Adoption-centric usability engineering: systematic deployment, evaluation and improvement of usability engineering methods in the software engineering lifecycle [Elektronische Ressource] / Eduard Metzker

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Universität Ulm, Fakultät für Informatik Abteilung Medieninformatik Leiter: Prof. Dr. Michael Weber ADOPTION-CENTRIC USABILITY ENGINEERING Systematic Deployment, Evaluation and Improvement of Usability Engineering Methods in the Software Engineering Lifecycle Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades Doktor der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) der Fakultät für Informatik der Universität Ulm vorgelegt von Eduard Metzker aus Leninski Ulm 2005 Amtierender Dekan der Fakultät für Informatik: Prof. Dr. Helmuth Partsch Gutachter: Prof. Dr. Michael Weber Gutachter: Prof. Dr. Helmuth Partsch Zusammenfassung Die Bedeutung von Usability als Software-Qualitätsfaktor nimmt für Betreiber- und Entwicklungsorganisationen sowie für Endanwender stetig zu. In der Literatur werden seit geraumer Zeit unter dem Oberbegriff Usability Engineering eine Vielzahl verschiedener Methodologien vorgeschlagen, um die systematische Entwicklung von Software-Systemen mit hoher Usability zu gewährleisten. Es bleibt jedoch weitestgehend unklar, wie diese Methoden systematisch und nachhaltig in den Entwicklungsprozessen von Software-Entwicklungsorganisationen verankert werden können. Studien zeigen, dass selbst grundlegende Usability Engineering Methoden noch nicht in industrielle Software-Entwicklungsprozesse integriert sind.
Publié le : samedi 1 janvier 2005
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Universität Ulm, Fakultät für Informatik
Abteilung Medieninformatik
Leiter: Prof. Dr. Michael Weber
ADOPTION-CENTRIC USABILITY ENGINEERING
Systematic Deployment, Evaluation and Improvement
of Usability Engineering Methods in the Software
Engineering Lifecycle

Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades
Doktor der Naturwissenschaften
(Dr. rer. nat.)
der Fakultät für Informatik
der Universität Ulm




vorgelegt von
Eduard Metzker
aus Leninski











Ulm 2005



















































Amtierender Dekan der Fakultät für Informatik: Prof. Dr. Helmuth Partsch

Gutachter: Prof. Dr. Michael Weber
Gutachter: Prof. Dr. Helmuth Partsch
Zusammenfassung
Die Bedeutung von Usability als Software-Qualitätsfaktor nimmt für Betreiber- und
Entwicklungsorganisationen sowie für Endanwender stetig zu. In der Literatur werden
seit geraumer Zeit unter dem Oberbegriff Usability Engineering eine Vielzahl
verschiedener Methodologien vorgeschlagen, um die systematische Entwicklung von
Software-Systemen mit hoher Usability zu gewährleisten. Es bleibt jedoch weitestgehend
unklar, wie diese Methoden systematisch und nachhaltig in den Entwicklungsprozessen
von Software-Entwicklungsorganisationen verankert werden können. Studien zeigen,
dass selbst grundlegende Usability Engineering Methoden noch nicht in industrielle
Software-Entwicklungsprozesse integriert sind.
Diese Arbeit bietet eine neue Perspektive auf das Problem der Integration von
Usability Engineering Methoden in oftmals technologiegetriebene Software-
Entwicklungsprozesse. Danach ist die Integration von Usability Engineering Methoden in
den individuellen Entwicklungsprozess nicht allein dadurch gesichert, dass dies von der
Organisation gefordert wird. Vielmehr argumentiert diese Arbeit, dass Usability
Engineering Methoden nur dann als im Entwicklungsprozess integriert angesehen werden
können, wenn diese Methoden von Entwicklungsteams akzeptiert und praktiziert werden.
Die vorliegende Arbeit stellt ein erstes Rahmenwerk zur Verfügung, um die
Akzeptanz von Usability Engineering Methoden systematisch zu messen und die
Ergebnisse für eine verbesserte Unterstützung von Projektteams beim Methodeneinsatz,
sowie zur Verbesserung der Methoden selbst zu nutzen. Dieses Rahmenwerk wird im
Folgenden „Adoption-centric Usability Engineering“ genannt.
Um Projektteams unter verschiedensten Randbedingungen projektspezifisch bei der
Auswahl und Anwendung von Usability Engineering Methoden zu unterstützen, führt
diese Arbeit das Konzept eines Usability Engineering Methodenbaukastens ein. Ein
Usability Engineering Methodenbaukasten stellt eine Abstraktion einer konkreten
Usability Engineering Methodologie dar. Dieser Abstraktionsschritt führt eine Trennung
von Usability Engineering Prozessphasen und Aktivitäten und den konkreten Methoden
für deren Durchführung ein. Das heißt die Zuordnung von Methoden zu den Aktivitäten
einer Methodologie ist nicht fest vorgegeben. Vielmehr werden für konkrete Projekte
passend zu den Charakteristiken des jeweiligen Projekts geeignete und bewährte
Methoden ausgewählt. Diese Zuordnung basiert auf den Charakteristiken des Projekts, in
dem der Methodenbaukasten eingesetzt werden soll und den Akzeptanzwerten, welche
die jeweiligen Methoden in früheren Projekten erhalten haben.
Derart geeignete Methoden werden einem Usability Engineering Methodenbaukasten
in Form von so genannten USEPacks (Usability Engineering Experience Package)
zugeordnet. Das Konzept der USEPacks wurde im Rahmen dieser Arbeit entwickelt, um

Usability Engineering Methoden zusammen mit ihrem spezifischen Kontextprofil zu
dokumentieren. Das Kontextprofil kodiert potentielle Faktoren, welche zur Akzeptanz
oder Ablehnung der entsprechenden Methode in vergangenen Projekten beigetragen
haben.
Für die Messung der Akzeptanz jedes USEPacks nach dem Einsatz in einem Projekt
werden existierenden Theorien zur Technologieakzeptanz herangezogen. Basierend auf
diesen Theorien werden Maße zur Messung der wahrgenommenen Nützlichkeit und
Benutzbarkeit von USEPacks abgeleitet. Diese Maße ermöglichen die Bewertung der
Akzeptanz der von Projektteams eingesetzten USEPacks.
Der entwickelte Ansatz stellt Konzepte zur Verfügung, mit denen sich die
gesammelten Daten nutzen lassen, um die Kontextprofile der eingesetzten USEPacks
anzupassen. Nach einer Abfolge von Erprobungs- und Messzyklen reflektieren die
USEPack-Kontextprofile jene Faktoren, die zur Akzeptanz oder Ablehnung der
jeweiligen USEPacks durch Projektteams beigetragen haben. Dieses Wissen kann in
zukünftigen Projekten eingesetzt werden, um Projektteams bei der Auswahl von
geeigneten Methoden zu unterstützen und die Akzeptanz von Usability Engineering
Methoden durch Projektteams zu verbessern.
Die Konzepte des Adoption-Centric Usability Engineering Ansatzes wurden im
Rahmen dieser Arbeit in einem Unterstützungssystem umgesetzt, welches darauf abzielt,
die Einführung, Anwendung und Verbesserung von Usability Engineering Methoden in
Software-Entwicklungsorganisationen zu unterstützen. Dieses System wird als ProUSE
bezeichnet. Die Hauptkomponenten des Systems ermöglichen Projektteams
projektspezifische Methodenbausätze zu konfigurieren, die Akzeptanz eingesetzter
USEPacks zu bewerten und einen Pool von USEPacks aufzubauen und zu pflegen.
ProUSE integriert die Daten aus den Akzeptanzbewertungen und Kontextprofilen, und
wertet sie aus, um die projektspezifische Auswahl geeigneter USEPacks zu optimieren.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Evaluation der entwickelten Konzepte mit 44
potentiellen Anwendern von Adoption-centric Usability Engineering aus fünf Software-
Entwicklungsorganisationen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Probanden in
der Lage sind, die Konzepte des Adoption-centric Usability Engineering Ansatzes auf
ihre organisationsspezifischen Entwicklungsprozesse zu übertragen. Zudem zeigt die
Evaluation, dass der entwickelte Ansatz, wie er in im Unterstützungssystem ProUSE
implementiert ist, als nützlich und einfach anwendbar wahrgenommen wird. Die
Evaluation deutet an, dass Adoption-centric Usability Engineering das Potential hat, die
Einführung sowie die Etablierung von Usability Engineering Methoden in Software-
Entwicklungsprozessen zu verbessern.
Abstract
Developing software systems which are easy to use and increase the productivity of users
is still a major challenge in software engineering. Thus a large number of usability
engineering methods have been proposed to systematically develop software with high
usability. However studies indicate that even basic usability engineering methods are not
integrated in software development lifecycles practiced in industrial settings. Research is
required into the barriers of uptake of usability engineering methods within technically
driven engineering disciplines. Yet problems in the adoption of methods by project teams
are rarely examined.
This work provides a new perspective on the problem of the uptake of usability
engineering methods by software development teams. The adoption of methods by
project teams - contrary to common beliefs - is not assured just because it is mandated by
the organization. This work argues that usability engineering methods can only be
regarded as integrated in the software development process of an organization, when
these methods are practiced and accepted by development teams. So far no frameworks
for examining the acceptance of methods by project teams and for exploiting such data
for guiding project teams in method deployment are available.
To address this problem this work presents an approach which consists of a process
meta-model for guiding project teams in the deployment of usability engineering methods
and a measurement framework for measuring the acceptance of the deployed methods.
The approach is called adoption-centric usability engineering. The approach provides a
concept to capture usability engineering methods together with a context profile. The
context profile encodes the factors which contributed to the acceptance or rejection of the
respective methods in past projects. This context-sensitive description of a usability
engineering method introduced in this work is called a USEPack (Usability Engineering
Experience Package).
For guiding project teams in integrating usability engineering methods into their
development processes the approach developed in this work introduces the concept of a
usability engineering method kit. A usability engineering method kit is an abstraction of a y engineering methodology which separates process phases and activities from the
specific methods to perform them. The assignment of methods to certain activities is not
predefined. They are chosen to best fit the characteristics of a project at hand. Usability
engineering methods are linked to a usability engineering method kit in the form of
USEPacks. The linking of USEPacks to a method kit is based on the characteristics of the
project in which the method kit is to be deployed and on the acceptance rating which the
USEPacks received in previous projects.

To measure the acceptance of each USEPack after deployment, the approach proposes
to use existing theories of technology acceptance. Based on these theories the perceived
usefulness and ease of use of each USEPack deployed in a project is assessed by the
project team to measure the acceptance of the USEPack.
The approach provides concepts which exploit the collected data to adapt the context
profiles of the deployed USEPacks. After a number of iterations the context profiles of
USEPacks reflect the factors which contributed to the acceptance or rejection of a
USEPack by project teams. This knowledge can be used in future projects to guide the
selection of appropriate methods and to improve the acceptance of usability engineering
methods by project teams.
The concepts of the adoption-centric usability engineering approach are implemented
in a support system which aims at supporting the introduction, evaluation and
improvement of usability engineering methods in software development organizations.
The system is called ProUSE. The main components of the system allow project teams to
configure project specific method kits, assess the acceptance of the deployed USEPacks
as well as to build and maintain the pool of USEPacks. ProUSE fuses and exploits the
data gathered in the acceptance assessments to optimize the project specific selection of
appropriate usability engineering methods.
In this work an evaluation of the developed framework with potential users of the
adoption-centric usability engineering approach is performed. 44 project team members
of five software development organizations participated in the evaluation. The evaluation
shows that project team members understand the objectives of the approach and can
transfer the concepts to their processes. Moreover the evaluation shows that the approach
as it is embodied in the support environment ProUSE is perceived as useful and easy to
use by project teams. The evaluation indicates that the adoption-centric usability
engineering approach has the potential to improve the introduction and establishment of
usability engineering methods in software development processes.
Acknowledgements

During this work I had the opportunity and joy to work with software engineers, human-
factors experts and psychologists. I would like to acknowledge the fact that I could not
have done this work alone and that I am grateful for all the help and ideas I have received.
Professor Weber of the Department for Media-Informatics of the University of Ulm
made this work possible. His open mind for multi-disciplinary research approaches
encouraged me to tackle the problems in this work in the way I did. Professor Weber
provided many valuable comments on various versions of the manuscript. The last mile is
the toughest one and his flexibility and patience allowed me to, finally, wrap this up.
Professor Harald Reiterer, head of the Department of Information Systems of the
University of Konstanz has been a great supporter of this work from the very beginning.
His broad scientific experience in the field of user-centred software development
approaches and his overview over the field helped me in avoiding many dead ends, and
his personal advice motivated me whenever I found myself within such a dead end.
Professor Ahmed Seffah, head of the Department for Human-Centred Software
Engineering of Concordia University, Montreal inspired me with his energy and his
constructive feedback on details of this work. His scientific experience both in software
engineering and user-centred development approaches largely contributed to focusing the
research.
I want to thank Elke Wetzenstein from the Department of Engineering Psychology of
the Humboldt University Berlin. The inspiring discussions we had during our joint work
in the project EMBASSI gave me invaluable hints for the design of the studies and
questionnaires for the empirical part of this work.
I would also like to thank a number of graduate students of the University of Ulm,
Christoph Ballhause, Michael Plichta, Ingo Grüll, and Stefan Guggenmos. The final
maturity of the system developed in this work would not have been possible, without their
talent, commitment and patience with my steady change requests.
Friendly thanks go to the people of the very active research community who I have
regularly met on various interesting conferences and workshops. The curiosity and humor
of Professor Jan Gulliksen, Professor Peter Forbrig, Dr. Nigel Bevan, and Professor
Ghassan Al-Quaimari made the evenings during the conferences I attended a very
enjoyable experience.
Finally I want to thank my research colleagues at the DaimlerChrysler Research and
Technology Center, Ulm. Michael Offergeld as a project leader provided all support and
resources which I needed to conduct my research. Richard Oed, supported me with
valuable feedback on the research prototype and organizational support in conducting the

empirical studies. Alexandra Sautner, Stefanie Fetzer and Ralph Hille helped me by
constructively challenging my ideas.
All the previously mentioned individuals contributed to the success of this intellectual,
academic endeavor. However, I also want to acknowledge the support and encouragement
that I received from my friends and family. They have been quite interested in
understanding what I am doing, why I am doing it, and when I am going to be done with
it. Especially, I would like to thank my girlfriend Rebecca Fay: I deeply value her support
and her care during this time.

Eduard Metzker,
Ulm, May 2004

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