Mathematik und Naturwissenschaften, Ingenieurpsychologie und angewandte Kognitionsforschung

Dresden, 15.10.2015

Seminar Angewandte Kognitionsforschung

Sitzung 1: Einführung

01: Einführung Folie Nr. 2 von 40

Was erwartet Sie heute?

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

2. Wie sollte ein Seminar sein?

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

4. Seminarablauf

5. Anforderungen

6. Hausaufgaben

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 3 von 40

Was erwartet Sie heute?

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

2. Wie sollte ein Seminar sein?

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

4. Seminarablauf

5. Anforderungen

6. Hausaufgaben

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 4 von 40

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

• “[…] applied cognitive psychology may be defined as the science of the cognitive processes involved in activities of daily living.” (Rogers, Pak, & Fisk, p. 4)

• “Applied Cognitive Psychology focuses on studies of human performance and basic cognitive skills in everyday environments.”

Kognition und Verhalten in komplexen

Situationen

15.10.2015

Rogers, W. A., Pak, R., & Fisk, A. D. (2007). Applied Cognitive Psychology in the Context of Everyday Living. In F. T. Durso, Raymond S. Nickerson, Susan T. Dumais, Stephan Lewandowsky, & Timothy J. Perfect (Eds.), Handbook of Applied Cognition (2. ed., pp. 1–27). John Wiley & Sons Ltd. Retrieved from http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470713181.ch1/summary

01: Einführung Folie Nr. 5 von 40

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

Was sollten Sie wissen und können?

• Möglichkeiten und Grenzen menschlicher Informationsverarbeitung

• Sozial-, Organisations- und Entwicklungs-ψ

• Domänenspezifisches Wissen

• Methoden

• Aufgabenanalyse

• Wissensmodellierung

15.10.2015

Rogers, W. A., Pak, R., & Fisk, A. D. (2007). Applied Cognitive Psychology in the Context of Everyday Living. In F. T. Durso, Raymond S. Nickerson, Susan T. Dumais, Stephan Lewandowsky, & Timothy J. Perfect (Eds.), Handbook of Applied Cognition (2. ed., pp. 1–27). John Wiley & Sons Ltd. Retrieved from http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470713181.ch1/summary

01: Einführung Folie Nr. 6 von 40

Was erwartet Sie heute?

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

2. Wie sollte ein Seminar sein?

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

4. Seminarablauf

5. Anforderungen

6. Hausaufgaben

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 7 von 40

2. Wie sollte ein Seminar sein?

Häufige Erwartungen:

• Bezug zur Praxis

• Bezug zur Vorlesung

• Prüfungsvorbereitung

15.10.2015

Anwendungsfragen: Es gibt keine richtige Lösung. Wichtig ist das systematische, nachvollziehbare Vorgehen. Sie sollen Entscheidungen treffen und diese begründen können. (Prozess bedeutsam, nicht das Ergebnis) • Probleme einordnen • Alternativen abwägen • Begründete Auswahl treffen

01: Einführung Folie Nr. 8 von 40

Was erwartet Sie heute?

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

2. Wie sollte ein Seminar sein?

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

4. Seminarablauf

5. Anforderungen

6. Hausaufgaben

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 9 von 40

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

Der Makerspace

„Ein FabLab (engl. fabrication laboratory – Fabrikationslabor), manchmal auch offene Werkstatt oder MakerSpace,

ist eine offene, demokratische Werkstatt

mit dem Ziel, Privatpersonen den Zugang zu Produktionsmitteln und modernen industriellen Produktionsverfahren

für Einzelstücke zu ermöglichen.“

15.10.2015

Nutzer: • heterogen • Laien

Maschinen: • Komplex • Arbeitsdomäne

unregelmäßige Nutzung Projekte, keine Routineaufgaben

01: Einführung Folie Nr. 10 von 40

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

3D-Drucker Kunststoff

Laser Cutter

Tiefziehmaschine

Wie können Personen der Allgemein-

bevölkerung diese Mittel sicher und effizient nutzen?

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 11 von 40

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

Lösung:

Die Nutzer lesen das Manual.

?

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 12 von 40

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

2-stufiger Qualifikationsnachweis

15.10.2015

Onlinetutorial Schulung vor Ort bestanden? ja

nein

01: Einführung Folie Nr. 13 von 40

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

Ziel:

Herausfinden, welches Wissen entsprechend der Randbedingungen (Nutzer, Maschine, Umwelt) vermittelt werden sollte und in welcher Form? (WAS)

Nicht: WIE aktiviere ich die Nutzer, um Lernen zu fördern

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 14 von 40

Was erwartet Sie heute?

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

2. Wie sollte ein Seminar sein?

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

4. Seminarablauf

5. Anforderungen

6. Hausaufgaben

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 15 von 40

5. Idee

15.10.2015

Theorie und Methodik

Instruktion und Wissenserwerb

Design

Nutzerzen. Ökologisch

Aufgabenanalyse

Wissensanalyse

Fehleranalyse + Usability-Evaluation

Praxis

3D-Drucker

Analyse

Aufgaben

Wissen

Fehler

Usability

Konzeption

Inhalt

Form

Ablauf

Prototyp

Tiefzieh-maschine

Analyse

Aufgaben

Wissen

Fehler

Usability

Konzeption

Inhalt

Form

Ablauf

Prototyp

Laser Cutter

Analyse

Aufgaben

Wissen

Fehler

Usability

Konzeption

Inhalt

Form

Ablauf

Prototyp

01: Einführung Folie Nr. 16 von 40

5. Ablauf

# Datum Inhalt Form Ort Studenten

1 15.10.2015 Einführung MS

2 22.10.2015 Design Gruppe BZW B101 alle

3 29.10.2015 Instruktion und Wissenserwerb

Vortrag BZW B101 3

4 05.11.2015 Aufgabenanalyse Vortrag BZW B101 2

5 12.11.2015 Wissensanalyse Vortrag BZW B101 2

6 19.11.2015 Aufgaben Analyse MS

7 26.11.2015 Aufgaben Präsentation BZW B101 3 × 2

8 03.12.2015 Fehleranalyse und Usability-Evaluation

Vortrag BZW B101 3 × 2

9 10.12.2015 Usability Analyse MS

10 17.12.2015 Usability Designentscheidung

Präsentation BZW B101 3 × 2

11 07.01.2016 Inhalt, Form Konzeption BZW B101

12 14.01.2016 Vorwissen, Ablauf Konzeption BZW B101

13 21.01.2016 Prototyp Konzeption, (Evaluation)

MS

14 28.01.2016 Prototyp Präsentation MS 3 × 3

15 04.02.2016 Abschluss BZW B101 15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 17 von 40

Themen | Design | Inhalte

Nutzerzentriertes vs. Ökologisches Interfacedesign

Welche Eigenschaften des Nutzers müssen bei der Gestaltung von Systemen beachtet werden?

Welche Eigenschaften des Systems muss der Nutzer kennen?

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 18 von 40

Themen | Design | Literatur

Ökologisches Interfacedesign

Rasmussen, J. (1999). Ecological Interface Design for Reliable Human-Machine Systems. The International Journal of Aviation Psychology, 9(3), 203–223. http://doi.org/10.1207/s15327108ijap0903_2

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 19 von 40

Themen | Instruktion | Inhalte

Welches Wissen benötigt welcher Nutzer bei welcher Art von Aufgaben? Wie wird dieses Wissen vermittelt?

Wie kann man allgemein Technikinhalte vermitteln? Minimal Instruction (Carroll, 1997)

• Was ist das?

• Wie geht man dabei vor?

• Was sagt die Empirie/andere Theorien?

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 20 von 40

Themen | Instruktion | Literatur

Minimal Instruction: Van der Meij, H., & Carroll, J. M. (1995). Principles and Heuristics for Designing Minimalist Instruction. Technical Communication, 42(2), 243–261. http://doi.org/10.2307/43087895 Lazonder, A. W., & van der Meij, H. (1995). Error-information in tutorial documentation: Supporting users’ errors to facilitate initial skill learning. International Journal of Human-Computer Studies, 42(2), 185–206. http://doi.org/10.1006/ijhc.1995.1009 Paul Ginns, Nina Hollender, & Peter Reimann. (2006). Meta-Analysis of the Minimalist Training Model. Presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association, San Francisco, CA. Cognitive Load Sweller, J., & Chandler, P. (1994). Why Some Material Is Difficult to Learn. Cognition and Instruction, 12(3), 185–233. http://doi.org/10.1207/s1532690xci1203_1 Mentale Modelle: Staggers, N., & Norcio, A. F. (1993). Mental models: concepts for human-computer interaction research. International Journal of Man-Machine Studies, 38(4), 587–605. http://doi.org/10.1006/imms.1993.1028 Carroll, J. M., & Mack, R. L. (1985). Metaphor, computing systems, and active learning. International Journal of Man-Machine Studies, 22(1), 39–57. http://doi.org/10.1016/S0020-7373(85)80076-6 Chi, M. T. (2008). Three types of conceptual change: Belief revision, mental model transformation, and categorical shift. International Handbook of Research on Conceptual Change, 61–82.

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 21 von 40

Themen | Aufgabenanalysen | Inhalte

Was sind Aufgaben?

Was sind Aufgabenanalysen?

Wozu kann man sie gebrauchen?

Wie gehe ich dabei vor?

Wann sollte ich welches Vorgehen verwenden?

Stellen Sie bis zu zwei wahrscheinlich geeignete Verfahren vor!

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 22 von 40

Themen | Wissensanalysen | Inhalte

Was sind Wissensanalysen?

Wozu kann man sie nutzen?

Wie gehe ich dabei vor?

Wann sollte ich welches Verfahren verwenden?

Stellen Sie zwei wahrscheinlich geeignete Verfahren an einem Beispiel vor.

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 23 von 40

Themen | Fehler & Usability| Inhalte

Wie entdecke ich Fehler? Welche Fehleridentifikationsverfahren gibt es? wie wähle ich ein geeignetes Verfahren aus? Stellen Sie ein Verfahren vor. Was sind Usabilityprobleme? Usability vs. User Experience Was ist Prozessangemessenheit vs. Aufgabenangemessenheit? Was muss man berücksichtigen? Welche Verfahren gibt es? Was muss ich bei der Auswahl beachten? Stellen Sie zwei wahrscheinlich geeignete Verfahren beispielhaft vor.

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 24 von 40

Themen | Aufgabenanalyse | Inhalt

Führen Sie eine Aufgabenanalyse an dem jeweiligen Gerät durch. • Was sind die Ziele der Nutzer? • Welche Schritte benötigen die Nutzer zur

Zielerreichung? • Welche Entscheidungen müssen durch den Nutzer

getroffen werden? • Gibt es einen optimalen/effizienten Pfad zur

Zielerreichung? • Welche Annahmen treffen die Nutzer über die

Funktionsweise des Gerätes? Begründen Sie Ihr Vorgehen! Stellen Sie die Ergebnisse schematisch dar! 15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 25 von 40

Themen | Usabilityanalyse | Inhalt

Bewerten Sie die Gebrauchstauglichkeit des jeweiligen Gerätes! Achten Sie insbesondere auf Mängel und fehlerträchtiges Design. • Definieren Sie Anforderungen an die

Gebrauchstauglichkeit. • Definieren Sie die Rahmenbedingungen (Nutzer, Aufgabe

etc.). • Definieren Sie Kriterien zur Überprüfung des

Gebrauchstauglichkeit. • Wählen Sie ein Verfahren aus und führen Sie es durch. Begründen Sie Ihr Vorgehen! Erstellen Sie Vorschläge zur Minderung der gefundenen Mängel!

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 26 von 40

Themen | Konzeption | Inhalt

Wählen Sie den Inhalt des Tutorials aus (Was soll vermittelt werden: Konzeptuelles Modell, Prozeduren, …?) Begründen Sie!

Entwickeln Sie gegebenenfalls ein Konzeptuelles Modell des Gerätes anhand verfügbarer Dokumente und/oder Experten!

Wählen Sie eine geeignete Form der Präsentation aus (Animation, Video, Text, Bilderfolge, etc.).

Erstellen Sie einen Prototypen des Tutorials.

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 27 von 40

4. Seminarablauf

Theorie- und Methodiksitzung

• Vortrag (20 bis 30 Minuten)

• Konzepte, Vorgehen, Befunde erläutern

• Beispiele geben

• Gemeinsam

• Lösungsansätze für den Makerspace erarbeitet

• Moderiert durch die Vortragenden

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 28 von 40

4. Seminarablauf

Praxissitzungen

• Vortrag

• 20 Minuten Präsentationszeit pro Gruppe

• Gemeinsame Diskussion

• Analyse und Konzeption

• Selbstgesteuert

• Unterstützung zu den Terminen im Makerspace und im BZW

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 29 von 40

Was erwartet Sie heute?

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

2. Wie sollte ein Seminar sein?

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

4. Seminarablauf

5. Anforderungen

6. Hausaufgaben

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 30 von 40

5. Anforderungen

Präsentation!

• „regulärer“ Vortrag zu Theorie und Methodik oder

• Ergebnisse der Analyse und Konzeption

Gruppenarbeit und Aufgabenteilung selbst organisiert

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 31 von 40

5. Anforderungen

Theorie- und Methodik

• wesentliche Konzepte, Vorgehen und Befunde vermitteln (theoretisches Wissen soll praktisch nutzbar werden)

• Bezüge zu den Vorlesungsinhalten

• Ansprechpartner für die „Praktiker“ bleiben

• Konsultation eine Woche vorher nutzen (bitte keine Zwischen-Tür-und-Angel-Gespräche)

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 32 von 40

5. Anforderungen

Praxis • Präsentation

• wesentliche Befunde und Entwürfe präsentieren • Entscheidungen begründen • Bezug zu den Theorie- und Methodiksitzungen

nehmen

• Analyse und Konzeption • Einhaltung der Schutzbedingungen und Regeln des

Makerspace • Machbarkeit berücksichtigen (Ressourcen) • Konsultation mindestens einmal eine Woche

vorher nutzen

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 33 von 40

5. Anforderungen

Mögliche Arbeitsteilung

• 9 Studenten arbeiten theoretisch aus (3×2 und 1×3 Personen)

• 21 Studenten arbeiten praktisch (3×7 Personen)

• 2 × Aufgaben- und Wissensanalyse

• 2 × Fehler- und Usabilityanalyse

• 3 × Konzeption

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 34 von 40

Was erwartet Sie heute?

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

2. Wie sollte ein Seminar sein?

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

4. Seminarablauf

5. Anforderungen

6. Hausaufgaben

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 35 von 40

6. Hausaufgaben

1. Bis Montag 16:00 Uhr in die Vortragsliste eintragen.

• jeder muss drei Themen auswählen (bei Mehrfachbelegung wähle ich zufällig aus)

• In die richtige Liste eintragen • Login: participant • Passwort: k+yYjhl,

2. Bis Donnerstag lesen • Rasmussen, J. (1999). Ecological Interface

Design for Reliable Human-Machine Systems. The International Journal of Aviation Psychology, 9(3), 203–223. http://doi.org/10.1207/s15327108ijap0903_2

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 36 von 40

Was erwartet Sie heute?

1. Was ist angewandte Kognitionsforschung?

2. Wie sollte ein Seminar sein?

3. Idee „Geräteführerschein im Makerspace“

4. Seminarablauf

5. Anforderungen

6. Hausaufgaben

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015

01: Einführung Folie Nr. 37 von 40

7. Sehen wir uns doch den Makerspace an …

15.10.2015