系统模拟实验设计与分析之电脑辅助教学环境.docx

《系统模拟实验设计与分析之电脑辅助教学环境.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系统模拟实验设计与分析之电脑辅助教学环境.docx（7页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、系統模擬實驗設計與分析之電腦輔助教學環境郭幸民陶幼慧義守大學工業工程與管理學系義守大學資訊管理學系摘要 系統模擬涵蓋之知識領域廣泛，且需要相當的經驗累積，方能成功解決不同實驗階段之問題。基於時空之限制，目前模擬課程之教學內容多半侷限於介紹基本概念或程式寫作，致使學習者容易忽略實驗設計與資料分析等關鍵課題。因此本研究探討系統模擬之理想教學環境，蒐集整理專家學者教學與實際應用之經驗，以範例教學的方式引導學習者參與解題，並實際運用全球資訊網構建一芻型系統，教導與協助學習者使能有效運用系統模擬解決問題。構建完成後由專家進行操作評估，並對修習模擬課程之學生以問卷調查進行實用性評估，統計結果驗證本系統明顯

2、提昇學習者之瞭解程度。關鍵詞：系統模擬、電腦輔助教學、全球資訊網壹、緒論OKeefe19指出以模擬解決問題時須具備四項知識：問題領域的知識、模擬系統模型建構知識、模擬程式語言知識及統計知識，由此可見模擬的學習門檻較高。一般的模擬教學基於教室教學時間的限制，教學內容往往侷限於模擬觀念、模擬模式建構或模擬軟體應用之教導，而後半段的模擬統計知識與技術在學習者的認知中淪為次要的角色。實際上，成功的模擬應用常取決於有效的實驗設計與統計分析，所以相關的教學是一個值得加強的方向。 相對於模擬模式與語言發展而言，模擬統計分析在研究文獻或應用工具的開發上較居於弱勢。Mellichamp and Park14、R

3、amachandran et al.16、Taylor and Hurrion18 與Tao and Nelson20對模擬實驗設計與分析問題都曾深入探討，並提供理論架構或芻型系統；在模擬分析的應用上，Goldsman et al.11用三種不同的比較方法解析同一問題。這些模擬分析過程之知識與經驗，仍需以有限的課堂時數，有效地教導予初學者。 教室教學還有空間上的限制， Leary 12討論教室教學空間日趨不足的問題，一人一機的小班制環境更是難得。電腦輔助教學(CAI)隨著個人電腦的普及，已被廣泛地應用。Chen et al. 5 與Cognition and Technology Group

4、at Vanderbilt 6都以互動多媒體方式設計CAI軟體。根據Whitehouse and Pellegrin 19 調查顯示，利用個人電腦與軟體來提昇學生的知識或教導技能可減少約70%的訓練時間，相關研究如Antao et al. 3驗證CAI教學的確有效。而網際網路的演進，更有助於CAI的推廣與全天候的師生間互動，可部分解決教學空間不足的問題。國內外已有許多大學推動非同步教學課程，例如台大管理論壇之網路教學已頗具規模。 另一方面，模擬統計分析對很多學生而言相當艱澀枯燥，教育理論之建構主義強調善用學習工具以激發學習動機，Gragn et al. 9與Bayer 4 認為電腦教學的教學設

5、計應包含：引起注意、提供學習者課程的資訊、重要學習的刺激回憶、呈現區別性特色的刺激、引導學習、引導學習者動作、提供消息的回饋、評估執行與加強保留。也就是課程的設計要掌握與學習者間的角色與互動關係，才能在有限時間與不同的空間差異中發揮功能。適當的人機介面設計能發揮系統內在的人機互動角色，讓使用者可專心於教學內容的學習，增加學習效果。但是網際網路介面的設計有別於一般傳統的介面設計，故應於介面設計時特別考量。 綜合上述的討論，本研究將著重於兩個重要議題：模擬統計分析的簡易經驗模式及教學輔助系統與介面設計原則之應用。換言之，研究重點在搜集專家經驗，整理出模擬解決問題之經驗原則，並設計一個知識與經驗並重

6、之教學環境，進而建構一套網路輔助教學系統使學習者可以適時適地適當地學習。以下分為四個部分：第貳部分是研究設計與範圍；第參部分是芻型系統設計與構建；第四部分是系統評估；第五部分是研究成果的自我評量。貳、研究設計與範圍本研究之目的為設計一網路輔助教學系統以教導系統模擬初學者有效的模擬統計分析技能。由於系統模擬的學習範圍甚廣，本研究僅針對實驗設計與分析部分，也就是表1中的模擬程式測試、實驗設計、實驗執行與模擬資料分析等部分進行探討。表1 系統模擬程序表(Law and Kelton 11)系 統 模 擬 程 序 流 程定義問題（problem definition）搜集資料及定義模型驗證（valid

7、ation）建立模擬系統電腦程式及驗證模擬程式測試（pilot runs）實驗設計（experimental design）實驗執行模擬資料分析（output data analysis）結果報告鎖定的學習對象應具備基礎統計概念，並為正在學習系統模擬的初學者或甫完成學習之使用者。 本研究理想的輔助教學環境並非取代教師之授課，也有別於一般的網路電子書。本研究無意涵括完整的知識，強調之教學內容在於教室教學中限於時間而無法詳細教導之部份，且著重於培養執行模擬實驗之有效技能。本系統的建構模式是加強專家解題的流程與技巧，並利用案例教學方式在解題的過程中學習情境化的專家經驗；另外結合互動式多媒體特性與WW

8、W超連結的特性，加強與學習者間的互動關係，介面的設計注重增加親和力。本研究主要利用Excel與AweSim網路模擬軟體產生所需的教學資料、以HTML與JavaScript為系統介面設計工具、並以PhotoImpact製作動畫圖示。網址為www.im.isu.edu.tw/project/simulation/intex.htm 為建構一易學且有效之教學學習環境，本研究採芻型(prototyping)開發法並以實用性測試(usability test)來探索並滿足使用者的需求。本研究共進行三個階段之系統評估，包含試驗性評估、構建與執行評估與總結性評估，分述如下：1. 試驗性評估之目標在於初步評估

9、教學系統與介面設計的理念是否符合user-friendly原則。本研究以觀察法與訪談法對兩位使用者進行系統介面設計的資料收集，並採非計量分析方式，以protocol analysis進行口語化分析。2. 構建與執行評估之目標在於評估教學內容設計、教學與介面設計的理念應用是否得當；主要是為瞭解系統與學習者之互動程度，以及系統之內容設計是否合適。本階段由兩位專家以啟發式評估法與訪談法進行評估，並採非計量分析方法。3. 總結性評估的目的在於瞭解系統之實用性與教學效果，評估重點可以分為兩大方向，首先對所有接受評估者採用比較性實驗，以瞭解使用系統前後間的教學內容瞭解程度的差異。然後請評估者填寫教學系統實

10、用性的調查問卷，並採計量分析方法。參、系統設計與芻型構建本教學系統的重點分為教學內容及教學環境兩部分：內容設計在於專家解決問題的經驗與流程，包含更有效的模擬解題方法、實驗耗費時間的觀念與pilot runs的程序方法；環境設計在於引用教學設計原則與介面設計原則，讓使用者可以有簡易學習的互動介面環境。因此本節就教學內容及教學環境分成四個部分說明：(一) 解題經驗原則本研究主要是根據Tao and Nelson20 的模擬實驗設計與分析架構分項探討，將模擬實驗與分析觀念與漸序式(sequential)的實驗設計分析方法，連同Goldsman et al. 8專家解決問題的經驗，經探究整理後分為以下

11、六類原則進行探討：1. 引導資料引導資料的目的在於提供執行者一個正確解題的思考模式(mental model)，其內涵則著重漸進式的問題解決方式以資料引導模擬的分析及決策。1.1 模擬實驗剛開始時，利用pilot runs產生少許資料，提供執行者從無到有的第一次實驗設計的依據。另外則是幫助檢驗模擬系統模型與實驗設計，以早期發現模擬實驗設計或程式架構的錯誤。1.2從每次執行產生的累積資料中尋找下一個實驗的最佳設計，如此可期望較低的可能誤差，而利用此資源與資訊可以節省後續實驗的時間與步驟。1.3非線性理解邏輯（nonlinear reasoning logic）。模擬有時不需要A完成後執行B再做C

12、，可利用現有資料直接從A轉至C，例如使用Multiple Comparison with the Best (MCB)時，可先看比較結果而不檢查其假設，待需要時再補作假設的檢查。2. 系統 / 參數 / 系統方案系統是問題類型的總稱，而參數則是區隔同一類型系統下的重要決定因素。2.1在解決問題初期，先收集並儘量瞭解問題性質及問題的系統型態。這將影響到解決問題過程中的分析方法選擇，如steady state系統型態需要考慮起始值誤差偵測，但terminating系統型態則不用。2.2在解決問題的過程中，充份利用現有資料來預測後續的分析，可節省最後需要大量運算資料的時間與分析困難度。例如每一個pi

13、lot run以不同方法作方案的比較，也許可比較不同方法的效力並選取較簡易迅速的方法，甚至於在正式的production run前即可得到有效結論。2.3將問題細分成小項。例如一個龐大的等候線系統可切分成子系統或針對可能的瓶頸部分來分析可能會較容易解決問題。2.4在實驗初期將同類型的系統方案歸類在一起。例如：比較銀行櫃檯規劃之四個方案：顧客排單線等候4或6個櫃檯，排多線等候4或6個櫃檯。在這種情況下，研究者可將排單線與排多線之系統分別歸納成兩個類別，先行比較哪種排隊方式較佳，再進一步評估需要多少個服務櫃檯。2.5先剔除沒有競爭力的方案。Goldsman et al. 8 曾在解決問題時將欲比較

14、的方案分成三大類：有潛力方案、沒有競爭力方案及中間方案，如果方案實在太多，可先將沒有競爭力的方案剔除。3. 設計/實驗/資源任何設計的方案都是為產生某種預期結果，而實驗則是執行的過程，實驗設計受到各種的資源限制：3.1在模擬實驗設計時考慮可利用的有限資源，包括解決問題時的限制條件，如時間或資料等。3.2注意可用的剩餘資源。例如：每一次pilot run得到樣本平均值與標準差，若發現未達期望標準而需要再進行實驗時，就必須確認可用的剩餘資源。3.3在資源有限的觀念下發展實驗設計。例如執行20天的模擬實驗可以得到很精確的解，而另一種方式之誤差較大，但只須8天，如果實驗有時間壓力，可能必須選擇第二個方

15、式。模擬世界中沒有完美的設計，只能在可接受範圍內求得最佳解。3.4在實驗過程中隨時調整實驗參數設計。例如在pilot run時發現必須刪除大量樣本才能有效防止起始狀況的影響，此時應立即增加樣本數，等到production run才發現問題時已浪費許多資源。4. 輸出資料模擬過程中產生許多原始資料，而模擬統計分析即在瞭解、設計、分析與表達這些原始資料：4.1模擬過程的原始資料要保存起來，漸序累積。若production run之前已經執行100個pilot runs，則所產生的資料不要丟棄，在production run時就可以接續開始，如此一來不但可以節省許多時間，所有模擬實驗的過程也都有跡可

16、尋。4.2將龐大的輸出資料分批處理（batching）。例如：輸出的資料是30000個樣本，可以每30個樣本batch起來變成1000筆資料，不但可以節省資料的儲存空間，亦可以節省數據分析的時間。5. 宣告 / 範圍 / 結果 模擬漸進式的分析過程中，不同階段的結果有其範圍(scope)與適用性，所以可記錄下來成為一種宣告(statement)，以供後續模擬分析參考引用：5.1任何有關系統方案的結果都是宣告。宣告即是資訊的累積，每下一個實驗都需要依據這次實驗之前的宣告來思考設計。5.2解決問題的過程中保持資料原始記錄。維持中間結果可有助於瞭解最後結果與最初設計間的關係，以做出正確的決定。範圍是

17、指達成某個宣告所引用的資料及宣告所適用的方案。5.3對模擬結果提出建議。例如一個多方案的問題，目前的結果比較出某兩個方案較佳，如果繼續實驗也許可找出最佳方案。此時可讓決策者思考目前的結果是否足夠利用，或是再花時間繼續實驗。6. 分析 / 程序分析是利用模擬過程中的宣告、資源及輸出資料等進行整理，程序則是實際的統計方法或相關流程：6.1儘可能使用現有工具來幫助解題分析，以增加效率。例如執行配對的統計檢定，可以將結果直接輸出至SPSS軟體或Excel計算，也可以利用C或FORTRAN撰寫模組，都會比另行計算較有效率。6.2在使用者瞭解能力內選擇統計方法（程序）。例如：在作方案比較時，若使用者不懂得

18、用MCB，則可以考慮使用較熟悉的Ranking and Selection。6.3儘可能使用視覺模式顯示模擬結果。視覺模式可簡單地看出結果，圖形比文字容易被瞭解。例如：scatter plot比數據表格易於瞭解。6.4使用統計方法確認視覺判斷的結果。視覺模式雖然簡易，仍有必要再次確認。但不一定要測試通過才能接受，仍須視時間限制及使用者經驗而定。 上述六類的實務經驗原則也許對初學者較為複雜，但也不保證完備。然而這六大分類是根據現有文獻的建議，本研究希望藉由這些經驗的整理，來驗證專家的問題解決模式，並推導出一個簡單實用的流程以供電腦輔助教學系統應用。(二) 解題經驗流程本研究利用第(一)部分整理出

19、專家解題流程的精簡模式供初學者學習。本系統之假設主要是在模擬系統模型構建完成後，故圖1中的解題流程從多方案比較開始，並融入第(一)部分的經驗原則：圖1 系統教學流程圖步驟一判斷系統型態，應用的經驗原則為2.1。步驟二選擇方案以開始進行模擬，應用的原則有2.3與2.4。步驟三、四決定方案比較方法與是否使用變異數降低技術 (Variance Reduction Technique)。步驟五則先模擬產生少數資料作為引導用資料，應用的原則有1.1與1.2。步驟六進入pilot run的程序。首先是實驗設計，應用的原則有3.1、3.2、3.3與3.4。接著是模擬執行與輸出資料分析程序，應用的原則有2.2

20、、4.2、6.3與6.4。最後判斷模擬執行時間是否足夠，應用的原則為4.1。步驟七是方案比較並作出結論，應用的原則有5.2、5.3與6.2。 本解題流程是以多方案比較為主，若為單一系統評估則可省略最後的方案比較(步驟七)。本系統之教學流程的設計是以漸序方式設計與分析模擬實驗之解題觀念，整個實驗可以不斷地使用pilot run進行，在學習知識進行中同時灌輸經驗，有助於培養解決模擬問題之概念與實務技巧。(三) 教學單元設計本教學環境之教學單元設計如表二，依照學習者的需求分為五大單元：學習引導引導不同程度學習者使用系統；介紹模擬介紹模擬特性、應用及優缺點；模擬理論介紹模擬分析常用的方法與技巧；解題策

21、略整理如(一)的專家解題流程與技巧，提供學習者參考；案例教學利用案例方式引導學習者從(二)的解題經驗流程中學習。表2 教學單元架構表學習引導瞭解一下介紹模擬模擬理論深入學習模擬理論案例教學高手學習解題策略案例教學介紹模擬模擬特性模擬應用模擬優點模擬缺點模擬理論模擬問題型態Steady State深入瞭解案例測試Terminating深入瞭解案例測試模擬程序起始值偏差偵測PlotTest執行時間Replications降低資料關連性Batch Means降低變異技術CRNAntithetic方案比較方法MCPsIAR&S解題策略解題流程解題指導原則案例教學單一方案Steady State問題說明

22、解題多方案比較Terminating問題說明解題多方案比較多方案比較Steady State問題說明解題terminating問題說明解題(四) 設計原則的應用本研究考量教學設計及介面設計兩類原則，教學設計主要參考Bayer 4 與Gragn et al. 9，人機介面及網路介面設計主要參考朱文禎與張紹勳1、Dix et al. 7、Marcus 13 及Shneiderman 17。本研究亦自行上網觀察並歸納若干應用原則，以下即以實際的系統畫面介紹本研究應用的原則。範例一：(1) 圖二的畫面左邊的畫面顯示五大教學單元。(2) 畫面中央偏上有一途徑告知現在畫面的學習所在，並可直接點選連結回途徑

23、的任一部分。(1)與(2)的設計在避免使用者迷失，降低短期記憶的負荷、學習刺激回憶並能提供便利的反向瀏覽。(3) 畫面右邊有藍色小手掌，點選後會跳出一視窗解釋主畫面。設計目的在提供即時線上說明。(4) 畫面中間是系統提示需要輸入參數，而使用者可點選參數本文以瞭解其意義後再作決定。目的在提供即時線上說明與隱藏非必要的資訊。(5) 系統提示以黑字為主並以藍字附底線表示超連結，系統詢問以紅色字呈現，並提供五個綠色按鈕。設計目的是以最多七種顏色來區隔不同的文字目的，呈現區別性特色的刺激。(6) 五個不同數值的綠色按鈕提供問題的可能答案。如非正確的答案，系統將出現視窗解釋錯誤原因，並使學習者返回原畫面繼

24、續回答。設計目的在提供情境化的學習環境、強調學習者主動建構知識、提供消息的回饋及提供學習指導。(7) 畫面右邊有類似流程圖的圖形，點選後會出現經驗流程的畫面，天藍色框框代表目前所處的流程位置。設計目的在學習刺激回憶與提供學習指導。(8) 畫面儘量以換頁(paging)代替捲軸(scrolling)，以避免傳輸速度過長讓使用者失去耐心。圖2 案例教學步驟之一圖3 案例教學步驟之二範例二：(1) 圖3畫面的設計原則上相同，但少了不需要的藍色小手掌及紅色的問題敘述。設計目的在一致的環境及只提供必須的資訊或功能在介面上。(2) 畫面最下方有一紫紅色問號，點選後會跳出該選項(起始值誤差偵測)的說明視窗，

25、用法與圖2之藍色小手掌類似，但只限於下個步驟的選項而非目前的畫面。設計目的亦在於提供即時線上說明。(3) 使用者初次看到藍色小手掌或紫紅色問號，可能不了解其用意，因此本系統對於圖形的功能選項提供泡沫式說明。設計目的在於提供主動的線索。(4) 圖2與圖3的畫面編排皆以簡潔為優先原則。例如文字段落簡短、使用超連結隱藏非必要之資訊、運用顏色區格文字目的、以按鈕提供階層化的必要資訊、細瑣文字在明亮背景的畫面中央等。肆、系統評估本系統之評估如研究範圍所述，分為三個階段，基於篇幅限制僅敘述最後階段的總體評估。此階段以問卷調查採比較性實驗進行評估，30位義守大學資管系評估者皆修習過三學分的模式模擬課程，並分

26、為控制與實驗兩組，評估時間為60分鐘。前10分鐘為系統簡介與評估過程說明，評估者並利用10分鐘填寫一份系統模擬實驗設計與分析測驗，後續30分鐘內實驗組進行網路教學系統的學習，控制組則閱讀除了案例教學外的相對書面資料；學習後評估者再以10分鐘重新回答測驗問題，而實驗組評估者多填一份CAI系統評估問卷。 根據易學與有效的實用性考量，評估分成系統設計實用性與教學效果實用性。其中教學效果又分為全體的學習效果，及控制與實驗組的學習比較。(一) 系統設計實用性分析CAI系統之評估問卷設計是參考杜日富CAI課程軟體的評估法則2，問題共分為操作方法、課程軟體表現、教材正確及回饋處理四個構面。本研究採用Cron

27、bach的信度係數及內在效度指數，問卷計分採李克量表以非常優(+2)、優(+1)、普通(0)、劣(-1)、非常劣(-2)五個尺度，表3顯示問卷所調查的結果是信效度兼具的。根據表4問卷中四個構面之問題間並無顯著差異。表3 電腦輔助教學系統特性構面之信度與效度表構 面題 號信度係數效度係數操作方法1-3題0.85790.9262課程軟體表現4-11題0.75050.8663教材正確12-15題0.44440.6666回饋處理16-20題0.62990.7936表4 CAI問題構面分析DFType I SSF ValuePr F382.03331.580.2332 雖然問題構面間並無顯著的差異，但表

28、5之平均數值為正值，即多數評估者仍肯定系統設計，而以輸入操作方式、功能顯示清楚、範例選擇及專有名詞解說清楚等被認為最適當。而針對呈現負值的問題探討如下：在漫畫圖形使用量方面，系統將再加強；在教材選擇與難易程度方面，因為評估者原本就認為系統模擬是困難的課程，加上部分內容在教室教學中並未提及，以致評估者在短時間內學習時覺得困難度較高；還有回饋的變化量部分，未來的設計將予以加強。 另外針對雖為正值分數但分數接近0的項目進行探討，例如漫畫圖形的配合在加強漫畫使用量之後應會有改善；自由選擇說明項目則是因為評估者不清楚圖形為隱藏式的說明按鈕，故會造成評估者遇到困難時的困擾，這可以泡沫式說明解決。表5 系統

29、評估彙總表題 目累積計分輸入的操作方式是否合適9功能顯示方式是否清楚10功能顯示方式是否合適6螢幕物件構圖(按鈕位置或框架)是否合適7說明作業的圖是否清楚3漫畫圖形的配合是否恰當0漫畫圖形的使用量是否恰當-3字體大小是否恰當6字體顏色使用是否恰當5文字位置安排是否恰當2回饋的呈現方式是否恰當2教材的選擇是否合適（所教的內容）-5教材難易安排是否恰當-3範例的選擇是否合適9專有名詞解說是否清楚8回饋型式變化性是否恰當（量的方面）-1回饋出現的時機是否恰當4提示說明是否清晰6是否可以自由選擇說明1說明是否有層次5(二) 教學效果評估分析教學效果之評估可以分為兩個方向：以客觀角度讓評估者作答測驗及評

30、估者回答主觀感受。客觀的測驗是評估者在學習前後所填的相同問卷，主觀的感受則是在學習後所填的測驗中多加入的問題。 表6顯示在實驗後兩組之瞭解程度沒有顯著差異，也就是書面講義與操作系統的學習成效並無差異。部分原因是30分鐘的學習時間有限，此外，評估是在模擬課程結束後進行，若能在學期後段進行較為理想。但測驗的附加多選題得以分析評估者的學習感受，表7顯示控制組與實驗組在枯燥乏味與有趣味性兩項有顯著差異，以操作系統方式學習的評估者比利用講義學習的評估者認為較有趣味性，因為實際學習時間只有30分鐘，學習者並未完成所有的教學內容，若學習時間加長，為維持學習興趣，有趣味性可能會顯得更重要。表6 實驗後兩組資料

31、比較t檢定表T ValueDF(2-tailed)-0.861140.404表7 兩組評估者感受評估分析表項 目T valueDF(2-tailed)枯燥乏味3.500140.004*有效率0.367140.719有趣味性-2.256140.041*方便性1.740140.104其他0.000141.000 此外控制組反應出書面講義可以隨身攜帶的方便性，本系統擬加入可下載的書面講義壓縮檔，讓學習者在不能上網時仍可不中斷學習。(三)教學效果實用性分析表8為在實驗前後回答測驗問題之分析結果，評估者對於模擬實驗設計與分析的瞭解程度有明顯增加，故本教學內容確實具有實用性。表8 教學效果實驗之t檢定表組

32、別T ValueDF(2-tailed)控制組-2.351140.034*實驗組-6.468140.000*伍、結論本研究首先定義出模擬統計分析的教學環境，針對標的使用者的背景、實用性的考量及網路學習環境的形式後，勾勒出研究重點：第一在於模擬統計分析的經驗整合及表達；第二在於與使用者互動系統的角色認定及溝通的介面設計。模擬統計分析以專家解決問題的流程與技巧為主，希望透過案例教學的互動過程中學習者可汲取經驗，並能透過親善且有吸引力的介面環境保持學習的興致與成效。 評估結果顯示多數評估者肯定系統介面設計，而評估者學習後也有顯著的進步。實驗與控制組間無顯著的學習效果差異，部分是因時間有限，但實驗組對

33、網路系統有顯著的學習興趣，而控制組的書面學習則有其方便性。此評估結果不但給予本教學系統內涵與環境的正面評價，更凸顯出本系統的經驗教學內涵以書面呈現依然有其成效。一般的模擬課堂教材如能融入與知識並重的經驗學習，初學者應較能吸收模擬統計分析的應用技能。致謝：本研究承蒙國科會專案計劃NSC 87-2218-E-214-013經費支援，特此致謝。參考文獻1. 朱文禎、張紹勳(1998)，虛擬教室使用者界面之結構模式分析，1998國際資訊管理研究暨實務研討會，58-65。2. 杜日富(1991)，CAI課程軟體評估法則，資訊與教育，25，46-51。3. Antao, B. A. A., A. J. B

34、rodersen, J. R. Bourne, and J. R. Cantwell (1992), Building Intelligent Tutorial System for Teaching Simulation in Engineering Education, IEEE Trans. On Education, 35, 1, 50-56.4. Bayer, N. L. (1991), A Framework for Designing Computer-Based Training Programs, Proceedings of IPCC, 289-294.5. Chen, L

35、. S., P. W. Liu, K. Y. Chang, J. P. Chen, S. C. Chen, H. C. Hong, (1996), Using Hypermedia in Computer-Aided Instruction, IEEE Computer Graphics and Applications, 163, 12-24.6. Cognition and Technology Group at Vanderbilt (1992), The Jasper series as an examples of anchored instruction, Educational

36、Psychology, 27, 3, 291-315.7. Dix, A. J., J. E. Finlay, G. D. Abowd, and R. Beale (1998）, Human-Computer Interaction, 2nd ed., Prentice-Hall Europe.8. Goldsman, D., B. L. Nelson, and B. Schmeiser (1991), Methods for Selecting the Best System, in Proceedings of the 1991 Winter Simulation Coference, 1

37、77-186.9. Gragn, R. M., L. J. Briggs, W. W. Wager (1988), Principles of Instructional Design, 3rd ed., Harcourt brace Jovanovich College Publishers.10. Lansdale, M. W., and T. C. Ormerod (1994), Understanding Interface: A Handbook of Human-Computer Dialogue, Academic Press.11. Law, A. M., and W. D.

38、Kelton (1991), Simulation Modeling & Analysis, McGraw-Hill.12. Leary, J. J. (1994), Multimedia in Engineering：Design of Computer Simulated Experiments, IEEE Colloquium on Computer-Based Learning in Engineering, 2/1-2/3.13. Marcus, A.(1992), Graphic Design for Electronic Documents and User Interfaces

39、, ACM, 77-92.14. Mellichamp, J. M., and Y. H. Park (1989), A Statistical Expert System for Simulation Analysis, Simulation, 52, 4, 134-139.15. Okeefe, R. M. (1986), Simulation and Expert Systems: A Taxonomy and Some Examples, Simulation, 46, 10-16.16. Ramachandran, V., D. L. Kimbler, and G. Naadimut

40、hu (1998), Expert Post-Processor for Simulation Output Analysis, Computers Ind. Eng., 15 (1-4), 98-103.17. Shneiderman, B. (1992), Designing the User Interface：Strategies for Effective Human-Computer Interaction, 2nd ed., Addison-Wesley.18. Taylor, R., and R. D. Hurrion (1998), An Expert Advisor for

41、 Simulation Experimental Design and Analysis, AI and Simulation, 238-244.19. Whitehouse, D., and G. Pellegrin (1995), Computer Based Training, Is it Worth the Money, Pulp and Paper Industry Technical Conference.20. Tao, Y. and B. L. Nelson (1997), Computer-Assisted Simulation Analysis, IIE Transacti

42、ons, 29, 221-231.A Computer-Aided Instruction Environment for the Design and Analysis of Simulation ExperimentsShin-Ming Guo and Yu-Hui TaoI-Shou UniversityAbstractSystem simulation requires a well-designed experiment and appropriate output analysis to solve real-world problems successfully. However

43、, most simulation courses focus more on the modeling and programming issues due to the limitation of space and time. This research applies experts tactics and experiences to design a web-based CAI system to help beginners perform simulation analysis more effectively. The study includes the applications of guidelines for instruction design, interface design, and web design, in addition to critical issues of simulation experiment design and output analysis. Keywords: Systems simulation, CAI, WWW