认知工效学 - 学习HCI必须知道的几个重要概念(1)

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The Glossary of Human Computer Interaction - 1. Cognitive ergonomics

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认知工效学（Cognitive ergonomics，下文简称CE），也被称为认知工程，是一门工程学科，它是支持认知有关的工作。

干预行为的目的可以是设计一个人工制品(认知设计(Dowell和1998年))，一个培训项目，或者重新设计。由于任何人类活动——甚至是所谓的“体力劳动”——都涉及到认知部分，认知人体工程学可以用来分析任何有目的的人类任务。然而此后，认知工效学主要关注如下几项工作活动:

强调认知的组成部分(例如，计算，决策)
对安全性要求苛刻的环境
在复杂多变的环境中进行操作(例如，任务不能预先确定)

第一个使用CE的领域是核电站、空中交通管制和麻醉。近年来，许多研究都在其他“软”领域进行，如银行业、办公室工作和休闲活动。
作为研究领域的一个分支，CE与人机交互(HCI)、计算机辅助协作工作(CSCW)、人类可靠性分析(HRA)、安全工程、风险管理等领域相重叠。CE与HCI的区别主要是分析将整个工作系统作为一个整体，而不是用户与计算机的交互，以及传统HCI经常避免处理或隐藏在“上下文”标签之下的其他因素(组织、历史等)。

在CE的核心是域的概念：域是工作系统必须操作的更大环境，并且为工作系统提供了约束和机会。该“域”影响了方法的应用，因为系统组件之间的耦合程度、自上而下的因果关系的程度以及决策过程中人类意图的程度决定了所使用模型的有效性。
CE还研究了工人在与工作系统(例如注意力、知觉错误、策略、认知负荷)的交互中所具有的能力和局限性，特别是他用来实现目标的认知产物，以及他与其他参与者的合作。

认知工效学的模型

因此，人们可能会说，每一项认知工效学研究都有两种潜在的理论(隐藏的或明确的)：一种关于“域“的理论和一种关于人类认知的理论。

关于域的分析和建模，CE使用了从系统理论、人种学、人类认知学等方面借鉴的方法。关于域有两种方法。第一个方面主要是基于书面文件和蓝图，反映了该域的结构方面——例如拉斯穆森，Pejtersen等人在1994年的学术报告。第二个方面主要精力是研究人们在工作中动态构建的域的表现形式，例如engestrm和米尔顿在1996的学术报告。

传统上，CE使用了“人类信息处理”的认知模型(威肯斯，1992)，它通过计算机隐喻来模拟人类的认知。尽管这种方法是有成效的，但它也有局限性，因为它没有解决诸如具体化、情感、意向性等问题，为了克服这些限制，有一些方法是基于其他框架的，比如Gibson的”生态心理学“和”可负担性“的概念(Gibson 1979;拉斯穆森，Winograd等，1994)，Heidegger的”现象学“(Heidegger和弗洛雷斯1987;杜瑞什2001)，”活动理论“(Nardi 1996)，”自生理论“(Theureau，2003)。每一种方法都提供了一种重新审视CE与当前研究活动的关系的方法。”生态心理学“和”现象学“(Merleau-Ponty，1958年)关注的是认知的具体表现，因为它们在技巧操作下显现(Gallagher，2005)，以及超越主体边界的认知扩展(Hutchins 1995)。”活动理论“揭示了活动的历史特征，并提供了一个工具来研究人、工作和领域之间的相互作用。这里的困难在于实现一种平衡的方式去推进使用各个框架理论，而不是着重使用某一个种理论框架(例如，忽略信息处理方面的纯粹的历史方法，或者忽略了工作中的人种方面的信息处理方法)。

方法与理论的使用

在认知工效学中，使用的方法与理论包括：

分等级的任务分析方法(Kirwan and Ainsworth，1992)

Goals&Means分析
事件分析
根源分析
网络分析及其他
群组任务分析

认知任务分析（Hollnagel，2003）

认知面试
口头协议的分析
多维定标
人种志学的分析
计算机模拟人类的表现(认知模拟)
人类的误差分析
性能迁移分析

分布式认知（Hutchins，1995）

活动理论（Nardi，1996）

行动任务分析过程 (Theureau，2003)

联合认知系统（Hollnagel and Woods，2005）

引用

Dourish, Paul (2001): Where the Action Is: The Foundations of Embodied Interaction, MIT Press,
Gibson, James J. (1979): The Ecological Approach to Visual Perception, ,
Hutchins, Edwin (1995): Cognition in the wild, MIT Press,
Vicente, Kim J. (1999): Cognitive Work Analysis: Toward Safe, Productive, and Healthy Computer-Based Work, ,
Hollands, Justin, Wickens, Christopher D. (1999): Engineering Psychology and Human Performance, Prentice Hall,
Winograd, Terry, Flores, Fernando (1987): Understanding Computers and Cognition: A New Foundation for Design, Addison-Wesley Publishing,
Dowell, John, Long, John (1998): Conception of the Cognitive Engineering Design Problem. In Ergonomics, 41 (2) pp. 126-139.
(1996): Cognition and Communication at Work, Cambridge University Press,
Gallagher, Shaun (2005): How the Body Shapes the Mind, Clarendon Press,
Theureau, Jacques (2003): Handbook of Cognitive Task Design, Theureau, Jacques (eds.), ,
(2005): Joint Cognitive Systems. Foundations of Cognitive Systems Engineering, CRC Press,
Merleau-Ponty, Maurice (1958): Phenomenology of Perception, Routledge,
(1996): Context and Consciousness, MIT Press,
Theureau, Jacques (2003): Course of Action Analysis & Course of Action Centered Design. In: Theureau, Jacques (eds). “Handbook of Cognitive Task Design” .
Rasmussen, Jens, Pejtersen, Annelise Mark, Goldstein, L. P. (1994): Cognitive Systems Engineering, John Wiley and Sons,
(1992): A Guide to Task Analysis, Taylor and Francis,