Användarvänlighet i "15 steps Anatomy Review"

Transkript

1 Användarvänlighet i "15 steps Anatomy Review" Utvärdering av användarnas förståelse av gränssnittet till endoskopisimulatorn Procedicus Camilla Johansson Maria Torvant Kollegium SSKKII Göteborgs universitet 2002

2 1 INLEDNING 3 2 SYFTE 4 3 FRÅGESTÄLLNING 4 4 AVGRÄNSNING 4 5 KOGNITIONSPSYKOLOGI MINNESSYSTEMET SENSORISKT MINNE KORTTIDSMINNET LÅNGTIDSMINNET INFORMATIONSPROCESSEN INKODNING PERCEPTION UPPMÄRKSAMHET ARBETSMINNET NIVÅBEARBETNINGSHYPOTESEN KUNSKAPSREPRESENTATION FRAMTAGNING FÖRSTÅELSE HANDLINGAR 19 6 KOGNITION OCH MÄNNISKA- DATORINTERAKTION (MDI) HANDLINGAR GRAFISK PRESENTATION 22 7 METOD EVALUERINGSMETOD TESTPERSONER SYSTEMET VI UTVÄRDERAT ÖVNINGEN PROCEDUR 29 8 RESULTAT OCH DISKUSSION 30 9 GENERELL DISKUSSION FAKTORER SOM KAN HA PÅVERKAT TESTRESULTATET SAMMANFATTNING AV RESULTAT OCH DISKUSSION INKODNING KUNSKAPSREPRESENTATION OCH FRAMTAGNING HANDLING SKAPAD FÖRSTÅELSE SLUTSATS TILLKÄNNAGIVANDE LITTERATURFÖRTECKNING 47 2

3 Abstrakt Uppsatsen bygger på en utvärdering av användarvänligheten hos gränssnittet till en simulator för titthålskirurgi. Syftet med utvärderingen har varit att undersöka om gränssnittet stödjer användarens kognitiva processer vid interaktionen. Fyra läkarkandidater deltog i det användartest som ligger till grund för utvärderingen. I användartestet uppmanades läkarkandidaterna uttrycka sina tankar verbalt under det att de genomförde en övning i simulatorn. Analysen av testresultatet har varit inriktad på användarnas förståelse för övningen i simulatorn. Resultatet visar att testpersonerna under testet inte lyckas skapa en korrekt handlingsplan för momenten i simuleringsövningen. De har inte formulerat exakta mål för vad som ska uppnås i simuleringsövningen och därmed inte heller vilka handlingar som genomför den. Gränssnittet ger inte tillräckligt stöd för de kognitiva processer som krävs för att fullständig förståelse ska skapas. 1 Inledning Datoriserade system tillhör idag den omvärld som vi interagerar med. De har snabbt blivit ett verktyg med vilket vi dagligen når olika typer av mål. Vid användandet av datoriserade system interagerar vi med systemets kontaktyta, även kallat gränssnitt. Kvalitén på resultatet av användandet av datoriserade system är oftast summan av två faktorer; funktionalitet och användbarhet. Ofta förekommer brister vad det gäller användbarheten då koncentrationen vid systemutveckling läggs på funktionaliteten. Effektiv funktionalitet förutsätter dock användbarhet. Användbarheten kan sammanfattas i följande faktorer; anpassning, användarvänlighet, användaracceptans och användarkompetens. (Allwood, 1998) Målet med en designprocess för konstruktion av gränssnitt bör vara hög användbarhet fokuserad på användarvänlighet. Användarvänlighet innebär bland annat att systemet ger stöd för användarens mentala processer på så sätt att den kognitiva belastningen minimeras. Inom ämnet människadatorinteraktion (MDI) behandlas kunskapen kring användarens förmåga att interagera med ett datoriserat system. En viktig aspekt på MDI är kunskapen om människan som en informationsprocessande individ, samt de underliggande kognitiva processer som används. Den här uppsatsen bygger på en utvärdering av användarvänligheten hos gränssnittet till en simulator som utnyttjar avancerad teknologi för att träna läkare i titthålskirurgi, endoskopi. Inledningsvis presenteras i uppsatsen en övergipande sammanfattning av forskning inom kognitionspsykologi, i vilken vi har fokuserat på aspekter relevanta för den aktuella utvärderingen. Vidare diskuteras viktiga aspekter av kognitionspsykologi på MDI i allmänhet. Därpå presenteras resultatet av det användartest som legat till grund för utvärderingen av användarnas förståelse. Användartestet har utförts på övningen 15 steps Anatomy Review. Valet av övning avgjordes av att den aktuella övningen nyss implementerats i 3

4 simulatorn och att övriga modulers gränssnitt kommer att designas enligt samma struktur. Slutligen kopplas resultatet samman med antaganden om kognitiva processer. I vår diskussion och slutsats har vi fokuserat på förståelsen vid interaktionen med gränssnittet. 2 Syfte Uppsatsen bygger på en utvärdering av användarvänligheten hos gränssnittet till övningen 15 steps Anatomy Review i simulatorn Procedicus. Syftet med utvärderingen har varit att undersöka om gränssnittet stödjer användarens kognitiva processer vid interaktionen. Analysen av användarvänligheten har varit inriktad på användarnas förståelse av övningen. 3 Frågeställning Ger det grafiska gränssnittet stöd för användarens kognitiva processer på ett sådant sätt att förståelse skapas för hur simuleringsövningen utförs? Följdfrågor Förstår användarna vilka mål som ska uppnås i de olika momenten i simuleringsövningen? Förstår användarna vilka handlingar som krävs för att nå målen? 4 Avgränsning I användartestet har fokus legat på interaktion som sker med skärm, mus och fotpedal. Vi har därför inte analyserat det motoriska gränssnittet i form av kamera och instrument då de inte är direkt kopplade till förståelsen av övningen. Inte heller tangentbordet analyseras då det inte används vid interaktionen. Då alla femton övningssteg följer samma struktur, valde vi att låta testpersonerna genomföra endast de två första övningsstegen. Det hade dessutom varit alltför tidskrävande att genomföra fler övningssteg. 5 Kognitionspsykologi I följande avsnitt presenteras en övergripande sammanfattning av forskning inom kognitionspsykologi. Presentationen har främst koncentrerats kring de aspekter 4

5 som är intressanta för det aktuella användartestet och som ligger till grund för de slutsatser som dras ur testresultatet. Kognitionspsykologi ger allmänna kunskaper om människors tänkande. Termen kognition betyder intellektuella processer, vilket inkluderar exempelvis planering, problemlösning och beslutstagande. Kognitionspsykologi karaktäriseras av dess fokusering på människan som en informationsprocessande individ, samt dess modeller som beskriver bearbetningen av information. Informationen vi processar är alla stimuli vi tar emot med våra sinnen och sedan bearbetar genom hela processen, från mottagning till handling. Människans hjärna kan liknas vid en dator såtillvida att den är en aktiv informationsbehandlare. Datoranalogin brukar därför användas för att beskriva hjärnan, dess aktivitet samt dess olika typer. Människan är en målstyrd varelse med ett beteende som styrs av vår verklighetsuppfattning. Vår kunskap och förståelse av världen kommer ur hur vi uppfattar den och vad vi gör med den information vi tar in genom våra sinnen (Allwood, 1998). Vi uppfattar och förstår världen med hjälp av de begrepp och kategorier som finns lagrade i vårt minne. Begreppen och kategorierna utgör våra föreställningar om oss själva och omvärlden. Föreställningar förs samman, förändras och lagras i den ständigt pågående process som vår interaktion med omvärlden framkallar. 5.1 Minnessystemet Vårt mänskliga tänkande är mer eller mindre medvetna processer med det innehåll som finns i vårt minne (Allwood, 1998). Begreppet minne brukar användas för att på ett mer konkret sätt beskriva det system som processar informationen samt även dess innehåll. Att beskriva minnessystemet görs bäst genom att, vid sidan om datoranalogin, använda sig av rumsliga och spatiala analogier. Forskningen brukar dela upp minnet i tre olika typer; sensoriskt minne (SM), korttidsminne (KTM) och långtidsminne (LTM) (Ashcraft, 1994). Det sensoriska minnet består av separata minnen för de olika sinnesmodaliteterna såsom syn, hörsel och känsel etc. Korttidsminnet är en höggradigt aktiverad del av långtidsminnet, som i sin tur är systemets förvaringsplats där information lagras. Interaktion mellan KTM och LTM pågår ständigt. För att konkretisera den abstrakta informationsprocessen tog Atkinson-Shiffrin 1971 (Ashcraft,1994) fram en kärnmodell över informationsflödet genom minnessystemet. Kortfattat kan modellen beskrivas enligt följande; ett stimuli tas emot av det sensoriska minnet. Om vår uppmärksamhet rikas mot stimulit,som ännu är otolkad information, börjar korttidsminnet bearbeta informationen vilken då övergår till att bli tolkad, meningsfull information. Det sker genom att vi hämtar redan existerande information ur långtidsminnet och med hjälp av den 5

6 drar slutsatser om den aktuella informationen. I vissa fall går den nya informationen vidare in i långtidsminnet och läggs till där och slutligen resulterar processen eventuellt i en handling eller ett beslut Sensoriskt minne Enligt antaganden inom kognitionspsykologin finns det ett sensoriskt minne för varje sinnesorgan. Det sensoriska minnet (SM) kallas även sensoriskt register alternativt buffer (Ashcraft, 1994). Den största delen av forskningen som gjorts om det sensoriska minnet har koncentrerats på hörseln och synen. Det sensoriska minnet för hörseln kallas ekoiskt minne medan synens sensoriska minne kallas ikoniskt minne (Neisser, 1976 enligt Aschcraft, 1994). Enligt tester som gjorts kan man anta att vi automatiskt tar in all auditiv och visuell information, som är tillräckligt tydlig, in i våra sinnen. Där dröjer den kvar en ytterst kort tid för att genast bytas ut av ny information. Förmågan att hålla kvar information är mycket begränsad. Man räknar med att lagringstiden för information i det ekoiska minnet är mellan två och tre sekunder. För det ikoniska minnet är lagringstiden endast en fjärdedels till en halv sekund. Informationen i det sensoriska minnet är ännu inte tolkad och om inte informationen varseblivs under den korta lagringstiden och kodas vidare in i korttidsminnet så försvinner den Korttidsminnet Det finns flera hypoteser om minnet, av vilka flertalet har utgått från Atkinson- Shiffrin-modellen från Speciellt korttidsminnets karaktär har varit och är föremål för spekulation. Exempelvis föredrar Baddeley (1990, enligt Magne, 1995) termen arbetsminne framför korttidsminne för att betona den mentala aktivitet som ständigt pågår där. Baddeley & Mitch (1993, enligt Magne) menar att arbetsminnet är ett aktivt system bestående av flera komponenter. Shiffrin (1993, enligt Magne) hävdar att korttidsminnet är kognition i allmänhet. Enligt Ashcraft (1994) konnoterar termen korttidsminne en slags temporär behållare för inkommande information och dess förvaring. Termen arbetsminne betonar den mentala aktivitet som ständigt pågår, antingen med den inkommande informationen eller med den inhämtade informationen från LTM. För enkelhetens skull använder vi tillsvidare begreppet KTM som en beteckning för båda termerna. KTM är en höggradigt aktiverad del av minnessystemet med begränsad kapacitet där information bearbetas och förvaras temporärt (Ashcraft). Det råder delad mening huruvida KTM är detsamma som medvetandet men troligt är dock att en stor del av aktiviteten som sker här upplevs medvetet. Att information har en hög 6

7 grad av aktivering i KTM innebär att den kan kodas in i LTM så att den senare kan plockas fram. Vidare menar Ashcraft att information verkar kunna representeras i KTM i alla format som vi uppfattar genom våra sinnen som exempelvis auditivt, visuellt, kinetiskt eller i format som används i det mentala systemet som exempelvis semantiskt format. De huvudsakliga representationsformerna i korttidsminnet brukar dock anges som verbal, semantisk och visuell. KTM kännetecknas av en begränsad kapacitet. En betydelsefull begränsning är det faktum att vi inte är kapabla att hålla fler än sju, plus minus två, enheter aktiverade samtidigt. En enhet kan vara en bokstav precis som ett ord eller en hel händelse kan vara en enhet. En enhet integreras som en effekt av individens erfarenhet. Informationsenheter som upplevs upprepade gånger samtidigt och kanske även i spatial närhet tenderar att efterhand integreras till en större enhet. Även enheter som liknar varandra och förekommer i grupp upplevs ofta som en enhet (se Perceptuell organisation). För att öka kapaciteten kan man medvetet omkoda information genom att integrera enheter till större enheter. (Inom kognitionspsykologin brukar integrering av enheter kallas för chunkning efter engelskans chunks). Ju mer integrerad en enhet är, desto mindre är risken att vi glömmer en del av den om vi kommer ihåg resten (Ashcraft). En annan begränsning är den höga graden av glömska som uppträder i KTM och som är en effekt av vår begränsade förmåga att hålla reda på mer än maximalt nio enheter. Parkin (2000) talar om två anledningar till att man glömmer information i KTM. Den ena är att nya enheter aktiveras vilket gör att tidigare information minskar i aktivering. Informationen trängs undan av den nya. Den andra anledningen är att enheter vars aktivering inte förnyas självmant sjunker i aktivet och glöms bort. Företeelsen brukar kallas bortblekning, minnet försvinner efter en kort tid i KTM om den inte upprepas eller bearbetas. En informationsenhet som kontinuerligt förnyas genom sensorisk uppmärksamhet av det aktuella objektet som är representerat av den aktiverade enheten bleknar dock inte så länge man uppmärksammar den. Även utan sensorisk information kan man hålla representationen aktiverad genom att upprepa informationen för sig själv. Medvetandet är då upptaget så att ingen ny inmatning kan ske och därför sker då heller inte någon undanträngning av informationen. Aktiv repetition kräver dock en större kognitiv ansträngning än att sensoriskt uppmärksamma det aktuella objektet. Korttidsminnet kan, som tidigare nämnts, även benämnas arbetsminnet. Här bearbetas den information som för tillfället är höggradigt aktiverat i minnessystemet (Ashcraft, 1998). Den information som har högst grad av aktivering upplever vi i medvetandet, vi tänker på den. Arbetsminnet är en viktig komponent i informationsprocessen. Baddeleys modell över arbetsminnet beskriver den mentala aktivitet som pågår i KTM (1990 enligt Ashcraft, 1994). Enligt den allmänna modellen över människans minnessystem består KTM av två 7

8 olika system; en så kallad fonologisk loop och en visuell-spatial arbetsyta, vars aktivitet organiseras av en kontrollenhet. Baddeleys modell över arbetsminnet är utformad enligt dessa antaganden. Den centrala kontrollenheten som styr, planerar och kontrollerar aktiviteten i arbetsminnet kallar Baddeley central executive. Vid sidan om den centrala enheten finns, även i Baddeleys modell, den fonologiska loopen som tar emot språkrelaterad, auditiv information och den visuell-spatiala arbetsytan som tar emot visuell information. Central executive har fyra funktioner. Den ska samordna processerna i de båda slavsystemen fonologiska loopen och visuell-spatiala ytan. Vidare ska den kontrollera, modifiera och ibland avbryta vanemässiga eller automatiska beteenden. Den ska även kontrollera uppmärksamheten genom att rikta den mot vissa inkommande strömmar av information och förkasta andra. Den fjärde funktionen handlar om att välja och manipulera information i LTM Långtidsminnet Den del av minnessystemet som kallas långtidsminnet ansvarar för förvaringen av all den kunskap vi besitter. Alla våra föreställningar om världen, våra kunskaper och färdigheter finns här på en relativt permanent basis i form av mentala representationer. Långtidsminnet är dock inte en passiv lagringsplats, utan ett komplext system med information lagrad i olika former som ständigt påverkas och förändras som en effekt av människans interaktion med sin omvärld. Tulving introducerade 1972 (enligt Parkin 2000) teorin om att långtidsminnets innehåll delas in efter dess karaktär. Den indelning han gjorde var mellan episodiska och semantiska minnen kompletterades teorin genom att även innefatta procedurella minnen. De episodiska och semantiska minnena brukar kallas för deklarativ kunskap som innebär att veta att. Den procedurella kunskapen innebär istället att veta hur. 5.2 Informationsprocessen Enligt kognitionspsykologin är människan en informationsprocessande individ. I den tidiga forskningen, fram till 1970-talet, betraktades den mänskliga informationsprocessen som en sekventiell process. Forskarna antog att operationerna sker en efter en i en viss ordning och att de sker oberoende av varandra utan att överlappa. Idag tror forskarna på en reviderad version av Atkinson-Shiffrinmodellen (Ashcraft, 1998) i vilken informationsflödet strömmar fram och tillbaka mellan minnessystemets olika komponenter. En kontrollenhet koordinerar sekvenserna av processer och styr uppmärksamhetsresurserna för att slutföra uppgifter. Alla komponenter i processen interagerar med varandra och det finns ingen rådande ordning i vilken operationerna utförs. 8

9 Informationsflödet genom minnessystemet kan indelas i två olika faser; en inkodningsfas och en framtagningsfas. Vid inkodning lagras informationen mer eller mindre beständigt i minnessystemet och utgör då vår kunskapsrepresentation. Kunskapsrepresentationen är aldrig statisk utan förändras ständigt som en effekt av interaktionen med omvärlden. Vid framtagning används den lagrade kunskapen. Minnets tre olika komponenter är aktiva i de olika faserna. Beroende på vilken typ av informationsprocess det handlar om i varje situation aktiveras de olika faserna olika mycket och i olika steg. Vid interaktion med omvärlden och vid försök att förstå den börjar dock alltid processen med inkodningsfasen. Figur 5.1 Informationsprocessen vid interaktion med omvärlden Inkodning Termen inkodning betyder att ta in information och konvertera den till en användbar mental form (Ashcraft, 1994, s 51, vår övers.). Inkodningen är därför den fas som börjar med mottagandet av stimuli av det sensoriska minnet och slutar antingen i KTM eller med eventuell lagring i LTM (Figur 5.1). Förutsättningen för att den sensoriskt mottagna informationen ska kunna bearbetas i KTM är att individens uppmärksamhet riktas mot den. Annars försvinner den snabbt bland all annan sensorisk information som vi ständigt tar emot. Information som uppmärksammas tolkas och bearbetas i KTM, vilket därefter kan leda till beslut eller handling. Eventuellt resulterar inkodningen i lagring i LTM. 9

10 Det finns olika teorier om vad som styr inkodningen initialt. En del teorier hävdar att stimulit i sig styr hur man uppfattar ett objekt eller situation. Inkodningen brukar då kallas för en bottom-up process. Senare teorier kallar inkodningen för en top-down process och menar att inkodning styrs av den existerande kunskap individen har. Idag tror man på en kombination av de två men att inkodningen ofta styrs av vilka förväntning man har i just den aktuella situationen Perception Perceptionen är en grundläggande process i inkodningsfasen eftersom den svarar för den första tolkningen av den sensoriska informationen. Perceptionen, även kallad varseblivning, omvandlar den samlade informationen som tas upp från våra sinnen; syn, hörsel, känsel och lukt, till upplevelser av objekt, ljud, smaker och lukter. Perceptionen kan påverkas av stimulusegenskaper samt av iakttagarens inställning, stämningsläge, känslor och motivation (Gregory, 1972, enligt Eysenck, 1996). Ett och samma föremål varseblivs därför olika av olika människor, eftersom deras grundinställning, stämningsläge och motivation är olika. Man kan prata om en slags låg-nivå perception i form av fysiska egenskaper såsom storlek, djup, ljushet och färg, samt en hög-nivå perception i form av tolkningar av komplexa varseblivningar såsom objekt, gestalter och illusioner. Visuell och auditiv perception är de perceptionsprocesser som hittills tillägnats mest uppmärksamhet inom kognitionsforskningen. Auditiv perception behandlar ljud medan visuell perception behandlar synintryck. Både visuell och auditiv perception är starkt beroende av kontexten och vilka förväntningar vi har. Perception kan också integrera flera intryck. Att uppmärksamma en händelse innebär att söka efter och inhämta all information om den. De flesta undersökningar som har gjorts har inriktat sig på ett specifikt sinne. I verkligheten stimuleras dock ofta mer än ett sinne i taget. Begreppet schema är något som ständigt återkommer i många olika kognitionspsykologiska teorier och kopplas till olika faser i informationsprocessen. Ulric Neisser (1978) menar att scheman har en avgörande betydelse för perceptuell aktivitet på en högre nivå. Han benämner hög-nivåperceptionen "den perceptuella cykeln". 10

11 Objekt i verkligheten Modifierar Tar stickprov Schema Styr Utforskande Figur 5.2 Den perceptuella cykeln Neisser menar att vårt utforskande av omgivningen styrs av scheman, en topdown process, som utgör planer för perceptuell aktivitet. Ett perceptuellt schema är en kombination av minnesrepresentationer skapat av olika sinnesintryck. Vid perception kopplas information som blir tillgänglig på sensoriska ytor till ett passande schema som tar emot och förändras av denna information. Schemat styr rörelser och utforskande aktiviteter, vilket gör att mer information blir tillgänglig, varigenom schemat modifieras ytterligare (Figur 5.2). Perceptuella scheman utgör planer för att erhålla mer information om objekt och händelser och en av deras viktigaste funktion är att rikta kroppens och ögonens utforskande rörelser. Perceptuell inlärning är en nödvändighet för att vi ska kunna varsebli alltmer förfinade aspekter av tillvaron. Informationsinhämtningen är för barn till en början grov och ineffektiv. Schemat utvecklas dock genom erfarenhet. Det finns många scheman som hänger samman med varandra och generella scheman som representerar vidare varseblivningar. Scheman finns även för rörelsemönster, tidsmönster och rumsmönster. Enligt Neisser bygger även hörseln på i stort sett samma cykliska aktivitet som synen. En annan aspekt vid perception är det sensoriska materialets betydelse. De flesta objekt och händelser är meningsfulla, de erbjuder olika möjlighet till handling, de berättar vad som har hänt eller ska hända. Vi blir ofta medvetna om innebörden utan att lägga märke till materialets fysiska detaljer. Vi är dessutom ofta oförmögna att beskriva detaljerna. När man läser eller lyssnar varseblir man ords och satsers betydelse, poängen i ett resonemang eller den underliggande stämningen i framställningen. Varseblivningens betydelse finns inte i stimulit självt eftersom de bara är mönster i ljus, ljud eller tryck. Betydelsen finns istället i relationen till det perceptuella schemat. Den information som vi får via sinnena är ofta oorganiserad och förvirrande. Från synen får vi information om färger, storlekar och former. Trots denna mängd av oorganiserad information är vår perception välorganiserad. Det visuella systemet organiserar delar till helheter genom att söka efter olika mönster, "gestalter". 11

12 I början på 1900-talet ville ett antal tyska psykologer ta reda på hur oorganiserad information blir organiserad perception. De kallade sig själva "Gestaltists". De formulerade ett antal gestaltlagar varav den mest kända är Pragnanz lag eller lagen om god form. Nedan följer några exempel på Pragnanz lag som har betydelse för exempelvis bildseende (Parkin, 2000). Figur 5.3 Lagen om närhet Enheter som befinner sig nära varandra grupperas till enheter. Man ser i figur 5.3 fem horisontella linjer av prickar snarare än vertikala. Figur 5.4 Lagen om likhet Enheter på lika avstånd grupperas så att de som liknar varandra exempelvis till färg, form och struktur, bildar en enhet. Man ser i figur 5.4 vertikala kolumner snarare än horisontella rader. 12

13 Figur 5.5 Lagen om god fortsättning Lagen om god fortsättning handlar om att se enhetlig riktning. De visuella element som har minst avvikelser från linjer grupperas tillsammans. I figur 5.5 tenderar man att se linje A-C snarare än A-B. Figur 5.6 Lagen om slutenhet Lagen om slutenhet handlar om att sträva efter fulländning. Man fyller i de delar som fattas i figur 5.6 för att göra den fulländad. Gestlagarna visar på många viktiga perceptionslagar och vikten av perceptuell organisation. Lagarna är dock endast beskrivningar och saknar förklaringar till orsaken till organiseringen Uppmärksamhet Uppmärksamheten är grundläggande för inkodning av information eftersom den styr vad som hamnar i KTM och därmed vad som kommer att upplevas. Alla stimuli som träffar våra sinnen uppmärksammas inte. Det antas att endast omkring en miljondel av sinnesorganens samlade intryck representeras i den ögonblickliga upplevda medvetenheten (Trincker, 1966 enligt Magne, 1995). Vi har begränsade resurser för att uppmärksamma flera stimuli samtidigt och måste därför välja vilken information vi ska koncentrera oss på. Vi selekterar medvetet 13

14 och omedvetet vad som uppmärksammas och vad som ska hållas uppmärksammat. Hur urvalet av material som uppmärksammas går till bygger på ett antal olika faktorer. Exempelvis regerar vi omedvetet väldigt snabbt och starkt på rörelse. Ögat dras till det objekt som rör sig och vi vänder vår uppmärksamhet mot föremålet. Svåra uppgifter kräver högre grad av uppmärksamhet än enklare uppgifter. Intressant information för den egna personen uppmärksammas snarare än ointressant. Delad uppmärksamhet innebär att vi, trots våra begränsade resurser, under vissa omständigheter kan dela vår uppmärksamhet mellan två eller flera uppgifter. Faktorer som påverkar huruvida det är möjligt, är svårighetsgrad, uppgiftslikhet och träning (Parkin, 2000). Två uppgifter kan vara svåra att utföra samtidigt om de är krävande, liknar varandra och är dåligt inövade. Det finns även andra faktorer som påverkar, såsom när en kroppsdel ska utföra två oförenliga rörelser eller när en uppgift kan tyckas kräva två oförenliga rörelser. Exempelvis är det svårt att skriva med den ena handen och samtidigt kasta boll med den andra. Det är förmodligen möjligt att utföra uppgifterna samtidigt, dock måste först var en av dem organiseras om. En bidragande orsak till att vi inte kan bemästra två svåra uppgifter samtidigt är att vi sällan får tillfälle att öva på det. Hur hög graden av uppmärksamhet behöver vara styrs av hur medveten en process är. Medvetna processer sker med ett avsiktligt medvetet beslut. Processen är öppen för medvetande och introspektion. Vi är medvetna om att de pågår och vad de består av. Medvetna processer förbrukar uppmärksamhetsresurser och är relativt långsamma men flexibla. Automatiska processer sker utan medvetna beslut, konsumerar få om ens några uppmärksamhetsresurser. De är inte medvetna för introspektion och processen är snabb. För att uppnå automatiska processer behöver vi övning. Norman och Shallice (1989, enligt Parkin, 2000) presenterade en modell för uppmärksamhet som baserade sig på först och främst två grundläggande företeelser; rutinhandlingar och handlingar som kräver mer mentala resurser. Stor del av vårt beteende innefattar rutinhandlingar som kan i det närmaste kan karaktäriseras som automatiska handlingar. Rutinhandlingar använder sig av ett slags tankeschema som är specifikt för olika typer av inlärda handlingar eller tankeoperationer. Den enhet som avgör vilka scheman som passar för respektive handling kallas i modellen "contention scheduling". När vi ställs inför nya situationer, behöver lösa problem eller fatta beslut aktiveras istället enheten "supervisory activating system" (SAS) som bryter rutinmönster genom att rikta uppmärksamhet mot den aktuella uppgiften. SAS kan jämföras med Baddeleys "central executive" för arbetsminnet, då de har liknande kontroll- och styrfunktion. 14

15 Arbetsminnet I de fall information varseblivits och uppmärksammats framgångsrikt, tas den enligt Baddeley (1990, enligt Ashcraft, 1998) emot av "central executive" i arbetsminnet och dirigeras till rätt slavsystem för vidare bearbetning. Huruvida en vidare inkodning till LTM kommer att ske, avgörs av hur belastat arbetsminnet är och av faktorer som bortblekning och bortträngning. Ju mer inkommande information bearbetas, desto starkare blir dess minnesspår. Inkodningen påverkar då i vilken form minnet kommer att representeras och organiseras i LTM samt hur framgångsrik framtagningen kommer att vara. Flera faktorer anses viktiga (gäller huvudsakligen deklarativt material): Tid. Informationen måste vara aktiverad i 5-25 sekunder i KTM för att kunna lagras i LTM. Processdjup. Djupare bearbetning ger ett mer långvarigt och starkare minnesspår. Djupet bestäms av materialets meningsfullhet. Elaborering. Individen relaterar aktivt materialet till och drar slutsatser från kunskap som han eller hon redan har, vilket stärker minnesspåret. Självreferens. Information som har någon referens till individen själv ger bättre minnesbehållning. Särskiljning. Unika och särskiljande drag kan vara lättare att minnas. Organisation. Om materialet struktureras och organiseras i meningsfulla begrepp och kategorier ökar sannolikheten för att man kommer att minnas det igen. Bildföreställningar. Om individen använt sig av bildtänkandet och mentalt skapat relationer mellan materialets olika element kan minnet bli starkare. Integration av objekt i en bild till en bildenhet förbättrar inkodningen. Bartlett (1932 enligt Ashcraft, 1998) använde termen schema (se Kunskapsrepresentation) för existerande kunskap och fann i sin forskning att en individs scheman leder till olika former av omgestaltningar av originalmaterialet som inkodas. I det här skedet i inkodningen aktiveras scheman som är vidare, mer detaljerade kunskapsstrukturer än de scheman som aktiveras vid perceptionen Nivåbearbetningshypotesen En hypotes som beskriver minnet mer som en helhet, som ett minnesspårsystem, istället för tredelat, är nivåbearbetningshypotesen (Craik & Lockhart, 1972 enligt Magne, 1995). Hypotesen ställer sig emot Atkinson- Shiffrin-modellen men är samtidigt en syntes av densamma tillsammans med Gestaltpsykologin samt med bidrag från 1900-talets ickebehavioristiska forskning. Den fokuserar på själva inkodningen av den inkommande informationen in i minnesspårssystemet och många av dess antaganden är gemensamma med de teorier vi redan beskrivit. Den är dock värd att nämnas 15

16 eftersom man här har frångått det traditionella sättet att se på minnet och lägger beskrivningen på ett mer neuropsykologiskt plan. Enligt hypotesen är minnet ett enda minnesspårsystem med flera olika bearbetningsnivåer på djupet (Magne, 1995). Ju mer inkommande information bearbetas, desto mer integreras dess minnesspår på varje nivådjup och blir därmed också allt starkare ju mer det integreras. Ett minnesspår kan förklaras som en förändring i neurala vävnader. Informationen kodas till sammanhängande meningsfulla informationsstrukturer som läggs till den redan skapade konstruktionen av informationsenheter, scheman. Minnet är en således en dynamisk mekanism som inte bara lagrar information utan även rekonstruerar. Informationen som stannar i minnet är egentligen inte den exponerade informationen, utan den individuella omgestaltningen som formats av personens attityder, tankeförutsättningar och tidigare erfarenheter (Magne, 1995). Enligt nivåbearbetningshypotesen måste information bearbetas djupt i systemet för att ett minnesspår ska uppstå. En individuell strävan, ett individuellt behov att göra informationen meningsfull och en vilja att behålla den i minnet krävs. Tidsfaktorn är också viktig. Om den mentala bearbetningen endast sker under en kort tid, reduceras engagemanget så att minnesspårbildningen avbryts innan ett spår färdigbildats. Medvetenhet garanterar inte att ett minnesspår bildas. Inte heller en i tiden utsträckt perception resulterar i ett minnesspår, även om exponeringstiden under vissa förhållanden kan vara en viktig faktor. Repetition av handlingar (verbala upprepningar eller motoriska rörelser) anses heller inte vara tillräckligt för att minnesspåret ska hinna färdigbildas. Man tror därför att minnesspårets bildande ofta har med behovstillfredsställelse och motivation att göra (Magne, 1995) Kunskapsrepresentation Det är i LTM som all vår kunskap finns representerad i olika former av minnen. Som redan nämnt brukar man dela in minnet i två huvudgrupper; deklarativt och procedurellt minne. Deklarativa kunskaper är mentala representationer av verkligheten. Termen deklarativ används med betydelsen att man i medvetandet kan ta fram och rapportera, deklarera, innehållet i minnet. Det deklarativa minnet är explicit och innefattar specifika händelser och upplevelser i det förflutna som vi kommer ihåg när, var och hur de hände. De kallas episodiska minnen. Till det deklarativa minnet hör även semantiska, faktaorienterande minnen. Innehållet i det explicita, deklarativa minnet är de minnesspår som vi kan plocka fram, minnas och även glömma. Det procedurella minnet utgörs av färdigheter såsom motoriska och mentala färdigheter som inte kan plockas fram och minnas, utan är implicita och används utan att vi medvetet tänker på dem (Parkin, 2000). Semantisk kunskap blir mer utvecklad ju mer liknande erfarenheter vi gör av objekt eller händelser (Allwood). Det gäller ofta vardagliga begrepp som är kunskap som nått det semantiska minnet genom generaliseringar över innehåll i 16

17 det episodiska minnet. Innehåll som når det semantiska minnet genom att ha förmedlats under undervisningsförhållanden, via en föreläsning eller genom facklitteratur skapar oftast inte samma förståelse eftersom man då saknar den sensoriska, konkreta referensen till innehållet. En individ kan ha svårt att identifiera en situation eller ett objekt som han eller hon inte själv sensoriskt uppmärksammat och kodat in i minnet. Kopplingen mellan hur objektet visar sig konkret i verkligheten (episodiskt) och objektets semantiska representation är då inte tillräckligt stark. Forskarna är inte helt ense om hur kunskapen i LTM är organiserad, men enligt en allmän teori lagras de deklarativa kunskaperna som mentala representationer i ett associativt nätverk där varje nod innehåller en kunskapsenhet (Allwood). Noderna är sammankopplade med så kallade associativa länkar, vilka kan liknas vid nivåbearbetningshypotesens minnesspår. De associativa näten är unika för alla människor och beror på alla våra tidigare erfarenheter som lagrats i LTM. Enligt grundläggande antaganden inom kognitionspsykologi lagras representation av kunskap i scheman. Vi har tidigare beskrivit schemans betydelse för perceptionen. Vi har även beskrivit schemans betydelse vid skapandet av minnesspår. De scheman som vi där refererar till antas vara mer storskaliga representationsstrukturer innehållande semantisk och episodisk kunskap invävda i varandra (Ashcraft, 1994). Strukturerna, som representerar hela episoder eller situationer, kallas script eller scheman. Termen script är en nyare benämning på begreppet scheman som ursprungligen härhörs från Bartletts forskning under 1930-talet. Ashcraft (1994) föredrar termen script framför schema då script har en tydligare konnotation. Script antas vara relativt generella, dock mer detaljerade än exempelvis semantiska begrepp och propositioner. Ett script fungerar som en mall för oss, vilken hjälper oss att veta vad som kommer att hända i en viss situation. Ett exempel kan vara hur ett restaurangbesök går till. Man går in i restaurangen, sätter sig vid bordet, får en meny, beställer etc. Vi vet vad som kommer att hända och i vilken ordning, vilka karaktärer vi kommer att möta samt vad som förväntas av oss själva. Script skapar därför vissa förväntningar när vi ställs inför situationer som vi har mentala representationer av och om de förväntningar infrias så upplever vi att vi känner oss säkra i situationen, vi förstår vad som händer Framtagning Som tidigare nämnts antas vår kunskap vara lagrad i ett associativt nätverk med kunskap i sammanlänkade noder. Att ta fram kunskap ur minnet innebär att kunskapsnoden blir aktiverad i KTM och därmed upplevs medvetet, vi tänker på den. Aktivering av innehållet i en nod sker när aktivering sprids genom nätverket från nod till nod. Varseblivning av information i världen kan även aktivera innehållsnoder. Noderna, de deklarativa kunskapsenheterna, antas ha olika aktiveringsnivåer. De högsta innebär att de kan upplevas i KTM. 17

18 Minnen aktiveras ofta genom förväntningar skapade av den kontext en individ befinner sig i, vilket härleds från minnets kontextberoende natur. För att minne i form av färdigheter eller deklarativa kunskap ska bli aktiverat och därmed åtkomligt bör det finnas effektiva minnesledtrådar i framtagningssituationen. En minnesledtråd är en representation av minnet som enligt encoding specificity - principen skapas vid inkodningstillfället och som innefattar både minnesmaterialet och kontexten vid det tillfället (Tulving och Thompson, 1973 enligt Parkin, 2000). Kontexten kan vara både den integrerade kontexten såsom särdrag av materialet samt den icke-integrerade kontexten bestående av yttre faktorer såsom tid, rum, dofter och bakgrundsljud. Återgivning av ett minne påverkas därför starkt av huruvida kontexten; den omgivande miljön, sinnesstämning, typ av mål som vill uppnås och sättet materialet presenterades på vid inkodningstillfället, liknar kontexten vid framtagningssituationen. Om de avviker från varandra blir framtagningen svårare. Dessutom kan problem uppstå när en minnesledtråd aktiverar en närliggande nod eftersom dess representation liknar den eftersökta. Minnesframtagning genom återgivning kan ske genom associativ framtagning, vilket är en automatisk påminnelseprocess. Antingen finns det minnesledtrådar i omgivningen eller så tänker man spontant på något som gör att vissa minnen aktiveras automatiskt. Återgivning kan även ske genom en långsammare strategisk sökning i minnet. Återgivning kan genereras direkt genom en minnesledtråd som ger direktåtkomst till den sökta informationen eller indirekt, genom en problemlösande fas innehållande slutledningar och genereringar av nya ledtrådar som till slut ger åtkomst till den sökta informationen. Framtagning genom igenkänning är inte lika starkt kontextberoende. Det handlar då om att känna igen ett minnesmaterial bland andra, vilket inte kräver en lika hög grad av kognitiv aktivitet i KTM. Varseblivningen av det eftersökta materialet aktiverar rätt nod eftersom materialet i sig är minnesledtråden. 5.3 Förståelse Som nämndes i inledningen är människan är en varelse vars beteende styrs av sin verklighetsuppfattning. Vi uppfattar och förstår världen med hjälp av de begrepp och kategorier som finns lagrade i vårt minne. Begreppen och kategorierna, vår deklarativa kunskap, utgör våra föreställningar om oss själva och omvärlden. Dessa föreställningar kallas ofta för mentala modeller och är grunden för vårt tänkande. Vi konstruerar dem dynamiskt i alla situationer där vi behöver använda oss av den kunskap vi besitter. De mentala modellerna karaktäriseras av att de är unika för varje individ eftersom varje individ besitter unik erfarenhet. De är även instabila och förändras i takt med att vi lär oss ny kunskap som utvecklar eller modifierar våra föreställningar om världen. För att kunna beskriva de mentala modellerna används konceptuella modeller. Till skillnad från mentala modeller som är grunden för vårt tänkande så är 18

19 konceptuella modeller resultatet av vårt tänkande. Analogier är konceptuella modeller som kan liknas vid beskrivningar av vårt tänkande. Analogier är ett effektivt kognitivt verktyg som bidrar till att minska den kognitiva belastningen när vi löser problem och når våra mål. De används spontant av de flesta vuxna i många vardagliga situationer. Sternberg menar att reasoning by analogy is pervasive in everyday experience. We reason analogically whenever we make a decision about something new in our experience by drawing a parallel to something old. (1977, enligt Berger et al., 1987 s 353) Teorin om analogier antar att ny information tas emot effektivt tack vare sin parallella relation till redan existerande kunskap (Gentner, 1983 enligt Berger et al., 1987). Förklaringen är att minnet är kontextberoende till sin natur, vilket innebär att aktivering av associativa länkar tenderar att sprida sig till kunskap i långtidsminnet som påminner om den nya informationen. En domäns betydelse överförs till en ännu okänd domän och skapar på så sätt en förståelse för den nya domänen. Analogier är mycket mer än jämförelser, de spelar en generativ roll i formandet av nya mentala script i vilka relationerna mellan objekt i basdomänen bibehålls i måldomänen (Gentner). En typ av analogi är metaforer som utnyttjar likheten hos en företeelse för att förklara någonting annat (Allen, 1997). En bra analogi kan skapa förståelse och igenkänning på olika sätt. Den fungerar som en bra organisator genom att bidra med en strukturell mall för att tolka ny information (Mayer, 1979, Mayer & Bromage, 1980 enligt Berger et al., 1987). Det är en välkänd inlärningsprincip att igenkänning är beroende av organisationen av informationen som ska läras in (Mandler, 1967, enligt Berger et al.). Analogier förmedlar logiska relationer mellan kunskapsenheter och kan på så sätt organisera fakta på ett meningsfullt sätt. Kintsch och Greeno (1985, enligt Berger et al.) menar att förmågan att förstå och lösa problem beror på hur den interna representationen är organiserad. Genom att analogier formar nya script som fungerar som strukturella mallar, hjälper de till att skapa förståelse för ny information och förenklar därmed problemlösning samt framtagning av handlingsplaner. 5.4 Handlingar Människan utför konstant olika handlingar i syftet att nå de mål vi formulerar. För att nå ett mål behöver vi först klart definiera målet. När målet är definierat kan vi formulera en handlingsplan med hjälp av analogiskt tänkande. Det analogiska tänkandet kan delas in i tre faser (Dahlstrand, 2000). Kontexten skapar associationer till liknande kunskaper i LTM och därmed identifieras en lämplig kunskapsdomän. Ifrån kunskapsdomänen abstraheras sedan en allmän handlingsstrategi som till sist tillämpas när man formulerar handlingsplanen för att nå de aktuella målet. Vi genomför sedan handlingarna som abstraherats ur analogin som utnyttjats. För att kontrollera att mål uppnåtts framgångsrikt avläses 19

20 och tolkas resultatet vilket sedan utvärderas genom jämförelse med det definierade målet. Dåligt definierade mål kan bidra till användning av fel analogi och därmed fel strategi för att nå målet. Våra handlingar blir då felaktiga. 6 Kognition och människa- datorinteraktion (MDI) Vid användandet av datoriserade system interagerar vi med systemets kontaktyta, även kallat gränssnitt. Ett vanligt begrepp i sammanhanget är användbarhet, vilket innefattar interaktion mellan användaren, uppgiften och gränssnittet. En aspekt av användbarhet är användarvänlighet, som bland annat innebär att systemet ger stöd för användarens mentala processer. Det är därför viktigt att ha god kunskap om människans kognitiva förmågor och hur information behandlas för att kunna konstruera kontaktytor med god användbarhet. 6.1 Handlingar En grundläggande förutsättning för att ett system ska bli användarvänligt är att användaren förstår vilka handlingar som kan utföras. Donald Norman har utvecklat en sjustegsmodell för handlingar vid människa-datorinteraktion (Norman, 1988). Enligt modellen innefattar ett handlingsmönster sju steg, varav ett steg innefattar själva målet med handlingen, tre utförandet av handlingen och tre utvärderingen av handlingen. 1. Tillståndet mål 2. Avsikt formas för att nå målet 3. Handlingsplan formas 4. Handlingsplan utförs 5. Observation av resultatet 6. Tolkning av resultatet 7. Utvärdering Handlingsmönstret startar med att vi formulerar ett mål. I nästa steg inleds utföringsfasen med att vi formar en avsikt att uppnå målet. En handlingsplan för att nå det formulerade målet skapas. Handlingsplanen utförs och därefter kommer utvärderingsfasen. Vi observerar resultatet av handlingen och tolkar det utifrån våra förväntningar. Till sist utvärderar vi det tolkade resultatet för att bestämma om målet är uppnått. Norman har även formulerat fyra viktiga grundbegrepp för systemdesign, vilka stödjer de olika stegen i ett handlingsmönster och därmed minskar den kognitiva belastningen. 20

21 Mappning menar Norman är de relationerna som existerar mellan handlingar och resultat, gränssnittets komponenter och dess funktioner samt systemets status och hur det synliggörs. Mappning bör vara naturlig genom att exempelvis följa perceptionens organisationslagar (se avsnitt om gestaltlagarna) och kulturella standarder. Återkoppling vid handling bör vara tydlig och relevant. Användaren ska se och förstå vad som händer och därmed inneha kontroll över situationen. Den ska (oftast) vara omedelbar och konsistent. Synlighet hjälper användaren att förstå vilka handlingsalternativ som är aktuella. Användaren ska se även se vilket tillstånd systemet befinner sig i. Viktig information ska vara väl synlig. Även brist på synlighet kan vara behjälpligt vad det gäller funktioner som användaren inte använder ofta. Gränssnittet ska förmedla en riktig konceptuell modell till användaren så att en korrekt mental modell kan skapas. En riktig konceptuell modell innebär att presentationen av handlingar och resultat samt den övergripande bilden av systemet är konsistent. Den konceptuella modell designern har över produkten ska vara densamma som systemet genom sitt gränssnitt förmedlar till användaren. Ju riktigare mental modell en individ har, desto lättare har hon eller han att interagera framgångsrikt med systemet och att definiera rätt mål med uppgiften. Vagt definierat mål bidrar till användning av fel analogi och därmed fel strategi för att nå målet. Eftersom rätt handling är en förutsättning för hög användbarhet bör designen av ett gränssnitt göra det lätt för användaren att uppfatta vilka handlingar som är möjliga att utföra. Två begrepp som är viktiga att grunda designen på är: Affordance som innebär att leda användaren rätt, att erbjuda rätt handling, genom att designa därefter. Exempelvis inbjuder en ratt till att vrida på, en upphöjd knapp att trycka på etc. När det gäller grafiska gränssnitt handlar affordance mer om att exempelvis använda metaforer som associerar och inbjuder till rätt handling. Begränsningar används för att minska belastningen på arbetsminnet. Antal handlingsmöjligheter reduceras genom att semantiska, kulturella eller logiska begränsningar används. Semantiska begränsningar innebär att viss kunskap om situationen eller miljön behövs för att förstå vilken eller vilka handlingar som är möjliga. Kulturella begränsningar innefattar semantisk förståelse och baseras på konventioner om exempelvis färger, ikoner, situationer och språk. Logiska begränsningar innebär att det finns ett logiskt förhållande mellan vissa komponenter och funktioner, vilket därmed ringar in handlingsmönstret. Detta är sammankopplat med mappning. En logisk begränsning kan dessutom vara så 21

22 enkel att de möjliga alternativen presenteras för användaren som då kan använda uteslutningsmetoden i sitt val av handling. Det går inte att bortse från att analogiskt tänkande äger rum i samband med människa-datorinteraktion. Vid konstruktion av datoriserade system är det därför viktigt att försöka förstå i vilka situationer man kan förvänta sig analogiskt tänkande och vilken eller vilka ursprungsdomäner som kan komma att utnyttjas. Syftet är att konstruera systemet så att användaren associerar till rätt ursprungsdomän och därmed rätt handlingsstrategi. När samma mål uppnås på samma sätt i den aktuella domänen som i ursprungsdomänen uppstår positiva effekter i form av underlättad inlärning och minskad risk för att användaren gör fel. Om fel analogi används kan användaren hamna fel i systemet. Negativa effekter uppstår när brist på likformighet råder mellan två olika implementeringar eller moduler av samma system. Olikheter i hur en och samma aktivitet utförs i olika delar i ett och samma system eller modul och när en färg har olika innebörd i olika delar av systemet resulterar även att analogin inte fungerar (Allwood, 1998). 6.2 Grafisk presentation Det finns ytterligare konkreta metoder att med hjälp av den grafiska presentationen förenkla valet av handling och minska den kognitiva belastningen. Med grafisk presentation menar vi layout, text, bilder, färg och symboler. Liknande funktioner bör grupperas genom att lämna tomt utrymme runt om. Grupperingen hjälper till att integrera en del av dataskärmen till en större minnesenhet vilket förenklar inkodning. Om större enheter skapas vid inkodningen kan mer information hållas aktiv i KTM eftersom individen då inte behöver använda sin begränsade kapacitet till att förstå resten av informationen på skärmbilden och har då lättare att relatera de olika delarna till varandra. Dessutom bör de placeras enhetligt på lämpligt ställe i gränssnittet. Funktionerna kan eventuellt placeras som de kommer att användas, exempelvis uppifrån och ned. För att lättare kunna skilja mellan olika knappar och dess bakomliggande funktioner bör man även tänka på att differentiera dessa på lämpligt sätt. Gruppering och differentiering stödjer perceptionens förmåga att organisera objekt till enheter enligt gestaltlagarna. Eftersom vi har lätt att urskilja mönster på ett effektivt sätt så kan man utnyttja färg, gruppering, differentiering, tomma utrymmen och därmed skapa gränssnitt som förmedlar information genom att följa eller bryta mönster. Färger har en stor påverkan på upplevelsen av en grafisk display. Färg kan användas för att gruppera funktioner som är relaterade till varandra. Genom att använda olika färger kan man även särskilja funktioner. Konsistens i färgkodningen är viktigt för att bibehålla den konceptuella modellen. 22

23 En datorskärm är inte ett idealiskt medium att läsa på. Mängden av text bör därför begränsas. Textrader bör hållas korta, helst inte mer än ord per rad (Siegel, 1997). Längre rader göra att ögat har svårare att gå tillbaka till vänstermarginalen och fånga upp nästa rad. Vårt arbetsminne klarar endast av att hålla reda på och behandla ett begränsat antal enheter samtidigt (7± 2 enheter). Därför bör antalet element på varje skärmbild begränsas. I det här avseendet är integrering av element till större enheter en metod för att få plats med mer information per skärmbild. Arbetsminnet begränsas även av att ny information tränger bort tidigare information. Ett exempel är när en ny skärmbild stör den information man tidigare tagit in från den föregående skärmbilden. Den begränsade förmågan att hålla information aktiv i minnet gör att informationen bör finnas tillgänglig på skärmen för igenkänning. Man kan säga att igenkänning inte kräver att vi har kunskapen åtkomlig i minnet, kunskapen finns istället åtkomlig i världen. Rörelse drar till sig användarens uppmärksamhet och lämnar de omgivande elementen ouppmärksammade. Rörelse bör därför endast användas då fokuserad uppmärksamhet på ett visst element är önskad. Resursbegränsning både vad det gäller uppmärksamheten och arbetsminnet gör att man bör undvika att presentera en "svår" uppgift parallellt med en annan uppgift som man vill ska uppmärksammas samtidigt. Den svåra uppgiften kommer ensam att kräva all uppmärksamhet. Någon uppmärksamhet kan därför inte ägnas åt den andra uppgiften. Vid valet av representationsformer bör man reflektera över vilken typ av information som ska förmedlas. Exempelvis fungerar det verbala formatet bra när man eftersträvar exakthet i kommunikation eller för sådant som är svårt att gestalta i en bild eller i en symbol. Metaforer i form av symboler och ikoner bör vara lättförståeliga och alternativa tolkningar och associationer, exempelvis inom andra kulturer, bör beaktas. 7 Metod Förberedelsen inför användartestet som ligger till grund för utvärderingen av simulatorn påbörjades under våren Vi gjorde då det första besöket på simulatorcentrum på Huddinge sjukhus i Stockholm där endoskopisimulatorn finns. Syftet var att bilda oss en uppfattning av systemet och dess användning på plats. Vi gjorde då en förstudie genom att videofilma två läkarkandidater som tränade i titthålskirurgi i modulen KSA. Övningen 15 Steps Anatomy Review var vid det tillfället ännu inte installerad i simulatorn. Närvarande fanns en överläkare och en docent som instruerade kandidaterna genom övningen. Videofilmen från 23

24 förstudien användes senare vid utvärderingen då vi kunde dra paralleller till testpersonernas förkunskaper som skapats genom övning i samma modul. 7.1 Evalueringsmetod I det användartest som ligger till grund för utvärderingen av övningen 15 Steps Anatomy Review valde vi att använda oss av tänka-högt-metoden. Metoden går ut på att testpersonen ska verbalisera sina tankar under interaktionen. I syftet att dokumentera testpersonernas beteende och verbala rapport videofilmades testet. Vi förde även protokoll under testet för att dokumentera våra egna observationer. Vi avslutade testet med en intervju efter övningen, då testpersonerna fick möjlighet att summera sina intryck av systemet. Videoupptagningen utgjorde uppskattningsvis fem timmar videoband. Vi transkriberade videobanden genom att anteckna testpersonernas kommentarer och handlingar för varje sida i övningen (se Systemet vi utvärderat). Testdata från transkriberingen av videoupptagningen sammanställdes i en matris. Även materialet från intervjuerna sammanfattades. Inför analysen av det totala materialet från testet började vi med att lyfta ut negativa respektive positiva effekter av interaktionen med gränssnittet under testet. I nästa steg sammanfattades de negativa respektive positiva effekterna per sida. Slutligen kopplades diskussionen av analysen till kognitionspsykologiska teorier. Fördelarna med tänka-högt-metoden och anledningen till att vi valde den är att man direkt ser vad användaren gör. En bättre förståelse för användarens mentala modell av systemet kan skapas då de kognitiva processer som pågår under interaktionen kan verbaliseras. Enligt Ericsson & Simon(1984 enligt Dumas, 1994) antas tänka-högt-metoden tydligt reflektera innehållet i människors korttidsminne. Irritationsmoment i interaktionen och användarproblem kan direkt upptäckas. Problemen kan sedan direkt åtgärdas utan att en stor mängd data behöver analyseras. Att tänka högt kan påverka användandet positivt genom att användaren förstår bättre genom att verbalisera något högt. En annan fördel är att en stor mängd kvalitativa data kan fås från få användare. Nackdelarna med metoden är att det är svårt att tänka och prata samtidigt. Dessutom kan de kognitiva processerna störas. Det kan även upplevas lite onaturligt att tänka högt och olika testpersoner kan ha olika förmåga att göra det (Kalén, 1997). Det tar lång tid att analysera data eftersom viktiga sekvenser av användarbeteende kan vara inbäddat i stora mängder av irrelevant och insignifikant data. Det kan också vara svårt att kvantifiera insamlad data. 24

25 7.2 Testpersoner Vid urvalet av testpersoner hade vi endast två kriterier som skulle uppfyllas. Testpersonerna skulle vara läkarkandidater och därmed potentiella användare, samt kunna deltaga utan ersättning. Genom vår kontakt på Huddinge sjukhus anmälde totalt elva personer sitt intresse för att deltaga i användartestet. Samtliga uppfyllde de kriterier som krävdes. Med utgångspunkt från den valda metoden bestämde vi oss för antalet fem testpersoner. Fler testpersoner skulle resultera i alltför stor mängd data att analysera. Dessutom är metoden tidskrävande. Vi beräknade att testet skulle ta en och en halv timme per person och att vi skulle behöva två dagar för att testa fem personer. Tiden beräknades genom att vi gick igenom systemet och tog tid. Ytterligare en påverkande faktor var att vi var tvungna att anpassa oss efter när lokalen var ledig. De fem personer som slutligen valdes ut var de som hade möjlighet att närvara de dagar då vi hade bokat lokalen. Det visade sig dock när vi var på plats på Huddinge att en person inte kunde närvara, vilket räknas som bortfall. Testpersonerna var tre kvinnor och en man i åldrarna 23 till 27. Två av personerna hade inte svenska som modersmål. Alla testpersonerna läste fjärde året på läkarlinjen. Vad det gällde testpersonernas förkunskaper av datorer uppgav tre av testpersonerna att de använde en dator varje dag och den fjärde några gånger i veckan. Alla fyra uppgav att de använde datorn mest för att läsa och leta information på Internet. Två använde ordbehandlingsprogram och en person använde datorn för programmering. Testpersonernas förkunskaper inom ämnesdomänen titthålskirurgi i leder var något begränsade. Ingen av testpersonerna hade tidigare närvarat vid en riktig titthålsoperation. Dessutom läste de anatomikursen första året och saknade därför färska anatomikunskaper om leder. Alla fyra personerna hade dock använt simulatorn en gång tidigare, vilket gjorde att de hade en viss förkunskap om den. Vid det tillfället tränade de på KSA (se Systemet vi utvärderat) under en halv timme. Ingen av testpersonerna hade tidigare tränat på 15 steps Anatomy Review. Två av testpersonerna hade tidigare erfarenhet av en annan icke-datorbaserad simulator som används av blivande kirurger för att lära sig att suturera vilket innebär att sy i mänsklig vävnad. 7.3 Systemet vi utvärderat Systemet vi utvärderat är en simulator för endoskopiträning träning av titthålskirurgi. Den har produktnamnet Procedicus och har två huvudmoduler för träning av titthålskirurgi i olika delar av kroppen. Procedicus VA (Virtual Arthroscopy) är en modul för ledspecifik träning av artroskopi i axeln och knät medan Procedicus KSA (Kee Surgical Arthroscopy) används för träning av allmänkirurgi, endoskopi, i bålen. Systemet är utvecklat av Mentice AB som är ett företag i Göteborg som utvecklar och säljer avancerade medicinska simulatorer för träning av titthållskirurgi. På Simulatorcentrum på Huddinge sjukhus i Stockholm finns den Procedicussimulator som vi utfört utvärderingen på. 25

26 Simulatorn består av en skärm, en dator, ett tangentbord, en mus, en fotpedal samt en rigg i vilken en fysisk modell av ett artroskop (instrument) och en probe (kamera) sitter monterad. (bild 7.1) Riggen kallas "force feedback-device" vilket betyder "kraftåterföringsverktyg". Riggen är kopplad till motorer och givare som förmedlar rörelser av artroskop och instrument in i datorn. Datorn skickar sedan signalerna in i simulatorprogrammet som påverkar den tredimensionella modellen av axeln som man ser på skärmen. Programmet i sin tur, matar de olika delarna i modellen som senor, ben, ledband och instrument med den information som erhållits från riggens givare. När instrumentet rörs in mot en sena kan instrumentets rörelse då uppfattas i den tredimensionella modellen av axeln på skärmen. Samtidigt som den grafiska delen av simulatorns deformation visas på skärmen matas det information ut ur simulatorn in till riggen, i vilken det fysiska instrumentet sitter fast i. Signalen leds in i den motor som instrumentet sitter kopplat till vilket gör att användaren känner senan, via instrumentet. Bild 7.1 Simulatorn Procedicus VA Shoulder Övningen Den del av simulatorn som vi valt att utvärdera är en övning som finns i modulen Procedicus VA Shoulder. Övningen heter 15 steps Anatomy Review och är en diagnostisk procedur som är baserad på en checklista över 15 anatomiska områden i axelleden. Metoden som övningen baseras på är framtagen av Dr Stephen J. Snyder, som är en framstående amerikansk specialist inom området 26

27 axelartroskopi. Områdena utvärderas stegvis för att kunna utesluta skador. Huvudtanken med metoden är att man utför stegen i en specifik ordning för att skapa konsistens i utvärderingen och för att på så sätt genomföra en grundlig undersökning utan att kirurgen missar någon patologisk situation. Steg 1-10 utförs med kameran (proben) i posteriorposition, axelns baksida. De resterande stegen utförs med kameran i anteriorposition, axelns framsida. I de olika stegen ser man därför axeln från två olika vinklar vilket gör det möjligt att undersöka de olika 15 anatomiska områden metoden innefattar. Övningen består av en sekvens av sidor innehållande både text, bilder och videoklipp. De första sidorna innehåller information om simulatorn och metoden samt instruktioner om hur övningen ska utföras. Fyra sidor innehåller videofilmer för att visa hur metoden utförs i verkligheten. Instruktionsdelen följs sedan av de 15 övningsstegen. Varje steg inleds med en instruktionssida som förklarar momenten i steget (bild 7.2). Härifrån startar man själva simuleringsövningen (bild 7.3) genom att klicka på startknappen. Man har även möjlighet att från instruktionssidan välja att titta på videoklipp som visar steget i verkligheten. Det grafiska gränssnittet liknar till layout och navigeringsstruktur ett hypermediegränssnitt med knappar på vilka användaren med hjälp av musen kan klicka sig fram eller tillbaka i sidsekvensen, starta en övning samt titta på ett videoklipp. Fotpedalen används för att stega sig fram mellan övningarna så att man inte behöver släppa instrumentet och kameran med händerna. Gränssnittets informationsrymd är dock huvudsakligen linjär till skillnad från ett gränssnitt med traditionell hypermedieform där informationsstrukturen är uppbyggd hierarkiskt och med ett mer eller mindre djupt nätverk. Navigeringen sker huvudsakligen med hjälp av fram- och tillbakaknappar. Användartestet innefattades av följande sidor (bilaga 1-15): Startsida (Allmän för modulen VA Shoulder) o Kontroll av force feedback-systemets status. o Övningen "15 steps Anatomy Review" väljs från fönstrets dropdownmeny. 15 Position Review of the Glenohumeral anatomy. o Övningen inleds med bakgrund och förklaring till metoden. Checklist 15 Position Glenohumeral Anatomy Review o Genomgång av de 15 anatomiska områden som utvärderas i metoden. Video Position 1-10 viewed from the outside. o Visar hur metoden utförs i verkligheten på position 1-10 med kameran i posterior läge. Video Position 1-10 viewed from the posterior portal. o Visar hur metoden utförs i verkligheten på position 1-10 med kameran i posterior läge. Visar insidan. Video Position viewed from the outside. 27

28 o Visar hur metoden utförs i verkligheten på position 1-10 med kameran i anterior läge. Video Position viewed from the anterior portal. o Visar hur metoden utförs i verkligheten på position med kameran i anterior läge. Visar insidan. Setup: Glenohumeral Anatomy Review. o Bilder på hur det ser ut när metoden genomförs i verkligheten respektive i simulatorn. Visar hur patienten ligger och hur portalinsättningen i axeln ser ut. Structure of Exercise. o Visar övningens struktur i form av en inledande instruktionssida och simuleringsövningen samt förklarar sidornas komponenter. Goal of Exercise. o Visar i tre steg hur övningen startas. (Endast alternativet "practice" är valbart). Position One. o Det första av de 15 stegen. Förklarar de anatomiska områden som ska undersökas i steget med text och en liten schematisk bild. Bilden visar axeln och de bollar och kryss som utgör delmoment i övningen. Bollarna är här blå och kryssen är gröna eller röda. Video Position One: Real video clip from Dr Snyder. o Valfri funktion. Väljs från sidan Position One. Visar steg ett i verkligheten. Practice o Första stegets simuleringsövning. Väljs från sidan Position One. Position Two. o Det andra av de 15 stegen. Förklarar steget med text och en liten schematisk bild. Video Position Two: Real video clip from Dr Snyder. o Valfri funktion. Väljs från sidan Position Two. Visar steg två i verkligheten. Practice o Andra stegets simuleringsövning. Väljs från sidan Position Two. Simuleringsövningen startar med att instrumentet och kameran kalibreras av användaren. Kalibrering sker genom att båda verktygen dras in och ut samt vrids i x, y och z-led. Efter att det är gjort ska användaren med hjälp av kameran orientera sig fram till den anatomiska struktur som ska undersökas i steget. Där finns bollar och kryss utplacerade, vilka utgör momenten i steget. Bollarna som sitter på strukturer som ska undersökas genom att palperas, nuddas, med instrumentet. När instrumentet hålls mot bollen ändrar den färg från röd till grön och försvinner. Momentet är då klart. Kryss sitter på strukturer som ska undersökas visuellt med kameran. Momentet är klart när användaren närmat sig krysset med kameran till ett visst avstånd ifrån krysset så att dess färg ändras från röd till grön. Manipuleringen av kryssen och bollarna representerar proceduren i verkligheten där vissa områden ska undersökas visuellt och vissa 28

29 områden ska palperas. Ordningen i vilken momenten ska utföras visas i ett instruktionsfält vid sidan om simuleringsfönstret (bild 7.3). Där representeras momenten genom numrering och genom olika färger och symboler. Moment som innefattar instrumentet är blå med en avbild av instrumentet. Moment som innefattar kameran är rosa med en avbild av kameran. Antalet moment varierar mellan stegen. När ett moment är genomfört försvinner dess representation i instruktionsfältet. Efter att alla delmoment är klara försvinner fältet helt och en text i simuleringsfönstrets nedre del informerar om att övningen nu är slut och att användaren ska trycka på pedalen för att komma till steg två. Bild 7.2 (vänster) Instruktionssida för steg ett Bild 7.3 (höger) Simuleringsfönster 7.4 Procedur Vi började testet med att berätta vilka vi är och vad vi studerar samt att syftet med testet var att utvärdera förståelsen för gränssnittet till simulatorn. Vi betonade att vi inte var där för att utvärdera dem eller deras förmåga att genomföra övningen. Vi bad även om tillåtelse att videofilma testet. Det var ingen av testpersonerna som nekade till detta. Vi inledde testet med ett antal frågor om utbildning, datavana och förkunskaper för att skapa oss en bild av användarna (bilaga 16). Därefter förklarade vi hur själva testet skulle gå till. Vi förklarade även hur tänka-högt-metoden går till och gjorde sedan en liten övning för att exemplifiera metoden. Vi bad testpersonerna att tänka högt och berätta hur många fönster det finns i det hus eller lägenhet där de bor. Om de endast svarade med en siffra bad vi dem att göra om övningen och samtidigt berätta hur de tänkte fram svaret. Testpersonerna kunde då beskriva att de föreställde sig huset utifrån eller inifrån när de räknade fönstren. 29