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研究生:陳怡如
研究生(外文):YI-JU Chen
論文名稱:未來教室可適化人機互動之發展
論文名稱(外文):The Development of Adaptive Human-Computer Interaction for Future Classroom
指導教授:王聖銘王聖銘引用關係
指導教授(外文):Sheng-Ming Wang
口試委員:陳俊卿唐玄輝
口試日期:2016-07-04
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:互動設計系碩士班(碩士在職專班)
學門:設計學門
學類:視覺傳達設計學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:人機互動設計服務設計可適化未來教室
外文關鍵詞:human-computer interaction designservice designadaptivefuture classroom
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科技的發展,現今人們的行為模式已經由被動的接收到主動查找自己有興趣的資訊。在教育學習上,傳統的教學環境由教師單向授課與講解方式來進行教學,而學生的個別差異、吸收理解的速度不同,導致有限的教學成效。「未來教室」以學習者需求為中心,提供一個互動式、針對個別差異的學習環境,其發展為必然的趨勢。本研究設計未來教室在學習前、學習中和學習後設計相對應的可適化人機互動之系統介面與功能雛形,包括個人化登入、登入後個人學習歷程介面,接著進入個人化選單、語音或手勢選取動畫影音課程、使用互動影音學習評量、學習結束後觀看查詢個人學習記錄成果介面。首先在系統發展階段,本研究透過服務設計的方法,經由人物誌、使用者旅程地圖與接處點模擬不同類型的學習者在這套學習服務中的學習情況與學習經驗,以此創建服務藍圖,最後以品質機能展開屋 (QFD) 整合入使用性工程,即使用者需求與系統功能分析,並規劃服務藍圖。統整服務設計結果,提出可適化系統設計的架構,並發展未來教室可適化系統原型。其次,則透過SUS系統易用性量表、眼動儀、MORAE使用性測試軟體等評估方法,分析設計成效及發展策略。本研究的貢獻為規劃未來教室可適化系統完整架構和三種可適化版型的前端系統雛形與使用性評估。在實證研究中,眼動儀熱區圖和軌跡圖可將受測者進行人格特質分類,即可知道可適化三種版型受測者較適合哪一種版型。在使用性測試說明了本研究之未來教室可適化雛型系統使用性佳。根據研究結果顯示,本論文所提出的整合設計流程及評估方法,除能提供未來教室可適化設計系統化的方法外,也能透過使用者情境的融入,提昇互動系統設計之創新服務成效。
The development of technology has seen human behavior evolve from passively receiving information to actively searching for information one is interested in. With respect to education and learning, in the traditional classroom environment the teacher engages in one-way lecture and explanation without taking into account the individual differences between students and their differences in understanding and absorbing the material, which leads to limited teaching efficacy.
The “Future Classroom” centers on the needs of the learner and provides a learning environment that is interactive and customized, the development of which is an inevitable trend. This research lays out the designs for a system interface and function prototype for an adaptive human-computer interaction that corresponds to the processes before, during, and after learning. The designs include a customized login, a personal learning history interface, and into the next layer, a customized menu, use of voice or gesture control to choose an animated video course, interactive learning evaluation videos, and an interface for viewing and searching one’s learning history and achievements after concluding learning courses.
During the system development stage, this research study simulates the learning situations and learning experiences of different types of learners in the set of learning services designed in this research by using personas, customer journey maps, and touch-points so as to build a services blueprint. Usability Engineering, i.e. user needs and system function analysis are then integrated together with Quality Function Deployment (QFD), and a services blueprint is mapped out. After integrating the services design results together, a framework for an adaptive system design is proposed and a future classroom adaptive system prototype can be thus developed.
Next, design efficacy and development strategy are analyzed by using evaluation measures such as System Usability Scale, eye-tracking, and MORAE usability testing software. This research contributes a complete adaptive system framework for planning a future classroom, 3 types of adaptive front-end system prototypes, and usability evaluations for the prototype system. In the research study, subjects being tested can be categorized by personality traits using eye-tracking heat maps and trajectory maps, and the most suitable of the 3 types of adaptive front-end system prototypes for the tested subject can be identified. The usability test makes clear that the adaptive prototype system for the future classroom in this research has excellent usability. The research results show that the integrated design process and evaluation measures proposed by this thesis can be used for systematization of adaptive design as well as improving the effectiveness of innovative services of an interactive system design by integrating user scenarios.
中文摘要 i
英文摘要 iii
誌 謝 v
目 錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 研究流程 3
第二章 文獻探討 5
2.1 未來教室 5
2.2 線上學習歷程紀錄 7
2.3 設計思考 8
2.4 服務設計 9
2.5可適化學習 9
2.6人機互動 11
2.7小結 14
第三章 研究架構與流程 15
3.1 服務設計之系統分析與規劃 17
3.1.1 人物誌 18
3.1.2 使用者旅程地圖與接觸點 20
3.1.3 QFD品質機能展開屋 22
3.1.4 服務藍圖 24
3.2 運用開放原始碼實作可適化雛形系統 24
3.3 系統雛形評估方法 26
3.3.1使用性測試方法 27
3.3.2使用性測試之資料分析 29
3.4.3使用性測試之成效分析 29
第四章 系統規劃分析與建置 30
4.1 人物誌與介面設計原則 30
4.2 設定人物誌 31
4.3 使用者旅程與接觸點 31
4.4功能規範 33
4.5未來教室之服務藍圖 34
4.6系統架構 35
4.7系統資料庫規劃設計 37
4.8系統雛形流程 40
4.9系統雛形可適化 43
4.10系統雛形互動技術應用 44
第五章 實證研究與評估 47
5.1受測者基本資料 47
5.2實驗執行 48
5.2.1任務操作流程與步驟 49
5.3 實驗任務說明 49
5.4第一階段實驗資料分析 54
5.4.1任務分析結果 54
5.4.2系統修正及細部設計建議 60
5.5 第二階段實驗結果分析 61
5.6結論 69
第六章 結論與建議 76
6.1結論 76
6.2後續發展與建議 79
參考文獻 80
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