Seminar Angewandte Kognitionsforschung. Sitzung 4: Aufgabenanalysen

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1 Mathematik und Naturwissenschaften, Ingenieurpsychologie und angewandte Kognitionswissenschaft Seminar Angewandte Kognitionsforschung Sitzung 4: Aufgabenanalysen Dresden,

2 Was erwartet Sie heute? 1. Organisatorisches 2. Rückblick 3. Aufgabenanalysen 4. Zusammenfassung 5. Hausaufgaben 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 2 von 31

3 1. Organisatorisches Präsentationen Kann man die Vorträge noch verbessern? Wie? Anschauungsmaterial (aber kein Extraneous Load =) (passende) Alltagsbeispiele geben Zusammenfassungen/Übersichten Was will ich beim Zuhörer erreichen? -> Von der Art und Struktur des Textes lösen 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 3 von 31

4 Was erwartet Sie heute? 1. Organisatorisches 2. Rückblick 3. Aufgabenanalysen 4. Zusammenfassung 5. Hausaufgaben 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 4 von 31

5 2. Rückblick I&W Mentale Modelle Was ist ein mentales Modell? Wissenschaftler Konzeptuelles Modell? Mentales Modell Konzeptualisierung des Mentalen Modells Anforderungen erlernbar funktional gebrauchstauglich (Norman, 1983, 1986) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 5 von 31

6 2. Rückblick I&W Mentale Modelle Bedeutung Eigenschaften Mentaler Modelle: 1. Unvollständig 2. begrenzte Fähigkeit, diese anzuwenden 3. instabil (vergessene Details, v.a. bei seltener Nutzung) 4. voneinander nicht scharf abgegrenzt (Verwechslung) 5. unwissenschaftlich (werden beibehalten obwohl unsinnig) 6. sparsam (Norman, 1983) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 6 von 31

7 2. Rückblick I&W Mentale Modelle Was ist ein mentales Modell? (Wozny, 1989) Metapher Analogie Konzept. Modell Computer Schreibtisch Auge Kamera Dateisystem Baumstruktur System wird mit Objekten und Relationen einer anderen Domäne repräsentiert, Bezüge zwischen den Domänen implizit Vergleich zwischen Objekten oder Ereignissen, die demselben Zweck dienen aber verschiedene Repräsentationen aufweisen, Mapping wichtig Abstrakte Repräsentation der Systemstruktur 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 7 von 31

8 2. Rückblick I&W Mentale Modelle Lernen mit Metaphern und Analogien Gelegenheitsnutzer Systemmodell Metapher Metapher Analogie Novize Nutzungshäufigkeit Experte (Wozny, 1989) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 8 von 31

9 2. Rückblick I&W Mentale Modelle Vorwissen (Chi, 2008) keines lückenhaft konfligierend Konzeptueller Wandel direkt hinzufügen auffüllen Überzeugungen widerlegen indirekt. Konzeptuelle Modelle Überz. revidieren Menge Kritische Ü. Laterale Kategorien Holistische Konfrontation Bewusstsein für Fehler Neue Kategorie aufbauen 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 9 von 31

10 2. Rückblick W&I Mentale Modelle Holistische Konfrontation (Gadgil, Nokes-Malach, & Chi, 2012) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 10 von 31

11 2. Rückblick W&I Mentale Modelle (Gadgil, Nokes-Malach, & Chi, 2012) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 11 von 31

12 2. Rückblick I&W Mentale Modelle Vorwissen? Habe ich Dateien verändert, melde ich den Stick ab konfligierend Konzeptueller Wandel HW nicht kaputt Dateien verändern Schreibvorgänge im Hinter-grund Abmelden, um Schreibverluste zu verhindern Dateien verändern Schreibvorgänge im Hinter-grund Abmelden, um Schreibverluste zu verhindern Hardware kaputt Konzeptuelle Modelle Der Rechner funktioniert wie ein Mensch widerlegen Überz. revidieren Nur Daten sind korrupt Siehe oben Es liegt nicht an der Spannung Grafiken, Abläufe gegenüberstellen Rechner agieren nicht intentional Der Rechner arbeitet Eingaben algorithmisch ab 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 12 von 31

13 - Je mehr, desto weniger bzw. je weniger, desto mehr + Je mehr, desto mehr bzw. je weniger, desto weniger 2. Rückblick W&I Cognitive Load Theory Kognitive Belastung Vorwissen Integration - Redundanz Element-interaktivität + Geteilte Aufm. + intrinsisch extrinsisch relevant + - v Genauigkeit - v Genauigkeit + Lernleistung 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 13 von 31

14 2. Rückblick I&W Zusammenfassung Wie? Wie muss ich Informationen präsentieren? 1. Informationen, die mental integriert werden müssen, sollten bereits integriert dargeboten werden. Redundante Informationen behindern Lernen. Das gilt insbesondere für komplexe Inhalte (interagierende Einzelelemente). Redundanzen vermeiden und Informationen integriert darbieten Interaktivität der Elemente herausfinden 2. Aus der CLT lässt sich nicht ableiten, wie der nützliche Load erhöht wird, der die Speicherung der Informationen fördert. andere Quellen nötig Aufgabenanalyse!!! 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 14 von 31

15 2. Rückblick I&W Zusammenfassung Was? Welche Informationen? Mentale Modelle entstehen während der Interaktion mit Maschinen. Falsche/unvollständige mentale Modelle führen zu fehlerhafter Bedienung und unzutreffenden Schlussfolgerungen über das System. Unzutreffendes Vorwissen ist schwieriger zu revidieren als vorhandene Lücken zu füllen. 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 15 von 31

16 2. Rückblick I&W Zusammenfassung Was? Welche Informationen? Falsche mentale Modelle können durch Ansammlung korrigierter Einzelaussagen oder durch holistische Konfrontation des falschen mentalen Modells mit dem korrekten Modell korrigiert werden. Falsches Vorwissen aufgrund einer falschen Kategorienzuordnung ist besonders schwierig zu revidieren (Maschine ist wie ein Mensch. Sie agiert intentional.) Häufigkeit der Bedienung, Vorwissen identifizieren! Kognitive Aufgabenanalyse/ Wissensanalyse!!! 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 16 von 31

17 Aufgabenanalyse!!! Kognitive Aufgabenanalyse/ Wissensanalyse!!! 2. Rückblick I&W Zusammenfassung Was? Welche Informationen? Prozedurale Informationen sind unverzichtbar. Deklarative Informationen sollten theoretisch Verständnis verbessern; empirisch lässt sich das nicht durchgehend belegen (aber: keine Metaanalyse, Handlungsund Systeminformationen nicht integriert dargeboten, Aufgaben erfordern kaum Wechsel auf wissensbasierte Verhaltenskontrolle) Minimal Design 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 17 von 31

18 Was erwartet Sie heute? 1. Organisatorisches 2. Rückblick 3. Aufgabenanalysen 4. Zusammenfassung 5. Hausaufgaben 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 18 von 31

19 3. Aufgabenanalysen Einordnung 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 19 von 31

20 3. Aufgabenanalysen Warum sind Aufgabenanalysen wichtig? 3D-Visualisierung ist sinnvoll, wenn die Informationen der drei Dimensionen integriert werden müssen. Ist diese Integration beim Lesen technischer Informationen nötig? (Cölln et al., 2012) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 20 von 31

21 3. Aufgabenanalysen Was sie heute wissen sollten: Was sind Aufgaben? Was sind Aufgabenanalysen? Wozu werden sie angewendet? Wie geht man bei einer Aufgabenanalyse vor? Was ist dabei zu beachten? Wie lassen sich die Ergebnisse der AA darstellen? Wann sollten sie welche Methoden zur Datenerhebung verwenden? Was ist zu beachten? Wie sind Aufgabenanalysen zu bewerten? Gibt es methodische Probleme? Wenn, ja welche? 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 21 von 31

22 3. Aufgabenanalysen Vortrag Anneke Hamann und Antonia Döbler 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 22 von 31

23 3. Aufgabenanalysen Kognitive AA Methoden der Datenerhebung Direkt Informell Erkundend Rapport Aufgabenmodellierung 1 2 Beobachtung und Process Tracing Interviews Kognitive Prozesse Wissen Aufgabenspez. Formale Modelle 4 Konzeptuelle Techniken 3 Domänenspez. Konzepte, deren Struktur und Bezüge Kommende Sitzung Wissensanalysen (Wei & Salvendy, 2004) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 23 von 31

24 3. Aufgabenanalysen Kognitive AA Methoden der Datenerhebung Auswahl 1. Domäne unklar 1 2. Prozeduren unklar 1 3. Repräsentative Aufgabe und Prozedur klar 2 4. Bestimmter Aufgabenprozess und Leistung wichtig 2 5. Leichter verbaler Zugang, interferiert nicht 2 6. Domänenwissen, Strukturen, Aufgabenzusammenhänge wichtig 3 (Wei & Salvendy, 2004) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 24 von 31

25 3. Aufgabenanalysen Kognitive AA Methoden der Datenerhebung Auswahl 7. Mehrere Analysten, wenig Introspektion, wenig Verbalisierung nötig 3 8. Quantitative Vorhersage nötig, Aufgabe stabil 4 9. Aufgabenausführung leicht zu beeinträchtigen Geringes Wissen des Analysten bzgl. Analysetechniken Ebene kognitiver Kontrolle der Knowledge Aufgabenausführung: Rules (Wei & Salvendy, 2004) Skills : Aufgabenanalysen Folie Nr. 25 von 31

26 3. Aufgabenanalysen Kognitive AA Methoden der Datenerhebung Auswahl (Wei & Salvendy, 2004) 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 26 von 31

27 Was erwartet Sie heute? 1. Organisatorisches 2. Rückblick 3. Aufgabenanalysen 4. Zusammenfassung 5. Hausaufgaben 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 27 von 31

28 Was erwartet Sie heute? 1. Organisatorisches 2. Rückblick 3. Aufgabenanalysen 4. Zusammenfassung 5. Hausaufgaben 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 28 von 31

29 5. Hausaufgaben Versuchen Sie das Vorgehen der Hierarchischen Aufgabenanalyse nach Stanton (2006) am Beispiel der Geräte im Makerspace nachzuvollziehen (Soweit Sie ohne Datenerhebungsmethoden kommen )! Seite 9 Wählen Sie geeignete Datenerhebungsverfahren aus (Methodenfamilie)! 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 29 von 31

30 Literatur Carroll, J. M. (2014). Creating Minimalist Instruction. International Journal of Designs for Learning, 5(2), Chi, M. T. (2008). Three types of conceptual change: Belief revision, mental model transformation, and categorical shift. International Handbook of Research on Conceptual Change, Chi Cölln, M. C., Kusch, K., Helmert, J. R., Kohler, P., Velichkovsky, B. M., & Pannasch, S. (2012). Comparing two types of engineering visualizations: Task-related manipulations matter. Applied Ergonomics, 43(1), Gadgil, S., Nokes-Malach, T. J., & Chi, M. T. H. (2012). Effectiveness of holistic mental model confrontation in driving conceptual change. Learning and Instruction, 22(1), Norman, D. (1983). Some observations on mental models. In D. Gentner & A. L. Stevens (Eds.), Mental Models (pp. 7 14). New York: Lawrence Erlbaum Associates. 04: Aufgabenanalysen Folie Nr. 30 von 31

31 Literatur Norman, D. A. (1986). Cognitive engineering. In D. A. Norman & S. W. Draper (Eds.), User centered system design: New perspectives on human-computer interaction (pp ). Hillsdale, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. Sweller, J., & Chandler, P. (1994). Why Some Material Is Difficult to Learn. Cognition and Instruction, 12(3), Wei, J., & Salvendy, G. (2004). The cognitive task analysis methods for job and task design: review and reappraisal. Behaviour & Information Technology, 23(4), Wozny, L. A. (1989). The application of metaphor, analogy, and conceptual models in computer systems. Interacting with Computers, 1(3), : Aufgabenanalysen Folie Nr. 31 von 31