Файл: Сакман Г. Решение задач в системе человек - ЭВМ пер. с англ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
Методика эксперимента |
201 |
обработки. Следовательно, в отношении исходного ко дирования и представления программ для студентов, работавших в режиме разделения времени и в режиме пакетной обработки, не было методических различий. Программы, предназначенные для работы с разделением времени, переписывались на диск, а программы для па кетной обработки включались в набор задач для ре шения.
Сторонники принципа разделения времени могут воз разить против закрытого доступа на первом этапе ра боты на том основании, что при этом не используются потенциальные преимущества исходного кодирования в условиях открытого доступа. Хотя для такой критики есть некоторые предпосылки, описанная методика была принята по двум основным причинам: чтобы уменьшить явно жесткие требования, предъявляемые к терминалам системы разделения времени, и чтобы предоставить в хо де эксперимента возможность всем студентам в обоих режимах начать работу на машине с четко определенно го исходного уровня.
При пакетной обработке студенты, как правило, по лучали результаты либо в тот же, либо на следующий день в зависимости от того, когда пропускались их за дачи— в начале или в конце рабочего дня. Цикл пакет ной обработки занимал обычно несколько часов.
Чтобы все студенты, работающие в режиме разделе ния времени, имели одинаковую возможность доступа к вычислительной машине, время общения с терминала ми строго регламентировалось. Студентам предоставля лись по расписанию 17 телетайпных пультов модели 33. Сообщать о времени работы за пультом студенты долж ны были заранее. Им разрешалось работать не больше трех раз в день,по 15 мин, причем они должны были отчитываться за неиспользованное время. С целью реали зации преимуществ взаимодействия в режиме разделе ния времени желательно было бы увеличить время ра боты за пультом, но нагрузка, создаваемая студентами, существенно превышала реальную мощность термина лов. В том случае, если какие-либо пульты были свобод ны и не учтены в расписании, студенты могли воспользо ваться ими в первую очередь.
202 |
Глава 8 |
8.1.4. Методика эксперимента
Философскую основу методики эксперимента состав ляют экспериментирование в реальном мире и самоэкспериментированне. Первый подход осуществляется пу тем использования в каждом курсе актуальных задач, решаемых студентами при нормальной их постановке обычным путем. Второй подход вытекает из самоуправ ления тестами,и процедурами со стороны преподавате лей и студентов в процессе получения и сбора данных, а также из их систематического вклада в анализ и оцен ку результатов в каждом отделении. Таким образом, каждый участник одновременно является и объектом ис следования, п экспериментатором.
Такой философский подход должен был придать большее правдоподобие всему эксперименту и, как сле довало ожидать, обеспечить полезный выход экспери мента, чего нельзя было бы достичь при работе одного или даже группы экспериментаторов. Кроме того, стои мость подобного экспериментирования значительно ни же, чем при подходах, использующих традиционные ме тоды сжатого лабораторного контроля и минимального вовлечения испытуемого в постановку и анализ экспе римента. Хотя такое краткое обсуждение едва ли можно считать всесторонним анализом столь сложной и проти воречивой проблемы, тем не менее предполагалось, что эффективность затрат на получение конечного полезно го выхода эксперимента значительно возрастет при ис-
.пользовании предложенного подхода.
С целью лучшего экспериментального контроля и бо лее удобного управления эксперимент планировался для отдельного класса, или отделения. Основная идея заклю чалась в разделении каждого участвующего в экспери менте класса на две равные по силам подгруппы и уста новлении сбалансированного порядка их работы в ре жимах разделения времени и пакетной обработки.
Критерием для формирования равных по силам под групп был средний уровень подготовки студентов, взя
тый по всему училищу. Нечетные номера |
направлялись |
|||
в |
подгруппу 1, четные — в |
подгруппу |
2. |
По сравнению' |
с |
формированием групп по |
принципу |
случайности эта |
Методика |
эксперимента |
203 |
процедура обеспечивала лучший контроль за индивиду альными различиями, более однородную межгрупповую дисперсию и меньшие отклонения межгрупповых распре делений от нормальных. Таковы особенности, позволяю щие проводить более строгий анализ расхождений меж ду получаемыми результатами.
Как было указано, две подгруппы каждого класса выполняли соответствующие задания в указанной по следовательности:
|
|
Задание 1 |
Задание 2 |
Задание 3 |
Задание 4 |
|
Группа |
1 |
Разделение |
вре |
Пакетная |
Пакетная |
Разделение вре |
|
|
мени |
|
обработка |
обработка |
мени |
Группа |
2 |
Пакетная |
обра |
Разделение |
Разделение |
Пакетная обра |
|
|
ботка |
|
времени |
времени |
ботка |
Согласно такой схеме, в течение семестра состав каждой из двух групп не должен был меняться, причем задания нужно было выполнять в предписанном режиме. Подобранные под пару последовательности были сба лансированы, чтобы обеспечивалась возможность приме нения некоторых видов статистического анализа и на блюдения за результатами обучения, связанными с ус ловиями работы на вычислительной машине.
Для исследования суммарного эффекта, который да ет разделение времени по сравнению с пакетной обра боткой, некоторым отделениям было предложено выпол нять все экспериментальные задания только в первом или во втором режиме. Контроль за экспериментом осу ществлялся путем подбора пар отделений одного и того же преподавателя, работающих в разных режимах. Эти отделения не подчинялись описанной выше сбалансиро ванной схеме, так как режим работы на машине был по стоянным. Что касается выдачи заданий и сбора дан ных, то каждое отделение работало независимо от ос тальных. В этом смысле методика эксперимента на уров не отдельного класса носила модульный характер.
204 |
Глава 8 |
Для удобства изложения схему эксперимента для классов, работавших в приведенной выше сбалансиро ванной последовательности, назовем «качелями», а для классов, выполнявших все задания в одном и том же режиме, — «постоянной». Испытуемых первого и второго типа оказалось в эксперименте 60 и 40% соответственно. Такое соотношение было взято из соображений управле ния экспериментом при стремлении добиться адекват ных объемов выборки для обоих режимов проведения экспериментального исследования.
8.1.5. Статистический расчет
Сравнение режимов разделения времени и пакетной обработки. Экспериментальная схема сравнения режи мов разделения времени и пакетной обработки сводится, по существу, к применению различных видов анализа дисперсии для выявления различий между режимами по таким основным показателям деятельности, как челове ко-часы, оценки за задачи и машинное время. Схема «качелей» представляется одним латинским квааратом для двух первых заданий и другим — для двух после дующих. Она имеет структуру 2x2x2, что соответствует двум группам, двум условиям доступа при обработке информации (открытому и закрытому) и двум заданиям. Основное достоинство этой схемы состоит в том, что различия между условиями открытого и закрытого до ступа могут быть проанализированы непосредственно для каждого студента под его собственным контролем. Основным недостатком является то, что из-за влияния характера работы на машине и различия в заданиях не могут быть исследованы эффекты взаимодействия.
Для многопараметричесшх исследований, как и для отдельных показателей, применим анализ дисперсии, ре грессионный анализ и факторный анализ объединенной выборки или основных групп испытуемых. Мнение сту дентов о двух системах обработки информации до и по сле эксперимента служит удобным средством оценки из менения их отношения к режимам работы и мотивационных факторов. Модульный характер эксперимента на уровне отдельного класса и задания обеспечивает до-
Методика эксперимента |
205 |
полнительную защиту от пропуска данных, появления ошибок, нарушения схемы эксперимента или каких-либо других неверных истолкований исследования со стороны преподавателей и студентов.
Эти методики служат указанием на некоторые стати стические процедуры, которые могут быть использованы. За первоначальными исследовательскими тестами сле дуют дополнительный анализ первичных результатов,
имеющихся |
данных, напряженности учебного процесса |
|
и новые гипотезы. |
|
|
8.1.6. Формы |
представления |
данных |
и показатели |
работы |
|
Анкеты для студентов и формы представления дан ных, приведенные в приложении, кратко сводятся к сле дующему:
Ф о р м ы п р е д с т а в л е н и я д а н н ы х с т у д е н т а м и
Анкета до и после эксперимента. Содержит данные контроля и показатели отношения студентов к режимам разделения времени и пакетной обработки; выдается до и после выполнения экспериментальных заданий для проверки изменения отношения; имеет форму-целевых вопросов.
Рабочий оюурнал задания. Содержит основные пока затели работы студентов, вычислительной системы и их взаимодействия; заполняется студентом во время рабо ты над заданием.
Анкета задания. Содержит различные специальные вопросы, относящиеся к данному заданию, с целевыми и свободными пунктами; целевые пункты предназначены для определения показателей отношения к режиму ра боты и временных характеристик; свободные пункты яв ляются исследовательскими и направлены на изучение качественных сторон индивидуального подхода к реше нию задачи; заполняется после выполнения задания.
206 Глава 8
Ф о р м а п р е д с т а в л е н и я д а н н ы х п р е п о д а в а
|
т е л е м |
Заключение |
по отделению. Содержит оценки для |
каждого студента и другие оценки эффективности дея тельности для обеих подгрупп отделения по каждому за данию; показатели, полученные из выходных печатных документов студентов; представляет собой контрольные данные эксперимента.
В перечень оценок эффективности деятельности вхо дят человеко-часы, проработанное время, оценки студен тов по заданиям, время, отведенное на выполнение за дания, и число прогонов программы на машине, необхо димое для выполнения каждого задания. К исследуемым факторам относятся средний уровень, опыт работы на вычислительной машине, отношение к режимам разделе ния времени и пакетной обработки до и после экспери мента, оценка эксплуатации вычислительной системы, а также временные характеристики последовательных этапов решения задачи. Чтобы выявить новые направле ния и составить картину того, как студенты своими сло вами интерпретируют собственные подходы к решению задач, необходимо учитывать также ответы в свободном словесном выражении.
8.2. Предварительное исследование
Составной частью плана эксперимента были подго товка и проведение предварительного исследования на сравнительно малой управляемой выборке. При этом преследовалось несколько целей: во-первых, улучшение качества эксперимента путем повторения в меньшем масштабе основного цикла исследования на отдельном тестовом задании; во-вторых, освоение методики экспе римента ,и анализ экспериментальных данных для устра
нения |
неясностей, ошибок и |
противоречий в инструк |
циях и |
формах представления |
данных; в-третьих, оцен |
ка людских и технических затрат, чтобы убедиться, что студенты и преподаватели не испытывают чрезмерных неудобств 'и несогласованности с личными планами ра бот и требованиями, принятыми в Училище ВВС; в-чет-
Методика эксперимента |
207 |
вертых, приобретенный опыт должен был помочь устано вить исходные эмпирические оценки работы студентов. (Однако следует подчеркнуть, что в этом исследовании не ставилось целью получение окончательных оценок сравнительных характеристик режимов разделения вре мени и пакетной обработки, так как вычислительные машины, языки программирования и опыт работы сту дентов в этих режимах не поддаются сравнению). И на конец, представляла интерес реакция студента и пре подавателя на методику эксперимента, что давало воз можность оценить их мотивации и вовлеченность в ис следование и, кроме того, получить сведения об адек ватности контроля за экспериментом.
8.2.1. Методика
В исследовании принимали участие 4 отделения, включающие 60 курсантов, которым два преподавателя читали вводный курс вычислительной техники, рассчи танный на специалистов по общественным наукам. Каж дый из преподавателей вел два отделения, пользуясь схемой эксперимента типа «качели». Оба отделения подразделялись на две равные по силам подгруппы, ра ботавшие в режимах разделения времени и пакетной обработки. Такая схема позволяла исследовать разли чия, имевшиеся как между преподавателями и отделе ниями, так и между режимами работы.
В предварительное задание входило моделирование очереди в парикмахерскую при определенных условиях. От студентов требовалось составить программу, модели рующую очередь на отрезке времени до 30 ООО мин. В табл. 8.2 представлен бланк задания, который выда-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.2 |
|
Инструкции |
к заданию |
|
|
|
|
|||
А. Цели |
эксперимента |
|
|
|
|
|
|||
1. |
Моделировать |
очередь |
на вычислительной |
машине. |
|||||
2. |
Показать |
при |
моделировании применение |
случайных чисел. |
|||||
3. |
Показать, |
как |
период |
времени |
в |
несколько |
лет реальной |
||
|
жизни может |
быть имитирован |
в |
секундах на |
вычислитель |
||||
|
ной |
машине, |
|
|
|
|
|
|