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Die WAM-Brille - Werkzeug und Material-Ansatz als Schablone zur Konkretisierung und intuitiveren Gestaltung prototypischer Visionen

Studienarbeit 2006 23 Seiten

Informatik - Angewandte Informatik

Leseprobe

Gliederung

1. Einleitung

2. Werkzeug & Material-Ansatz
2.1 Zielsetzung
2.2 Grundlagen
2.3 WAM-Leitbild
2.4 WAM-Entwurfsmetaphern
2.5 Entwicklungsprozess
2.6 Entwicklungsdokumente

3. Intuition

4. Prototyping
4.1 Arten des Prototyping
4.2 Arten von Prototypen

5. Prototypische Vision
5.1 Einordnung
5.2 Definition

6. Die WAM-Brille
6.1 Relevante WAM-Aspekte
6.2 Konkretisierung
6.3 Ziele
6.4 Vorgang der Konkretisierung
6.4.1 Grobe Analyse
6.4.2 Anpassung der Begrifflichkeit
6.4.3 Anpassung des Aufbaus

7. Anwendungs-Beispiel

8. Fazit

9. Literatur

Vorwort

Dieser Bericht bezieht sich auf LAssi (Learner’s Assistant), eine Lernumgebung, die während des OOSE-Projekts 05/06 weiterentwickelt wurde. Abweichend von der Norm hat dieser Projektbericht jedoch nicht die Tätigkeit im Projekt als zentrales Thema. Vielmehr versuche ich, eine im Projekt beobachtete Vorgehensweise als generell an- wendbare Methode darzustellen. Um das zu erreichen, beschreibe ich die dafür notwen- digen, im Projekt angeschnittenen Konzepte und stelle darauf aufbauend ein verallge- meinertes Vorgehensmodell auf. Um die allgemeine Anwendbarkeit zu verbessern, be- schränke ich mich auf eine vom Projekt weitestgehend unabhängige Untersuchung und werde lediglich an einigen Stellen auf Tätigkeiten im Projekt hinweisen.

1. Einleitung

In allen Phasen der Softwareentwicklung für interaktive Systeme müssen Dokumente gestaltet und angefertigt werden. Der Werkzeug & Material-Ansatz liefert eine Grund- lage für die Unterstützung dieser Arbeit, indem er einer aufkommenden Orientierungs- losigkeit im Entwicklungsprozess entgegenwirkt. Mit Hilfe eines durchdachten Struk- turkonzepts sollen Vorstellungen über das System schneller konkret und das System am Ende intuitiv bedienbar werden. Um das zu erreichen, werden die einzelnen Dokumente auf Basis der Konzepte des Werkzeug & Material-Ansatzes angefertigt.

In diesem Bericht wird untersucht, wie bestimmte Dokumente im Nachhinein an das Leitbild des Werkzeug & Material-Ansatzes angepasst werden können. Dabei werden vor allem Präsentationen betrachtet, die im Rahmen der Anforderungsermittlung, der Systemgestaltung oder des explorativen Prototyping - also hauptsächlich zu Beginn eines Softwareprojekts - erstellt werden. Um diese Dokumente zusammenzufassen, werde ich den Begriff der Prototypischen Vision einführen.

Nach der Einigung auf ein Leitbild lassen sich die Vorteile des Werkzeug & Material- Ansatzes grundlegend durch zwei Schritte erzielen. Zum einen muss der Systementwurf in das Leitbild eingepasst werden. Das geschieht entweder durch einen Leitbild- konformen Entwurf oder durch eine Anpassung des Entwurfs an das Leitbild im Nach- hinein. Zum anderen muss der Entwurf in technische Strukturen abgebildet werden, die dem Leitbild entsprechen. Da für diese Abbildung bei Verwendung des WAM-Leitbilds (siehe Abschnitt 2.3) bereits Untersuchungen und Konstruktionsanleitungen existieren, beschränke ich mich auf das Problem, den Entwurf dem Leitbild näher zu bringen.

Im zugrunde liegenden Projekt stellte es sich als schwierig dar, fachfremden Spezialisten das Leitbild so viel näher zu bringen, dass die Entwürfe konsequent nach diesem konstruiert wurden. So wurde es zu unter anderem meiner Aufgabe, vorliegende Entwürfe im Nachhinein an das dort besprochene Leitbild anzupassen. Mit diesem Bericht untersuche ich die Möglichkeiten dieses Vorgangs.

In Kapitel 2 werde ich zunächst die Grundlagen des Werkzeug & Material-Ansatzes mit den für diese Untersuchung wichtigen Bestandteilen erläutern, was in Kapitel 3 um eine Untersuchung von Intuition und in Kapitel 4 um relevante Informationen zum Pro- totyping ergänzt wird. Anschließend werde ich mich in Kapitel 5 der Definition und Einordnung der Prototypischen Vision widmen. Damit wären alle Voraussetzungen ge- klärt, um in Kapitel 6 mit der Untersuchung des Werkzeug & Material-Ansatzes als Schablone zur Konkretisierung und intuitiveren Gestaltung prototypischer Visionen fortzufahren. Kapitel 7 ergänzt diese Untersuchung noch um ein Anwendungs-Beispiel aus der Praxis, das sich im Rahmen des LAssi-Projekts ergeben hat. 1

2. Werkzeug & Material-Ansatz

Der Werkzeug & Material-Ansatz (WAM-Ansatz) ist zugleich Leitfaden und Methodik für den Entwurf und die Konstruktion von Software, d.h. eine Sammlung von Herangehensweisen und Verfahren zur praktischen Anwendung bei der Herstellung softwaretechnischer Erzeugnisse.

2.1 Zielsetzung

Durch Einsatz des WAM-Ansatzes sollen Softwaresysteme anwendungsorientiert gestaltet werden. Anwendungsorientierung ist gewährleistet, wenn die Aufgaben des Anwendungsbereichs bei hoher Gebrauchsqualität durch das System abgebildet werden. Die Gebrauchsqualität des Systems wird durch aufgabenangemessene Funktionalitäten im spezifischen Kontext, die Anpassbarkeit an wechselnde Arbeitsabläufe und eine be- nutzergerechte Handhabung bestimmt. Die Handhabung eines Softwaresystems wird insbesondere dann als benutzergerecht betrachtet, wenn dem Benutzer durch die Gestal- tung der Mensch-Computer-Schnittstelle die Orientierung im System und die Beein- flussbarkeit des Systems ermöglicht werden.

2.2 Grundlagen

Der zentrale Gedanke des WAM-Ansatzes ist, Gegenstände und Konzepte des An- wendungsbereichs durch das Softwaresystem zu modellieren, sowie die Beziehungen zwischen diesen Elementen auf die Architektur der Software abzubilden. Dadurch wird eine Strukturähnlichkeit zwischen Anwendungsbereich und Software aufgebaut, welche weit reichende Konsequenzen für Benutzer und Entwickler hat. Auf der Entwicklerseite wird der Entwurf des Systems auf diese Weise unterstützt. Da Softwarekomponenten Anwendungsgegenständen entsprechen, lassen sich wechselseitige Abhängigkeiten leichter erkennen. Zudem entsteht durch die Korrespondenz von Anwendungswelt und Softwaresystem eine Orientierungshilfe, die den Entwurf der Softwarearchitektur er- leichtert.

Auf der Benutzerseite wird die Arbeit mit dem System unterstützt. Durch das Wiederfinden bekannter Gegenstände, Konzepte und Zusammenhänge im System wird der softwaregestützte Arbeitsablauf intuitiver und leichter erlernbar. Der Benutzer kann in gewohnter Weise seine Arbeit verrichten.

Im Rahmen des WAM-Ansatzes wird diese Funktion der Strukturähnlichkeit ermög- licht, indem der Gestaltung ein Leitbild zugrunde gelegt wird. Als Leitbild wird in die- sem Zusammenhang eine explizite Sichtweise von Anwendungsbereich und Anwen- dungskontext verstanden, die einen Orientierungsrahmen bei der Softwareentwicklung bieten soll. Das Ziel der Verwendung von Leitbildern ist, das geistige Bild von Arbeits- umgebung und Arbeitsablauf in den Köpfen der Anwender und Entwickler zu konkreti- sieren. Durch die bildhafte Betrachtung erkennen die Beteiligten eher die Strukturähn- lichkeit und können Elemente des Anwendungsbereichs besser mit Elementen des Softwaresystems assoziieren.

Nun handelt es sich bei einem Leitbild um eine allgemeine, konzeptuelle Vorstellung, die zur Veranschaulichung des Softwaresystems nicht immer konkret genug ist. Aus diesem Grund wird ein gewähltes Leitbild mit Hilfe von Entwurfsmetaphern weiter ausgestaltet. Entwurfsmetaphern beschreiben die Elemente des Anwendungssystems bildhaft und vergegenständlichen die Vorstellungen über die Arbeitswelt. Auf diese Weise wird Benutzern und Entwicklern sowohl die Funktionalität, als auch die Handhabung verständlicher gemacht. Wieder werden Entwickler beim Entwurf und Benutzer bei der Verwendung des Softwaresystems unterstützt.

2.3 WAM-Leitbild

In der Softwareentwicklung gibt es unterschiedliche Vorstellungen, die als Leitbild Verwendung finden könnten. Häufig genannt werden unter anderem die idealtypischen Leitbilder Fabrik und Arbeitsplatz, welche grundsätzlich verschiedene Bilder von der Arbeitswelt vermitteln.

Das Leitbild der Fabrik beinhaltet eine ablaufsteuernde Sichtweise, wie sie auch in realen Fabriken üblich ist. Daraus ergibt sich für die Softwareentwicklung das Ziel, menschliche Arbeit weitestgehend durch das System zu automatisieren und übrig ge- bliebene menschliche Arbeitsanteile durch das Programm zu steuern und zu kontrollie- ren. Der Anwender wird dabei in der Rolle des minder qualifizierten Maschinenbedie- ners gesehen, der aber auch als Störfaktor auftritt und deshalb kontrolliert werden muss. Der Entwickler übernimmt dabei die Rolle des Maschinenbauers und Maschineneinrich- ters. Das Leitbild vom Arbeitsplatz f ü r eigenverantwortliche Expertent ä tigkeit beinhaltet dagegen eine unterstützende Sichtweise, wie sie auch in der Büroarbeit oder der Soft- wareentwicklung selbst anzutreffen ist. Der Benutzer wird hier nicht als naiver Bediener gesehen, sondern als fachlicher Experte, der hochwertige Beiträge für das Unternehmen leisten kann. Deshalb geht man davon aus, dass die Arbeit der Benutzer durch das Sys- tem nicht ersetzt werden kann und auch nicht ersetzt werden soll. Vielmehr wird ange- strebt, die qualifizierte Arbeit durch einen geeigneten Arbeitsplatz zu unterstützen. Da- bei sehen sich die Entwickler in der Rolle des Werkzeugbauers und des Arbeitsplatzge- stalters.

Das Leitbild vom Arbeitsplatz für eigenverantwortliche Expertentätigkeit ist das zentrale Leitbild für den WAM-Ansatz und bildet zudem die Grundlage dieses Projektberichts. Ich werde es im Weiteren abkürzend als WAM-Leitbild bezeichnen.

2.4 WAM-Entwurfsmetaphern

Wie bereits angesprochen werden Leitbilder in der Softwareentwicklung üblicherwei- se durch Entwurfsmetaphern ausgestaltet. So dienen auch dem WAM-Leitbild gegen- ständliche Ausdrücke, welche die erzeugte bildhafte Vorstellung weiter konkretisieren. Die beiden wichtigsten Metaphern sind dabei sicherlich Werkzeug und Material - zwei Begriffe, die dem WAM-Ansatz seinen Namen gaben. Die ursprüngliche Bedeutung von WAM, Werkzeug-Automat-Material, offenbart die dritte zentrale Metapher des WAM-Ansatzes: Automat. Die Einordnung dieser Gegenstände in das WAM-Leitbild wird durch die Entwurfsmetaphern Arbeitsplatz und Arbeitsumgebung unterstützt. Eine weitere Rolle spielt in diesem Zusammenhang die Metapher Beh ä lter.

2.4.1 Werkzeug

Werkzeuge sind Gegenstände, mit denen Menschen andere Gegenstände, die Materia- lien, bearbeiten können. Die Bearbeitung umfasst die Sondierung und die Veränderung der Materialien, beinhaltet also die Tätigkeiten Auslesen, Überprüfen, Darstellen, Modi- fizieren, Umwandeln und Neugestalten. Ein Werkzeug ist meist für eine bestimmte Aufgabe oder einen Aufgabenbereich vorgesehen und unterstützt dabei wiederkehrende Arbeitshandlungen. Der Anwender kann ein Werkzeug aufnehmen und wieder ablegen. Neben seiner Funktionalität hat ein Werkzeug eine spezielle Handhabung.

2.4.2 Material

Materialien sind Arbeitsgegenstände, die Teil des Arbeitsergebnisses werden. Sie werden im Rahmen einer Aufgabe mit Hilfe von Werkzeugen und Automaten bearbei- tet. Ein Material verkörpert eine fachliche Funktionalität, wird durch sein Verhalten charakterisiert und besitzt einen Zustand. Dabei wird es nie direkt benutzt und stellt sich auch nicht selbst dar. Es muss für die Bearbeitung durch Werkzeuge geeignet sein.

2.4.3 Automat

Automaten sind Arbeitmittel, mit denen Materialien bearbeitet werden können. Ein Automat erledigt eine vorab genau festgelegte Aufgabe und produziert ein definiertes Ergebnis. Automaten laufen unauffällig im Hintergrund und übernehmen auf diese Wei- se lästige Routinearbeiten. Sie werden vom Benutzer einmal eingestellt und gestartet, um anschließend eine festgelegte Folge von Arbeitschritten mit festem Ergebnis auszu- führen.

2.4.4 Arbeitsumgebung

Die Arbeitsumgebung ist der Ort, an dem Aufgaben erledigt und Arbeitsgegenstände bereitgestellt werden. Werkzeuge, Materialien und andere Gegenstände stehen dabei griffbereit zur Verfügung und können individuell angeordnet werden. Dadurch stellt die Arbeitsumgebung eine Vergegenständlichung von Raumkonzept und Ordnungsprinzi- pien dar.

Im Rahmen des WAM-Ansatzes unterscheidet man die Arbeitsumgebung vom Ar- beitsplatz. Der nur persönlich zugreifbare Arbeitsplatz ist der Ort, an dem die eigentli- che Arbeit stattfindet. Die allgemein zugängliche Arbeitsumgebung schließt zudem auch umliegende Bereiche ein. Wenn keine kooperative Arbeit modelliert werden soll, fallen die beiden Begriffe normalerweise zusammen und werden synonym verwendet.

2.4.5 Behälter

Ein Beh ä lter kann Materialien enthalten und dient der Aufnahme und Herausgabe, sowie der Verwaltung und Ordnung von Materialien. Ein Behälter ist eine Sammlung von Materialien und zugleich selbst ein Material. Der Zustand eines Behälters ist des- halb nicht nur durch seinen Inhalt bestimmt, sondern kann zusätzliche Informationen enthalten. Dadurch ist es auch möglich, Behälter zur Vergegenständlichung von Prozes- sen zu verwenden, indem der Zustand eines Vorgangs und die zugehörigen Materialien verknüpft werden.

2.5 Entwicklungsprozess

Der WAM-Ansatz beschreibt nicht nur Konzepte für die Modellierung der Arbeits- welt, sondern auch Vorgehensweisen für den Prozess der Softwareentwicklung als Gan- zes. Dadurch soll unter anderem der Zusammenarbeit von Entwicklern und Anwendern eine Orientierung gegeben werden. Um hohe Gebrauchsqualität zu erreichen, empfiehlt der WAM-Ansatz eine evolutionäre Systementwicklung in einem anwendungsorientier- ten Entwicklungsprozess.

Eine evolutionäre Vorgehensweise bedeutet eine enge Zusammenarbeit von Entwicklern und Benutzern. Es wird vorausgesetzt, dass sowohl die Software, als auch die Anforderungen an die Software ständigen Änderungen unterliegen. Deshalb wird das System nicht von den Entwicklern isoliert entworfen, sondern in fortlaufender Rückkopplung mit den Anwendern. Auf diese Weise sollen Entwicklungszyklen entstehen, in denen mit Benutzern interagiert wird, um Entwürfe und Umsetzungen zu bewerten und veränderte Anforderungen festzustellen.

Die zyklische Systementwicklung im Rahmen des WAM-Ansatzes erfolgt in Form von Autor-Kritiker-Zyklen. Als Autoren fungieren meist die Entwickler, manchmal jedoch auch die Anwender. Als Kritiker dagegen treten in der Regel künftige Benutzer und teilweise technische Experten auf. Die Autoren analysieren den Anwendungsbe- reich und die damit verbundenen Gegenstände und Abläufe, um auf dieser Basis ein Modell des Anwendungsbereichs aufzustellen. Die Kritiker bewerten nun die von den Autoren erstellten Dokumente und liefern damit die Grundlage für nachfolgende Aktivi- täten.

Eine wesentliche Charakteristik der evolutionären Vorgehensweise ist das dynami- sche Bestimmen der nächsten Schritte. Entgegen anderer Vorgehensmodelle werden Phasen und zu entwickelnde Dokumente nicht explizit festgelegt, sondern ergeben sich aus der Interaktion der Autoren mit den Kritikern. Auf diese Weise entsteht aus der Softwareentwicklung der Kern der evolutionären Vorgehensweise, ein allseitiger Kom- munikations- und Lernprozess.

2.6 Entwicklungsdokumente

Im WAM-Ansatz wird betont, dass der Erfolg der Kommunikation vom Aufbau des gegenseitigen Verständnisses der Entwickler und der Anwender abhängt. Zur Unterstützung des Verständnisses und der Zusammenarbeit werden im Entwicklungsprozess anwendungsorientierte Dokumenttypen verwendet.

Der WAM-Ansatz sieht die genaue Kenntnis der Aufgaben und Vorgänge des An- wendungsbereichs auf der Entwicklerseite als notwendig an, damit die Erfüllung der fachlichen Anforderungen durch technische Entscheidungen im Vorfeld von den Ent- wicklern abgeschätzt werden kann. Die Anwender sollten dementsprechend den Ent- wurf und das sich entwickelnde System genau kennen, um die Erfüllung der fachlichen Anforderungen überprüfen zu können. Dieses Ziel des gegenseitigen Verständnisses soll nun durch die Verwendung der anwendungsorientierten Dokumenttypen erreicht werden.

Anwendungsorientierte Entwicklungsdokumente dienen der Modellierung von An- wendungsbereich, Anwendungssystem und Entwicklungsprozess. Dabei handelt es sich um in der Fachsprache des Anwendungsbereichs formulierte Arbeitsgegenstände, die fachliche Aufgaben, Gegenstände und Konzepte veranschaulichen. Der WAM-Ansatz beschreibt die anwendungsorientierten Entwicklungsdokumente abstrakt anhand generi- scher Dokumenttypen, die durch verschiedenartige konkrete Dokumente ausgestaltet werden können. Die wichtigsten Dokumenttypen sind hierbei Szenario, Glossar, Sys- temvision und Prototyp.

2.6.1 Szenario

Ein Szenario ist eine textuelle Beschreibung der aktuellen Arbeitssituation aus einem aufgabenorientierten Blickwinkel. Die Einbettung einer Aufgabe im Anwendungskon- text und die Verwendung von Gegenständen im Zusammenhang mit der Aufgabe wer- den in die Beschreibung mit einbezogen. Durch das Anfertigen von Szenarios arbeiten sich die Entwickler in den fachlichen Anwendungsbereich ein, sodass Fragen aufge- deckt und Unstimmigkeiten geklärt werden können. Zudem bekommen die Anwender Einblick in und Kontrolle über das korrekte Verständnis der Entwickler.

2.6.2 Glossar

Ein Glossar hat die Form eines Wörterbuchs mit einzelnen Einträgen, das die in der Fachsprache verwendeten Begriffe definierend zusammenfasst, um die Bedeutung ex- plizit zu machen und um den Gebrauch zu vereinheitlichen. Sowohl bei der Analyse, als auch beim Entwurf wird am Glossar entwickelt. Während der Analyse am Anfang des Projekts steht die Definition der relevanten Fachsprache im Vordergrund. Dagegen wird in der späteren Entwurfsphase die Fachsprache neu gestaltet. Es werden geläufige Begriffe rekonstruiert und neue hinzugefügt, um die Sprache an veränderte Anforderungen und konkretere Vorstellungen anzupassen.

2.6.3 Systemvision

Systemvisionen sind genau wie Szenarios textuelle, aufgabenorientierte Beschreibungen von Arbeitssituationen. Allerdings antizipieren Systemvisionen zukünftige Arbeitssituationen. Vor dem Hintergrund bereits vorhandener Szenarios werden Gegenstände und Aufgaben in ihrer Einbettung so beschrieben, wie sie im zukünftigen System auszusehen haben. Systemvisionen fördern somit das gegenseitige Verständnis für das zukünftige System und liefern die Basis für die Konstruktion.

2.6.4 Prototyp

Ein Prototyp ist eine ablauffähige Vorversion des Systems oder eines Systemteils und ergänzt somit die bisherigen Entwürfe auf eine konstruktive Art. Prototypen werden entwickelt, um die Auswirkungen einzelner Entwurfsentscheidungen oder Entwicklungsschritte auf das entstehende System zu veranschaulichen. Durch die Entwicklung von anfassbaren Konstruktionen werden einzelne Elemente erfahrbar und können praktisch erprobt und bewertet werden. Auf diese Weise können Prototypen dazu beitragen, Probleme bei Entwurf und Entwicklung aufzudecken.

3. Intuition

In Kapitel 2 wurde bereits die Orientierungsfunktion des WAM-Ansatzes grob umrissen. Nun werde ich ein wenig genauer darauf eingehen, warum die Abbildung des Anwendungsbereichs auf die WAM-Konzepte ein System intuitiver machen kann. Ich spreche von einem intuitiven System, wenn es intuitiv bedient werden kann, also wenn der Anwender innerhalb der Benutzung des Systems spontan und unbewusst korrekte Einsichten erlangen und richtige Entscheidungen treffen kann2.

Spontane und unbewusste Handlungen sind bei einem Menschen normalerweise nur dann zu beobachten, wenn er sich in einer bekannten Situation befindet oder wenn das geäußerte Verhalten von Natur aus gegeben ist. Daraus ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, intuitives Verhalten auszulösen.

Zum einen kann das System dem Benutzer bekannt gemacht werden. Wenn der Benutzer das System gut genug kennt, können Handlungen spontan und unbewusst erfolgen. Diese Möglichkeit hat jedoch den Nachteil, dass der Benutzer aufwendig geschult werden muss, damit die Umgebung ihm wirklich vertraut erscheint.

Zum anderen kann das System so gestaltet werden, dass die Entwickler von Natur aus vorhandenes Verhalten des Benutzers ansprechen. Dabei können natürliche Reflexe genauso eine Rolle spielen wie Erkennensmuster menschlicher Wahrnehmung. Nachteil dieser Methode ist die offensichtliche Beschränkung der Systemausgestaltung, sodass diese Möglichkeit höchstens bei minimaler Benutzerschnittstelle denkbar wäre.

Eine dritte Möglichkeit ist, dem Benutzer eine bekannte Situation vorzutäuschen. Aufgrund der unscharfen Klassifikation durch das Gehirn des Menschen, ist es möglich, ähnliche, gleiche oder in einer anderen Art analoge Situationen einer bekannten Situati- on zuzuordnen. Aus diesem Grund dient es der intuitiven Bedienbarkeit, bei der Gestal- tung des Systems eine Ähnlichkeit zu bekannten Situationen aufzubauen. Der WAM.

[...]


1 auf Basis von: Züllighoven, „Das objektorientierte Konstruktionshandbuch“, 1998

2 frei nach: Wikipedia, „Intuition“, Version 11. April 2006

Details

Seiten
23
Jahr
2006
ISBN (eBook)
9783638550550
Dateigröße
1.6 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v61640
Institution / Hochschule
Universität Hamburg
Note
1,0
Schlagworte
WAM-Brille Werkzeug Material-Ansatz Schablone Konkretisierung Gestaltung Visionen Projekt Objektorientierte Softwareentwicklung LAssi-Projekt

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