Freitag, März 25 2011 04: 44

Ergonomische Aspekte der Mensch-Computer-Interaktion

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Einleitung

Die Entwicklung leistungsfähiger Schnittstellen zu Computersystemen ist das grundlegende Ziel der Forschung zur Mensch-Computer-Interaktion.

Eine Schnittstelle kann als Summe der Hardware- und Softwarekomponenten definiert werden, über die ein System bedient und Benutzer über seinen Zustand informiert werden. Die Hardwarekomponenten umfassen Dateneingabe- und Zeigegeräte (z. B. Tastaturen, Mäuse), Informationsdarstellungsgeräte (z. B. Bildschirme, Lautsprecher) und Benutzerhandbücher und Dokumentation. Die Softwarekomponenten umfassen Menübefehle, Symbole, Fenster, Informationsrückmeldung, Navigationssysteme und Nachrichten und so weiter. Die Hardware- und Softwarekomponenten einer Schnittstelle können so eng miteinander verbunden sein, dass sie untrennbar sind (z. B. Funktionstasten auf Tastaturen). Die Schnittstelle umfasst alles, was der Benutzer wahrnimmt, versteht und manipuliert, während er mit dem Computer interagiert (Moran 1981). Sie ist damit eine entscheidende Determinante der Mensch-Maschine-Beziehung.

Die Forschung zu Schnittstellen zielt darauf ab, die Nützlichkeit, Zugänglichkeit, Leistung und Sicherheit sowie die Benutzerfreundlichkeit von Schnittstellen zu verbessern. Dabei wird der Nutzen in Bezug auf die zu erfüllende Aufgabe definiert. Ein nützliches System enthält die notwendigen Funktionen zur Erledigung von Aufgaben, die Benutzer ausführen sollen (z. B. Schreiben, Zeichnen, Rechnen, Programmieren). Zugänglichkeit ist ein Maß für die Fähigkeit einer Schnittstelle, mehreren Kategorien von Benutzern – insbesondere Personen mit Behinderungen und solchen, die in geografisch isolierten Gebieten arbeiten, sich ständig in Bewegung befinden oder beide Hände beschäftigt haben – zu ermöglichen, das System für ihre Aktivitäten zu verwenden. Leistung, die hier eher aus menschlicher als aus technischer Sicht betrachtet wird, ist ein Maß dafür, inwieweit ein System die Effizienz verbessert, mit der Benutzer ihre Arbeit ausführen. Dazu gehört die Wirkung von Makros, Menü-Shortcuts und intelligenten Software-Agenten. Die Sicherheit eines Systems wird durch das Ausmaß definiert, in dem eine Schnittstelle es Benutzern ermöglicht, ihre Arbeit frei von der Gefahr von Unfällen oder Verlusten durch Menschen, Geräte, Daten oder Umwelt zu verrichten. Schließlich wird Usability als die Leichtigkeit definiert, mit der ein System erlernt und verwendet werden kann. Als Erweiterung schließt es auch die oben definierte Systemdienstleistung und -leistung ein.

Elemente des Interface-Designs

Seit der Erfindung von Shared-Time-Betriebssystemen im Jahr 1963 und insbesondere seit der Einführung des Mikrocomputers im Jahr 1978 war die Entwicklung von Mensch-Computer-Schnittstellen explosiv (siehe Gaines und Shaw 1986 für eine Geschichte). Der Impuls für diese Entwicklung wurde im Wesentlichen von drei gleichzeitig wirkenden Faktoren getrieben:

Erstens war die sehr schnelle Entwicklung der Computertechnologie, ein Ergebnis der Fortschritte in der Elektrotechnik, Physik und Informatik, ein wichtiger Faktor für die Entwicklung von Benutzerschnittstellen. Dies hat zum Erscheinen von Computern mit immer größerer Leistung und Geschwindigkeit geführt, mit hohen Speicherkapazitäten, hochauflösenden Grafikbildschirmen und natürlicheren Zeigegeräten, die eine direkte Manipulation ermöglichen (z. B. Mäuse, Trackballs). Diese Technologien waren auch für die Entstehung des Mikrocomputings verantwortlich. Sie waren die Grundlage für die zeichenbasierten Schnittstellen der 1960er und 1970er, die grafischen Schnittstellen der späten 1970er und die Multimedia- und Hypermedia-Schnittstellen, die seit Mitte der 1980er Jahre auf der Grundlage virtueller Umgebungen oder unter Verwendung einer Vielzahl von alternativen Eingabeerkennungen erschienen Technologien (z. B. Sprach-, Handschrift- und Bewegungserkennung). Auf diesen Gebieten wurde in den letzten Jahren beträchtliche Forschung und Entwicklung betrieben (Waterworth und Chignel 1989; Rheingold 1991). Einhergehend mit diesen Fortschritten war die Entwicklung fortschrittlicherer Softwarewerkzeuge für das Schnittstellendesign (z. B. Fenstersysteme, grafische Objektbibliotheken, Prototyping-Systeme), die die zum Entwickeln von Schnittstellen erforderliche Zeit stark reduzieren.

Zweitens spielen Benutzer von Computersystemen eine große Rolle bei der Entwicklung effektiver Schnittstellen. Dafür gibt es drei Gründe. Erstens sind aktuelle Benutzer keine Ingenieure oder Wissenschaftler, im Gegensatz zu Benutzern der ersten Computer. Sie fordern daher Systeme, die leicht zu erlernen und anzuwenden sind. Zweitens sind Alter, Geschlecht, Sprache, Kultur, Ausbildung, Erfahrung, Fähigkeiten, Motivation und Interesse der einzelnen Benutzer sehr unterschiedlich. Schnittstellen müssen daher flexibler und besser in der Lage sein, sich an eine Reihe von Bedürfnissen und Erwartungen anzupassen. Schließlich sind Anwender in den unterschiedlichsten Wirtschaftsbereichen tätig und erfüllen ein recht vielfältiges Aufgabenspektrum. Schnittstellenentwickler müssen daher die Qualität ihrer Schnittstellen ständig neu bewerten.

Schließlich begünstigen intensiver Marktwettbewerb und gestiegene Sicherheitserwartungen die Entwicklung besserer Schnittstellen. Diese Interessen werden von zwei Gruppen von Partnern vorangetrieben: auf der einen Seite von Softwareherstellern, die bestrebt sind, ihre Kosten zu senken und gleichzeitig die Unterscheidungskraft der Produkte zu wahren, die ihre Marketingziele fördert, und auf der anderen Seite von Benutzern, für die die Software ein Mittel ist, um wettbewerbsfähige Produkte anzubieten und Dienstleistungen für Kunden. Für beide Gruppen bieten effektive Schnittstellen eine Reihe von Vorteilen:

Für Softwarehersteller:

  • besseres Produktbild
  • erhöhte Nachfrage nach Produkten
  • kürzere Trainingszeiten
  • geringere Anforderungen an den Kundendienst
  • solide Basis für die Entwicklung einer Produktlinie
  • Verringerung des Fehler- und Unfallrisikos
  • Reduzierung der Dokumentation.

 

Für Benutzer:

  • kürzere Lernphase
  • erhöhte allgemeine Anwendbarkeit von Fähigkeiten
  • verbesserte Nutzung des Systems
  • erhöhte Autonomie bei der Nutzung des Systems
  • Reduzierung der Zeit, die für die Ausführung einer Aufgabe benötigt wird
  • Verringerung der Anzahl von Fehlern
  • erhöhte Zufriedenheit.

 

Effektive Schnittstellen können die Gesundheit und Produktivität der Benutzer erheblich verbessern, während sie gleichzeitig die Qualität verbessern und die Kosten ihrer Schulung senken. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass sich Schnittstellendesign und -bewertung an ergonomischen Grundsätzen und Praxisstandards orientieren, seien es Richtlinien, Unternehmensstandards großer Systemhersteller oder internationale Standards. Im Laufe der Jahre hat sich eine beeindruckende Sammlung ergonomischer Prinzipien und Richtlinien in Bezug auf das Interface-Design angesammelt (Scapin 1986; Smith und Mosier 1986; Marshall, Nelson und Gardiner 1987; Brown 1988). Dieses multidisziplinäre Korpus deckt alle Aspekte des Zeichenmodus und der grafischen Benutzeroberflächen sowie die Bewertungskriterien für Benutzeroberflächen ab. Obwohl seine konkrete Anwendung gelegentlich einige Probleme mit sich bringt – zum Beispiel ungenaue Terminologie, unzureichende Informationen zu Nutzungsbedingungen, unangemessene Präsentation –, bleibt es eine wertvolle Ressource für die Gestaltung und Bewertung von Schnittstellen.

Darüber hinaus haben die großen Softwarehersteller eigene Richtlinien und interne Standards für die Oberflächengestaltung entwickelt. Diese Richtlinien sind in den folgenden Dokumenten verfügbar:

  • Richtlinien für die Benutzeroberfläche von Apple (1987)
  • Blick öffnen (So ​​1990)
  • OSF/Motiv-Styleguide (1990)
  • IBM Common User Access-Leitfaden zum Design von Benutzeroberflächen (1991)
  • Referenz zum IBM Advanced Interface Design (1991)
  • Die Windows-Oberfläche: Ein Leitfaden für das Anwendungsdesign (Microsoft 1992)

 

Diese Richtlinien versuchen, die Schnittstellenentwicklung zu vereinfachen, indem sie ein Mindestmaß an Einheitlichkeit und Konsistenz zwischen Schnittstellen vorschreiben, die auf derselben Computerplattform verwendet werden. Sie sind präzise, ​​detailliert und in mehrfacher Hinsicht recht umfassend und bieten den zusätzlichen Vorteil, bekannt, zugänglich und weit verbreitet zu sein. Sie sind die de facto Designstandards, die von Entwicklern verwendet werden, und sind aus diesem Grund unverzichtbar.

Darüber hinaus sind die Normen der Internationalen Organisation für Normung (ISO) auch sehr wertvolle Informationsquellen über Schnittstellendesign und -bewertung. Diese Standards befassen sich in erster Linie mit der Sicherstellung der Einheitlichkeit über Schnittstellen hinweg, unabhängig von Plattformen und Anwendungen. Sie wurden in Zusammenarbeit mit nationalen Normungsagenturen und nach ausführlichen Diskussionen mit Forschern, Entwicklern und Herstellern entwickelt. Die wichtigste ISO-Schnittstellendesignnorm ist ISO 9241, die ergonomische Anforderungen für visuelle Anzeigeeinheiten beschreibt. Es besteht aus 17 Teilen. Beispielsweise behandeln die Teile 14, 15, 16 und 17 vier Arten von Mensch-Computer-Dialogen – Menüs, Befehlssprachen, direkte Manipulation und Formulare. ISO-Normen sollten Vorrang vor anderen Gestaltungsprinzipien und -richtlinien haben. In den folgenden Abschnitten werden die Prinzipien erörtert, die das Schnittstellendesign bestimmen sollten.

Eine Designphilosophie, die den Benutzer in den Mittelpunkt stellt

Gould und Lewis (1983) haben eine Designphilosophie vorgeschlagen, die sich auf den Benutzer der Videoanzeigeeinheit konzentriert. Seine vier Prinzipien sind:

  1. Unmittelbare und kontinuierliche Aufmerksamkeit für die Benutzer. Es wird ein direkter Kontakt zu den Nutzern gepflegt, um deren Eigenschaften und Aufgaben besser zu verstehen.
  2. Integriertes Design. Alle Aspekte der Benutzerfreundlichkeit (z. B. Benutzeroberfläche, Handbücher, Hilfesysteme) werden parallel entwickelt und unter zentrale Kontrolle gestellt.
  3. Sofortige und kontinuierliche Bewertung durch Benutzer. Nutzer testen die Schnittstellen oder Prototypen schon früh in der Designphase unter simulierten Arbeitsbedingungen. Leistung und Reaktionen werden quantitativ und qualitativ gemessen.
  4. Iteratives Design. Das System wird auf der Grundlage der Ergebnisse der Bewertung modifiziert und der Bewertungszyklus erneut gestartet.

 

Diese Prinzipien werden ausführlicher in Gould (1988) erläutert. Als sie 1985 zum ersten Mal veröffentlicht wurden, waren sie sehr relevant, fünfzehn Jahre später sind sie es immer noch, da die Effektivität von Schnittstellen ohne Benutzertests nicht vorhergesagt werden kann. Diese Prinzipien bilden den Kern benutzerbasierter Entwicklungszyklen, die in den letzten Jahren von mehreren Autoren vorgeschlagen wurden (Gould 1988; Mantei und Teorey 1989; Mayhew 1992; Nielsen 1992; Robert und Fiset 1992).

Der Rest dieses Artikels analysiert fünf Phasen im Entwicklungszyklus, die die Effektivität der endgültigen Schnittstelle zu bestimmen scheinen.

Aufgabenanalyse

Die ergonomische Aufgabenanalyse ist eine der Säulen des Interface-Designs. Im Wesentlichen ist es der Prozess, durch den die Verantwortlichkeiten und Aktivitäten der Benutzer erläutert werden. Dies wiederum ermöglicht die Gestaltung von Schnittstellen, die mit den Eigenschaften der Benutzeraufgaben kompatibel sind. Jede gegebene Aufgabe hat zwei Facetten:

  1. Das nominelle Aufgabe, entsprechend der formalen Aufgabendefinition der Organisation. Dazu gehören Ziele, Verfahren, Qualitätskontrolle, Standards und Werkzeuge.
  2. Das eigentliche Aufgabe, entsprechend den Entscheidungen und Verhaltensweisen der Benutzer, die für die Ausführung der nominellen Aufgabe erforderlich sind.

 

Die Lücke zwischen nominellen und realen Aufgaben ist unvermeidlich und ergibt sich aus dem Versäumnis nomineller Aufgaben, Variationen und unvorhergesehene Umstände im Arbeitsablauf und Unterschiede in den mentalen Repräsentationen der Benutzer von ihrer Arbeit zu berücksichtigen. Die Analyse der nominellen Aufgabe ist für ein vollständiges Verständnis der Benutzeraktivitäten unzureichend.

Die Aktivitätsanalyse untersucht Elemente wie Arbeitsziele, die Art der durchgeführten Operationen, ihre zeitliche Organisation (sequenziell, parallel) und Häufigkeit, die zugrunde liegenden Betriebsmodi, Entscheidungen, Quellen von Schwierigkeiten, Fehler und Wiederherstellungsmodi. Diese Analyse offenbart die verschiedenen Operationen, die durchgeführt werden, um die Aufgabe zu erfüllen (Erkennen, Suchen, Lesen, Vergleichen, Bewerten, Entscheiden, Schätzen, Antizipieren), die manipulierten Einheiten (z. B. in der Prozesssteuerung, Temperatur, Druck, Durchflussrate, Volumen) und die Beziehung zwischen Betreibern und Entitäten. Der Kontext, in dem die Aufgabe ausgeführt wird, bedingt diese Beziehungen. Diese Daten sind für die Definition und Organisation der Funktionen des zukünftigen Systems unerlässlich.

Im Grunde genommen besteht die Aufgabenanalyse aus der Sammlung, Zusammenstellung und Analyse von Daten. Sie kann vor, während oder nach der Computerisierung der Aufgabe durchgeführt werden. In allen Fällen bietet es wesentliche Richtlinien für die Gestaltung und Bewertung von Schnittstellen. Die Aufgabenanalyse befasst sich immer mit der realen Aufgabe, obwohl sie auch zukünftige Aufgaben durch Simulation oder Prototypentests untersuchen kann. Wenn es vor der Computerisierung durchgeführt wird, untersucht es „externe Aufgaben“ (dh Aufgaben außerhalb des Computers), die mit den vorhandenen Arbeitswerkzeugen ausgeführt werden (Moran 1983). Diese Art der Analyse ist auch dann nützlich, wenn erwartet wird, dass die Computerisierung zu einer wesentlichen Änderung der Aufgabe führt, da sie die Art und Logik der Aufgabe, Arbeitsverfahren, Terminologie, Bediener und Aufgaben, Arbeitswerkzeuge und Ursachen von Schwierigkeiten erläutert. Dabei liefert es die für die Aufgabenoptimierung und Computerisierung notwendigen Daten.

Die Aufgabenanalyse, die während der Aufgabencomputerisierung durchgeführt wird, konzentriert sich auf „interne Aufgaben“, wie sie vom Computersystem ausgeführt und dargestellt werden. In dieser Phase werden Systemprototypen verwendet, um Daten zu sammeln. Der Schwerpunkt liegt auf den gleichen Punkten, die in der vorherigen Stufe untersucht wurden, jedoch aus der Sicht des Computerisierungsprozesses.

Nach der Computerisierung von Aufgaben untersucht die Aufgabenanalyse auch interne Aufgaben, aber die Analyse konzentriert sich jetzt auf das endgültige Computersystem. Diese Art der Analyse wird häufig durchgeführt, um vorhandene Schnittstellen zu bewerten oder als Teil des Designs neuer Schnittstellen.

Die hierarchische Aufgabenanalyse ist eine gängige Methode in der kognitiven Ergonomie, die sich in einer Vielzahl von Bereichen als sehr nützlich erwiesen hat, einschließlich des Schnittstellendesigns (Shepherd 1989). Es besteht aus der Aufteilung von Aufgaben (oder Hauptzielen) in Unteraufgaben, die jeweils weiter unterteilt werden können, bis der erforderliche Detaillierungsgrad erreicht ist. Wenn Daten direkt von Benutzern gesammelt werden (z. B. durch Interviews, Vokalisierung), kann die hierarchische Unterteilung ein Porträt der mentalen Zuordnung einer Aufgabe durch Benutzer liefern. Die Ergebnisse der Analyse können in Form eines Baumdiagramms oder einer Tabelle dargestellt werden, wobei jedes Format seine Vor- und Nachteile hat.

Benutzeranalyse

Die andere Säule des Interface-Designs ist die Analyse von Benutzereigenschaften. Die interessierenden Merkmale können sich auf Alter, Geschlecht, Sprache, Kultur, Ausbildung, technische oder computerbezogene Kenntnisse, Fähigkeiten oder Motivation des Benutzers beziehen. Variationen dieser individuellen Faktoren sind für Unterschiede innerhalb und zwischen Benutzergruppen verantwortlich. Einer der wichtigsten Grundsätze des Interface-Designs ist daher, dass es den durchschnittlichen Benutzer nicht gibt. Stattdessen sollten unterschiedliche Nutzergruppen identifiziert und deren Charakteristika verstanden werden. Vertreter jeder Gruppe sollten ermutigt werden, sich an der Schnittstellengestaltung und den Evaluierungsprozessen zu beteiligen.

Andererseits können Techniken aus Psychologie, Ergonomie und Kognitionstechnik verwendet werden, um Informationen über Benutzermerkmale in Bezug auf Wahrnehmung, Gedächtnis, kognitive Abbildung, Entscheidungsfindung und Lernen zu gewinnen (Wickens 1992). Es ist klar, dass der einzige Weg zur Entwicklung von Schnittstellen, die wirklich mit den Benutzern kompatibel sind, darin besteht, die Auswirkungen der Unterschiede in diesen Faktoren auf die Kapazitäten, Grenzen und Arbeitsweisen der Benutzer zu berücksichtigen.

Ergonomische Studien zu Schnittstellen haben sich fast ausschließlich auf die Wahrnehmungs-, kognitiven und motorischen Fähigkeiten der Benutzer konzentriert und nicht auf affektive, soziale oder einstellungsbezogene Faktoren, obwohl die Arbeit in den letzteren Bereichen in den letzten Jahren immer beliebter geworden ist. (Für eine integrierte Betrachtung des Menschen als informationsverarbeitendes System siehe Rasmussen 1986; für einen Überblick über benutzerbezogene Faktoren, die bei der Gestaltung von Schnittstellen zu berücksichtigen sind, siehe Thimbleby 1990 und Mayhew 1992). In den folgenden Abschnitten werden die vier wichtigsten benutzerbezogenen Merkmale beschrieben, die beim Schnittstellendesign berücksichtigt werden sollten.

Mentale Repräsentation

Die mentalen Modelle, die Benutzer der von ihnen verwendeten Systeme konstruieren, spiegeln die Art und Weise wider, in der sie diese Systeme empfangen und verstehen. Diese Modelle variieren daher je nach Wissen und Erfahrung der Benutzer (Hutchins 1989). Um die Lernkurve zu minimieren und die Systemnutzung zu erleichtern, sollte das konzeptionelle Modell, auf dem ein System basiert, der mentalen Repräsentation des Benutzers ähnlich sein. Es sollte jedoch beachtet werden, dass diese beiden Modelle niemals identisch sind. Das mentale Modell zeichnet sich dadurch aus, dass es persönlich ist (Rich 1983), unvollständig, von einem Teil des Systems zum anderen variabel, möglicherweise in einigen Punkten fehlerhaft und in ständiger Entwicklung. Es spielt eine untergeordnete Rolle bei Routineaufgaben, aber eine größere bei Nicht-Routineaufgaben und bei der Diagnose von Problemen (Young 1981). In den letzteren Fällen werden Benutzer in Ermangelung eines angemessenen mentalen Modells schlecht abschneiden. Die Herausforderung für Schnittstellendesigner besteht darin, Systeme zu entwerfen, deren Interaktion mit Benutzern letztere dazu veranlasst, mentale Modelle zu bilden, die dem konzeptionellen Modell des Systems ähnlich sind.

Lernen

Analogie spielt eine große Rolle beim Benutzerlernen (Rumelhart und Norman 1983). Aus diesem Grund erleichtert die Verwendung geeigneter Analogien oder Metaphern in der Schnittstelle das Lernen, indem der Wissenstransfer aus bekannten Situationen oder Systemen maximiert wird. Analogien und Metaphern spielen in vielen Teilen der Benutzeroberfläche eine Rolle, einschließlich der Namen von Befehlen und Menüs, Symbolen, Piktogrammen, Codes (z. B. Form, Farbe) und Nachrichten. Wenn relevant, tragen sie wesentlich dazu bei, Benutzeroberflächen natürlicher und transparenter zu machen. Andererseits können sie Benutzer behindern, wenn sie irrelevant sind (Halasz und Moran 1982). Bis heute sind die beiden Metaphern, die in grafischen Benutzeroberflächen verwendet werden, die Desktop und in geringerem Maße die Zimmer.

Benutzer lernen neue Software im Allgemeinen lieber, indem sie sie sofort verwenden, anstatt sie zu lesen oder einen Kurs zu belegen – sie bevorzugen aktionsbasiertes Lernen, bei dem sie kognitiv aktiv sind. Diese Art des Lernens stellt die Benutzer jedoch vor einige Probleme (Carroll und Rosson 1988; Robert 1989). Es erfordert eine kompatible, transparente, konsistente, flexible, natürlich wirkende und fehlertolerante Schnittstellenstruktur und ein Feature-Set, das Benutzerfreundlichkeit, Feedback, Hilfesysteme, Navigationshilfen und Fehlerbehandlung (in diesem Zusammenhang bezieht sich „Fehler“ auf Aktionen, die Benutzer rückgängig machen möchten). Effektive Schnittstellen geben den Benutzern eine gewisse Autonomie während der Erkundung.

Wissen entwickeln

Das Benutzerwissen entwickelt sich mit zunehmender Erfahrung, neigt aber schnell zum Plateau. Das bedeutet, dass Schnittstellen flexibel sein und gleichzeitig auf die Bedürfnisse von Benutzern mit unterschiedlichem Wissensstand eingehen können. Idealerweise sollten sie auch kontextsensitiv sein und personalisierte Hilfe bieten. Das von Desmarais, Giroux und Larochelle (1993) entwickelte EdCoach-System ist eine solche Schnittstelle. Die Einteilung der Benutzer in die Kategorien Anfänger, Fortgeschrittene und Experten ist für die Zwecke des Schnittstellendesigns unzureichend, da diese Definitionen zu statisch sind und individuelle Variationen nicht berücksichtigen. Informationstechnologie, die in der Lage ist, auf die Bedürfnisse verschiedener Arten von Benutzern einzugehen, ist jetzt verfügbar, wenn auch eher auf Forschungs- als auf kommerzieller Ebene (Egan 1988). Die derzeitige Begeisterung für leistungsunterstützende Systeme legt eine intensive Entwicklung dieser Systeme in den kommenden Jahren nahe.

Unvermeidbare Fehler

Schließlich sollte anerkannt werden, dass Benutzer bei der Verwendung von Systemen Fehler machen, unabhängig von ihrem Qualifikationsniveau oder der Qualität des Systems. Eine aktuelle deutsche Studie von Broadbeck et al. (1993) ergab, dass mindestens 10 % der Zeit, die Angestellte mit Computern verbringen, mit Fehlermanagement zu tun haben. Eine der Ursachen für Fehler ist das Vertrauen der Benutzer auf Korrektur- statt auf Vermeidungsstrategien (Reed 1982). Benutzer ziehen es vor, schnell zu handeln und Fehler zu machen, die sie anschließend korrigieren müssen, anstatt langsamer zu arbeiten und Fehler zu vermeiden. Diese Überlegungen müssen unbedingt bei der Gestaltung von Mensch-Computer-Schnittstellen berücksichtigt werden. Außerdem sollten Systeme fehlertolerant sein und ein effektives Fehlermanagement beinhalten (Lewis und Norman 1986).

Muss analysiert werden

Die Bedarfsanalyse ist ein expliziter Bestandteil des Entwicklungszyklus von Robert und Fiset (1992), sie entspricht der Funktionsanalyse von Nielsen und ist in andere Phasen (Aufgaben-, Benutzer- oder Bedarfsanalyse) integriert, die von anderen Autoren beschrieben werden. Es besteht aus der Identifizierung, Analyse und Organisation aller Bedürfnisse, die das Computersystem erfüllen kann. Während dieses Prozesses erfolgt die Identifizierung von Merkmalen, die dem System hinzugefügt werden sollen. Die oben vorgestellte Aufgaben- und Benutzeranalyse sollte dabei helfen, viele der Bedürfnisse zu definieren, kann sich jedoch als unzureichend für die Definition neuer Bedürfnisse erweisen, die sich aus der Einführung neuer Technologien oder neuer Vorschriften (z. B. Sicherheit) ergeben. Die Bedarfsanalyse füllt diese Lücke.

Die Bedarfsanalyse wird genauso durchgeführt wie die Funktionsanalyse von Produkten. Es erfordert die Teilnahme einer Gruppe von Personen, die sich für das Produkt interessieren und über ergänzende Ausbildungen, Berufe oder Berufserfahrung verfügen. Dies können zukünftige Benutzer des Systems, Vorgesetzte, Domänenexperten und bei Bedarf Spezialisten für Schulung, Arbeitsorganisation und Sicherheit sein. Es kann auch eine Sichtung der wissenschaftlichen und technischen Literatur auf dem jeweiligen Anwendungsgebiet durchgeführt werden, um den aktuellen Stand der Technik zu ermitteln. Wettbewerbssysteme, die in ähnlichen oder verwandten Bereichen verwendet werden, können ebenfalls untersucht werden. Die unterschiedlichen Bedürfnisse, die durch diese Analyse identifiziert wurden, werden dann klassifiziert, gewichtet und in einem für die Verwendung während des gesamten Entwicklungszyklus geeigneten Format präsentiert.

Prototyping

Das Prototyping ist Teil des Entwicklungszyklus der meisten Schnittstellen und besteht aus der Herstellung eines vorläufigen Papier- oder elektronischen Modells (oder Prototyps) der Schnittstelle. Mehrere Bücher über die Rolle des Prototyping in der Mensch-Computer-Interaktion sind verfügbar (Wilson und Rosenberg 1988; Hartson und Smith 1991; Preece et al. 1994).

Prototyping ist fast unverzichtbar, weil:

  1. Benutzer haben Schwierigkeiten, Schnittstellen anhand von funktionalen Spezifikationen zu bewerten – die Beschreibung der Schnittstelle ist zu weit von der realen Schnittstelle entfernt, die Bewertung zu abstrakt. Prototypen sind nützlich, weil sie es Benutzern ermöglichen, die Schnittstelle zu sehen und zu verwenden und ihre Nützlichkeit und Benutzerfreundlichkeit direkt zu bewerten.
  2. Es ist praktisch unmöglich, auf Anhieb eine adäquate Schnittstelle zu konstruieren. Schnittstellen müssen von Benutzern getestet und oft wiederholt modifiziert werden. Um dieses Problem zu überwinden, werden Papier- oder interaktive Prototypen, die getestet, modifiziert oder verworfen werden können, hergestellt und verfeinert, bis eine zufriedenstellende Version erhalten wird. Dieser Prozess ist deutlich kostengünstiger als die Arbeit an echten Schnittstellen.

 

Aus Sicht des Entwicklungsteams hat Prototyping mehrere Vorteile. Prototypen ermöglichen die frühzeitige Integration und Visualisierung von Schnittstellenelementen im Designzyklus, die schnelle Identifizierung von Detailproblemen, die Herstellung eines konkreten und gemeinsamen Diskussionsgegenstands im Entwicklungsteam und bei Kundengesprächen sowie die einfache Veranschaulichung alternativer Lösungen für die Zwecke Vergleich und interne Bewertung der Schnittstelle. Der wichtigste Vorteil ist jedoch die Möglichkeit, Prototypen von Anwendern evaluieren zu lassen.

Preisgünstige und sehr leistungsfähige Softwaretools für die Herstellung von Prototypen sind für eine Vielzahl von Plattformen im Handel erhältlich, darunter Mikrocomputer (z. B. Visual Basic und Visual C++ (™Microsoft Corp.), UIM/X (™Visual Edge Software), HyperCard (™ Apple Computer), SVT (™SVT Soft Inc.)). Sie sind leicht verfügbar und relativ einfach zu erlernen und finden unter Systementwicklern und Evaluatoren zunehmend weite Verbreitung.

Die Integration des Prototypings veränderte den Schnittstellenentwicklungsprozess komplett. Angesichts der Schnelligkeit und Flexibilität, mit der Prototypen hergestellt werden können, neigen Entwickler heute dazu, ihre anfänglichen Analysen von Aufgaben, Benutzern und Bedürfnissen zu reduzieren und diese Analysedefizite durch längere Evaluierungszyklen zu kompensieren. Dies setzt voraus, dass Usability-Tests Probleme identifizieren und dass es wirtschaftlicher ist, die Evaluierung zu verlängern, als Zeit für eine Voranalyse aufzuwenden.

Bewertung von Schnittstellen

Die Benutzerbewertung von Schnittstellen ist ein unverzichtbarer und effektiver Weg, um die Nützlichkeit und Benutzerfreundlichkeit von Schnittstellen zu verbessern (Nielsen 1993). Die Schnittstelle wird fast immer in elektronischer Form evaluiert, obwohl auch Papierprototypen getestet werden können. Die Bewertung ist ein iterativer Prozess und Teil des Prototyp-Evaluierungs-Modifikations-Zyklus, der fortgesetzt wird, bis die Schnittstelle als akzeptabel beurteilt wird. Es können mehrere Evaluierungszyklen erforderlich sein. Die Evaluation kann am Arbeitsplatz oder in Usability-Laboren durchgeführt werden (siehe Sonderausgabe von Verhalten und Informationstechnologie (1994) für eine Beschreibung mehrerer Usability-Labors).

Einige Evaluierungsmethoden für Schnittstellen beziehen keine Benutzer ein; sie können als Ergänzung zur Benutzerbewertung verwendet werden (Karat 1988; Nielsen 1993; Nielsen und Mack 1994). Ein relativ häufiges Beispiel für solche Methoden besteht in der Verwendung von Kriterien wie Kompatibilität, Konsistenz, visuelle Klarheit, explizite Kontrolle, Flexibilität, mentale Belastung, Qualität des Feedbacks, Qualität der Hilfe und Fehlerbehandlungssysteme. Für eine detaillierte Definition dieser Kriterien siehe Bastien und Scapin (1993); sie bilden auch die Grundlage eines ergonomischen Fragebogens zu Schnittstellen (Shneiderman 1987; Ravden und Johnson 1989).

Nach der Auswertung müssen Lösungen für erkannte Probleme gefunden, Modifikationen besprochen und umgesetzt sowie Entscheidungen über die Notwendigkeit eines neuen Prototypen getroffen werden.

Fazit

Diese Diskussion der Schnittstellenentwicklung hat die Hauptinteressen und breiten Trends im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion aufgezeigt. Zusammenfassend spielen (a) Aufgaben-, Benutzer- und Bedarfsanalysen eine wesentliche Rolle beim Verständnis der Systemanforderungen und damit der erforderlichen Schnittstellenfunktionen; und (b) Prototyping und Benutzerbewertung sind für die Bestimmung der Benutzerfreundlichkeit der Schnittstelle unerlässlich. Zur Mensch-Computer-Interaktion existiert ein beeindruckender Wissensschatz, bestehend aus Prinzipien, Richtlinien und Designstandards. Trotzdem ist es derzeit unmöglich, auf Anhieb eine adäquate Schnittstelle herzustellen. Dies stellt eine große Herausforderung für die kommenden Jahre dar. Es müssen explizitere, direktere und formalere Verbindungen zwischen Analyse (Aufgabe, Benutzer, Bedürfnisse, Kontext) und Schnittstellendesign hergestellt werden. Auch müssen Mittel entwickelt werden, um aktuelles ergonomisches Wissen direkter und einfacher auf die Gestaltung von Schnittstellen anzuwenden.

 

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