Key-words: Leermiddelentechnologie, ontwerp gericht onderzoek, empirisch onderbouwing, conceptueel denken, vormgeving, werk-omgevingen, doe-omgevingen, werkplek-inrichting, electronische leer-omgevingen, constructivisme, problem solving, model van leren, theorie-vorming.

Vooraf

Dit paper laat zien dat we feitelijk nog in de hypothese-vormende fase zitten. Twee van de vijf experimenten zijn nog niet werkelijk systematisch begonnen (2 en 5); de drie andere experimenten (1, 3 en 4) kennen momenteel pas slechts 6, 7 resp. 5 serieuze proefpersonen. We wilde onze bevindingen wel degelijk op deze manier aan de ORD voorleggen en zijn blij dat we daartoe door de organisatie in die gelegenheid zijn gesteld.

De onderwijskunde staat, als wetenschappelijk product, feitelijk nog in de middeleeuwen. De eerste Newton, laat staan de eerste Einstein, moet nog geboren worden. In de medische wetenschap is het heel gewoon dat wetenschappers naar wetenschappers uit andere disciplines luisteren iets van hen aannemen, bijvoorbeeld van een ingenieur die zojuist op heel vernuftige wijze de bloeddruk van een patiënt op afstand heeft gemeten.

Als een arts bij zijn patiënten in een academisch ziekenhuis niet naar specialisten (e naar anderen wetenschappers) luistert, krijgt hij niet de juiste feedback en kan een patiënt binnen een uur of minder zelfs zijn overleden. Als een onderwijskundige de de minister of Zoetermeer een advies geeft voor het opheffen van kleuterscholen of het zonder voldoend geld invoeren van het studiehuis, merk je de gevolgen bij wijze van spreken pas in het bejaardenhuis.

Ik wil her niet iets mee suggereren maar aangeven dat ik het ene geval de tijdsconstantes - zoals dat in de ingenieurswetenschappen heet - klein zijn en in het andere geval - binnen de onderwijskunde - groot. Te groot vaak.

Wij kunnen het ons binnen de onderwijskunde niet veroorloven om niet te luisteren naar experts uit anderen disciplines. In de medische wetenschappen weet men dat. Men is daar ook door schade en schande wijs worden.

Als we een moderne leeromgeving willen en geen creëren dan moeten er minstens aan twee voorwaarden zijn of worden voldaan, blijkt uit ons onderzoek:

• ten eerste moet in de interactieve leeromgeving een leerling iets kunnen doen. Hij moet dingen kunnen klikken, schuiven en verslepen: windows verslepen of scrollbars kunnen instellen of verstellen. Bijvoorbeeld bij simulaties. Dan moet je goed iets kunnen doen.
• ten tweede moet een leerling met een complex leeromgeving plezierig kunnen werken. Hij met de teksten kunnen leren en opzij kunnen leggen of zetten. Denk aan de desk-top metafoor van Apple met het idee van een werkblad en een werkkamer waar je dingen tijdelijk naar voren en weer opzij kunt zetten of leggen. Of schuiven. Bijvoorbeeld bij instructiepapieren en instructiewindows simulaties of VR-animaties. Een leeromgeving moet een werkomgeving zijn: een beeldscherm-omgeving waar je prettig kunt werken.

Een paar jaar geleden hebben we een opdracht gehad van de Randstad Holding in Diemen (het hoofdkantoor). Op dit hoofkantoor wordt ieder jaar een spreadsheet gemaakt van meer dan 300 bij 300 cellen. Al die cellen bevatten informatie voor planner van locale kantoren met tussen de tien tot honderden medewerkers. Deze spreadsheet bevat streefgetallen e.d. m.b.t. de werkzaamheden. Die spreadsheets worden elk jaar op floppy aan alle kantoren naar alle lokale managers gestuurd. De manager dient daar een jaar vooruit in te plannen. U begrijpt dat als je ergens informatie verander op de meest vreemde plaatsen in die spreadsheet getallen verspringen. Doordat dit rekenvel zoals we spreadsheet ook wel noemen te groot is voor de monitor denk aan iets van 2 bij 2 meter (fysiek) hebben we een probleem. Het menselijk geheugen is niet in staat tijdens het verschuiven het oog ergens anders op te richten en oorzaak en gevolg te interpreten om informatie van zijn input goed te onthouden zodat de gebruiker het met de informatie in de output-cel kan vergelijken U ziet in werk- en doe-omgevingen is het korte termijn geheugen de bottleneck.

Wij zijn hun probleem te lijf gegaan met onze oplossingen en onze analyse methodes: om geheugen probleem oplossen in open en krachtige omgevingen en onze ontwerptheorie de PI theorie voor het inrichten van een goede en betere open werk- en doe-omgeving. Twee jonge starters die bij mij waren afgestudeerd hebben er twee jaar werk aan gehad. Voorwaar een succes. Momenteel werken wij met ons onderzoek in een bedrijfssetting. Zowel in een trainingssetting voor onderhoud als mede bedieningspersoneel aan een empirische onderbouwing van onze theorie een instructietheorie maar meer nog een ontwerptheorie. Bij Holland Signaal. Mona Claessens, een cognitief psychologe, als AIO aangesteld om in 4 jaar een onderbouwing van onze hypotheses in reële virtuele situaties met concrete populaties proefpersonen te vinden; gericht op procedurele taken in dit geval.

Waarom heeft veel courseware en tutoriele software gefaald en waarom hebben hypermedia het enorme nadeel dat men er in kan verdwalen. Men kan door de bomen het bos niet meer kan zien. "He had lost his way in hyperspace", zeggen wij dan. En - als men het probleem van het inrichten en vormgeven van de doe- en werk-omgevingen niet kan oplossen - kan men er dus uiteindelijk ook niet goed mee leren.

Een kladblok erbij doet vaak wonderen. Hou dat idee even vast. Het idee achter een kladblok om iets op te schrijven, is een indicatie waar onze theorie op duidt. Het vasthouden van tijdelijke informatie.

Als er bij een lineaire film of bij tutoriale courseware of hypermedia een beeldpagina verschijnt, verdwijnt de voorliggende beeldpagina met inhoud - tekst of de uitkomst van een sommetje of wat dan ook - direct en in zijn geheel van het scherm. (De achtereenvolgende inhouden van beeldpagina's worden - hier - ook wel 'frames' genoemd.) Terughalen van informatie om te gebruiken of te vergelijken zal - i.v.m. iemands beperkte korte termijn geheugen - heel vaak een probleem zijn. Technisch trouwens ook. Dat laatste willen wij als educatieve software ontwerpers/onderzoekers - qua vormgeving en/of beeldscherm ontwerp - optimaliseren met als doel: mensen met een slecht korte termijn geheugen (en anderen) ter wille te zijn. Dit probleem treedt ook op bij hypermedia: dat (web-)pagina's verdwijnen als andere (web-)pagina's verschijnen; net als bij film en traditionele courseware c.q. electronische boeken.

Bij simulaties en virtuele werkelijkheden (dat wil zeggen interactieve manipuleerbare VR-modellen), die wij hier dan ook 'interactieve doe-omgevingen' of 'open leeromgevingen' of zelfs soms 'micro-werelden' noemen, speelt het verdwijnen van complete beeldscherminhouden in veel mindere mate een rol. Althans, daar is het verdwijnen van informatie veel partiëler en veel beter op te lossen. Daar is het probleem dat we eigenlijk hele grote beeldschermen willen en kunnen hebben om alles wat we nodig denken te hebben 'in zicht' te kunnen houden. Gelukkig hebben we bij dergelijke gecoachte ontdekomgevingen maar met 2 of 3 aparte 'frames', 'windows' of 'beeldpagina's' te maken. Het probleem is dan - conform de ideeen uit de PI-theorie - oplosbaar.

Wij kennen twee basisuitvoeringen van open krachtige doe-, werk- en leeromgevingen. U ziet ze hier. Wij houden steeds kerngedeeltes van onze software (frames- of windows-gewijs) parallel - naast elkaar - open waardoor alles 'in het zicht' blijft. Dat is onze basis-gedachte. Op de website die ik voor u heb samengesteld ziet u hiervan online dynamische voorbeelden. De meeste aanwezigen kennen mijn werk; wellicht nog niet deze nieuwste prototypes.

De PI theorie - als veronderstelling - is als volgt te omschrijven:

• ALS men een open leer-, werk- of doe-omgeving moet ontwerpen en vormgeven DAN moet men alles in het werk stellen dat alle losse onderdelen voor het oprapen (voor het grijpen en/of in het zicht) liggen en wel zodanig dat ze direct voor gebruik gereed zijn en dat ze in de 'stand' (c.q. 'state') blijven staan, die ze (dan) hebben (of die ze hadden). Gebeurt dit niet dan loop u een grote kans dat uw product niet zal aanslaan.

• 1. het korte termijn-geheugen.
• 2. iets kunnen vergelijken.
• 3. inzicht kunnen krijgen in oorzaak/gevolg-relaties;
• 4. een eigen referentiekader willen en kunnen opbouwen;

In de afgelopen tijd heb ik 3 experimenten met vrij veel proefpersonen gedaan, t.w.:

• met studenten (n=20)
• met collega's (n=8)
• met sectetaresses (n=4)

Daarbij heb ik vele collegiale gesprekken gehad en papers geschreven. De experimenten zijn zelf deels te vinden op Internet en de resultaten ook. Als u mij mailt kan ik hier meer over vertellen. Duidelijk is geworden dat het eigenlijk niet mogelijk is courseware of digitale leermiddelen te maken waar ieder persoon discreet goed mee kan werken. Visueel ingestelde personen; auditief ingestelde personen, inventief ingestelde personen; etc.; allemaal gedragen zij zich anders. De een wil altijd iets op kunnen schrijven de ander wil alles kunnen onthouden een ander is slordig zonder dat hij / zij zich dat bewust is en zit maar te switchen.

Nu kom ik - ten slotte - weer terug op mijn onderwerp: parallellisme. Ik heb dit zelf inmiddels ook toegepast op of in een artikel op internet over een onderwerp wat in deze sessie juist ook aan bod dient te komen: 'leren'; hoe te leren en welke invloeden spelen daarop in. Wij hebben namelijk een nieuw en gewaagd 'model van leren' (gebaseerd op ideeen van o.a. Atkinson) bedacht.

Het heeft een relatie met goed vormgegeven rijke leer-, werk- en doe-omgevingen. Als het technisch op al die niveaus goed is, dan verhoogt het product ongetwijfeld de motivatie van de leerling aangaande het onderwerp van studie tot verdere en verdergaande studie over het betreffende onderwerp.

Dit is een 'denkmodel' over leren; hoe kennis wordt geaccumuleerd in relatie tot de 'motivatie' van de leerling (1), 'intelligentie' van de leerling (2), 'studeerbaarheid' (van het vak) (en de stof) (3), de 'instructie' en het niveau van de stof (de 'target' of 'goal') (4) en tot slot een 'vergeetfactor' (5). Ik heb dit gemodelleerd en gesimuleerd. U kent het model zelf op internet online toetsen en testen. Ik noem dat paper daarover dan ook een 'interactieve scientific paper' ('IPS'). Het is 2e orde parallellisme in een leer-omgeving. Deze combinatie van wetenschappelijk paper en het online (parallel) kunnen testen van een hypothese is bij volgens mij uniek qua opzet en uitvoering. Dit is bij mijn weten nog nooit vertoond.

Inleiding en vraagstelling

We hebben aan de Universiteit Twente en met name in onze vakgroep (afdeling) de afgelopen periode een kleine honderd verschillende soorten en formaten van prototypen op het web gemaakt; en hun effecten onderzocht. De recentste ontwerp-gerichte onderzoeken moeten niet los gezien worden van onderzoeken die we al vanaf 1985 met een kleine honderd verschillende prototypen op desktop computers, zoals Macintosh en SUN computers, hebben gedaan. De onderzoeksvariabelen waren steeds de nieuwe software technieken. In dit geval de web-technologie. De constantes in ons onderzoek waren steeds de wiskundige modellen, de opdrachten en de 'content'. De onderwerpen kwamen uit de medische, technische, biologische, chemische of de economie-hoek; of waren een bijzonder onderwerp uit de sociale wetenschappen.

Hypothese:

Onze stelling is al enkele jaren dat: hypermedia, en in het bijzonder het surfen - d.w.z. het bladeren - een enorm onderschat probleem kent, om mensen goed met web-sites te kunnen laten werken (om iets te leren). We durven te stellen dat zonder pen, papier of print-faciliteiten, veel taken achter een beeldscherm niet goed uitgevoerd kunnen worden en het leren dus niet optimaal mogelijk is. Dat heeft bij veel mensen te maken met hun gebrekkig geheugen om (tijdelijke) taken of (tijdelijke) informatie te onthouden en (tijdelijk) alles in samenhang te (kunnen) zien. Een beeldscherm van met name een PC is - voor alles wat we bij goede leermiddelen nodig hebben - een veel te gebrekkige werkomgeving; en niet alleen vanwege zijn/haar beperkte afmetingen.

Stelling: Als je dingen niet naast elkaar kunt leggen, kun je niet leren.

Opzet van het onderzoek:

Ons onderzoek is zo opgezet dat we vijf verschillende soorten doe-, werk- en leer-situaties met veel parallellisme, naast identieke situaties met weinig parallellisme, met elkaar hebben vergeleken. Dit hebben we gedaan met secretaresses en collega's, in hun eigen vertrouwde werk-omgeving, maar ook in speciaal ontworpen en/of uitgezochte werk-, leer- en doe-omgevingen waarbij we onze eigen studenten als proefpersoon hebben gebruikt. Alle betrokkenen deden vrijwillig mee. De meeste proefpersonen wisten gedurende de onderzoek-sessies niet waar we speciaal op letten en ook niet waar we naar op zoek waren.

We onderscheiden - in al de verschijningsvormen van onze prototypen - fysiek twee soorten 'ruimten': de 'probleem-oplossings-ruimte' en de 'instructie-ruimte'. In de probleem-oplossingsruimte kan zich een simulatieprogramma, een VR-animatie of eenvoudigweg een tekstverwerker bevinden, waar men 'een probleem moet zien op te oplossen'. Daar moet iets 'gedaan' worden of gewoon 'gewerkt' kunnen worden. Onder de instructieruimte verstaan we (hier) een gebied op het beeldscherm, zoals een viewport of een window; of een vel papier of een boek of een koptelefoon, maar dan naast het beeldscherm. Het geheel van probleem-oplossings-ruimte en instructie-ruimte noemen we (hier) fysiek een 'doe'-, 'werk'- of 'leer'-omgeving. (Definities: zie elders.)

Bevindingen en voornaamste conclusies:

We hebben bij de hier beschreven, recente experimenten ontdekt dat print-faciliteiten en pen en papier - vanwege het parallellisme effect - essentieel zijn bij efficient leren en werken in computer-based omgevingen. We kende al andere knelpunten met beeldschermen en wisten er bepaalde oplossingen voor. (Zie elders; o.a. Min, 1992 & 1994; Benshoof & Hooper, 1993; Mousavi, Low & Sweller, 1995; Bly & Rosenberg, 1986; Min, 1999.) Sommige wetenschappers waren ook al soortgelijke problemen bij mulitmedia leren, zoals wij hadden gesignaleerd, op het spoor, zoals het 'Split Attention Effect' en de 'Cognitive Load Theory'. (Zie elders; o.a. Chandler & Sweller, 1996; Mayer & Moreno, 2000; Sweller, van Merrienboer & Paas, 2001). Het hier beschreven onderzoek interacteert met al deze onderzoeken.

Onze voorlopige eerste empirisch onderbouwde bevindingen (gebaseerd op persoonlijke waarnemingen in de loop der jaren als courseware/leermiddelen-onderzoeker en docent ontwerpvakken) zijn dat circa 20 tot 30 procent van de gemiddelde user een significant probleem lijkt te hebben, als hij/zij iets moeten onthouden bij het uitvoeren van een taak achter een beeldscherm. Dit treedt vooral op bij het gebruiken en onthouden van zinnen, woorden, getallen of opdrachten, die op het beeldscherm staan, maar verdwenen zijn, op het moment dat de gebruiker die informatie elders voor het (af)maken van de taak nodig heeft. Als de inrichting van de doe-, werk- of leer-omgeving conform de ideeen van parallellisme en de PI-theorie ontworpen zijn, scoren deze groep proefpersonen echter niet significant afwijkend t.o.v. het gemiddelde; anders wel. D.w.z. een goede leermiddelen-onderzoeker en/of -ontwerper, die rekening houdt met het verschijnsel dat bepaalde users alles in een omgeving in zicht ('in view' of 'pan-optimum') willen hebben, maakt betere leer-omgevingen. We ontdekten - terloops - hoe het (in onze optiek) komt dat een papierloos-kantoor maar (blijkbaar) niet geheel mogelijk is (en met name waarom). Onze eerste bevindingen, uit de hier beschreven pilot-studies, willen we, hier, graag met collega-onderzoekers bediscussiėren.

De kwestie in bovenstaande complexe, open werk-situatie is: hoe geef je hier instructies? We zien minstens 8 viewports. Hoe help je een user? Hoe kun je hier coachen? Hoe ga je hier bijvoorbeeld om met handleidingen?

BIJVOORBEELD - BIJVOORBEELD

• I: A special created, abstract micro-world
  (with instruction on paper)
  Voorbeeldtaak, versie jan. 2001
  Taak 1, version a
  Taak 2, version b
  Taak 3, version c
  (resultaten)
• II: A special created, abstract micro-world
  (with electronical digital instruction)
  Taak 1, version a
  Taak 2, version b
  Taak 3, version c
  (nog geen resultaten)
• III: A working environment for secretaries
  (with a file on a floppy)
  Resultaten
• IV: A working environment for secretaries
  (with Word and Netscape)
  Resultaten
• V: A micro-world
  (4 different versions)
  Boiler, version a
  Boiler, version b
  Boiler, version c
  Boiler, version d
  (nog geen kwantificeerbare resultaten)
• Samengevat
  Experiment 1 t/m 5

Experiment 1

Methode

De proefpersonen werd gevraagd even bij de proefleider langs te komen. Twee keer is het experiment uitgevoerd op de kamer van de proefpersoon zelf. We vertelden de proefpersonen dat ze drie taken moesten uitvoeren. Die taken moesten met de computer gemaakt worden. De opdrachten (per taak) gaven we ze op papier.

Werkomgeving

Proefpersonen moeten getallen (onderin op de webpagina) aflezen, onthouden en (bovenin de website) noteren.

De instructieomgeving

Een voorbeeld van een opdracht:
Opdracht 1: * Klik in de rekentabel, onderin, op regel 3. * Schrijf het laatste getal uit die regel in het vakje van de opschrijftabel, bovenin, bij opdracht 1. Opdracht 2: * Klik in de rekentabel, onderin, op regel 8. * Schrijf het laatste getal uit die regel in het vakje van de opschrijftabel, bovenin, bij opdracht 2.

Resultaten

We ontdekten dat taak 1 gemiddeld in 4 minuten te doen was; taak 2 in 3 minuten en taak 3 in 2 en een halve minuut. Bij een klein aantal proefpersonen week dat nogal af. Een proefpersoon deed het heel snel; één proefpersoon heel langzaam.

Wat we zochten staat elders beschreven, maar komt neer op het fenomeen dat een minderheid van de gebruikers van software, problemen hebben met het onthouden van een opdracht, of het onthouden van een resultaat, indien ze gedwongen worden die informatie ook daadwerkelijk te gebruiken.

Hier bleek dat veel proefpersonen moeite hadden om lange getallen in een keer in het betreffende veld op te schrijven. Vooral als ze afgeleid worden door een of twee - vreemde - handelingen, zoals bijvoorbeeld een stukje naar beneden en/of naar boven scrollen.

Experiment 2

Methode

De experimenten van dit type zijn nog gaande. We vertellen de proefpersonen dat ze drie taken moeten uitvoeren. Die taken moeten met de computer gemaakt worden. De opdrachten (per taak) geven we via de site waarop/waarin ze werken.

De werkomgeving

Proefpersonen moeten getallen (ergens op de webpagina) aflezen, onthouden en (elders in de website) noteren. De instructie is verweven in de taak.

Resultaten

Wat we zochten staat elders beschreven, maar komt neer op het fenomeen dat een minderheid van de gebruikers van software, problemen hebben met het onthouden van een opdracht, of het onthouden van een resultaat, indien ze gedwongen worden die informatie ook daadwerkelijk te gebruiken.

We ontdekten dat deze vorm makkelijker werkt dan de vorm die wij in experiment 1 gebruikten. Dat is te verklaren doordat de opdrachten en de oplossingsruimte fysiek dicht bij elkaar liggen.

Experiment 3

Methode

Bij de proefpersonen gingen we onaangekondigd op bezoek op hun werkplek. Aan de proefpersonen werd gevraagd even tijd in een klein experiment te stoppen. We vertelden de proefpersonen dat ze heel even lastig gevallen werden voor een experiment waarbij ze geobserveerd zouden worden hoe ze een (gewone) taak normaal uitvoeren. De taak moet met de computer gemaakt worden. De opdracht gaven we mondeling.

De werkomgeving

Een proefpersoon (pp 3) opende met internet explorer zowel het floppy 'A', alsmede de map 'temp' op schijf 'C'.

Resultaten

Wat we zochten staat elders beschreven, maar komt neer op het fenomeen dat een minderheid van de gebruikers van software, problemen hebben met het onthouden van een opdracht, of het onthouden van een resultaat, indien ze gedwongen worden die informatie ook daadwerkelijk te gebruiken.

We ontdekten dat iedere proefpersoon anders werkt bij deze simpele alledaagse copieer-taak. Alle twee de uitersten - zoals we die van te voren bedacht hadden - kwamen een of twee maal voor (met al het mogelijke er tussen in). Het ene uiterste type werkende, is de blind commando's gevende (en niet veel nadenkende) 'ms-dos'-gebruiker en het andere uiterste type werkende is de alleen maar kijkende (en niet veel willen nadenkende) 'klassieke Macintosh'-manier. Maar ook opmerkelijke combinatie-soorten kwamen in onze populatie voor.

Experiment 4

Methode

Bij de proefpersonen gingen we onaangekondigd op bezoek op hun werkplek. Aan de proefpersonen werd gevraagd even tijd in een klein experiment te stoppen. We vertelden de proefpersonen dat ze heel even lastig gevallen werden voor een experiment waarbij ze geobserveerd zouden worden hoe ze een (gewone) taak normaal uitvoeren. De taak moest met de computer gemaakt worden. De opdracht gaven we mondeling.

De werkomgeving

Proefpersonen moeten stukken tekst uit een bepaald window van een applicatie ('Netscape') van een bepaald artikel samenvatten en elders in een andere window van een andere applicatie ('Word') kort en bondig samenvatten en noteren. (Hier pp 0.)

Resultaten

Wat we zochten staat elders beschreven, maar komt neer op het fenomeen dat een minderheid van de gebruikers van software, problemen hebben met het onthouden van een opdracht, of het onthouden van een resultaat, indien ze gedwongen worden die informatie ook daadwerkelijk te gebruiken.

Dit was - achteraf - ons meest opmerkelijke experiment. We ontdekten dat bijna iedereen - bij het maken van een taak - naar de klassieke media greep. De ene greep naar pen en papier; de ander printte de moeder-tekst eerst, alvorens de samenvatting in Word te gaan typen. Een andere proefpersoon copieerde de moedertekst (met cut, copy en paste) en dumpte de passage in zijn/haar tekstverwerker (om de tekst daar te bewerken en samen te gaan vatten)!

We lieten dat soort eerste reacties steeds expres toe. Dit omdat we de eerste reactie c.q. de eerste 'soort tool', om dit speciaal uitgezochte probleem te lijf te gaan, wilden weten. Daarna stopten we dan het experiment. Het beste bewijs dat bijna alle mensen dingen parallel en naast elkaar willen hebben en houden was hiermee wel geleverd. We vervolgden dit experiment dan door te vragen de taak nog eens te doen met uitsluiting van hun eerste, tweede en soms derde keuze. Dat was vaak net zo verrassend. De tweede keuze bij de methode van werken was heel vaak wéér een klassiek oplossing, namelijk printen of op- of overschrijven. In een geval wist iemand niet hoe hij/zij tenslotte het probleem moest oplossen. Dat was verrassend, maar ook vervelend, want dat betekende dat - bijvoorbeeld - het werken met losse windows - althans bij deze ene proefpersoon - niet voor de hand lag. Eén proefpersoon wilde eerst printen, toen dat niet mocht de tekst overschrijven en tenslotte toen dat ook niet mocht,probeerde hij met cut, copy en paste de alinea in Word zetten ('pasten'). Ook het na-gesprek was heel opmerkelijk. (Zie elders meer hierover.)

Experiment 5

Methode

De experimenten zijn nog gaande. We vragen de proefpersonen om een uur uit te trekken voor een experiment waarbij ze geobserveerd worden hoe ze een eenvoudige leertaak normaal uitvoeren. De taak moet met de computer gemaakt worden.

De leeromgeving

Resultaten

Wat we zochten staat elders beschreven, maar komt neer op het fenomeen dat een minderheid van de gebruikers van software problemen hebben met het onthouden van een opdracht of het onthouden van een resultaat indien ze gedwongen worden die informatie ook daadwerkelijk te gebruiken.

Dit laatste experiment is nog niet echt begonnen. Het aantal proefpersonen is tot op heden beperkt geweest en de proefpersonen zijn nog niet systematisch aan het 'leren' geweest. Het was vooralsnog meer een het uittesten van de afzonderlijke delen. Derhalve kunnen we nog niet over echte onderzoeks-resultaten rapporteren. Er wordt nog steeds aan de definitieve vorm en inhoud van de proefopstelling(en), de instructie(s) en de opdracht(en) gewerkt.

Conclusies

Feitelijk proberen we in al onze onderzoeken op het hier beschreven gebied een wetenschappelijke basis te leggen onder de ideeen die achter de Smalltalk-groep uit Palo Alto van Rank Xerox en de desktop filosofie van Steve Jobs hebben gezeten. Maar de PI theorie wil veel meer dan die behoefte die veel mensen hebben - om op die overzichtelijke manier met applicaties te kunnen werken - aantonen.

Feitelijk willen we al jaren aantonen dat er, dwars door alle lagen van de bevolking heen, twee essentieel verschillende groepen gebruikers zijn. De ene groep klaagt niet, maar de andere groep kan - aantoonbaar - niet goed met bepaalde applicaties of met een bepaald ontworpen probleem-oplossingsruimte werken, omdat er geen rekening wordt gehouden met hun 'afwijking'. Een 'afwijking' die hier uit bestaat dat ze - blijkbaar - sommige dingen niet willen onthouden of niet vermoeid willen worden met onzin (in hun ogen).

Uit veel van onze recente experimenten - vooral uit experiment met het schrijven van een samenvatting - blijkt dat bijna alle proefpersonen behoefte hebben aan de zekerheid van de opdracht of de instructie n a a s t hun probleem-oplossingsruimte. De werkruimte die hen geboden wordt, kan dus in hun ogen (vaak) iets missen. Dat blijkt uit hun onmiddelijke akties (bij het willen uitvoeren van een taak of iets willen leren), zoals het haast automatisch pakken van pen en papier, het haast automatisch willen gaan printen van de teksten, het haast automatisch willen gaan cutten, copy-en en pasten, etc.

Ons derde experiment toonde aan dat een secretaresses heel snel zal grijpen naar de printer om documenten (eerst) uit te draaien. Daarna kan ze (blijkbaar) handiger haar taak afmaken of een opdracht vervullen. Uit deze laatste vijf experimenten begrijpen we beter waarom er anno 2001 - blijkbaar - nog steeds geen 100 procent papierloos kantoor is en - blijkbaar - ook niet zomaar kan zijn.
Met onze bevindingen hebben we argumenten in handen gekregen en kunnen we - achteraf - aantonen/begrijpen waarom ms.dos computers niet geschikt waren (zijn) voor leren in het onderwijs (omdat je niet gemakkelijk kunt bladeren en van pagina naar pagina kunt switchen); waarom tutoriele courseware niet is doorgebroken (screens verdwijnen waar andere screens verschijnen); waarom SUN-computers zo een succes zijn (grote beeldschermen); waarom het groot formaat kranten zo populair is (je kunt snel van bericht naar bericht switchen en skippen) en meer van dit soort zaken.

Uit al onze experimenten en onze eerdere ervaringen van meer dan tien jaar onderzoek bij leer-omgevingen voor simulaties, bleek ons keer op keer dat een significant aantal proefpersonen moeite heeft om de hele tijd alle informatie te onthouden die op een zeker moment nodig is om een taak te doen; iets te begrijpen of een iets goed te leren. Die groep users blijkt slecht in het onthouden van wat we hier irrelevante dingen moeten noemen. Deze irrelevante dingen zijn echter vaak wel de voorwaarde om een taak goed te kunnen doen. Als leermiddelen-onderzoekers moeten we dit verschil met de gemiddelde user verder uitzoeken. Een goede leeromgeving zal gewoon aan allerlei voorwaarden (onder bepaalde condities) moeten voldoen op straffe van het falen van het software-product.

Onze bevindingen zijn dat ongeveer 30 procent van de gebruikers van PC's eigenlijk - onbewust of bewust - een extra grote monitor, wat extra windows, een extra beeldscherm of papieren hulp-materiaal naast elkaar wil kunnen zetten en/of gebruiken; zo niet dan ontstaat bij hen een achterstand in het goed kunnen werken op de computer; en derhalve kan het leren in een voor hen verkeerd ontworpen omgeving ook niet optimaal zijn.

We zouden (als we willen) met onze experimenten kunnen begrijpen waarom sommige sprekers op symposia liever geen PowerPoint gebruiken. Bijvoorbeeld omdat ze niet snel even kunnen zien wat er volgt. Ook niet als ze de speciale optie daarvoor gebruiken. Omdat die optie te veel tijd kost en op een andere manier weer storend is. (Dat hebben sommige mensen nodig omdat ze dan handiger een bruggetje kunnen maken naar de volgende slide. Veel mensen bereiden hun verhaal niet lineair voor en springen liever naar iets wat ze bijvoorbeeld net nog even zien.) Maar voor deze conclusie moeten we eerst meer kwalitatieve gegevens hebben dan we momenteel uit deze vijf pilot-projecten aan gegevens hebben.

BIJLAGEN

De PI theorie en parallelisme

Wij ontdekten met onze experimenten dat de desktop metafoor van Jobs een nog grotere potentie had dan op dat moment zelfs in de literatuur verondersteld werd. Niet alleen het toepassen van interfaces met losse windows, maar ook een goede functionele scheiding tussen het kale leermiddel en de instructie werd pas in 1997 theoretisch verklaarbaar. De parallelle instructie-theorie voor simulatie-omgevingen ontstond. De theoretische verklaring werd vooralsnog gevonden in het gegeven dat een lerende voortdurend wil kijken naar zijn instructie, ook al heeft een gebruiker een goed korte termijn geheugen. Er werd in 1992 door Min een hypothese opgesteld met een mogelijke verklaring vanuit de cognitieve wetenschappen. In 1994 werd ontdekt dat niet alleen leer-omgevingen, maar ook werk- en met name doe-omgevingen op dit punt overeenkwamen. Er werd begin 1999 een onderzoekster (mw. M. Claessens) aangesteld om het concept van parallellisme te onderzoeken om te proberen de PI-theorie empirisch te bewijzen.

1e orde parallellisme:

left: the open doing environment; right: the instruction (scrollable)
(een dummy voorbeeld - met viewports)

2e orde parallellisme:

Version 1:

Version 2:

Version 1: in the middle: the home-base (the instruction); right: open doing environment (movable).
Version 2: in the middle: the home-base (with the open doing environment); right: the instruction (moveble)
(een voorbeeld - met windows)

Parallelle instructie

De parallelle instructie theorie - de PI theorie - is gebaseerd op het concept van parallellisme. De laatste drie jaar hebben we geprobeerd de PI theorie zo goed mogelijk te omschrijven. De komende twee jaar zullen we gebruiken om de PI theorie te bewijzen. We zijn bezig daartoe een empirisch onderzoek op te starten. De onderzoeker zal een goede cognitieve basis moeten hebben. Vooralsnog is het fenomeen en het concept van parallellisme omlijnd en omschreven. Wij hopen met deze theorie (achteraf) aan te kunnen geven waarom en waardoor tutoriele courseware en geprogrammeerde instructie vooralsnog gefaald hebben - althans nog bijna nergens dat succes hebben als dat er oorspronkelijk aan toegekend was. Indirect hopen we te kunnen bewijzen dat ms.dos computers met lage beeldschermresolutie en slechte of geen windows, als leermiddel in het onderwijs ook niet hebben kunnen slagen. Overigens voor de goede orde: de PI theorie is dan ook een 'ontwerp theorie'. Het is een theorie waarmee ontwerpers van educatieve software rekening moeten houden op straffe van het falen van hun product.

De centrale onderzoeksvraag is: Waarom loopt de ontwikkelaar een grote kans dat zijn product zal falen als hij een te lineair product maakt en te weinig of geen rekening houdt met de concept-ideeen van parallellisme?

• 1. Het beperkte geheugen (of beperkte zin). De gebruiker (c.q. werker, c.q. probleemoplosser) heeft een beperkt korte termijn geheugen of heeft beperkte zin om informatie of details die hij/zij nodig heeft om een taak uit te voeren of iets te onthouden. Het irriteert hem/haar dat de monitor altijd geheel of gedeeltelijk de gepresenteerde beeldinhoud wist, als het volgende beeld (scherm of pagina) wordt getoond.
• 2. Kunnen vergelijken. De gebruiker (c.q. werker, c.q. probleemoplosser) wil, moet en kan vergelijken; door dingen die in de tijd gepasseerd zijn of gedaan zijn fysiek te vergelijken met de dingen van het moment 'nu'.
• 3. Inzicht kunnen opbouwen. De gebruiker (c.q. werker, c.q. probleemoplosser) wil inzicht kunnen krijgen in oorzaak/gevolg-relaties; door herhaalde verificatie en door details te vergelijken.
• 4. Een referentiepunt willen hebben. De gebruiker (c.q. werker, c.q. probleemoplosser) wil een eigen referentiekader of een vast referentiepunt in een probleem-oplossings-ruimte hebben; De gebruiker wil dingen die op het beeldscherm passeren naast elkaar kunnen leggen (bijvoorbeeld middels windows of te krijgen via een serie scrollbars) en vergelijken t.o.v. zijn/haar orientatiepunt.