Documento Interaccion Humano Computador (HCI)

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<p>1</p> <p>ASPECTOS COGNITIVOS EN HCI e IMPLICACIONES EDUCATIVASRealizado por Ana Mara Vacca ErrazquinAbstract A travs de este trabajo intentamos explorar las relaciones mutuas entre la sicologa cognitiva y el rea interdisciplinaria de la Interaccin humano-computador. Se estudia la evolucin del modelo del pensamiento humano llamado metfora de la computadora y la influencia de la sicologa cognitiva en el diseo de interfaces. Especial inters se dedica al anlisis de las interfaces hipermediales y las posibilidades que stas pueden tener en educacin dentro de marcos tericos de estilo constructivista. Ideas clave: interfaces hipermediales, HCI, modelos cognitivos, constructivismo, diseo de interfaces, sicologa cognitiva.</p> <p>1. INTRODUCCIONAl acercarnos por primera vez al rea de HCI, nos interes estudiar la relacin de la misma con la sicologa cognitiva, pensando en las posibles implicaciones educativas que pudieran surgir de esa interrelacin. Por otro lado, nos parece importante seguir la evolucin de los computadores hacia las interfaces hipermediales e intentar descubrir qu relacin pueden tener esos ambientes con los entornos de enseanza aprendizaje, teniendo en cuenta investigaciones educativas orientadas hacia el constructivismo y el aprendizaje significativo.</p> <p>2. RELACIONES HCI- SICOLOGA COGNITIVALa sicologa cognitiva es una de las muchas disciplinas que contribuyen al rea de Interaccin humano-computador, tanto para el diseo y evaluacin de interfaces, como para iluminar aspectos tericos de investigacin. En realidad, las relaciones son mutuas. Por un lado, los especialistas en computacin recurren a la sicologa como gua para el diseo de interfaces cada vez ms interactivas, donde las sensaciones, percepciones, controles motores y aspectos cognitivos en general, tienen mucha incidencia. Por otro, la concepcin de la computadora misma, di lugar a la llamada metfora de la computadora , o sea, un modelo del pensamiento del hombre que se nutre de la arquitectura y funcionamiento de la computadora. Para comprender mejor esta metfora, de amplias consecuencias, debemos remontarnos al nacimiento de la ciencia cognitiva.</p> <p>2.1 Ciencia Cognitiva y la metfora de la computadoraLa ciencia cognitiva resulta de la confluencia de varias corrientes de pensamiento, interesadas en la cognicin, sea humana o de las mquinas, considerando a ambas como casos particulares de los sistemas de procesamiento de informacin. El Simposio de Hixson, en 1948, en USA, parece haber sido un hito importante para el desarrollo de la ciencia cognitiva. La ponencia del siclogo Karl Lashley puso en entredicho el paradigma dominante, que era el conductismo.</p> <p>2Para los conductistas, el tema central es el comportamiento, esquivando con el mayor empeo temas tales como la mente, el pensar o la imaginacin y conceptos como plan o propsito. Por su parte, la ciencia cognitiva pone el nfasis en el nivel de las representaciones mentales. Dicen que la actividad cognitiva humana debe ser descripta en funcin de smbolos, esquemas, imgenes, ideas y otras formas de representacin mental. Este subjetivismo que viene implcito en la ciencia cognitiva es lo ms contrario al comportamentalismo de la visin anterior. Las computadoras, la teora de la informacin y la ciberntica, esa otra gran rea interdisciplinaria, juegan un papel central en la gestacin y en el desarrollo de la ciencia cognitiva. Los cibernticos intentaban comprender la lgica de la mente y expresarla en lenguaje matemtico, en un intercambio entre bilogos, matemticos e ingenieros. Estudios detallados del sistema nervioso humano condujeron a representar el cerebro como un circuito lgico, con las neuronas como sus elementos bsicos. Este punto de vista fue fundamental para la invencin de las computadoras digitales. La invencin del computador por John von Neumann y su analoga entre computacin y funcionamiento cerebral estn indisolublemente ligadas. Aparece entonces la metfora de la computadora y permanece, dominando la ciencia cognitiva y la investigacin cerebral durante los siguientes treinta aos. La idea principal es que la inteligencia humana se asemeja a la de un ordenador hasta tal punto, que la cognicin puede definirse como procesamiento de datos, como manipulacin de smbolos basados en un conjunto de reglas. Es decir, computador y hombre operan a partir de representaciones internas de carcter simblico, la informacin es almacenada en sistemas de memoria y ambos ejecutan procesos , tales como codificacin, almacenamiento, recuperacin, organizacin y transformacin de la informacin. A su vez, los informticos contribuyeron grandemente a fijar la metfora, al emplear palabras como inteligencia, memoria, lenguaje, cuando se referan a las computadoras, estableciendo un paralelismo con los fenmenos humanos equivalentes. Ms adelante volveremos, para plantear algunas posturas actuales, que cuestionan un paralelismo absoluto.</p> <p>2.2 Aplicaciones de la sicologa cognitiva al diseo de sistemasAntes de hablar de esas aplicaciones, nos gustara mencionar la serie de estudios que comprende la investigacin en la cognicin y hacer referencia al rea de la Interaccin humano-computador. La ciencia cognitiva, como dijimos anteriormente,es un rea altamente interdisciplinaria. Hay siclogos cognitivos, como Anderson, que estudian modelos cognitivos involucrados en el aprendizaje y la memoria. Filsofos, como Fodor que colaboran con los siclogos para desarrollar teora sicolgica. Otros, como Minsky, provienen del campo de la inteligencia artificial. La lingstica, ha sido tambin central , para la ciencia cognitiva. Dada su interdisciplinariedad y multitud de tpicos, la cognicin se ha subdividido en subtemas, como el estudio de la atencin, la categorizacin, el aprendizaje y el comportamiento experto, el razonamiento y la resolucin de problemas, la performance,</p> <p>3la memoria, de trabajo, de corto trmino, episdica, semntica, implcita,. Otro gran tema es el estudio de las representaciones mentales, las cuales, como ya dijimos , son fundamentales para la ciencia cognitiva. Por otra parte, para comprender el rea de Interaccin humano-computador, nos gustara mencionar algunas ideas de Barnard (1995). El dice que cuando un usuario est interactuando con un computador, se est estableciendo un dilogo entre dos complejos sistemas de procesamiento de informacin. El del usuario, que est comprometido en una tarea que tiene unos objetivos determinados, en su casa o lugar de trabajo y por otro lado, el computador, que proporciona la herramienta que media, en el logro de esos objetivos. Ahora bien, para alcanzar esos objetivos particulares, el usuario no puede basarse solamente en su conocimiento de la tarea especfica que intenta realizar, sino que tiene que aprender tambin algo acerca de cmo acta la herramienta que le permite la realizacin de la tarea. Ese algo depender mucho , por un lado, de factores que dependen de s mismo, como su experiencia previa, sus necesidades de emplear una computadora, sus motivaciones, en general y por otro, del diseo de la interfaz humano-computador que el sistema informtico le ofrezca. El estudio de la interaccin humano-computador, busca comprender tanto los factores dependientes del hombre como los del sistema computacional , que llevan a un uso productivo y eficiente de la herramienta informtica. Al avanzar en esa comprensin, se podrn disear nuevas y mejores herramientas , para permitir al hombre realizar mejor sus tareas, e incluso extender sus posibilidades. Siendo ambas, la Ciencia cognitiva, por un lado y la Interaccin humano-computador, por otro, reas de vasta confluencia interdisciplinar, cuando se habla de sus relaciones mutuas, ello implica una gran variedad de temas de investigacin posibles. A continuacin, mencionaremos algunos ejemplos y temas, que pueden dar una idea de la amplitud que se abre a partir de sus relaciones mutuas. a) Conceptos del procesamiento de la informacin sugieren cmo puede aplicarse la sicologa a HCI Se distinguen los conceptos de recursos crticos y recursos limitados. Los primeros son los requeridos para realizar una tarea particular, en tanto los segundos son los que se necesitan proporcionar en forma inmediata para una necesidad particular. Los problemas, tanto en cognicin , como en los sistemas, se suscitan, cuando los recursos crticos son limitados y los inmediatos no pueden proveerse. Una de las limitaciones humanas ms conocidas es la del nmero mgico siete introducida por Miller en 1956. Segn su estudio, podemos manejar, generalmente, no ms de siete tems de informacin, simultneamente, en nuestra memoria de trabajo de corto trmino. Este hecho puede tenerse en cuenta para el diseo de sistemas, pero tambin puede usarse mal. En efecto, algunos dicen que los menes no deben contener ms de siete tems, pero lo que se despliega en un men, no necesita ser almacenado en nuestra memoria inmediata, dicen otros. Norman y Bobrow caracterizaron los procesos, como limitados por los recursos de procesamiento disponibles o por la calidad de los datos disponibles.</p> <p>4Cuando al agregar recursos de procesamiento no se logra mejorar el rendimiento, el proceso se dice que est limitado por los datos. Por ejemplo, si en una interfaz, el texto se presenta en un mal tipo de letra y con pobre contraste, la velocidad de lectura estar limitada, a pesar de que el usuario ponga su mayor esfuerzo. Dentro de los procesos limitados por los datos, se incluyen los lmites de calidad de memoria. No se trata aqu de la cantidad de memoria, sino de la naturaleza o calidad de la memoria. Por ejemplo, en relacin a un texto pobremente presentado, alguien que lee un tipo de letra por primera vez, probablemente lea ms despacio que otro que haya tenido experiencia previa. Esto ilustra la idea de la importancia de la experiencia previa. La naturaleza de la informacin almacenada previamente influye en el procesamiento de la nueva informacin. La calidad de la informacin almacenada es un ejemplo de lmite por la calidad de dato. Se estudia la relacin entre los recursos y la calidad de los datos. Para una tarea dada, hay un mnimo de recursos necesario, el rendimiento mejora si se adicionan recursos, hasta un cierto lmite. Pasado el mismo, para mejorar el rendimiento, deber mejorarse la calidad de los datos. Un objetivo primario de diseo debe ser minimizar el consumo de recursos, mejorando la calidad de los datos. La mejora del diseo grfico y la calidad visual , por ejemplo, son tcnicas que permiten mejorar la calidad del dato visual y reducir el lmite por ese concepto. En cambio, el entrenamiento y el uso de modelos mentales apropiados, puede mejorar la calidad del dato memoria previa. Otro concepto importante es el de carga cognitiva. En efecto, una buena medida de la complejidad o dificultad de una tarea, es su demanda de recursos cognitivos. La carga cognitiva tiene que ver con factores como tiempo de aprendizaje, fatiga, stress , propensin al error, inhabilidad para tiempo compartido, entre otros. Su clculo no es siempre fcil. Por ejemplo, consideremos las diferentes cargas impuestas por un mouse de uno, dos o tres botones. Esto fue estudiado experimentalmente cuando se dise el mouse de dos botones por la Xerox Star. Estudiando casos individuales en una primera instancia, puede parecer que el mouse de un botn tiene la carga ms baja, puesto que no existe la sobrecarga de determinar qu botn seleccionar. Sin embargo, en una segunda instancia, surge la comprobacin de que con un slo botn debe aprenderse a hacer doble click y hay que saber cundo debe hacerse o cundo emplear otros mtodos para ejecutar determinados comandos. En lugar de disminuir la carga cognitiva total del sistema , en realidad se transfiere a otra parte del sistema. Este tema fue debatido extensamente por los desarrolladores de Apple Macintosh, quienes eligieron un mouse de un botn. No ha habido una resolucin muy clara. El ejemplo ilustra que el diseo y la complejidad deben considerarse en el contexto general del sistema y que casi siempre cada decisin tiene efectos colaterales. explorato b) Estudios empricos a tener en cuenta para el diseo Un ejemplo interesante del aporte de estudios empricos para el diseo es el de un grupo de la Bell Communications Research. Estudiaron la manera en que la gente nombra y categoriza las cosas, el cual es un problema central para el diseo de sistemas de recuperacin de la informacin y el lenguaje de comandos. La exploracin se realiz por medio de mtodos empricos, tales como generacin de nombre/descriptor, asignacin de categoras, y tareas clasificatorias.</p> <p>5Las tcnicas se emplearon en tan diversos dominios como edicin de texto, directorio de las pginas amarillas, libros de cocina y bienes de compra/venta. Una de las conclusiones que emerge del estudio, es la variabilidad de las maneras en que la gente nombra las cosas. La gente usa una gran variedad de diferentes nombres y descripciones, refirindose espontneamente al mismo concepto. Esto puso de manifiesto el problema para el diseo de palabras estndar para recuperacin de informacin. En una segunda instancia, se realizaron simulaciones estadsticas basadas en los datos, para explorar el probable xito de esquemas alternativos de acceso a la informacin. Cuando se poda acceder a la informacin buscada por un solo nombre, la probabilidad de encuentro al primer intento era baja (10-20%). Sin embargo cuando haba varios alias , la probabilidad creca al 75-85%. El mismo grupo continu el estudio experimentalmente para saber si el vocabulario enriquecido podra mejorar la performance sin un costo inaceptable de costo en trminos de recuperacin por parte del sistema de muchos tems no buscados. A medida que el tamao del vocabulario aument, el xito de recuperacin pas del 12 al 73%. Incluso, el vocabulario enriquecido requera menos entradas, en promedio, para alcanzar lo buscado que los vocabularios ms pobres. Este tipo de estudios es muy significativo para mostrar la importancia de conocer los comportamientos cognitivos del usuario previamente a la realizacin del diseo. c) El desarrollo de modelos tericos cognitivos del usuario como orientadores del diseo Otro punto de vista, es el de desarrollar modelos tericos de requerimientos de conocimiento del usuario o centrados en los procesos cognitivos involucrados al desarrollar una tarea, como orientadores del diseo. Se han desarrollado muchos modelos, para distintas tareas. Dado que los primeros sistemas hicieron uso de lenguajes artificiales de comandos, varios investigadores emplearon tcnicas lingsticas para describir el conocimiento ideal de un usuario para operar un sistema sin error. Uno de los modelos de mayor influencia en HCI, ha sido el GOMS ( Goals, Operators, Methods and Selection Rules). Las metas de alto nivel, como edicin, se descomponen en metas de ms bajo nivel , como borrar palabra. Los operadores son acciones perceptuales, motoras o cognitivas que cambian el entorno de la tarea o el estado mental del usuario.Los mtodos son procedimientos que deben seguirse pa...</p>