Mensch-Computer-Interaktion (HCI)
Mensch-Computer-Interaktion(HCI; oft synonym verwendet: Mensch-Maschine-Interaktion) kann definiert werden als „Adisciplineconcernedwiththedesign, evaluationandimplementationofinteractivecomputingsystemsforhuman useandwiththestudyofmajorphenomenasurroundingthem.“ (Hewettet al., 1992) HCI ist nicht bloß eine spezielle Form der CvK, denn es geht nicht allein um die Kommunikation zwischen Menschen über Technologien (insb. Computer); vielmehr steht die Kommunikation des Menschen mit dem Computer bzw. seinen Programmen im Fokus Der Computer ist in der HCI damit nicht ausschließlich Kommunikationsmedium, sondern kann auch eigenständige Informationsquelle, eine eigene Entität, eher Sender als Vermittler von Information sein Damit unterscheidet sich medienpsychologische Aspekte der HCI auch von denen anderer, klassischer Medien (z.B. Fernsehen, Radio aus früheren Tagen): Motive für die Nutzung von Computern sind oft andere (Arbeitsgerät statt reines Kommunikations-und Unterhaltungsmedium)Durch die größere Interaktivität in der HCI kommt es z.T. zu anderen Rezeptionsprozessen und –wirkungenDer Schnittstelle(Interface) zwischen Mensch und Maschine kommt besondere Bedeutung zu
HCI -Entwicklung
In den Anfängen der HCI musste sich der Mensch der Maschine/dem Computer anpassen (z.B. Auslösen von Rechenoperationen über Kommandozeile) Bis in die 80er Jahre wurde sich bei der Interface-Gestaltung wenig am menschlichen Nutzer orientiert, nach dem Motto: „People areso adaptablethattheyarecapableofshoulderingtheentireburdenofaccomodationtoan artifact…“ (Draper & Norman, 1986)„… but skillful designers make large parts of this burden vanish by adapting the artifact to its users” (Draper & Norman, 1986)Benutzergerechte Gestaltung rückt in den Mittelpunkt und damit auch die Berücksichtigung von (medien)psychologischem Wissen Erste intuitiv zu bedienende Schnittstellen waren grafische Benutzeroberflächen (graphicaluserinterface, GUI) nach den WIMP-Prinzipien (Windows, Icons, Menu, Pointer)Das WIMP-Modell ermöglicht die direkte Überprüfung des Ergebnisses einer Eingabe sowie die Umkehrbarkeit der Aktion (Rückgängigmachen) Nachteilig am WIMP-Modell: Durch steigende Anzahl an Funktionen können diese nicht mehr alle visuell dargestellt werden (oder es wird unübersichtlich und überfordert Nutzer)Das Aufteilen der Aktionen in viele Teilschritte schränkt ggf. Arbeitseffektivität von erfahrenen NutzerInnenein Zentral ist hier das Konzept der Interface-Metapher: Durch eine Metapher soll (in der HCI meist visuell) ein bestimmter Inhalt oder spezielle Eigenschaften symbolisiert werden durch Anlehnung an Objekte der realen Welt, z.B. Papierkorb-Icon: Dieses aktiviert die entsprechenden kognitiven Schemata des realen Objekts „Papierkorb“, sodass entsprechende Gedächtnisinhalte und Handlungsskripte aktiviert werden, welche Operationen mit dem Objekt vorgenommen werden können. Die Analogie zwischen Metapher und realem Objekt ermöglicht intuitives Lernen und soll Vergessen vorbeugen Das Konzept der grafischen Benutzeroberfläche wird weiter entwickelt: Natürlich-sprachliche Interaktion zwischen Mensch und Maschine (Dialog-Metapher)Anthropomorphe Schnittstellen (Schnittstellen in menschlicher Gestalt, z.B. in Form von EmbodiedConversationalAgentsd.h. ein verkörperter, dialogfähiger Agent; oder in Form eines Avatars d.h. durch echte Person gesteuerter, virtueller Stellvertreter)Virtuelle Realität: „Athree-dimensional computer-simulated scenario in which a person can look, move around in, and experience an imaginary world” (Pimentel & Teixeira, 1993)AugmentedReality (i.d.R. Erweiterung des sensorischen Wahrnehmung durch Hinzugabe nicht-natürlich vorhandener Wahrnehmungsaspekte)Schnittstellen, die als solche nicht mehr erkennbar sind (z.B. „intelligente“ Kleidung
HCI -VR
Virtual Reality-Erlebnis besteht dann, wenn Telepräsenzempfunden wird, d.h. es kommt beim Rezipienten zu einer Präsenzerfahrung, die mit dem erleben einer physikalischen Umwelt kongruent ist. Nach Steuer (1992) wird Telepräsenz durch folgende Faktoren determiniert: Vividness(Lebendigkeit, Realismus): Eine sensorisch reiche Umwelt wird durch das Medium produziert, konstituiert durch breath(sensorische Breite = Anzahl der simultan erfassbaren Sinnesmodalitäten) und depth(sensorische Tiefe = Differenzierungsgrad innerhalb der einzelnen sensorischen Dimensionen) Interactivity: Der Grad, zu dem die Rezipienten Form oder Inhalt des Mediums beeinflussen können, anhängig von speed(Geschwindigkeit, mit der Informationen von der virtuellen Welt assimiliert werden), range(repertoire= Anzahl verfügbarer Verhaltensalternativen zu irgendeinem Zeitpunkt), mapping(Fähigkeit des Systems, die jeweiligen Handlungsspielräume in natürlicher und vorhersehbarer Weise auf das Rezipientenverhaltenanzupassen)
HCI -Benutzerfreundlichkeit
Primäres Ziel in der HCI ist die Einrichtung benutzerfreundlicher Schnittstellen, d.h. eine hohe Gebrauchstauglichkeit von Software und Hardware Gebrauchstauglichkeit(Usability): Nutzer sollen durch die Technologie unterstützt werden, in einem gegebenen Nutzungskontext ihre Ziele effektiv, effizientund zur Zufriedenheit (auch Akzeptanz) zu erreichen. Die Usabilityvon HCI-Schnittstellen hängt damit von folgenden Variablen ab:Unabhängige Variablen: Gestaltung von In-und OutputAbhängige Variablen: Kriterien für die Interfacegestaltung (Effektivität, Effizienz und Zufriedenheit/Akzeptanz)Moderierende Variablen: Aufgabe und Benutzertypen HCI –Benutzerfreundlichkeit: UVs Unabhängige Variablen: Gestaltung von In-und OutputErsteres bezeichnet alle Möglichkeiten, mit Eingabegeräten und in Zusammenarbeit mit entsprechender Software die vom Nutzer gesendeten Informationen in für den Computer verständliche Signale umwandeln zu können.Letztere umfassen alle Ausgabetechnologien, die die internaleRepräsentation des Computersystems in eine für Menschen wahrnehmbare Informationsform umwandeln (z.B. visuell und auditiv) Nach ISO 9241werden folgende allg. Kriterien angeführt (unabhängig von der Dialog-Technik), die eine optimale Gestaltung insb. der Output-Seite garantieren sollen:AufgabenangemessenheitSelbstbeschreibungsfähigkeitSteuerbarkeitErwartungskonformitätFehlerrobustheitIndividualisierbarkeitLernförderlichkeit Einen anderen Katalog mit acht Kriterien schlägt Shneiderman(1998) vor: Strebe nach Konsistenz: Farbgebung, Begrifflichkeiten und Handlungsschritte in ähnlichen Aufgabensituationen sollen Konsistenz aufweisen Ermögliche erfahrenen NutzerInnenShortcuts an: Spezielle Tastenfunktionen für erfahrene NutzerInnensollen Bearbeitungszeiten verkürzen Biete informative Feedbacks an: Für jede Aktion mit dem System sollte ein unmittelbares Feedback angeboten werden (z.B. visuell oder auditiv) Gestalte geschlossene Dialog-Systeme: Handlungssequenzen in Gruppen unterteilen mit Anfang, Mitte, Ende (Bsp. Geldautomat) Biete Fehlerprävention und einfache Fehlerbehebung an: Prävention z.B. durch vorgegebene, anwählbare Optionen im Multiple-Choice Format statt direkte Eingabe; Behebung z.B. via Systemwiederherstellung oder Hilfe-Option Erlaube Umkehrbarkeit von Aktionen Unterstütze eine internaleKontrollüberzeugung: NutzerInnensollen Kausalität zwischen eigener Aktion und Ergebnis erkennen können; unvorhersehbare, überraschende Systemaktionen sowie die Unmöglichkeit, auf bestimmte Prozesse Einfluss zu nehmen, mindern die Benutzerfreundlichkeit Reduziere die Belastung des Arbeitsgedächtnisses: Begrenzte Kapazität des Arbeitsgedächtnisses berücksichtigen (+/-7 Informationseinheiten parallel Multimodalitätbei Ein-und Ausgabemöglichkeiten sollen die Bedienbarkeit von Computersystemen erleichtern, z.B. durch kombinierte visuelle und auditive AusgabeMultimodalität führt aber nicht automatisch zu höherer Benutzerfreundlichkeit. Probleme können z.B. sein: Intendierte Redundanz bei der Informationsübermittlung (Ausgabeseite) über mehrere sensorische Kanäle (z.B. visuell + auditiv) schlägt fehl, wenn dabei semantische Diskrepanzen zwischen verbal und piktoralkodierten Botschaften bestehen.Komplementarität auf der Eingabeseite von z.B. Sprache und Gestik; die Informationen, die über die beiden Kanäle übermittelt werden, sind nicht immer deckungsgleich.Nutzer unterscheiden sich ggf. darin, ob sie den Input zweier zusammengehöriger Signale (z.B. Sprache + Gestik) simultan leisten oder sequentiell ; das System muss in der Lage sein, dieses zu erkennen.Nicht jede Information kann über jeden Kommunikationskanal transportiert werden HCI –Benutzerfreundlichkeit: AVs Effektivität: Genauigkeit und Vollständigkeit, mit der NutzerInnenbestimmte (Teil-)Ziele erreichen Effizienz: Diese setzt den erreichten Grad der Effektivität ins Verhältnis zu den aufgewendeten Ressourcen, die für die (Teil-)Zielerreichung notwendig warenRessourcen sind u.a. Zeit, Physische Kraft, Material, Geld Zufriedenheit/Akzeptanz: Messbar auf Ebene des objektiven NutzerInnenverhaltens(z.B. Häufigkeit der Nutzung einer Software) und auf subjektiver Erlebensebene der NutzerInnen(z.B. positive Bewertung von Software) HCI –Benutzerfreundlichkeit: Moderatorvariablen Die Anforderungen an die Schnittstelle hängen von der konkreten Aufgabe und der Art der Nutzergruppe(n) abBeides kann im Rahmen einer Anforderungsanalyseidentifiziert werden; diese umfasst: Bedarfsanalyse: Wie sollte eine neue Technologie aus Sicht der NutzerInnen, anderer Interessenvertreter und ggf. der Organisation gestaltet sein (was wird z.B. von einer Software erwartet, was soll sie können)? Aufgabenanalyse: Welche Aufgaben sollen bearbeitet werden und welche Methoden oder Aktivitäten sind dazu erforderlich? Nutzeranalyse:-Wissen und Vorerfahrung-Sozio-demographische Variablen-Psychologische Aspekte (z.B. Ängste vor Einführung neuer Technologien)-physische Einschränkungen und Behinderungen (z.B. Rot-Grün-Blindheit)-ggf. organisationale Zugehörigkeit und Einbindung Shneiderman(1998) nennt folgende Personenvariablen, die auf die Bedienbarkeit einer Schnittstelle Einfluss nehmen: Physische Variablen (u.a. Körperbau und perzeptuelle Unterschiede)Kognitive Variablen (u.a. Problemlösefähigkeit)Persönlichkeitsvariablen (u.a. Geschlecht)Kulturelle und nationale Variablen (u.a. Leserichtung, Farbpräferenzen)Behinderungen (u.a. körperliche und Lernbehinderungen)Alter Eine besondere Personenvariable ist die Expertise(Novize, durchschnittliche(r) NutzerIn, ExpertIn; kann festgestellt werden anhandHäufigkeit und Länge des Gebrauchs der TechnologieWissensspektrumSubjektiver Aspekte (z.B. wahrgenommene Kontrolle, Ängstlichkeit
HCI –Iteratives Entwicklungsmodell nach ISO 13407
Gestaltlösungen z.B. in Form von Ablaufplänen, Papierprototypen, Videoprototypen, Computeranimation, bis hin zu (Teil)Implementierung von ProgrammenEvaluationen z.B. in Form von Usability-Tests Abbildungen in vl
HCI: Lautes Denken
Beim Lauten Denkengeht es darum, dass die VP all ihre Gedanken, die sie während der Bearbeitung einer Aufgabe ha (z.B. in einem Usability-Test), möglichst ungefiltert laut ausspricht. Auf diese Weise sollen z.B. kognitive Strategien beim Problemlösen aufgedeckt werden, was keine andere Datenerhebungsmethode sonst ermöglicht. Die Frage lautet dabei: In welchem Maße ist ein Mensch überhaupt in der Lage, kognitive Vorgänge korrekt und ungefiltert (d.h. z.B. unbewertetund unzensiert) zu verbalisieren? Die Brauchbarkeit der so gewonnenen Daten wird bis heute kontrovers diskutiert: Z.B. umreißen Ericsson und Simon (1980) in ihrem Rahmenmodell zum lauten Denken die Prinzipien der Informationsverarbeitung und besprechen die Grenzen der Methode sowie die Reliabilität der verbalen Daten, die sie als durchaus gegeben sehen. Nisbettund Wilson (1977) hingegen schlussfolgern, dass nur geringer bis gar kein direkter introspektiver Zugang zu höheren kognitiven Prozessen besteht und Lautes Denken vielmehr durch a priori existente, implizite Kausal-Theorien geprägt sind. Allerdings gibt es auch diverse Befunde, die zumindest für eine domänenspezifische Validität der Methode sprechen (z.B. gibt es eine hohe Übereinstimmung von verbal geäußerter Aufmerksamkeitsverteilung mit objektiven Blickbewegungsdaten; vgl. Guan et al., 2006) Es lassen sich die verschiedenen Varianten Lauten Denkens bzgl. des Zeitpunktes relativ zur Aufgabenbearbeitung unterscheiden:PeriaktionalesLautes Denken(concurrent/simultan think-aloud): Es wird während der Aufgabenbearbeitung parallel verbalisiertPostaktionales Lautes Denken(retrospectivethink-aloud): Es wird nach der Aufgabenbearbeitung laut gedacht, wobei dies zusätzlich durch Videoaufnahmen der Handlung erleichtert werden kann (z.B. in Form einer Videokonfrontation)Vergleich periaktionalvs. postaktional: die aktuellen Kognitionen und Inhalte des Kurzzeitgedächtnisses werden unmittelbar verbalisiert (Inhalte des Kurzzeitgedächtnisses sind anfällig dafür, schnell verloren zu gehen und können auch durch unterstützende Videoaufzeichnungen beim retrospektiven Lauten Denken nicht reaktiviert werden) Es müssen parallel immer mindestens zwei Aufgaben bearbeitet werden: Die eigentliche(n) Aufgabe(n) in der Untersuchung sowie die gleichzeitige Verbalisierung. Dabei kann es zu Interferenzen kommen;so kann das Laute Denken die Aufgabenbearbeitung erschweren, weil kognitive Kapazitäten abgegriffen werdenoder es kann die Aufgabenbearbeitung erleichtern, indem es z.B. bei Problemlöseaufgaben ein strukturierteres Denken anregt
