TFH Berlin HCI 3 – Gedächtnis und Lernen 3.1 Gedächtnis und Kognition 3.2 Lernen, Erinnern und Wiedererkennen BHT Berlin © Ilse Schmiedecke 2010 Schwerer Kopf? TFH Berlin § Gehirn knapp 3 Pfund schwer § ca. 2% der Körpermasse § ca. 20% des Energiebedarfs! § § § § © schmiedecke 10 HCI vegetative Prozesse Sinneswahrnehmungen unbewusste Denkprozesse bewusste Denkprozesse 2 Gedächtnis und Kognition TFH Berlin § 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 Gedächtnisarten TFH Berlin · Sensorisches Gedächtnis: - ikonischer (12 Chunks, 0,5 sec Persistenz) - und echoischer Speicher (bis 5 sec. Persistenz) · KZG (Kurzzeit-Gedächtnis) - Arbeitsspeicher - 7 +/- 2 Chunks, 15-30 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) © schmiedecke 10 HCI Grafik: J.Tomaschewski, Modul MCK 4 Sensorisches Gedächtnis und Wahrnehmungsfilter TFH Berlin § 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 Scheinbewegungen durch sensorischen "Nachhall" TFH Berlin § 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: www.schwarzerkater.at/Webdesign/blog/images/wasdasHirnalleskann.pps © schmiedecke 10 HCI 6 Visuelle Wahrnehmung und Gestaltgesetze TFH Berlin 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 Kurzzeitgedächtnis TFH Berlin § Arbeitsgedächtnis – Planung und Orientierung im Handlungsprozess § klein: 7 +/- 2 Chunks § flüchtig: 15-30 sec. § störungsanfällig © schmiedecke 10 HCI 8 Nur ins Kurzzeitgedächtnis einprägen? TFH Berlin § § § § § § § 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 Chunking TFH Berlin § Aufteilung der Information in (7-er-) Blöcke © schmiedecke 10 HCI 10 Langzeitgedächtnis TFH Berlin § 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 Wissensnetz und Assoziationen TFH Berlin § § § § § 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 ACT-Gedächtnismodell TFH Berlin § 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 Rechts oder Links? TFH Berlin § 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 © schmiedecke 10 HCI Leichterer 14 Zugang! links oder rechts? TFH Berlin © schmiedecke 10 HCI © http://www.mindstation.de/ 15 Kognition: Gedächtnis und Informationsverarbeitung TFH Berlin Kognition als Systemmodell: © © schmiedecke 10 HCI 16 KZG und Interaktion TFH Berlin 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 2.4. Aufmerksamkeit und Lernen TFH Berlin § 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 Aufmerksamkeit und Lernen TFH Berlin § 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 Aufmerksamkeit und Lernen TFH Berlin § 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 Aufmerksamkeit und Lernen TFH Berlin § 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 Aufmerksamkeit und Lernen TFH Berlin § 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 Aufmerksamkeit und Lernen TFH Berlin § 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 Aufmerksamkeit und Lernen TFH Berlin § 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 TFH Berlin J Jetzt gibt es keine Entschuldigung mehr für Ineffektives Lernen Langweilige Benutzerschnittstellen BHT Berlin © Ilse Schmiedecke 2010