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思维

思维,也称认知,是我们对外界感知的信息进行处理,选择应对方式的过程。这个过程需不断回顾长期记忆,并使用临时记忆进行有意识的脑力活动。

大脑对接收的信息进行收集,根据关注度进行有意识的处理,然后决定应采取的行动。在更高的程度上,思维中的感知、认知和行动功能在大脑中被综合到一起。理解它们之间的交互是设计好产品的基础。

本页索引:

 

本页由Pat Langdon和Sam Waller编撰

 

理解思维

大部分思维处理的过程都发生在脑部,人的大脑组建了中央神经系统,将知觉转换并通过脊髓和神经向肌肉传递信号。

生物学研究表明,不同的大脑区域具有不同的认知功能,例如:集中注意力、记忆、视觉、听觉、行动管理、协调和对话。很多功能也分散于大脑之中。

随着年龄增长通常有意识的行动会减慢,集中注意力的能力会减弱,认识图案的能力也会减弱。越来越容易分心,不容易完成需2种或以上机能同时进行的任务。

固定下来的记忆和技能不易受年龄增长的影响,然而学习新事物、做决定和回应知觉信号的时间延长了,这会导致经常性地出错。

大脑的病理性变化也常随年龄而出现,例如帕金森症和阿尔兹海默症(俗称老年痴呆症)。这些病会不同程度上影响记忆、集中注意力、行动、感知、推理和社会交往。

 
人脑构造图展示了不同区域对应的功能,例如嗅觉或听觉的感知发生在哪些部位。

大脑的特定区域包含着不同的功能,其余功能则散布于大脑中。

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认知过程:简介

大脑包含多项功能,对其进行详细描述超出了本网站要讨论的范围。下列功能对理解产品交互是很重要的:

  • 感知:包含将低层次感觉(例如光、形状和颜色)转化为高层次感知(例如物品、脸部和对周围环境的整体理解)的过程
  • 临时记忆:临时性的记忆存储,用来依照现有环境或长期记忆处理和组织所有信息
  • 长期记忆:临时记忆中反复出现的信息经过长期记忆可被学习、存储和回顾
  • 集中注意力:能将临时记忆有意识地集中于环境中的特定事物,通过过滤无关事物来影响对环境的觉察;当然突显的或扰人的事物也会不自觉地分散注意力
  • 视觉思维:是感知和思考视觉对象以及二维和三维空间关系的能力
  • 语言思维:将讲话、单词和符号处理成语言,以及使用语言来存储和分类记忆

行动则以向肌肉发出一系列指令的方式,将大致的意图和身体活动转化为特定的动作的过程。

 
图表展示了人脑通过感知、思考、意图和行动与产品交互。

描述人在现实世界中与他人或产品交互的不同思维过程。

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认知过程:感知

感知是大脑描绘和解读身体感官系统接收的外界信号的过程。感知信息可以来自眼睛(视觉)、耳朵(听觉、平衡)、皮肤、肌肉和骨架(触觉、身体感觉),通过大脑转变为声音、物体和表面信息,帮助理解当前环境。

低层次感知信息被粗略地储存,大脑思维会区分和选择重要的特征。对于视觉思维来说,关于形状、颜色、移动和深度的信息可以用来从背景中区分物体形状并辨明物体。而高层次的视觉思维将特征组合成边缘、团块和图案,旋转放大图像以对照记忆中的物体时就形成了认知。

环境中的一些信息会被自动感知,例如借助光线和阴影形成对三维物体的感知。已感知的环境若可作多种解读,则可能会产生视觉误差。

临时记忆可帮助我们推导出视觉特征和空间关系。听觉中相似的思维过程也能使我们感知讲话,从噪杂环境中分辨声音。我们的身体在环境中的位置感是由所有感官协作获得的。

 
一个塑料模具通过光照形成的人脸。

这张模具上的脸实际是向里凹陷的,但视觉认知却根据光线和阴影产生了误读,好像这张脸是向外突出的。图像来源:Wikimedia commons

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认知过程:临时记忆

临时记忆被用来在注意力集中区域操作和处理信息。信息可以来自记忆或来自感官,能被储存20秒。信息可以以不同的形式,例如单词的语义(例如单词“房子”),被关注对象的视觉和空间特征(例如“房子的形状”),或者它的情景内涵(例如“这是我居住的地方”)。

集中注意力和决策的功能是长期记忆、临时记忆、感知和认知之间交替的处理过程。不同事物的数量能被临时记忆立即保存,然后选择和聚焦信息进行处理。

临时记忆能组“团”或物。这类记忆也可被视为对聚焦的事物进行粗略处理的区域。它的应用案例包括记住口头读出的电话号码,记住下拉菜单中的一系列选项,或记住桌面上物品之间的位置关系。

这一临时记忆能力的上限被认为是7个“团”或物,多种信息也可能被同时记忆或存储,这取决于信息的形式,信息组团的方式,以及现有信息如何与存储的记忆结合。

 
一张图片展示了散放于桌面的办公用品,另一张图片展示了一位用户在电话机上拨号。

临时记忆包括记住物品的相对位置,临时的数字记忆。

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认知过程:长期记忆

形成长期记忆需要经过学习和反复然后固定下来,一经存储可持续很长时间,并可被触发事物或线索引发回忆。长期记忆的知识形式是多种多样的,例如记住某物是什么,怎样去做某事,或以文字和视觉交互记忆的过去片段。前瞻记忆是记住未来要做的事,例如检查灶具上的食物有没有被煮过头。

感知眼前事物与某一记忆相似的过程称为“辨识”,根据眼前的不同线索回想头脑中的某段记忆的过程称为“回忆”。认出眼前某人是否曾见过需要通过“辨识”,想起对方的名字则需稍长点的时间,因为这需要通过“回忆”。

生活经验告诉我们按钮是应当推的,把手是应当握的,使用产品的特定经验会使未来的使用更容易。一件新产品能被使用的能力很大程度上取决于它符合这些特定的或通常的经验的程度。我们学习的能力随着年龄增长而减退,因此一件产品对老年人来说可能会难以使用,如果它与他们年轻时的经验不符。使用不熟悉的产品最初常会出错,但如果产品能提供反馈信号,便于用户学习使用的话则能得到改进。

 
图中门上的金属平板暗示了该推哪里,对照另一张图片中门上突出的金属把手暗示了该拉哪里。

这些门的外观和形式暗示了它们应当被如何打开。

老年人的使用经验包含了早期的电视和汽车,而年轻人的使用经验则包含了cd和ipods

不同年龄的人拥有不同的背景经验,大部分情况下用户的过去经历对设计师来说是陌生的。

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认知过程:集中注意力

集中注意力被认为是临时记忆的一项功能。它能有意识地聚焦特定任务,也会被干扰因素(如闪光或某人的名字)引开注意。这一人脑进化中保留的功能也是有益处的,因为它能将一个人的注意力引向警示物或即将发生的危险,或用闪光将人的注意力从手头任务引开。

对每个成人来说,如果头脑中同时处理的事情太多,就有可能会忘事。例如,如果某人在烹饪的同时和其他人说话或阅读,他可能会忘了某些东西或操作某个步骤。

临时记忆也受感官信息处理过程“决定-实施-反馈”的耗时影响。例如,当驾驶一辆汽车时,感官信息以路况、标识、车辆信息的形式持续输入大脑。如果用户不能及时处理和快速反应,则会对新进入的信息应接不暇,或忘掉已有信息。

临时记忆受头脑资源所限,这些资源分为视觉和语言模块,每块都使用独立的存储系统。

 
驾驶员试图在驾驶中按下车载音响的按钮。

使用车载音箱等产品会使行驶时需注意的信息增多。

驾驶员在岔道标志前必须快速决定是否离开这段湿滑路面。

驾驶汽车需快速作出重要决定,例如是否要在一个湿滑路面调头离开。

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认知过程:视觉思维

视觉思维是感知和思考视觉对象和二维、三维空间关系的能力。一些关键的功能包括:

  • 从眼睛里接收到的低层次感官信息中过滤和提炼信息
  • 根据空间位置将对象与图标联系起来,例如理解煤气灶上的灶眼与图标的对应关系
  • 在二维或三维方向上旋转图像、符号或文字
  • 根据对象的形状、色彩或空间对齐性将对象编组

视觉思维和其它认知过程推导出对对象形状的认知,通过色彩、外轮廓、深度和移动推导出的形象被用来和记忆中的对象进行比对。计算器上相近功能的按键经过设计使它们可被认知为同一视觉组,因此使计算器更易使用。

 
灶具表面的槽将旋钮与灶眼联系起来。

仔细观察这个灶具表面可以看到灶眼和旋钮之间细微的视觉关联,因此降低了使用它的空间对应能力要求。

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认知过程:语言思维

语言思维是将对话、文字或符号转化成有意义的结构,使用语义学知识(这是什么?)存储进长期记忆中。

语义记忆记住单词和它的含义,单词之间的关系,以及如语言、语法、规则或知识等更多复杂结构。这些元素在临时记忆里经过联系、推理和分类的过程构建出实施过程的结果。

为了理解对话和印刷文字,低层次的语音和视觉处理首先将声音和单词从背景中分离出来。高层次的处理通过集中注意力,将单词声音和单词文字以临时记忆的方式组合成语句。这个过程使用分开的语音和视觉存储。

临时记忆与长期记忆相联系使语句的意思被理解。“回忆”则能提供更多的关于怎样、哪里和何时遇到过这些语句的情景。高层次思维借助“怎样做”的记忆通过低层次的肌肉运动构成对话或书写。

 
传真机按钮边有说明文字,而另一张图中的复印机则无按钮描述和图释。

传真机上的图标通过文字说明加强辨识,复印机上则没有。

建筑入口处的简单文字和可用性图标,对比另一张图中灭火装置上的复杂文字说明。

使用简单语言、采用多种形式的信息要优于需具备良好语言技能的大段文字说明。

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设计指导:感知和集中注意力

  • 使用形状、色彩和对齐来辅助相似特征的视觉组团,这能减少定位某个特征所需时间和临时记忆
  • 使操作件在空间位置上与它们对应的设备相呼应,或在操作件和对应设备间提供明显的连接
  • 尽可能避免以左右的形式来代表上下关系(反之亦然),这需要更高的空间思维能力
  • 宜使用设备的视觉形象来帮助用户理解它们能与哪些部分交互,以及正确交互的方法
  • 宜使用简单语言、补充的文本信息、图像和图标
  • 如需在限定时间内完成多项操作则需提防潜在的问题发生
  • 确保注意力只需要在单个时间作用于单个地方
 
一个双眼灶具上旋钮垂直分布,另一个灶具灶眼垂直分布而旋钮水平分布。

灶具表面的操作件空间分布应与灶眼方向一致。

门把手似乎暗示了应该向下拉开,但实际上门却是向边上拉开的。

门的外形和形式不能帮助用户理解它的打开方式。

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设计指南:记忆和学习

  • 使用框架来辅助记忆和学习
  • 减少任意给定时间内需记忆的信息组团数量,最佳数量是不超过5个
  • 当使用等级层次时,确保当前位置在整个层次中的位置能凸显出来并使整体层级尽量不要超过3层
  • “Menu”菜单选项的不同空间位置能帮助用户理解和记忆,但要避免选项位置改变使人产生误操作
  • 用户浏览菜单结构时,提供显著的按键保证他能回到之前位置或首页
  • 使用滚动轴来显示更多栏目时,需提示用户还有未见的内容
  • 保证所有操作都能给用户相应的反馈
  • 保证所有操作都是简单的和可逆的,限定那些非理想的或不可逆的操作的发生
 
当手机键盘锁定情况下使用手机时,屏幕上显示出如何解锁的提示信息。

如果用户在手机锁定的情况下按键会获得有效提醒。

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人口统计:普及数据

思维能力水平是根据发生下列问题的数量来分布的(计算依据参考下节“思维残障”):

T1 11项残障 T7 5项残障
T2 10项残障 T8 4项残障
T3 9项残障 T9 3项残障
T4 8项残障 T10 2项残障
T5 7项残障 T11 1项残障
T6 6项残障 T12 完全思维能力

思维残障

  • 经常在对话中忘了在说什么
  • 思路混乱或变慢
  • 想不起今天是几号
  • 不能看完一个30分钟的电视节目,然后告诉别人它讲了什么
  • 不能阅读一篇短小的新闻
  • 不能独立写作一封短信
  • 不能很好地算钱
  • 不能记住一条信息并准确地传递
  • 经常忘记关掉东西,例如火炉、灶具或水龙头
  • 经常忘记常见的朋友和家人的名字
  • 经常在做的过程中忘记要做什么
 
图表展示了不同思维能力的人口分布。

图表展示了不同思维能力的人口分布,完全思维能力T12略去不显示。

重要说明
这一思维能力水平和人口普及数据直接引自1996/97残障后续调查(Grundy等,1999年),这一调查是由英国政府组织,以制订残障人士福利资助计划。在调查当年英国成年人口数量是4560万人。更多信息请参阅“用户能力框架”部分。

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人口统计:需求和排除性

无要求:用户无需具备完成下所列任务的能力

低要求:用户需具有能完成下列4项任务的能力

中等要求:用户需具有能完成下列7项任务的能力

高要求:用户需具有能完成下列11项任务的能力

  • 对话时不会忘了在说什么
  • 思路清晰不混乱
  • 能毫不犹豫地答出今天是几号
  • 能看完一个30分钟的电视节目,然后告诉别人它讲了什么
  • 能阅读一篇短小的新闻
  • 能独立写作一封短信
  • 能很好地算钱
  • 能记住一条信息并准确地传递
  • 记得关掉东西,例如火炉、灶具或水龙头
  • 记得常见的朋友和家人的名字
  • 在做的过程中不会忘记在做什么
 
图表展示了超过5%的英国成年人口被高思维要求排除在外。

图表展示了不同思维能力要求下被排除在外的人口百分比。

重要说明
这一图表是针对一件产品或服务能被使用的思维能力水平。对于每项特定的水平要求,1996/97残障后续调查统计的数据能用来算出排除在外的人口数量。在调查当年英国成年人口数量是4560万人。更多信息请参阅“用户能力框架”部分。

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