HCI 3 Gedächtnis und Lernen

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1 HCI 3 Gedächtnis und Lernen 3.1 Gedächtnis und Kognition 3.2 Lernen, Erinnern und Wiedererkennen BHT Berlin Ilse Schmiedecke 2010

2 Schwerer Kopf? Gehirn knapp 3 Pfund schwer ca. 2% der Körpermasse ca. 20% des Energiebedarfs! vegetative Prozesse Sinneswahrnehmungen unbewusste Denkprozesse bewusste Denkprozesse schmiedecke 10 HCI 2

3 Gedächtnis und Kognition Gedächtnisforschung ist Teil der Psychologie daher "psychische Benutzereigenschaft" Kognition steht für menschliche Informationsverarbeitung: Erkennen, Durchdenken, Anwenden... Gedächtnis ist zentral für die Interaktion: Keine Interaktion ohne Kognition Keine Kognition ohne Gedächtnis schmiedecke 10 HCI 3

4 Gedächtnisarten Sensorisches Gedächtnis: - ikonischer (12 Chunks, 0,5 sec Persistenz) - und echoischer Speicher (bis 5 sec. Persistenz) KZG (Kurzzeit-Gedächtnis) - Arbeitsspeicher - 7 +/- 2 Chunks, sec. - störungsanfällig - Informationsverlust durch Überlastung - auffrischbar durch Wiederholung LZG (Langzeit-Gedächtnis) - Unbegrenzte Kapazität und Persistenz (100 TB) - Assoziatives Wissensnetz - Zugriffszeit 0,1 0,8 sec/chunk (und mehr!) - Recall / Recognition (Zugang zum Wissensnetz) Grafik: J.Tomaschewski, Modul MCK schmiedecke 10 HCI 4

5 Sensorisches Gedächtnis und Wahrnehmungsfilter Wahrnehmungsfilter: Prägnanz Es ist kein Dauerreiz (Sensorischer Filter) Reiz passt in den aktiven Kontext (KZG) Es gibt Vorwissen zum Reiz (LZG) schmiedecke 10 HCI 5

6 Scheinbewegungen durch sensorischen "Nachhall" Das sensorische Gedächtnis ist wie ein Nachhall der Sinneseindrücke Dadurch werden Veränderungen der Wahrnehmung zugeführt. Täuschungen durch gezielte Fehldeutung minimaler unwillkürlicher Augenbewegungen "unruhige Bilder" beruhen teilweise auf diesem Phänomen Quelle: schmiedecke 10 HCI 6

7 Visuelle Wahrnehmung und Gestaltgesetze Visuelle Wahrnehmung Unbewusste Vorverarbeitung Erkennen bekannter Strukturen "Vorsortierung" der visuellen Information Unterdrückung von Dauerreizen (Hintergrundstrukturen) Gestaltgesetze beschreiben die Verarbeitung im sensorischen Gedächtnis schmiedecke 10 HCI 7

8 Kurzzeitgedächtnis Arbeitsgedächtnis Planung und Orientierung im Handlungsprozess klein: 7 +/- 2 Chunks flüchtig: sec. störungsanfällig schmiedecke 10 HCI 8

9 Nur ins Kurzzeitgedächtnis einprägen? Einkaufsliste? Lernen für die Klausur am Vorabend? Memory-Paare? Telefonnummer zum Wählen? km-angaben auf Autobahnschild? Weg zum Bahnhof? Angaben aus dem Wetterbericht? schmiedecke 10 HCI 9

10 Chunking Aufteilung der Information in (7-er-) Blöcke schmiedecke 10 HCI 10

11 Langzeitgedächtnis Unbegrenzt! Assoziationen sind die Schlüssel: je neuer je mehr je frequentierter à desto besser abrufbar Schlüssel kann man verlegen Gute "Schlüsselanhänger" sind "Eselsbrücken" Klänge und Bilder Emotionen (eigentlich sind das eigene Schlüssel) schmiedecke 10 HCI 11

12 Wissensnetz und Assoziationen Persistenz der Info unbegrenzt Abruf über Assoziationen Assoziationen "verblassen", sind aber reaktivierbar Recall: aktive Suche nach Assoziationen Recognition: (Re-) Aktivierung von Assoziationen Grafik: J.Tomaschewski, Modul MCK schmiedecke 10 HCI 12

13 ACT-Gedächtnismodell ACT-Modell : "Adaptive Control and Thought" Zweiteiliges LZG Deklaratives und Prozedurales Gedächtnis Prozedurale Inhalte sind leichter abrufbar als deklarative. à Learning by Doing Grafik: J.Tomaschewski, Modul MCK schmiedecke 10 HCI 13

14 Rechts oder Links? Die allgemein bekannte Aufteilung in rechte und linke Gehirnhälfte betrifft (v.a.) das Langzeitgedächtnis: DekLaratives Gedächtnis: Fakten Konzepte, Modelle Zusammenhänge PRozedurales Gedächtnis v Abläufe v Klänge, Farben v Emotionen Leichterer Zugang! schmiedecke 10 HCI 14

15 links oder rechts? schmiedecke 10 HCI 15

16 Kognition: Gedächtnis und Informationsverarbeitung Kognition als Systemmodell: schmiedecke 10 HCI 16

17 KZG und Interaktion Warum ist bei der Gestaltung von Dialogen eine Überlastung des KZG zu vermeiden? à Störungsanfällig Warum ist es wichtig, längere Menüs oder Listen zu gruppieren? à Chunking zur Unterstützung des KZG Warum sind optische Gruppierungen besser als nur Überschriften im Textfluss? à Chunking unterstützt durch die Wahrnehmung (Gestaltgesetze) schmiedecke 10 HCI 17

18 2.4. Aufmerksamkeit und Lernen Aufmerksamkeit: vgl. das Kognitionsmodell von Wickens (Folie 19) Konzentration heißt Bündelung der Aufmerksamkeitsressourcen zielgerichtet kognitiv arbeiten optimale KZG-Leitsung keine (wirksame) Störung Bündelung der Aufmerksamkeitsressourcen ist Arbeit! Erleichterung durch KZG-Entlastung Störungsvermeidung schmiedecke 10 HCI 18

19 Aufmerksamkeit und Lernen Lernen: Wirkungsvolle kognitive Prozesse durch Aktivierung der Aufmerksamkeitsressourcen: Interesse wecken/zeigen Störungen ausschalten Gezielte Assoziationsbildung und "-pflege" (Wiederholung, Eselsbrücken, alternative Darstellungen) Nutzung der rechten Hirnhälfte (prozedurales Gedächtnis, Affekte, ) - Unterstützung der linken Hirnhälfte (gute, logische Strukturen à klares mentales Modell) schmiedecke 10 HCI 19

20 Aufmerksamkeit und Lernen Lernen: Wirkungsvolle kognitive Prozesse durch Aktivierung der Aufmerksamkeitsressourcen: Interesse wecken/zeigen, Störungen ausschalten Gezielte Assoziationsbildung und "-pflege (Wiederholung, Eselsbrücken, alternative Darstellungen) Nutzung der rechten Hirnhälfte (prozedurales Gedächtnis, Affekte, ) - Unterstützung der linken Hirnhälfte (gute, logische Strukturen à klares mentales Modell) schmiedecke 10 HCI 20

21 Aufmerksamkeit und Lernen Lernen: Wirkungsvolle kognitive Prozesse durch Aktivierung der Aufmerksamkeitsressourcen: Interesse wecken/zeigen Störungen ausschalten Gezielte Assoziationsbildung und "-pflege (Wiederholung, Eselsbrücken, alternative Darstellungen) Nutzung der rechten Hirnhälfte (prozedurales Gedächtnis, Affekte, ) - Unterstützung der linken Hirnhälfte ( gute, logische Strukturen à klares mentales Modell) schmiedecke 10 HCI 21

22 Aufmerksamkeit und Lernen Lernen: Wirkungsvolle kognitive Prozesse durch Aktivierung der Aufmerksamkeitsressourcen: Interesse wecken/zeigen Störungen ausschalten Gezielte Assoziationsbildung und "-pflege" (Wiederholung, Eselsbrücken, alternative Darstellungen) Nutzung der rechten Hirnhälfte (prozedurales Gedächtnis, Affekte, ) - Unterstützung der linken Hirnhälfte (gute, logische Strukturen à klares mentales Modell) schmiedecke 10 HCI 22

23 Aufmerksamkeit und Lernen Lernen: Wirkungsvolle kognitive Prozesse durch Aktivierung der Aufmerksamkeitsressourcen: Interesse wecken/zeigen Störungen ausschalten Gezielte Assoziationsbildung und "-pflege" (Wiederholung, Eselsbrücken, alternative Darstellungen) Nutzung der rechten Hirnhälfte (prozedurales Gedächtnis, Affekte, ) - Unterstützung der linken Hirnhälfte (gute, logische Strukturen à klares mentales Modell) schmiedecke 10 HCI 23

24 Aufmerksamkeit und Lernen Lernen: Wirkungsvolle kognitive Prozesse durch Aktivierung der Aufmerksamkeitsressourcen: Interesse wecken/zeigen Störungen ausschalten Gezielte Assoziationsbildung und "-pflege" (Wiederholung, Eselsbrücken, alternative Darstellungen) Nutzung der rechten Hirnhälfte (prozedurales Gedächtnis, Affekte, ) - Unterstützung der linken Hirnhälfte (gute, logische Strukturen à klares mentales Modell) schmiedecke 10 HCI 24

25 J Jetzt gibt es keine Entschuldigung mehr für Ineffektives Lernen Langweilige Benutzerschnittstellen BHT Berlin Ilse Schmiedecke 2010