Der Ereignishorizont der
Software-Ergonomie
Claus Neugebauer (LA)
Universität Kassel - Institut für Arbeitswissenschaft un...
Der Eignishorizont der
Software-Ergonomie
Übersicht und Inhalte
I. Die Bio-Computational Engine
1. Philosopie
2. Modelle für Technologie- und Markttrends
3. Softwar...
Übersicht und Inhalte
III. Virtual Reality
1. Konzepte Immersion, Flow, Cognitive Absorbtion, Presence
2. Gaming
3. CAVE
4...
Aufgabe, Werkzeug und Umwelt
Aufgabenwissen Werkzeugwissen
Programm
Benutzer -
Welt/Handlungsmodell
Software -
Welt/Handlu...
Die “Bio-Computational Engine”
●
Limbisches System (s.a. Papez-Kreis)
– Amygdala
●
Angst/ Furcht
●
Aggression / Ingroup-Ou...
Die “Bio-Computational Engine”
●
Verarbeitungsstufen
– Farben (s.a. Kulturelle Konnotationen)
– Formen und ihre Komplexitä...
Variation des Product Life Cycles
(Produktlebenszykluses) mit “Chasm” (in etwa
Markteintrittsbarriere) (nach G.A. Moore, C...
Gartner Hype Cycle “Emerging Technologies”
(Www.gartner.com 2013)
Einordnung einiger
Themen des Seminars
Aufgabenanalyse
Usability Testing
Wasserfallmodell (1)
Usability
Testing
Änderungs-
freiheitsgrade
Kosten der
Änderung
Zei...
Freiheitsgrade und Abhängigkeiten
●
Die Methoden und Einflußmöglichkeiten variieren mit dem Product Lebenszyklus
Vgl Gabba...
Methoden und
Vorgehensweisen
Aufgabe - Problem -
Aufgabenanalyse - KABA
- Kognitive
Aufgabenanalyse - die
GOMS Familie - D...
Problem – Aufgabe (“task”) - Automatismus
Problem
Aufgabe (u.U. mit
Teilaufgabenhierarchie)
Automatismus
Flexibel, adaptiv...
“Kognitive” Aufgabenanalyse – GOMS Modelle
●
TAG (nach Balzert et al 1988)
– Drei Komponenten - Name der Aufgabeneigenscha...
●
Design Thinking Ansatz gemäß HPI (Hasso Plattner Institut)
●
Stanford Ansatz
– Empathy, Define, Ideate, Prototype, Test,...
SE-Untersuchungsmethoden aus
psychologischer Sicht
Beobachtung Befragung
Teilnehmend Nicht-Teilnehmend Teilnehmend Nicht-T...
Usability Testing / Usability Labor
●
Umgebung zur Durchführung von
Usability Tests (“Experiment”) in
standardisierter / k...
"It's really hard to design products
by focus groups. A lot of times,
people don't know what they want
until you show it t...
Normen, Standards, Style Guides
●
Die Norm EN ISO 9241 ist ein internationaler Standard, der Richtlinien der Mensch-Comput...
●
EN-ISO 9241- 210 (ehemals EN-ISO13407) , Grundansatz siehe rechts
●
DIN-EN-ISO 14915 Software Ergonomie für Multimedia B...
Mobile Computing
inklusive einige
”Wearables”
Direkte Manipulation -
Die Evolution von SAP
R/3 - Der Mobile Markt in
Zahle...
Direkte Manipulation
“ In computer science, direct manipulation is a human–computer interaction style which involves
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IT Markt in Zahlen
●
Der Neu-Verkauf von traditionelle Pcs/Laptops stagniert seit
Jahren (auf hohem Niveau) und wird zuneh...
Direct Manipulation (Revisited)
Was ist offensichtlich neu?
●
Benutzungskontext variabel
– Position, Lichtverhältnisse,
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Responsive Design vs. Mobile Website
●
“Beim Responsive Webdesign (im Deutschen auch responsives Webdesign) handelt
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Mobile Website vs. Apps
●
Mobile Usability Studie (J. Nielsen 2011)
– Testgegenstand: feature phones, smartphone (i.e. Bla...
Beispiele aus der Software-Entwicklung
SAP Fiori - “Responsive UI” ?
Google Android – Agile UX Design
BehaviourGoals and
Attitudes
Qualitative
Insights
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In-depth Interv...
Gamification
●
“Als Gamification oder Gamifizierung (seltener auch Spielifizierung) bezeichnet man die Anwendung
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Möglichkeiten und Grenzen von Gamification
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Gamification jenseits von “badges, points and leaderboards”
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Veranstaltungsreihe:” Software-ergonomische Herausforderungen in verteilten und virtuellen Systemen”

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Seminar SS / WS 2014

Universität Kassel - Institut für Arbeitswissenschaft und Prozessmanagement FB Arbeits- und Organisationspsychologie

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Veranstaltungsreihe:” Software-ergonomische Herausforderungen in verteilten und virtuellen Systemen”

  1. 1. Der Ereignishorizont der Software-Ergonomie Claus Neugebauer (LA) Universität Kassel - Institut für Arbeitswissenschaft und Prozessmanagement FG Arbeits- und Organisationspsychologie Titel Veranstaltungsreihe:” Software-ergonomische Herausforderungen in verteilten und virtuellen Systemen” Foliensatz 1
  2. 2. Der Eignishorizont der Software-Ergonomie
  3. 3. Übersicht und Inhalte I. Die Bio-Computational Engine 1. Philosopie 2. Modelle für Technologie- und Markttrends 3. Softwareentwicklung und Software-Ergonomie 4. Methoden und Vorgehensweisen der Software-Ergonomie 5. Normen, Standards, Styleguides II. Mobile Computing 1. Direkte Manipulation 2. Consumerization 3. Responsive Design 4. Google Android UX Design Prizipien und Methoden vs Microsoft Metro 5. Gamification (inkl. “Serious Games”)
  4. 4. Übersicht und Inhalte III. Virtual Reality 1. Konzepte Immersion, Flow, Cognitive Absorbtion, Presence 2. Gaming 3. CAVE 4. Parameter und Messung von Immersion / Presence 6. Trade-offs - Wieviel Immersion ist genug? 7. Simulator/ Gaming Sickness 8. Stress und Beanspruchung am Beispiel von “Global Hawk” Drohnen-Piloten IV Augmentation 1. Augmented Reality 2. Life Logging und Bio-Feedback 3. Augmented Cognition 4. Messgrößen und Sensibilität der Maße
  5. 5. Aufgabe, Werkzeug und Umwelt Aufgabenwissen Werkzeugwissen Programm Benutzer - Welt/Handlungsmodell Software - Welt/Handlungsmodell Welt - “Ding an Sich” Interaktion ● Abstrakt – Lochkarten ● Grafisch - GUI ● Virtuell - Holodeck ?
  6. 6. Die “Bio-Computational Engine” ● Limbisches System (s.a. Papez-Kreis) – Amygdala ● Angst/ Furcht ● Aggression / Ingroup-Outgroup ● Sexuelle Motivation – Hippocampus ● Gedächtnis ● Lernen – Anterior Cingulate ● Empathie – Präfrontaler Kortex (vgl. Walle Nauta) ● Planung ● Aggressionssteuerung (“Impulskontrolle”) ● Belohnungsaufschub ● Tracti Optici mit Abzweigungen in Stammhirn und Limbisches System – Blindsight – Emotionale Einschätzung der visuellen Information bzw. Fight/flight response (Cannon bzw. Seyle) bzw. stress reponse ● James & Lange Theorie der Emotion ● “Descartes error” siehe DeMasio 2006
  7. 7. Die “Bio-Computational Engine” ● Verarbeitungsstufen – Farben (s.a. Kulturelle Konnotationen) – Formen und ihre Komplexität – Kognitive Kapazitäten ● Gedächtnis – Kurzzeitgedächtnis ● 5+2 “Bits” ● Chunks – Langzeitgedächtnis (s.a. Lernen) ● Wiederholung ● Bekanntheit (“familarity”), vgl. z.B. Schematheorien – Gedächtnis ist “rekonstruktiv” ● Hemisphärendifferenzierung – Split-brain Patienten ● Altersbedingte Defizite ● Logik und Heurismen (vgl. Kahneman 2011) – Cognitive Biases, z.B.: ● Availability ● Confirmation ● Hindsight ● Linearität vs. vernetzte Systeme
  8. 8. Variation des Product Life Cycles (Produktlebenszykluses) mit “Chasm” (in etwa Markteintrittsbarriere) (nach G.A. Moore, Crossing the Chasm 2014) Produktlebenszyklus und Hype Cycle im Zusammenhang Beschreibungskonzepte Technologietrends
  9. 9. Gartner Hype Cycle “Emerging Technologies” (Www.gartner.com 2013) Einordnung einiger Themen des Seminars
  10. 10. Aufgabenanalyse Usability Testing Wasserfallmodell (1) Usability Testing Änderungs- freiheitsgrade Kosten der Änderung Zeit Der Software-Entwicklungsprozess Wasserfallmodell IBM Daumenregel, bestätigt von Google: 1 $ Design 10 $→ Entwicklung 100 $ Maintenance→
  11. 11. Freiheitsgrade und Abhängigkeiten ● Die Methoden und Einflußmöglichkeiten variieren mit dem Product Lebenszyklus Vgl Gabbard and Swan 2008 ● Technischer Enthusiasmus ● “Es funkioniert” - Experimentierstadium ● Meist “weiche” explorative Methoden mit qualitativem Kern ● Hohe Freiheitsgrade ● Mit zunehmender Produktreife erste Standardisierung (e.g. erste Styleguides), ● Stärkerer Fokus auf quantitative Messungen ● Hohe Standardisierung (Styleguide) ● Kompatibiltätsproblematik und geringe Änderungsfreiheitsgrade ● Harte quantitative Daten ● EoL Periode, kaum weitere Investitionen ● Eingefrorener Produktstand
  12. 12. Methoden und Vorgehensweisen Aufgabe - Problem - Aufgabenanalyse - KABA - Kognitive Aufgabenanalyse - die GOMS Familie - Design Thinking - Stanford vs Potsdam - Personas - SE Methoden aus psychologischer Sicht - Feld vs. Experiment - Zuordnung Statistische Methoden - Usability Test - Usability Labor – Steve Jobs
  13. 13. Problem – Aufgabe (“task”) - Automatismus Problem Aufgabe (u.U. mit Teilaufgabenhierarchie) Automatismus Flexibel, adaptiv, zeit- und ressourcenaufwendig Stabil, reaktiv, zeit- und ressourceneffizient Rigide, “unbewußt” / reflexartig, zeit- und ressourcenoptimal
  14. 14. “Kognitive” Aufgabenanalyse – GOMS Modelle ● TAG (nach Balzert et al 1988) – Drei Komponenten - Name der Aufgabeneigenschaften plus Wertemengen, Lexikon der Aufgaben, Ersetzungsregel – Abgeleitete Indizes ● Ausführungszeit ( Zahl der Regel pro Aufgabe) ● Arbeitsgedächtnis (Tiefe der Zielhierarchie) ● Einlernzeit (z.B. Zahl und Vertrautheit der Aufgabeneigenschaften) ● GOMS (vgl. Card, Moran & Newell 1983) – CMN-GOMS ● Zielstruktur, die eine spezifische Aufgabe hierarchisch dekomponiert ● Aufgabe wird in "goals", "operators", "methods" und "selections rules" zerlegt und auf mehrere Ebenen durch eine informelle Syntax repräsentiert ● CMN-GOMS nur sequentiell ablaufende Handlungen beschrieben – NGOMSL ● "Natural GOMS Language" (D. Kieras 1988 ) ● nicht nur die "execution time", sondern auch die "learning time" (nur in NGOMSL möglich) – CPM-GOMS ● ein Modellierungsverfahren der GOMS Analyse zur Abbildung paralleler Aktivitäten eignet ● Parallele und sich überlappende Interaktionsabläufe auf Ebene der Wahrnehmung, Kognition und Motorik in Form elementarer Handlungsprimitive ● KSM (Card 1980) – eingeschränkte Version des GOMS-Modells – Darstellung einer Mensch-Computer-Interaktion durch 6 BasisOperatoren (inkl. M und R) mit definierter Dauer – Softwareevaluation und –Gestaltung in frühen Phasen der Entwicklung
  15. 15. ● Design Thinking Ansatz gemäß HPI (Hasso Plattner Institut) ● Stanford Ansatz – Empathy, Define, Ideate, Prototype, Test, Story-telling ● “Die Methode basiert auf der Annahme, dass Probleme besser gelöst werden können, wenn Menschen unterschiedlicher Disziplinen zusammenarbeiten, gemeinsam eine Fragestellung entwickeln, die Bedürfnisse und Motivationen von Menschen berücksichtigen, und dann Konzepte entwickeln, die mehrfach geprüft werden.” (WIKIpedia 2014) Design Thinking
  16. 16. SE-Untersuchungsmethoden aus psychologischer Sicht Beobachtung Befragung Teilnehmend Nicht-Teilnehmend Teilnehmend Nicht-Teilnehmend Labor Focus Groups, Think-aloud protocol Usability Testing, Rite (Rapid Iterative Testing and Evaluation) Interviews Questionnaires / surveys Feld Heuristic evaluation, task analysis, Think- aloud protocol Rite Interviews, contextual inquiry, cognitive walkthrough, Questionnaires / surveys Skalenniveau Nominal, Ordinal Nominal, Ordinal, Intervall Nominal, Ordinal Nominal, Ordinal, Intervall
  17. 17. Usability Testing / Usability Labor ● Umgebung zur Durchführung von Usability Tests (“Experiment”) in standardisierter / kontrollierter Umgebung ● Aufbau quasi-normniert und international einheitlich ● Möglichkeit der Erhebung exakter(er) quantitativer Daten – Keystroke protocol – Videoaufnahmen, Blickbewegungen, Fehlermaße ● Hohe Reliabilität der Messergebnisse
  18. 18. "It's really hard to design products by focus groups. A lot of times, people don't know what they want until you show it to them." Steve Jobs BusinessWeek, May 25 1998
  19. 19. Normen, Standards, Style Guides ● Die Norm EN ISO 9241 ist ein internationaler Standard, der Richtlinien der Mensch-Computer-Interaktion beschreibt ● EN ISO 9241 besteht aus insgesamt 17+ Teilen, besonders wichtig – EN ISO 9241-11 ● Effektivität zur Lösung einer Aufgabe, ● Effizienz der Handhabung des Systems, ● Zufriedenheit der Nutzer einer Software. – EN ISO 9241-110 (ehemals 9241 – 10) ● Aufgabenangemessenheit – geeignete Funktionalität, Minimierung unnötiger Interaktionen ● Selbstbeschreibungsfähigkeit – Verständlichkeit durch Hilfen / Rückmeldungen ● Lernförderlichkeit – Anleitung des Benutzers, Verwendung geeigneter Metaphern, Ziel: minimale Erlernzeit ● Steuerbarkeit – Steuerung des Dialogs durch den Benutzer ● Erwartungskonformität – Konsistenz, Anpassung an das Benutzermodell ● Individualisierbarkeit – Anpassbarkeit an Bedürfnisse und Kenntnisse des Benutzers ● Fehlertoleranz ● Messverfahren – Isonorm 9241/10 (Prümper & Anft 1993) – Isometrics (Hamborg 2002)
  20. 20. ● EN-ISO 9241- 210 (ehemals EN-ISO13407) , Grundansatz siehe rechts ● DIN-EN-ISO 14915 Software Ergonomie für Multimedia Benutzungsschnittstellen – Drei Teilabschnitte ● Gestaltungsgrundsätze und Rahmenbedingungen ● Multimedia-Navigation und Steuerung ● Auswahl und Kombination relevanter Medien – Gestaltungsgrundsätze ● Eignung für das Kommunikationsziel, Eignung für Wahrnehmung und Verständnis, Eignung für die Exploration , Eignung für die Benutzungsmotivation ● Zur Vollständigkeit – DIN -EN-ISO 6385 Gestaltung von Arbeitssystemen – Regelt Arbeitsumgebung, Arbeitsmittel und Arbeitsplatz ● (vgl. Belastung, Beantspruchung, Über- bzw. Unterforderung) Noch mehr Normen
  21. 21. Mobile Computing inklusive einige ”Wearables” Direkte Manipulation - Die Evolution von SAP R/3 - Der Mobile Markt in Zahlen und Bildern - Consumerization - Mobile Webseiten vs. Responsive Design - Apps - SAP Fiori - Google UX Methodenmix - Android Design Principles - Microsoft Metro - Gamification - Serious Games - Möglichkeiten und Grenzen - Gamification im betrieblichen Umfeld – Prediction Markets
  22. 22. Direkte Manipulation “ In computer science, direct manipulation is a human–computer interaction style which involves continuous representation of objects of interest and rapid, reversible, and incremental actions and feedback. As opposed to other interaction styles, for example, a command language, the intention of direct manipulation is to allow a user to manipulate virtual objects presented to them, using actions that correspond at least loosely to manipulation of physical objects.” (WIKIPedia 2014, vgl. auch B. Shneidermann 1982) Niedrig Hoch Niedrig Batch input Menü- Oberfläche Hoch Konsole Direkte Manipulation Eigenschaften DM (nach Rauterberg 1986) – Zeilen- vs. Vollschirmeingabe – System- vs. benutzerkontrolliert – Zeichen- vs. graphikorientiert – Diskrete vs. analoge Eingabe- und/oder Ausgabe – Erinnern und Reproduzieren vs. Wiedererkennen und Auswählen – FO-Struktur vs. OF-Struktur (siehe Kunkel, Bannert und Fach 1995) – Freier vs. modaler Dialog (Zeidler und Zellner 1992, S. 96ff) – deiktische vs. symbolische Referenzierung (Ziegler 1987 und Ziegler 1993)
  23. 23. IT Markt in Zahlen ● Der Neu-Verkauf von traditionelle Pcs/Laptops stagniert seit Jahren (auf hohem Niveau) und wird zunehmend rückläufig sein ● Für Branchenwachstum sorgen Tablet (und Smartphones, nicht auf der Graphik) ● Da der Microsoft-Marktanteil im Mobile-Bereich verschwindend gering ist, für dieser Trends zum Zusammenbruch des Wintel Monopols – damit aber auch Wegfall der Quasi-Standardiiserung der Uis des OS und der Anwendungen ● Eindeutiger Marktführer im (smart)phone und Mobile ist Android (Google) mit zunehmender Tendenz ● Ca. 2015 gibt es mehr “mobile devices” als PCs
  24. 24. Direct Manipulation (Revisited) Was ist offensichtlich neu? ● Benutzungskontext variabel – Position, Lichtverhältnisse, Umgebung (vgl. Sony Xperia Z), Umgebungslautstärke ● Screen bzw. display size ● Eingabemöglichkeiten – Point (&”click”) vs keyboard – Touch – Gesten – Sprache ● Dialogabläufe – Komplexitötsreduktion – Interaktionsdesign Aber auch... ● Erwartungskonforme cross-device Handlungsabläufe ● Konsitenz und Look & Feel ● Aufgabenverteilung und Synchronization
  25. 25. Responsive Design vs. Mobile Website ● “Beim Responsive Webdesign (im Deutschen auch responsives Webdesign) handelt es sich um einen gestalterischen und technischen Ansatz zur Erstellung von Websites, so dass diese Websites auf Eigenschaften des jeweils benutzten Endgeräts reagieren können. Der grafische Aufbau einer „responsiven“ Webseite erfolgt anhand der Anforderungen des jeweiligen Gerätes, mit dem die Seite betrachtet wird. Dies betrifft insbesondere die Anordnung und Darstellung einzelner Elemente, wie beispielsweise Navigationen, Seitenspalten und Texte.“ (WIKIPedia, aufgerufen 2014) ● Beispiel (http://webtalk-blog.de/responsive-webdesign-beispiele Augerufen 2014) ● “Good mobile user experience requires a different design than what's needed to satisfy desktop users. Two designs, two sites, and cross-linking to make it all work” (J. Nielsen 2012)
  26. 26. Mobile Website vs. Apps ● Mobile Usability Studie (J. Nielsen 2011) – Testgegenstand: feature phones, smartphone (i.e. Blackberry) und touchphones (i.e. iPhone) – 105 Teilnehmer (53 m, 52 w) – 4 Aufgabentypen (highly specific, directed, open-ended, web-wide). 390 verschiedene Aufgaben beobachtet. Zusätzlich 2 Tagebuchstudien mit 27 Teilnehmern) ● Zusammenfassung der Ergbenisse – “... don't design for feature phones.” – “... first, and maybe most important, guideline for improving the mobile user experience: design a separate mobile site.” ● Mobile site success rate: 64% ● Full site success rate: 58% – “While a mobile site is good, a mobile app is even better. We measured a success rate of 76% when people used mobile apps, which is much higher than the 64% recorded for mobile-specific websites.” – “The user experience of mobile websites and apps has improved since our last research, but we still have far to go. A dedicated mobile site is a must, and apps get even higher usability scores.”
  27. 27. Beispiele aus der Software-Entwicklung
  28. 28. SAP Fiori - “Responsive UI” ?
  29. 29. Google Android – Agile UX Design BehaviourGoals and Attitudes Qualitative Insights Quantitative Validation In-depth Interview Focus groups Field site visits Cafe study Diary study Usability study (Pulse, Heurostic Eval, RITE) Log Analysis Large N-Quant survey Eye-tracking A-B Testing
  30. 30. Gamification ● “Als Gamification oder Gamifizierung (seltener auch Spielifizierung) bezeichnet man die Anwendung spieltypischer Elemente[1] und Prozesse in spielfremdem Kontext.[2] Zu diesen spieltypischen Elementen gehören unter anderem Erfahrungspunkte, Highscores, Fortschrittsbalken, Ranglisten, virtuelle Güter oder Auszeichnungen.” (WIKIpedia, aufgerufen März 2014) ● Exkurs Serious Game: “Unter Serious Games (englisch für ernsthafte Spiele) versteht man digitale Spiele, die nicht primär oder ausschließlich der Unterhaltung dienen, wohl aber derartige Elemente zwingend enthalten. Gemein haben Serious Games – sowie auch Lernspiele – das Anliegen Information und Bildung zu vermitteln; dies sollte in einem möglichst ausgeglichenen Verhältnis zu Unterhaltungsaspekten geschehen.” (WIKIpedia, aufgerufen März 2014) Deterding 2011
  31. 31. Möglichkeiten und Grenzen von Gamification ● Gamification jenseits von “badges, points and leaderboards” ● Bis heute meist unterschätzte Faktoren – Meaning - “To be effective, gamified applications have to connect to something that is already meaningful to the user – or wrap themselves in a story that makes them meaningful” ● Relevant für persönliche Ziele, Interessen, Passionen (anpaßbar ~ “customizable”), meaningful community, community generated goals, meaningful story, Supporting visuals – Mastery - “The experience of being competent, of achieving something. It turns out that this experience is at the core of what makes any good game fun and engaging” ● Interessante Herausforderungen und Ziele + Regeln, gestaffelte Herausforderungen, Strukturierter Abfolge von Zielen, Variation, Tiefe und Komplexität, Excessive positive fedback – Autonomy - “A free space to play in and something to play with” ● Intrinische vs. extrinsiche Motivation vs control, Shared goals, individual pursuit, Informational feedback. Unexpectted rewards – Generell ● Process, not features ● Know your users / bring in the data ● Verwandte Konzepte – Playful design – Persuasive design

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