Helpon ja nopean editorin jäljillä (osa 2/2)
Matematiikan editorien testausta kentällä
Kävimme helmikuun aikana parissa lukiossa testaamassa opiskelijoilla kolmen erityyppisen markkinoilla olevan matematiikan kaavaeditorin ominaisuuksia. Tavoitteenamme oli selvittää, miten lukiolaiset suhtautuvat matematiikan vastausten kirjoittamiseen koneella, ja juurisyihin mahdollisten ongelmien takana.
Testihenkilöinä toimi kaksi ryhmää lyhyen ja pitkän matematiikan opiskelijoita, joiden tietokoneen käyttötaidot ja käyttötavat vaihtelivat selkeästi. Osa testiryhmämme opiskelijoista viihdekäyttää lähinnä mobiililaitteita vapaa-ajallaan ja osa puolestaan koodaa tai vähintään lukee koodia.
Menetelmänä käytimme kontekstuaalista käyttäjähavainnointia ja -simulointia sekä haastattelua. Kontekstuaalinen havainnointi ja -simulointi tapahtuvat oikeassa tilassa, oikean aineiston ja välineiden kanssa, eli tässä tapauksessa testit tehtiin koululuokassa ja oikeilla yo-/lukiotehtävillä. Otos on tyypillisesti pieni, mutta laadullisella tutkimuksella saadaan suurin osa käyttöliittymien haasteista esille ja ymmärretään, onko kyseessä käyttämisen estäviä vai kosmeettisia ongelmia, eli pureudutaan käyttöliittymien logiikkaan ja tehokkuuteen.
Testattavina editoreina käytimme kolmea eri editorilajityypin edustajaa, jotka poikkeavat toisistaan paitsi käyttöliittymänsä, myös osittain toimintalogiikkansa puolesta; graafisiin valikoihin perustuvaa editoria (Wiris), LaTex-pohjaista editoria (Visual Math Editor) sekä Windows-softaa (Math-O-Mir), joka poikkeaa monin tavoin kahdesta edellisestä editorista.
Testitilanteet
Ensimmäisessä testauksessa pyysimme lyhyen ja pitkän matematiikan opiskelijoita kirjoittamaan testiin valituilla editoreilla vanhojen yo-tehtävien valmiita käsinkirjoitettuja vastauksia. Oppilaat tulivat pareittain testitilanteeseen ja taustakartoituksen (tietokoneiden käyttö vapaa-ajalla ja opetuksessa) jälkeen pyysimme heitä ajattelemaan ääneen ja kertomaan, mitä tekevät, mitä ihmettelevät ja miksi. Testissä käytettiin Ylioppilastutkintolautakunnan mukanaan tuomaa läppäriä. Ennen testausta kerroimme lyhyesti, mistä testissä on kyse, ja ettemme arvioi oppilaiden matemaattisia taitoja vaan käyttöliittymien käytettävyyttä ja opittavuutta. Pohjatietona kerroimme oppilaille lyhyesti Visual Math Editorista, koska se eroaa toimintansa osalta muista editoreista. Muita editoreita emme esitelleet emmekä suuremmin selittäneet niiden toimintaa. Editoreitten käyttö oli useimmille suhteellisen nopeaa ja luontevaa. Parin kanssa työskentely vaikutti myös asiaan: kaverilta sai tukea ja oppilaat olivat rohkeita kokeilemaan eri keinoja vastauksen kirjoittamiseen.
Windows-editori testissä
Toisessa testissä pyysimme ryhmää opiskelijoita laskemaan muutamia valmiiksi valittuja, keskenään vaativuustasoltaan verrannollisia tehtäviä Visual Math Editorilla ja Math-O-Mirillä. Tavoitteena oli seurata kaavaeditoreitten käytön lisäksi oppilaiden laskentaprosessia. Otimme testiin erikseen ryhmän lyhyen matematiikan opiskelijoita ja toiseen ryhmään pitkän matematiikan opiskelijoita. Opiskelijat käyttivät kaavaeditoreita koulun atk-luokassa koulun tietokoneilla. Tässä testissä opiskelijat eivät työskennelleet pareittain, vaan jokainen laski tehtäviä omaan tahtiinsa. Testiin osallistuneet lyhyen matematiikan opiskelijat eivät olleet käyttäneet sähköistä oppimateriaalia matematiikan opinnoissaan ja luulivat editorin toimivan laskimena. Pitkän matematiikan opiskelijat olivat käyttäneet sähköistä oppimateriaalia eivätkä ihmetelleet laskimen puutetta. Osa opiskelijoista laski ja luonnosteli vastauksen paperille, osa laski tehtäviä suoraan editorissa. Tehtävien ratkaiseminen hidasti testin suorittamista verrattuna valmiiden vastausten kirjoittamiseen, mutta muuten opiskelijat toimivat editoreitten kanssa samoin kuin ensimmäinenkin testiryhmä: ensimmäinen editori aiheutti enemmän ihmetystä kuin jälkimmäinen riippumatta siitä, mitä editoreita testattiin ensin.
Yleiset havainnot ja johtopäätökset
Havainnoissa korostuivat editorien opittavuuteen liittyvät asiat. Kaikissa testattavissa editoreissa on valikoita, joista matematiikan merkintöjä voi valita. Kokeiltuaan ensin yhtä editoria opiskelijat oppivat nopeasti etsimään vastaavaa toiminnallisuutta myös seuraavasta editorista. Ensimmäisen editorin käyttö oli kaikille hidasta, toisen nopeampaa, riippumatta siitä mitä editoria milläkin kerralla testattiin ensimmäisenä. Poikkeuksena oli LaTex-pohjainen Visual Math Editor, joka jakoi mielipiteitä lyhyen ja pitkän matematiikan opiskelijoitten kesken. Se osoittautui helpommaksi matemaattisesti orientoituneille pitkän matematiikan opiskelijoille ja huomattavasti haastavammaksi lyhyen matematiikan opiskelijoille. Opittavuuden kannalta vahvoilla olivat opiskelijat, joille tietokoneen käyttö on tuttua, ja heikoimmilla opiskelijat, jotka eivät konetta käytä muutenkaan.
Harjaantuneimmille pitkän matematiikan opiskelijoille myös LaTex-editori oli omaksuttavissa, mutta esim. Wiriksen käyttö turhautti, koska siinä eivät short-cut-näppäinyhdistelmät toimi ja kaikki merkit on erikseen valittava kliksuttelemalla valikoista, mikä tekee tehokäyttäjälle vastauksen kirjoittamisesta hidasta. Lyhyen matematiikan opiskelijoita LaTex-maailma kammotti ja Wiriksen valikoista kliksuttelu tuntui helpolta ja turvalliselta. Nopeus ja helppokäyttöisyys eivät siis kulje käsi kädessä, eikä mikään testatuista editoreista vastaa kaikkiin toiveisiin.
Toisena havaintona tuli esille navigointi ja vastauksen koostaminen kaavaeditorissa. Poikkeuksetta kaikki testaajat navigoivat lähellä oleviin objekteihin nuolinäppäimillä ja kauempana oleviin yritettiin osua hiirellä. Epäloogisesti toimiva navigointi aiheutti harmitusta. Matematiikasta kiinnostuneimmat halusivat tehdä vastauksista myös kauniita, mihin Math-O-Mir antoi parhaan mahdollisuuden.
LaTex-editori käytössä
Päätelmät tiivistetysti:
- Tietokoneen aktiivinen käyttäminen helpottaa matematiikan editorien omaksumista. Diginatiivi on harhaanjohtava termi: oikeastaan pitäisi puhua mobiilinatiiveista, eli kaikille tietokoneen ja näppäimistön käyttö ei ole arkipäivää.
- Minkä tahansa ensin käytetyn editorin käyttö auttoi seuraavan oppimista.
- Oppiminen tapahtuu nopeasti riippumatta oppilaan matemaattisista taidoista.
- Nopeille ja tietokoneen kanssa sinut oleville sopii LaTexilla kirjoittaminen ja näppäin-short-cutien käyttäminen.
- Harjaantumattomille ja lähinnä mobiililaitteita käyttäville valikosta kliksuttelu tuntuu luontevalta ja helpoimmalta.
Lyhyesti opiskelijoiden kokemuksia testatuista editoreista:
Wiris
+ helposti lähestyttävä ensivaikutelma
+ navigointi toimi odotetusti, eli nuolinäppäimillä pääsi helposti siirtymään paikasta toiseen
– erittäin hidas käyttää pitkiä vastauksia luotaessa
– matematiikka-/tekstimoodi jää helposti huomaamatta, ja osa oppilaista kirjoitti vastauksen kokonaan tekstimoodissa, osa matematiikkamoodissa
Visual Math Editor
+ selkeästi edistyneimmille koneen käyttäjille nopein vaihtoehto
+ viemällä hiiren näppäimen päälle editori kertoo komennon, minkä osa oppilaista huomasi ja käytti tätä nopeuttaakseen oman vastauksensa kirjoittamista
+ osa ryhtyi lukemaan pääasiassa komentorivejä ja tarkisti vain tuloksen esikatselusta
– tottumattomimmille koneen käyttäjille vastauksen kirjoittaminen LaTexilla vaikutti hankalalta ja pelottavalta
– rivinvaihto aiheutti kaikille oppilaille vaikeuksia, samoin tekstimoodin päälle saaminen
– editori ei näytä, missä virhe on, jos komennosta puuttuu esim. toinen sulkumerkki, vaan pyyhkii pois kaiken kirjoitetun
– näyttö vilkkuu ja pomppii, kun komento rendautuu (muuntuu näkyväksi, piirretään) matemaattisena kaavana näytölle, ja rendatun kaavan pistekoko on valtava
– näyttö scrollaa ylös jokaisen rendauksen yhteydessä, minkä seurauksena rendatusta vastauksesta näkyvät vain ensimmäiset rivit
Math-O-Mir
+ koettiin paperin kaltaiseksi; käyttäjä voi päättää, mihin kohtaan vastausaluetta vastauksensa kirjoittaa, ja voi sijoitella vastauksen eri osia (kaava, teksti, piirros) haluamaansa kohtaan
+ vaikutti helpoiten lähestyttävältä ja intuitiivisimmalta
– navigointi nuolinäppäimillä toimi epäloogisesti, back-space-näppäin ja copy-paste-komento eivät toimi
Hahmotelma vastaamisesta
Maanantaina 6.3. käynnistyneen editorinsuunnittelun tavoitteena on saada aikaiseksi vastausympäristö, johon voi koostaa tekstiä, kaavaa ja kuvia sisältävän matematiikan vastauksen. Suunnitteilla olevassa vastausympäristössä opiskelija voi editoida vastauksen sisältöä.
Tarjotaan matalan kynnyksen vaihtoehto selkeiden valikoiden muodossa kokemattomammille opiskelijoille ja tuetaan silti nopeimpien kirjoittajien tarpeita tarjoamalla mahdollisuus LaTexin ja short-cut-näppäimien käyttöön. Testatuissa editoreissa on valtava määrä valikoita ja toiminnallisuuksia, jotka eivät kaikki ole oleellisia lukion matematiikan opetuksessa. Karsitaan määrää ja laitetaan vain tarpeelliset valikot ja napit editoriin.
Näytetään visuaalisin keinoin selkeä ero matematiikkamoodin ja tekstimoodin välillä ja huolehditaan navigoinnin loogisuudesta.
Mitä seuraavaksi?
- Selvitetään teknisesti eri vaihtoehdot matematiikan vastausten kirjoittamiseen.
- Julkaistaan maaliskuun aikana ensimmäinen hahmotelma yleisesti testattavaksi.
- Päätetään kevään 2017 aikana, miten matematiikkaan vastataan sähköisesti.
Marjo Mansén
käytettävyysasiantuntija