‘t Was vandaag Lecture bij Namahn. Uit de uitnodiging, met een paar links eraan toegevoegd:

Stephen Payne is a psychologist interested in human-computer interaction (HCI), and more generally in problem solving and learning. He has recently moved to the University of Manchester, having spent 15 years as a professor of psychology at Cardiff University. He is on the editorial boards of Human-Computer Interaction and Behaviour and Information Technology and is papers co-chair for CHI 2007.

Enfin, niet gedutst dus. En een sympathieke meneer, bovendien.

De oorspronkelijke abstract zei dat het zou gaan over drie zaken, maar er zijn er uiteindelijk wegens tijdsgebrek maar twee overgebleven: een overzicht van wat mental models zijn, en een omschrijving van een aantal experimenten.

De relevantie van metal models voor HCI en UI-dinges is trouwens voor de hand liggend, en een snelle blik op de boekskes leert u dat bijvoorbeeld de heren Norman (hier bijvoorbeeld) en Cooper (heel hoofdstuk 2 van About Face begod) er dan ook gretig gebruik van maken.

Een mental model is een, euh, mentaal model dat iemand zich maakt van hoe iets werkt. Dat is redelijk voor de hand liggend, maar, ha!, de mannen zouden de mannen niet zijn als er geen onenigheid was over wat de termen eigenlijk eigenlijk betekenen en wat de implicaties van de betekenissen zijn, en watnog—wetenschappers, ik moet er u geen tekening bij maken.

Afijn, Payne heeft een elegant, arhem, model over hoe hij die modellen ziet: drie verklaringen als een set matroesjka’s, waarbij hij begint met één visie en er in twee stappen telkens meer theoretisch verklarende visies aan toevoegt.

Hij begint met een bijzonder eenvoudige manier om over mental models na te denken, bijna ethnologisch: “wat denken mensen over x?” Er is geen of praktisch geen poging om een theoretische verklaring op te bouwen, het gaat bijna zuiver om een omschrijving van de inducties van mensen uit eigen ervaring.

Zo in de zin van “als ik op de rem trap in mijn auto, dan gaat er een soort remblokje tegen de wielen waardoor die trager gaan draaien”, of “het internet is eigenlijk een soort systeem van buizen”.

De tweede schil is die waar mental models gezien worden als elementen in de problem space-hypothese: we zitten nu in een bepaalde state, we willen naar een bepaalde goal state, en om van hier naar daar te geraken gebruiken we operatoren om te veranderen van state naar state. Een mental model kan een reiziger in problem space een nieuwe set operatoren geven om te navigeren.

Klassiek voorbeeld, dat Payne ook aanhaalde, is dat van RPN (Halasz & Moran, 1983). Mensen worden RPN aangeleerd. Eén groep door een eenvoudige concordantie tussen infix-notatie en RPN (“X in infix is Y in RPN”), een andere groep door het concept van de stack en pushen en poppen uit te leggen. De twee groepen “kunnen” het na verloop van tijd even goed, maar de tweede groep heeft een mentaal model gekregen waarmee ze ook creatief problemen kunnen oplossen, terwijl voor de eerste die hele RPN een “black box” is, iets dat ze van buiten geleerd hebben zonder het te begrijpen.

[Alhoewel: ik zou zeggen dat iedereen die gematigd intelligent is op zichzelf een mentaal model van een stack infereert uit een half uurtje met zo’n toestel.]

Derde schil, die de meeste theoretische verklaringen probeert te geven: mental models als homomorfismen. U zei? Wel: de wereld enerzijds, het mentaal model anderzijds, en tussen de twee is een gelijke structuur. Door die gelijke structuur kan een mentaal model helpen problemen op te lossen. Voorbeeld: dat wij taal begrijpen is enkel mogelijk omdat wij daarbij een mentaal model opbouwen dat homomorf is met de echte wereld.  

En o ja, uiteraard: modellen kunnen gevormd worden door perceptie van de wereld, maar ook via representaties van de wereld, en ook via vermoed ik perceptie van representaties van representaties, et caetera ad infinitum.

‘t Komt er in HCI op neer om de representatie van de wereld door het toestel of de software in overeenstemming te brengen met de representatie van gebruikers/mensen, en Payne heeft een tijd op het concept van Yoked State Space gewerkt (problem space enerzijds, goal space anderzijds, mapping tussen de twee).

Dat doet hij nu niet meer. Niet dat hij niet meer gelooft in een poging tot strikte formalisatie van die dingen, maar dat hij tegenwoordig met andere zaken bezig is (time management over verscheidene activiteiten heen namelijk). Enfin, dat ge’t weet, quoi.

*
*    *

Dat was het eerste stuk van de lezing. Mentale modellen maken het mogelijk om betekenis aan handelingen te geven, en zijn in die zin het exacte tegengestelde van zinloos vanbuiten leren.

In het tweede deel deed Payne een aantal experimenten uit de doeken rond “leren”, onder de titel The theory of learning by not doing.

‘t Was al direkt van vette psychologen-onder-malkander-knipoog naar Learning by doing, en nog wat later was het van da ne stek maat naar Lucy Suchman zoals ze bij de kinderen op school zouden zeggen. Suchman voert aan dat mensen eigenlijk zeer weinig hun acties plannen, terwijl Payne zegt dat er echt wel een continuüm is van helemaal niet plannen tot wel degelijk veel plannen—anders zouden wij gewoon allemaal stimulus-respons-machines zijn, en ‘t is precies dat we dat niét zijn dat ons homo sapiens maakt.

En dan de experimenten zelf.

Eén: een schuifpuzzel in computersimulatie, zo’n ding met cijfers van 1 tot en met 8 en een open vakje. Alle cijfers moeten weer in volgorde geschoven worden van een random beginpositie.

Als het geen moeite kost om een blokje te verschuiven, bijvoorbeeld als het maar één toetsaanslag is, dan rommelen mensen maar wat aan, en komen ze na enorm veel pogingen uiteindelijk tot een resultaat.

Als het wel moeite kost om een blokje te verschuiven, bijvoorbeeld als ze moeten “move tile number 5 + <enter>” typen, dan denken de mensen meer na vóór ze iets doen, en komen ze met beduidend minder pogingen tot een resultaat.

En, belangrijker: als na een paar keer proberen de interface voor de twee groepen gelijkgeschakeld wordt (als ze bijvoorbeeld een echt fysiek ding in handen krijgen, of een voorstelling op de computer waar ze met de muis moeten klikken en schuiven), dan blijkt dat de groep die verplicht is geweest om na te denken, het in minder stappen blijft doen. Significant minder stappen.

Les: als de interface te gemakkelijk is, worden mensen niet verplicht na te denken en, presumably, een mentaal model te bouwen [al heeft Payne daar geen specifiek onderzoek naar gedaan], en leren ze minder goed dan als ze daar wel toe verplicht worden.

Learning by not doing, but learning instead by planning, als het ware.

[Pas op: ze leren het wel beter, maar dat wil niet noodzakelijk zeggen dat ze het efficiënter of sneller doen.]

Oei—de tijd ontbreekt me, ik moet morgen vroeg op.

Op een drafje: een tweede experiment deed iets met een digitaal uurwerk, maar de resultaten waren niet meteen enorm spectaculair te noemen. En een derde voorbeeld (iets met een afstandsbediening en instructies) vond ik iets minder elegant, mengde het plannen met informatieverwerking, en had nog minder duidelijke conclusies.

Al met al stukken interessanter dan de vogelvlucht-lezing van Don Norman gisteren, en als ik nog ergens tijd vind, zal ik er nóg meer over uitweiden. Ha!