设计心理学3认知与学习

3,认知与学习,3.1认知模型3.2注意3.3记忆3.4学习3.5信息加工理论的应用：可用性设计,3.1认知模型,“认知模型”（theArchitectureforcognition）是指作为认知科学的概念、方法和数据基础的一种“组织性框架”，即人类对客观事物的一般认识规律和过程。人认知事物的心理过程通常包括从开始注意，到记忆、学习，最后问题求解等方面，即感知思维行为的过程。,来自个体各种感觉器官的感觉信息表征成分必须成为注意的对象，才能持续地对人的神经系统发生影响。经过注意，外界信息被转化成刺激信号，被人选择性感知，在人的感觉收录器保留0.252秒；被转换的信息紧接着以声音或形状的方式进入短时记忆。从学习者的角度看，信息最为关键的变化发生在进入短时记忆后的编码，经过编码，原先以声音或者形状储存的信息马上可能转化为能被人理解的、有语义特征的语言单元或更为综合性的句子、段落的图式，但信息在短时记忆中保留的时间也是非常短暂的，一般在2.520秒之间，如果学习者加以复述，最长也不会超过一分钟。这些有意义组织的信息经过学习者的不断复述而进入人的长时记忆系统，被保存下来。以后在人为地提供一定的外在线索后，这些被长久保存起来的信息经过反应器和效应器而提取出来反作用于外在环境。,3.2注意,1.注意的含义,人的认知过程的起点是知觉，知觉包括感觉、知觉组织和识别三个阶段，感觉到的信息中被人们注意到的那部分才能被识别。注意是指主体的心理活动对一定对象存在指向和集中，具体来说，就是主体对周围环境的刺激的选择性感知。注意不是一种心理过程，而是一种心理状态。人的心理资源是有限的，因此人们面对五彩缤纷的世界时必须有所取舍，也就是通过注意，以清晰而又生动的形式占据心理，占据几个同时存在的可能物体或思维串之中的一个，从而撇开一些事，以便更有效的处理其他事。,2.注意的特征,注意的特征包括注意的范围广度、注意的稳定性、注意的分配和注意的转移。注意的特性的发展水平直接影响着人学习、工作和生活。（1）注意的广度也叫注意的范围，是指同一时间内能清楚地把握对象的数量。影响注意广度的重要因素有两个：知觉对象的特点和个人知觉活动的任务和知识经验。（2）注意的稳定性是指在同一对象或同一活动上注意所能持续的时间。注意的稳定性有狭义和广义之分。狭义的注意稳定性是指注意保持在同一对象上的时间。广义的注意稳定性是指注意保持在同一活动上的时间。,（3）注意的分配是指在同一时间内把注意指向不同的对象。注意的分配对人的实践活动是必要的，也是可能的。注意的分配是有条件的。首先，同时并进的两种活动中必须有一种是熟练的，其次，同时进行的几种活动之间的关系也很重要。（4）注意的转移是指注意的中心根据新的任务，主动地从一个对象或一种活动转移到另一对象或活动上去。注意转移的快慢和难易取决于原来注意的紧张程度和引起注意转移的新对象（新活动）的性质。注意的转移不同于注意的分散。注意的转移和注意的分配彼此密切联系着。注意转移了，注意的分配也必然发生变化。每当注意中心的对象转换后，必然出现新的注意分配。,3.注意指向,注意是指主体的心理活动对一定对象存在指向和集中，对周围环境的刺激的选择性感知。既然人们对外界的注意都具有选择性，哪些信息能引起人们的注意，进入其意识之中？心理学研究表明，主要包括两个方面：一是注意根据自身目的将注意力指向目标目的指向选择；二是物体本身的刺激特性刺激驱动捕获。,（1）目的指向选择由于人的注意能力有限，当外界信息超出个人处理能力（即信息超载时），人们会把注意集中于与当前任务（目的）相关的信息上，并且，人们的兴趣、爱好影响可导致其目的性，因而，目的指向选择也体现于人们更愿意注意到其有兴趣的、比较熟悉的事物。著名的营销专家斯塔奇（Starch）调查发现，男人阅读汽车广告比阅读妇女服装广告高出四倍，妇女则阅读最多的是电影和女装，比阅读蒸馏酒和机械广告高出三倍，比阅读旅游广告和男装广告高出一倍。,因此，设计必须明确提供用户（观众）该产品（包括广告、包装）最重要的信息，并且为了提供设计的说服力，还应着重提供产品主要价值的有效信息，其中包括产品性能、结构、材质、主要使用方法等，特别是对那些价格较同类产品昂贵或新面市的、多数消费者较为陌生或存在疑惑的产品尤为重要。当用户步入卖场选择某一款产品时，是一种目的性的搜索过程，能明确体现其目的性的产品外观及相应的广告、包装最能引起他们的注意。,另外，除了直接获利的目的导向，在物质文明高度发达的现代，人的需求是复杂而多层次的，功能的满足仅仅是基本需求，其上还包括社会尊重、爱与被爱、自我实现、审美等精神方面的需求，目的指向的注意对象的范围逐渐扩大，那些能体现目标用户（观众）核心价值观的设计如今更能吸引人们的注意。当人们期望通过其消费的产品来证明身份和地位时，那么，设计某个产品时就要优先考虑目标参照群体，能更好地引起消费者的注意和认同感。,（2）刺激驱动捕获从刺激信息的特征来看，外界输入的信息越强、越不确定、越难控制则越容易吸引人的注意。正如前面讨论过的那样，必须达到一定的绝对阈限和相对阈限的信号才能被人们所感知。当外界环境的刺激信息均处于人类感觉阈限范围之上时，人们是否能注意到某一信息则首先取决于该刺激信息与其他信息强度差别量的大小。,心理学已经证实了以下规律：1）大小刺激。一般而言，尺度大的事物更容易吸引人的注意。有人曾对刊物中不同篇幅大小的广告进行对照实验，实验发现随着广告版面篇幅的增加，注意率也相应增大，半页版面的注意值是13.3，而全页广告则是25.9。,2）对比刺激。同一事物内的要素对比越强烈越容易获得注意。例如广告设计中常用到大面积的留白、面积很小的字体或图像或者使用对比强烈的补色搭配。,3）活动刺激。运动的或是变换的物体比较容易引起主体的注意，这源自人类最初的生存需要，活动的物体通常需要猎物或者躲避天敌。比如变换着的霓虹灯比普通的灯箱广告更加引人注意。带动画的网页比静态的网页更加吸引人。,4）颜色刺激。研究发现黑色与单色结合的配色比黑白广告要引人注意，四色广告比黑白广告的被注意度高出了54%，暖色系比冷色系更引人注意。,5）新奇刺激。人的感受器官具有适应性，因此出乎意料的刺激容易吸引注意力，能令人从现在注意的对象上转移注意。例如安静场合内的一声巨响、黑白背景中的彩色信息等。,很多场合下，需要多个显示器或仪表盘显示产品运行状态时，常用以下几种提示注意（报警）的方式：a.指针偏离正常位置；b.变色；c.发光或发出报警声。,4.注意分散,长时间注意之后会引起信息超载现象，导致人的注意被分散。我们有这样的经验，当正集中注意做某项工作时，忽然听到警报声或自己喜爱的音乐声，会转移注意，这一现象称为刺激干扰目的注意。为什么刺激导向的注意常常会干扰目的导向的注意活动？,其原因首先在于它是一种生物与生俱来的保护机制，是一种警报机制，如果新的刺激源产生，主体不能及时转移注意，则可能面临潜在的危险，而无法及时避免；其次，人的知觉系统长期集中于同一刺激源上会造成神经的过度疲劳，因此会转向新的刺激上。,基于以上原因，用户无法长时间集中于同样的任务中，尤其对人的注意要求较高的思维活动；某些情况下，一旦用户被要求长期集中注意于某一事物，他们会感觉疲劳、焦虑，继而或者逃避刺激源，或者无视其中的部分刺激，对其习以为常，寻求和谐和平衡。例如网页上如果动画过多或多媒体画面（电视、电影）上活动的要素过多，或者在人流量极大的商业街中漫步，长时间后人们会有不适的负面感觉；并且，即使刺激的强度再大，新奇度再高，当观众习惯之后便不再会注意它了。所以那些主要以样式吸引消费者的企业不得不时常变化产品风格和样式，区别于以往的产品或竞争对手的设计，以期不断重新吸引消费者的注意。,3.3记忆,1.记忆的含义,记忆是人脑对过去经历过的事物的反映。人们在日常生活中，对自己经历过的事情、体验过的情感、思考过的问题等，都会在大脑中留下一定痕迹，只不过这种痕迹不像其他痕迹。,不同的心理学流派对于记忆有着不同定义，普通心理学将记忆定义为“经验的印留、保持和再作用的过程”，设计学科则普遍采纳认知心理学中对“记忆”的定义：“储存和提取信息的容量”，或者“人脑对外界输入的信息进行编码、储存和提取的过程”。,遗忘,2.记忆的分类,记忆是大脑系统活动的过程，一般可分为识记、保持和重现三个阶段。（1）识记，就是通过感觉器官将外界信息留在脑子里；（2）保持，是将识记下来的信息，短期或长期地留在脑子里，使其暂时不遗忘或者许久不遗忘；（3）重现，包括两种情况，凡是识记过的事物，当其重新出现在自己面前时，有一种似曾相识的熟悉之感，甚至能明确地把它辨认出来，称作再认；凡是识记过的事物不在自己面前，仍能将它表现出来，称作再现。因此重现就是指在人们需要时，能把已识记过的材料从大脑里重新分辨并提取出来的过程。,3.记忆的结构,记忆结构是指记忆在内容、特征和组织上的要素与信息储存的位置。记忆结构由三个不同的子系统构成：感官记忆（瞬时记忆）、短时记忆和长时记忆。（1）感官记忆，个体凭视、听、味、嗅等感应到刺激时所引起的瞬时记忆（一般按几分之一秒计算）。（2）短时记忆，指个体可以刺激发生同时能够意识到并保持20秒左右的记忆。（3）长时记忆。长时记忆是指短时记忆经过复习后会进入长时记忆，但是如果不加复习就会遗忘。长时记忆的保持时间可以是1分钟以上，甚至终生不忘，所以也可以叫永久记忆。,了解“记忆”规律对设计心理学具有重要意义。首先，人必然犯错，人的错误和失误往往来自记忆上的失误，记忆的失误使人们无法再认对象，作出正确判断和决策，或按照既定的程序执行任务。例如，人的记忆并不稳定，即使进入长时记忆的事物也很可能突然难以提取出来，比如用户常常忘记或混淆各种密码，导致自己登陆过的很多网站由于密码输入错误过多而彻底无法登录。再如，人工机器（界面）日趋复杂的今天，几乎无法不经学习直接使用，易学性是评价产品可用性的重要指标，易学性包括最初接受度以及在日后使用周期中不断学习的容易程度，衡量易学性的度量单位是学习（训练）时间。基于以上理由，掌握记忆规律，能提高系统的可用性和安全性，改善人的工作和行为，加快人的学习效率。,3.4学习,1.学习的含义,学习是由经验所引起的行为或心理的变化。,2.注意与学习的关系,（1）注意与辨别、记忆的关系。没有注意就没有对刺激信息的辨别，没有对刺激信息的辨别与选择，也就不会有对相关信息的学习与记忆；（2）对刺激物的注意，必须在选择后把注意保持在一定时间以加工处理，才能达到记忆效果，从而学到注意对象的特性，获取知识；（3）要对刺激信息的关键部分进行有意主意，唯有如此才能进行有效的学习。学习过程中，对某一问题进行深入探究就应该对问题的内在关键实行有意注意，而不是面面俱到，稍加注意遍一带而过。如果不抓住关键所在，就很难提高学习效率，也达不到深入认知事物的本质。,3.学习与训练：主动加工与控制加工,（1）技能自动加工。它的外在表现是主体能不通过有意识的控制，而自动执行某些行为。例如：识别词组、写字、打字、驾驶和弹钢琴等行为。,控制加工。需要不断从长时记忆中提取信息与之进行对比和判断。,技能自动加工的属性使人们从事技能作业时，还可能同时进行其他需要意识参与的心理活动，比如熟练的司机可以一边开车一边说话，打字员可以一边打字一边阅读需要输入的材料。,为防止驾驶员技能的遗忘，许多此类行业都要求定期培训或者进行技能检查。,（2）学习和训练技能形成的方式是学习和训练。早期行为主义心理学派认为人脑类似白板，如俄国学者谢切诺夫大脑反射一书中所说：“生命的一切意识的和无意识的动作，按其起源来说，都是反射性的。”生物学家巴普洛夫依据著名的“狗分泌唾液”实验提出，人与动物的行为都来自对外部刺激的反射，而他提出补充，人与动物行为反射的差别仅在于人能对抽象符号（即第二信号系统，如语言、文字、图像）产生反射，而动物仅能对实物产生反射。通过学习和训练，人们长时记忆中会形成与学习内容相关的知识组块（即专家知识），这些知识能使某些加工自动化，这些关于学习的心理学理论提供了改善个体学习和记忆能力的原则。,1）采用不同代码，减少认知负荷。因为人的短时记忆的容量有限，过度负荷的信息很难为人所认识和记录下来。1996年心理学家马库斯（Marcus）等人曾经对比过利用图表、文本和图表加文本的三种形式来向学习者传授电阻器相关知识的效果，研究结果表明图表能帮助学习者减小短时记忆的负荷；而图表加文本的方式以形象和语言概念的双重通道提供信息，对学习者而言比单一通道（图表或文本）的方式都更具优势。双通道能同时利用不同的短时记忆成分（视觉或语音），减少记忆的互相干扰。,2）分解任务，分别训练。分解任务包括分段法和分项法两种：分段法，是按照相继阶段将一个任务分解成几段，并对每段进行充分训练，最后再合为一个整体加以训练，例如学习乐器演奏就采用了此类方法，一段音乐接着一段音乐学习，有先后顺序；分项法，是按照最终需要协同操作的多个成分（多个任务）分别进行联系，是一种并行的任务分解方式。例如学习计算机软件，我们通常就是一个功能接着一个功能地进行学习，这些功能之间都是平行的，即便没有掌握全部功能我们也可以进行基本操作。,3）提供结果的信息。行为的正面反馈能促使人们重复这一行为，因此对于学习着，应该提供给学习者相应的反馈，帮助其认识到操作的质量。,4）精细性复述。将学习材料的信息与长时记忆中的信息联系起来，它能将信息嵌入到原有的语义网中，并为回忆提供更多的线索。5）指导性训练。使学习者尽可能每次都作出正确的反应，将错误率降到最低。,6）实例学习。“榜样的力量”。许多研究表明，通过一定的示范或者例子可以提高学习效果。,（3）技能保持额外练习区分不同类型的技能个体差异性,（4）增进回忆研究表明，影响再认的主要因素有两个：放松提供联想的线索。,3.5信息加工理论的应用：可用性设计,1按照人的尺度设计,设计中应考虑到人的生理、心理上的尺度，生理上的尺度包括了人的各种身体尺寸、能力和信息加工处理能力；心、理上的尺度是指人们对外界尺度的心理感受，受到情境和个体本人的需要、动机、情绪、个性、能力的影响。,“步行城市的尺度”与“汽车城市的尺度”,宫乐图唐,1996年日本G标志商品幼儿餐具,2.考虑人的极限,人的能力有限，视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉具有绝对阈限和差别阈限，超出阈限范围或未达到差别阈限的刺激无法为人所感觉；人的记忆能力有限，决定人的信息加工能力的短时记忆的容量仅为四五个组块（72信息量），长时记忆虽然容量无限，但每8秒才能存储一个组块，并且还可能失去提取线索。人的动作重复性低，稳定性差；人的操作受个性、情绪的影响极大，它们会导致人能力的剧烈变化；而且，人与人之间的差异巨大，能力差别使得极限的选定变得异常复杂。因此，设计必须区别出不同的适用人群，按照适宜的分布，尽可能充分地考虑人的身心的极限，避免超出目标用户有限的能力范围。,3形成自然匹配,（1）研究用户操作流程，理解正确的用户概念模型（心理模型），尽量使设计师的概念模型与用户的概念模型相对应。,（2）使设计符合人的操作逻辑。（3）利用标准化设计，增加用户对设计的熟悉度。,（4）提供正确的语意说明，产品语意是指产品语言的含意，产品“语言”包含了一切形状、色彩、材料、质感、结构、音效、符号、文本说明等能提供用户理解线索的要素，产品应提供正确的符号和象征，以适应人的视觉理解和操作过程。,（5）提供一定的局限。人们都是在有限的时间下作出的识别决策，因此不可能如计算机一般逐个尝试所有可能，为了保证快速作出最优决策，应提供一些约束条件使用户自然掌握物品的使用程序和方法。,4.易视性、易通性和及时反馈,易视性，是指与物品使用、性能相关的部件必须显而易见；反馈，指使用者的每个动作应该得到及时的、明显的回应。易通性指：所有设计的意图是什么，产品的预设用途是什么，所有不同的控制和装置起到什么作用。,图3-24,5.容错性,人必犯错，与计算机相比，虽然人的信息加工处理具有高度灵活性，能应对变化的情境，但其加工过程不精确、不稳定，常常出现意外和变化，这时便出现了差错。,差错,失误,错误,行动失误,记忆失效,违反规则,缺乏知识,记忆失效,撷取性失误撷取性失误指某个经常做的动作，或刚刚做过的动作突然取代了想要做的动作，即某个曾经的动作挤占了需要完成的动作。,描述相似性失误在描述相似性失误中，差错发生在与目标相似的对象上。如果对目标的描述相当的含糊不清，就会发生描述相似性失误。,记忆失效性失误记忆失效是差错的常见原因。它们可以导致好几种差错：未能完成程序的所有步骤；不断重复一些步骤；忘记动作的结果；忘记目标或计划，从而导致动作停止。,错误（mistake）,如何应对差错呢？,（1）“提供局限”，使错误的行为难以发生。,（2）提供明确说明。,（3）提示可能出现的差错。,（4）失误发生后能使用户立刻察觉并且矫正。,6.易学性,学习是用户记忆形成的过程，通过记忆中的“组块”人们能不经思考、自动地按照一定程序工作，即技能的形成。,（1）减少认知负荷。利用多重通道（听觉、视觉、触觉等）来减小工作记忆的负荷，改进所学习信息的组织结构，尽可能提供用户以规则的、标准化的、系统化