Visualiseren en leren met animaties Pieter Wouters
1
Programma
Multimedia en animaties Waarom animaties gebruiken? Hoe worden animaties door mensen verwerkt? Welke problemen ontstaan hierbij? Oplossingen voor deze problemen?
2
Multimedia
Multimedia Het aanbieden van informatie in meer dan één modus: verbaal: Tekst (geschreven of gesproken) non-verbaal: Plaatjes, video, animaties …
3
Animaties Een serie frames waarbij het ene frame verschijnt als een afwisseling op het vorige frame Apparent motion Frame rate
4
Animaties Een serie frames waarbij het ene frame verschijnt als een afwisseling op het vorige frame Apparent motion Frame rate
5
Veranderingen in weersystemen (Lowe, 2003, 2004)
6
Animaties Een serie frames waarbij het ene frame verschijnt als een afwisseling op het vorige frame Apparent motion Frame rate
Animaties bestaan uit één of meer objecten die verschillende veranderingen kunnen ondergaan: Transformaties Translaties Transities
7
Complexiteit van animaties + Aantal veranderingen
Complexiteit van de animatie
-
8
Aantal objecten
+
Programma
Multimedia en animaties Waarom animaties gebruiken? Hoe worden animaties door mensen verwerkt? Welke problemen ontstaan hierbij? Oplossingen voor deze problemen?
9
Waarom animaties gebruiken?
1. Veranderingen in dynamische systemen volgen
10
Werking van het toilet
11
Werking van het toilet
Als animatie
12
Waarom animaties gebruiken?
1. Veranderingen in de tijd volgen 2. Bewegingen volgen die moeilijk voorstelbaar zijn
a- vanwege de schaal b- vanwege de tijdsduur
13
Waarom animaties gebruiken?
1. Veranderingen in dynamische systemen volgen 2. Bewegingen volgen die moeilijk voorstelbaar zijn
a- vanwege de kleine schaal b- vanwege de tijdsduur 3. Visualiseren van abstracte processen
14
Waarom animaties gebruiken?
1. Veranderingen in dynamische systemen volgen 2. Bewegingen volgen die moeilijk voorstelbaar zijn
a- vanwege de kleine schaal b- vanwege de tijdsduur 3. Visualiseren van abstracte processen 4. Aandacht trekken
15
Waarom animaties gebruiken?
1. Veranderingen in dynamische systemen volgen 2. Bewegingen volgen die moeilijk voorstelbaar zijn
a- vanwege de kleine schaal b- vanwege de tijdsduur 3. Visualiseren van abstracte processen 4. Aandacht trekken Kortom animaties kunnen effectief zijn, maar …
16
Programma
Multimedia en animaties Waarom animaties gebruiken? Hoe worden animaties door mensen verwerkt? Welke problemen ontstaan hierbij? Oplossingen voor deze problemen?
17
Hoe verwerken mensen informatie
1. Drie veronderstellingen: a. Dual coding b. Beperkte cognitieve capaciteit c. Actief leren
18
Dual coding
Verbale informatie wordt in een ander geheugensysteem verwerkt dan non-verbale informatie (Paivio)
19
Dual coding
Verbale informatie wordt in een ander geheugensysteem verwerkt dan non-verbale informatie (Paivio)
Klassiek experiment Conditie 1
Conditie 2
Conditie 3 Dog
Dog 20
Beperkte cognitieve capaciteit
Beide geheugensystemen hebben slechts een beperkte capaciteit om nieuwe informatie te verwerken (Baddeley)
21
Beperkte cognitieve capaciteit
Klassiek experiment Probeer de volgende getallen te onthouden!
22
6 3 5 4 9
23
Beperkte cognitieve capaciteit
Klassiek experiment Wat was de getallenreeks?
24
6 3 5 4 9
25
Beperkte cognitieve capaciteit
Klassiek experiment Probeer de volgende getallen te onthouden!
26
8 1 4 3 9 7 6
27
Beperkte cognitieve capaciteit
Klassiek experiment Wat was de getallenreeks?
28
8 1 4 3 9 7 6
29
Beperkte cognitieve capaciteit
Klassiek experiment Probeer de volgende getallen te onthouden!
30
5 1 6 2 9 3 7 8 4
31
Beperkte cognitieve capaciteit
Klassiek experiment Wat was de getallenreeks?
32
5 1 6 2 9 3 7 8 4
33
Beperkte cognitieve capaciteit
Beide geheugensystemen hebben slechts een beperkte capaciteit om nieuwe informatie te verwerken (Baddeley) Klassiek experiment
‘The magical number seven, plus or minus two’
34
Actief leren
Aandacht schenken aan de relevante informatie (zowel verbaal als non-verbaal) Mentale representatie van de verbale informatie Mentale representatie van de non-verbale informatie Koppelingen tussen deze representaties
35
Cognitieve theorie van multimedia leren (CTML) sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
36
voorkennis
Cognitieve theorie van multimedia leren (CTML) sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
37
voorkennis
Cognitieve theorie van multimedia leren (CTML) sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
38
voorkennis
Cognitieve theorie van multimedia leren (CTML) sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
39
voorkennis
Cognitieve theorie van multimedia leren (CTML) sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
begrijpen
40
voorkennis
Hoe verwerken mensen informatie
1. Drie veronderstellingen: a. Dual coding b. Beperkte cognitieve capaciteit
CTML
c. Actief leren
2. Het gesegmenteerd waarnemen van een continu proces
41
Programma
Multimedia en animaties Waarom animaties gebruiken? Hoe worden animaties door mensen verwerkt? Welke problemen ontstaan hierbij? Oplossingen voor deze problemen?
42
Welke problemen ontstaan hierbij?
1. Split-attention Temporeel: Animatie gaat te snel Spatieel: Animatie en tekst fysiek verwijderd Temporeel en spatieel
43
Split attention
sensorisch geheugen
tekst
plaatjes
44
x x
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren
x x
beelden selecteren
verbaal model integreren
visueel model
voorkennis
Welke problemen ontstaan hierbij?
1. Split-attention Temporeel: Animatie gaat te snel Spatieel: Animatie en tekst fysiek verwijderd Temporeel en spatieel 2. Passiviteit
45
Passiviteit
manipulatie
46
simulatie
Welke problemen ontstaan hierbij?
1. Split-attention Temporeel: Animatie gaat te snel Spatieel: Animatie en tekst fysiek verwijderd Temporeel en spatieel 2. Passiviteit 3. ‘Resemblance fallacy’
De veronderstelling dat de mentale representatie van een stimulus hetzelfde formaat heeft als de externe representatie
47
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherentie Contiguity Cueing/Signaling
48
Modaliteit principe
Verbale uitleg bij een animatie gesproken aanbieden in plaats van geschreven Effect size: 1.17
49
Gesproken uitleg
sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
50
voorkennis
Gesproken uitleg
sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
51
voorkennis
Geschreven uitleg
sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
plaatjes
x
x beelden selecteren
52
visueel model
voorkennis
Modaliteit principe
Verbale uitleg bij een animatie gesproken aanbieden in plaats van geschreven Effect size: 1.17 Maar … Effect size modaliteit met computergestuurde animatie: .93 Effect size modaliteit met gebruikergestuurde animatie: -.14
53
Tabbers (2002)
54
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherentie Contiguity Cueing/Signaling
55
Coherentie principe Het weglaten van onnodige tekst, plaatjes en geluiden Effect size: .90
56
57
Coherentie
sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
58
voorkennis
Geen coherentie
sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
plaatjes
x x
beelden selecteren
59
verbaal model integreren
visueel model
voorkennis
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherentie Contiguity Cueing/Signaling
60
Contiguity principe Gesproken uitleg gelijktijdig bij een animatie laten horen (in plaats van ervoor of erna) Effect size: 1.30 Of Geschreven uitleg of verklarende labels dicht bij de animatie (of een onderdeel van de animatie) plaatsen Effect size: 1.13 Spatieel split attention
61
Contiguity
Contiguity
sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
62
voorkennis
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherentie Contiguity Cueing/Signaling
63
Cueing/Signaling
Het aanbieden van cues aan de gebruiker zodat deze weet welke informatie in de animatie belangrijk is Dit kan Verbaal door tekst te onderstrepen of afwisseling in toonhoogte Door visueel aandacht te trekken Door een (pedagogische) ‘animated agent’
64
Cueing/Signaling
sensorisch geheugen
werkgeheugen
lange-termijn geheugen
woorden selecteren tekst
verbaal model integreren
visueel model
plaatjes beelden selecteren
65
voorkennis
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherence Contiguity Cueing/Signaling
66
Apprehension principle (Tversky et al., 2002)
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherence Contiguity Cueing/Signaling Passiviteit problematiek Interactiviteit/pacing Opdracht Self-reference effect
67
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherence Contiguity Cueing/Signaling Passiviteit problematiek Interactiviteit/pacing Opdracht Self-reference effect
68
Een opdracht geven
3 groepen kregen een hart animatie te zien 1 groep kreeg 7 frames uit de animatie te zien Twee andere groepen kregen hierbij een constructie
opdracht
69
70
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherence Contiguity Pacing Cueing/Signaling Passiviteit problematiek Interactiviteit/pacing Opdracht Self-reference effect
71
72
Oplossingen voor deze problemen
Split-attention problemen Modaliteit Coherence Contiguity Pacing Cueing/Signaling Passiviteit problematiek Interactiviteit/pacing Opdracht Self-reference effect
73
Ontwerprichtlijnen Welke aandachtspunten? Gebruik cognitieve capaciteit optimaal, dat wil zeggen stel
de gebruiker in staat zowel een verbaal als een visueel model te construeren Probeer de gebruiker te activeren Combineer richtlijnen Voorkennis is een belangrijke factor: Expertise reversal effect!
74
Dank voor jullie aandacht.
[email protected]
75
