических ударений воспринимаются как элементы фона изображения. Восприятие второстепенных объектов и элементов общего фона изображения требует дополнительных (часто достаточно значительных) усилий и концентрации внимания.

Одновременное выделение нескольких объектов логическими ударениями с близкой интенсивностью в ПС ОН обычно приводит к рассеиванию внимания и, как следствие, к быстрому развитию утомления учащихся.

Наиболее оптимальным является использования в ПС ОН последовательности логических ударений, порядок которых соответствует оптимальному порядку изучения учебной информации на экране монитора.

Если логическое ударение отсутствует, то движение глаз сначала обычно направлено от центра вправо вверх, затем в левый верхний угол и сложным колебательным движением против часовой стрелки до момента фиксации оси зрения. На последовательность изучения информации большое влияние оказывает его пространственное размещение на экране монитора.

При восприятии текстовой информации поле текста первоначально воспринимается как макрообъект. Ось зрения первоначально фиксируется в левом верхнем углу экрана.

Для графической информации различают четыре поля восприятия информации на экране монитора:

— поле точного восприятия изображения (3° вверх-вниз, 7° вправо-влево от оси зрения, что в условиях работы в компьютерном классе ?2.6 — 2.7 см, 4.8 — 5.2 см соответственно);

— поле опознания взаимного расположения и изменения положения объектов (вверх 25°, вниз 35°. вправо и влево по 32° от оси зрения, что соответственно ? 24- 28 см, 34- 40 см, 31 -37 см);

— поле высокозначимой информации (15° во все стороны от оси зрения ? 14-16 см);

— поле главного объекта (10° во все стороны от оси зрения ? 9 — 10 см).

При восприятии графической информации сначала анализируются объекты большого размера, затем меньшего в пределах поля высокозначимой информации (явление притягивания взора крупными объектами). Выбор главного объекта осуществляется путем логической обработки всего объема графической информации, что, в конечном итоге, может привести к потере учебного времени.

На комфортность восприятия зрительной информации существенное влияние оказывает степень засоренности поля главного объекта. Считают, что в поле главного объекта может быть не более 4-6 второстепенных объектов. Увеличение числа второстепенных объектов может привести к рассеиванию внимания и, как следствие, к выпадению главного объекта из области внимания, либо к слиянию второстепенных объектов с фоном.

Формы объектов и элементов фона изображения должны соответствовать устойчивым зрительным ассоциациям (должны быть похожи на формы реальных предметов, объектов). Несоответствие этому требованию может привести к ненужным вопросам, потере учебного времени.

При восприятии текстово-графической информации характерно то, что поле текстовой информации первоначально воспринимается как графический макрообъект. Если логические ударения отсутствуют, то порядок изучения информации в зависимости от ее расположения имеет следующий вид.

1.Сначала читается текст, а затем рассматривается рисунок.

2. Центр экрана пуст, поэтому текст и рисунок как бы равноправны –последовательность их изучения не очевидна – это рассеивает их внимание, мешает сосредоточиться.

3.Сначала изучается рисунок, а лишь затем текст.

4.Последовательность изучения обычна – сначала текст, затем рисунок. Однако рисунок при таком размещении выступает как более важная часть задачи, чем текст.

5. Сначала изучается рисунок, затем читаются тексты. Тексты как бы равноправны, последовательность их чтения не очевидна, что приводит к рассеиванию внимания.

6. Сначала читается текст 1, затем тексты 2 и 3, причем последовательность их чтения не очевидна, рисунок оказывается как бы «задавлен» текстом носит второстепенный характер.

Инструментом измерения пространственного расположения графической и текстово-графической информации на экране монитора является трафарет полей восприятия графической информации.

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ОРГАНИЗАЦИИ ДИАЛОГА

Требования к организации диалога разработаны исходя из условий максимальной естественности взаимодействия учеников с программным средством. Это означает, что язык общения должен быть доступен учащимся, т.е. адаптирован к их тезаурусу и лингвистической композиции. Под тезаурусом следует понимать систему знаний, которой владеют учащиеся, под лингвистической композицией — знание языка, словарный запас и речевые умения учащихся.

Качество организации диалога также характеризуется такими параметрами, как: время ответа ПК, наличие инструкции, количество вариантов ответа и истинность (ложность) ответов в вопросах типа «меню».

Параметр качества	Метод оценки	Диапазон значений и ориентировочные параметры
1. Доступность для учащихся.	Эксперт.	Соответствие тезаурусу и лингвистической композиции.
2. Время реакции на ответ или управляющее воздействие.	Измерит.	2-3 секунды, 3-10 секунд, более 10 секунд.
3. Число вариантов ответов в вопросах типа «меню»,	Измерит.	4-6
3.1.Правдоподобность ответов в вопросах типа «меню».	Эксперт.	Правдоподобность, один -наиболее правдоподобен
4. Наличие инструкции или подсказки, удобство работы с ней.	Эксперт.	Имеется (в явном или неявном виде) в программном средстве, удобна в работе.

Несоответствие I требованию, как правило, приводит к возникновению вопросов у учащихся, не касающихся темы урока, и трудностям восприятия учебного материала, что, в конечном итоге, может привести к потере интереса к программному средству и уроку.

Несоответствие 2 требованию может привести к рассеиванию внимания учащихся, появлению чувства дискомфорта при работе с программным средством, вопросов типа «почему у меня не работает программа». Если разработчикам не удается избежать задержки во времени более 10 секунд, например, при смене кадров, то в этом случае на экране должна появиться либо инструкция, поясняющая дальнейшую работу с программным средством, либо какая-то поясняющая или успокаивающая информация.

Несоответствие З требованию приводит к рассеиванию внимания и увеличению времени восприятия информации и. обдумывания ответа, что в конечном итоге, ведет к потере учебного времени.

Несоответствие требованию 3.1. приводит к неоправданному упрощению учебной задачи.

Несоответствие 4 требованию приводит к вопросам не касающимся темы урока типа «что делать дальше»,рассеиванию внимания учащихся и потере учебного времени.

Поскольку первый параметр является наиболее значимым и его весомость относительно остальных достаточно велика, то он фигурирует в протоколе испытаний эргономических характеристик отдельно. Итоговая оценка представляет собой среднее значение между первым параметром и средним от 2,3,4 параметров.

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ БУКВЕННО-ЦИФРОВОЙ СИМВОЛИКИ И ЗНАКОВ

Эффективность считывания буквенно-цифровой информации с экрана монитора во многом зависит от разборчивости изображения и читабельности текста.

Разборчивость изображения зависит от качества монитора, а также от способов начертания букв и цифр, высоты, ширины, толщины линии обводки. Легче распознаются простые геометрические фигуры, буквы и цифры, составленные из прямых линий, чем фигуры, имеющие кривизну и много углов.

При больших размерах (24 — 46 угловых минут ? высоте 3.5-7 мм) и высоких уровнях яркости (29- 140 нт) способы начертания букв и цифр не влияют на разборчивость изображения. При средних размерах знака (12 — 24 угловых минут ? высоте 2-3,5 мм) и низких уровнях яркости (0.6 -6 нт) лучше различаются знаки, составленные из прямых линий и с большей толщиной линии обводки. При больших размерах и низких уровнях яркости лучше различаются знаки с меньшей толщиной линии обводки. Мелкие шрифты не должны использоваться в программных средствах образовательного назначения, поскольку приводят к быстрому утомлению учащихся.

Читабельность текстов определяется соответствием оптимального соотношения основных параметров знаков (высоты, ширины, толщины линии обводки), а также расстоянием между знаками в тексте и расстоянием между строками.

Оптимальные характеристики буквенно-цифровой символики имеют следующие параметры:

конфигурация символов должна содержать по возможности меньше криволинейных участков;
высота знаков должна быть не менее 3 мм;
отношение ширины буквы и цифры к высоте допускается в пределах 0.75-0.80;
толщина линии обводки в прямом контрасте допускается в пределах 10- 15% высоты, для обратного контраста 12- 16%;
расстояние между знаками должно быть не менее 30% от высоты знака;
расстояние между строками — не меньше высоты, 1.5 — 2 от высоты знака;
длина строки 40 — 80 знакомест.

Оценка буквенно-цифровой символики и знаков проводится по следующим параметрам. Инструмент измерения — линейка.

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ЗВУКОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ

В программных средствах образовательного назначения широко используется звуковая информация. Различают следующие виды звуковой информации программных средств:

сигнальная звуковая информация;
предупреждающая звуковая информация;
речевая звуковая информация;
музыкальное сопровождение программного средства.

Сигнальная звуковая информация используется для подтверждения реакции компьютера на какое-либо управляющее действие пользователя. Иногда сигнальная звуковая информация служит для подтверждения правильности или неправильности произведенного действия пользователя.

Предупреждающая звуковая информация используется в ПС ОН для экстренного привлечения внимания пользователя, часто служит для усиления интенсивности логического ударения.

Речевая звуковая информация в основном используется в мультимедийных программных средствах. Обычно несет большое информационное содержание, соизмеримое с текстовой и текстово-графической информацией.

Музыкальное звуковое сопровождение используется в ПС ОН для создания благоприятного общего психологического фона урока, усиления внимания к работе с программным средством (эффект обособления или погружения в работу с программным средством). Иногда музыкальное звуковое сопровождение используется для регулирования интенсивности работы учеников с программным средством.

Рассмотренные виды звуковой информации обычно используются в ПС ОН в комплексе. Поэтому при оценке ПС ОН целесообразно рассматривать отдельные фрагменты звукового сопровождения — фрагмент общего звукового фона (обычно это музыкальное звуковое сопровождение) и звуковые фрагменты, характеризующие процессы, явления или объекты.

В настоящее время среди специалистов широко распространено мнение о том, что звуковая информация является помехой при работе учащихся с программным средством в классно-урочной системе обучения. Это объясняется следующими причинами. Достаточно сложно реализовать во многих программно-аппаратных средствах одновременный запуск программы на всех компьютерах, обеспечить синхронность звукового сопровождения всех компьютеров на всем протяжении работы с программным средством. Кроме того. звуковой фон часто является помехой для учителя, например, при пояснении работы программы, ответа на вопросы учащихся.

Но характеру использования звуковой информации различают следующие типы ПС ОН:

демонстрационные программные средства;
программные средства индивидуальной работы учащихся на уроке;
программные средства для самостоятельной работы в домашних условиях.

Демонстрационные программные средства представляют собой средства поддержки обучения, используемые учителем для объяснения нового учебного материала. К ним относятся разного рода электронные энциклопедии, справочники, демонстрационные программы. Для их использования на уроке обычно достаточно использование одного ПК.

К программным средствам индивидуальной работы учащихся на уроке относится весь перечень ПС ОН, используемых в настоящее время на уроках в компьютерном классе, когда каждый учащийся непосредственно работает с программным средством. К ним относятся различные обучающие, контролирующие, контролирующе-обучающие, учебно-игровые программные средства. К программным средствам для самостоятельной работы учащихся в домашних условиях относятся как различные досуговые программы, так и демонстрационные и индивидуальной работы на уроке, имеющие учебное назначение.

Требования к звуковому сопровождению ПС ОН разработаны исходя из условий оптимальности звукового фона в процессе обучения. Звуковые характеристики ПС ОН различаются на общие, присущие всем ПС ОН, и зависящие от специфики использования ПС ОН в учебном процессе.

Общие характеристики программных средств образовательного назначения разработаны из условий максимальной естественности восприятия человеком звуковой информации.

Восприятие звуковой информации должно быть комфортным. Это означает, что амплитудно-частотные характеристики звуковой информации должны лежать в области комфортного восприятия человека, а также то, что звуковое сопровождение ПС ОН не должно вызывать негативную реакцию ученика (головная боль, повышенная утомляемость, неприятные ассоциации и неприятные ощущения).

В ПС ОН должна быть предусмотрена удобная настройка звуковых характеристик. Это – удобная регулировка уровня громкости звука и возможность подстройки амплитудно-частотных характеристик ПС ОН. Наиболее оптимальным является использование для этих целей одного из разделов «меню». Желательно, чтобы изменение уровня громкости и амплитудно-частотных характеристик звука происходило с помощью мыши, а также по нажатии на клавишу. Лучшие результаты получаются, если для этого используются клавиши управления курсора вверх или вправо – для увеличения характеристик, вниз или влево – для уменьшения характеристик.

Чтобы не создавать лишние неудобства для окружающих во время установки звуковых характеристик ПС ОН, необходимо максимально облегчить доступ к справочной информации. Желательно, чтобы справочная информация по установке звука находилась в том же кадре меню, где и регулировка. В ПС ОН, работающих в сети, должна быть предусмотрена возможность регулирования громкости звука во всем классе и синхронное воспроизведение основного фонового фрагмента на компьютерах сети.

Звуковая информация должна соответствовать устойчивым звуковым ассоциациям. Это означает, что звуковые параметры отдельных фрагментов звукового сопровождения ПС ОН, характеризующие какой-либо процесс или объект, должны быть достаточно близки характеристикам реальных процессов или объектов и облегчать их опознание.

Недопустима чрезмерная звуковая засоренность ПС ОН. Считают, что наиболее целесообразно использование одновременно 1 или 2 звуковых фрагментов, характеризующих разные процессы и (или) объекты. В некоторых случаях возможно использование до 3 фрагментов. Одновременное использование более 3 звуковых фрагментов – не целесообразно, поскольку обычно приводит к рассеиванию внимания учащихся и повышению утомления.

Темп звукового сопровождения оказывает достаточно большое влияние на скорость протекания психологических процессов. Замечено, что при высоком темпе звукового сопровождения ПС ОН скорость психологических процессов возрастает и, наоборот, при низком — уменьшается. Чрезмерно высокий темп звукового сопровождения может привести к быстрому развитию утомления учащихся и даже к возникновению негативной реакции – чувства неуверенности, неудовлетворенности, головной боли и т.д.

Темп звукового сопровождения часто может оказывать и положительное влияние на восприятие учебной информации учащимися. Для этого необходимо, чтобы он лежал в оптимальном диапазоне и соответствовал оптимальной скорости работы учащихся с ПС ОН.

Звуковые параметры, зависящие от характера учебной звуковой информации, во многом определяются спецификой использования ПС ОН.

Для демонстрационных ПС ОН должна быть предусмотрена возможность регулировки громкости в широком диапазоне. Максимальная разборчивость звуковой информации должна быть при большой громкости.

В ПС ОН, предназначенных для индивидуальной работы учащихся на уроке, должна быть предусмотрена регулировка в диапазоне малой и средней громкости. Максимальная разборчивость звуковой информации должна находиться между низким и средним уровнем громкости.

К программным средствам для самостоятельной работы в домашних условиях, во многом, могут быть отнесены как первые два класса рассмотренных ПС ОН, так и различные досуговые программы. Необходимо, чтобы у них была предусмотрена возможность регулировки громкости в широком диапазоне и максимальная разборчивость звуковой информации должна находиться между низким и средним уровнем громкости.