Was ist kognitive Belastung (Cognitive Load)?

Kurz gesagt

Wer auf einen Bildschirm schaut, trägt ein Ziel im Kopf. Der Bildschirm selbst verlangt außerdem, dass man liest, sich erinnert und entscheidet. Die Summe dieser Anforderungen ist die kognitive Belastung.

Übersteigt die Belastung das, was die Person tragen kann, wird die Arbeit langsamer. Ich sehe das am häufigsten in Formularen: Jedes unklare Feld lädt der Person eine weitere kleine Entscheidung auf.

Vergleichen Sie in der Demo unten zwei Fassungen desselben Formulars. Der Zähler zeigt, wie viele Entscheidungen Sie in jeder Fassung treffen.

Was ist kognitive Belastung?

Kathryn Whitenton von der Nielsen Norman Group definiert die kognitive Belastung in ihrem Artikel vom 22. Dezember 2013 als die Menge an geistigen Ressourcen, die nötig ist, um ein System zu bedienen. Umgangssprachlich nennt der Artikel das „Brain Power“. Formaler sind damit Plätze im Arbeitsgedächtnis gemeint.

Laut Artikel sinkt die Leistung, wenn die eingehende Information diese Kapazität übersteigt. Das Verstehen dauert länger, wichtige Details gehen verloren. Die Person kann überfordert sein und aufgeben.

Whitenton vermerkt noch etwas: Anders als bei einem Computer gibt es bis heute keinen Weg, die tatsächliche Rechenleistung des Gehirns zu erhöhen. Deshalb schaue ich darauf, die Belastung auf der Seite des Designs zu senken.

Laws of UX definiert kognitive Belastung ähnlich: die geistigen Ressourcen, die nötig sind, um eine Oberfläche zu verstehen und mit ihr zu arbeiten. Dieselbe Seite sieht den Begriff eng verbunden mit dem Miller'schen Gesetz.

Swellers Theorie der kognitiven Belastung

Die Theorie stammt aus der pädagogischen Psychologie. Laut Wikipedia entwickelte der Bildungspsychologe John Sweller die Theorie der kognitiven Belastung Ende der 1980er-Jahre. Ausgangspunkt war eine Studie zum Problemlösen.

Der grundlegende Artikel ist John Swellers „Cognitive Load During Problem Solving: Effects on Learning“. Er erschien im April 1988 in der Zeitschrift Cognitive Science: Band 12, Heft 2, Seiten 257–285.

Laut Laws of UX erweitert die Theorie die Theorien der Informationsverarbeitung von George Miller. Millers Grenze des Kurzzeitgedächtnisses beschreibe ich auf einer eigenen Seite.

Für die Unterscheidung zwischen intrinsischer und extrinsischer Belastung verweist der Wikipedia-Artikel auf den Artikel von Paul Chandler und Sweller aus dem Jahr 1991. Er steht im 8. Band der Zeitschrift Cognition and Instruction (Heft 4, Seiten 293–332).

Derselbe Artikel nennt eine dritte Art: germane, also lernbezogene Belastung. Gemeint ist die Mühe, die in den Aufbau dauerhaften Wissens fließt. Laut Artikel entsteht diese Belastung aus den Eigenschaften der Lernenden.

Die Theorie wurde für den Unterricht entwickelt. Der NN/g-Artikel überträgt dieselbe Unterscheidung auf das Interfacedesign.

Intrinsische und extrinsische Belastung

Der NN/g-Artikel unterscheidet für Oberflächen zwei Arten. Nutzer kommen, um etwas zu erfahren oder eine Aufgabe zu erledigen. Ein Teil der Belastung, die diese Aufgabe mit sich bringt, ist unvermeidlich.

Art der Belastung	Definition von NN/g	Entsprechung im Formular
Intrinsische Belastung (intrinsic)	Die Mühe, neue Information aufzunehmen und die eigenen Ziele im Blick zu behalten.	Die Lieferadresse kennen, die richtige Telefonnummer wählen. Diese Belastung ist die Aufgabe selbst.
Extrinsische Belastung (extraneous)	Verarbeitung, die geistige Ressourcen verbraucht, aber nicht hilft, den Inhalt zu verstehen.	Raten, was ins Feld „Code“ gehört, dieselbe Adresse ein zweites Mal tippen.

Die Definitionen habe ich aus dem NN/g-Artikel übersetzt, die Beispiele sind von mir.

Whitentons Beispiel ist die Urlaubsplanung. Wer einen Urlaub sucht, behält gleichzeitig Informationen über die Oberfläche und eigene Grenzen wie Preis oder Zeitraum im Kopf. Der Artikel ordnet diese Grenzen keiner Art zu. Ich lese sie als intrinsische Belastung, weil das Design den Preis nicht entfernen kann.

Als Beispiel für extrinsische Belastung nennt der Artikel Schriftstile ohne Bedeutung. Designer sollten diese Belastung beseitigen oder zumindest minimieren.

Live-Demo: dasselbe Formular, zwei Belastungen

Unten steht das Lieferformular eines erfundenen Onlineshops. In der Fassung mit hoher Belastung gibt es unnötige Felder und unklare Labels, das Layout ist zweispaltig. In der Fassung mit niedriger Belastung erledigt man dieselbe Aufgabe in einer Spalte und mit erklärenden Labels.

Wechseln Sie mit dem Schalter oben zwischen beiden Fassungen. Wählen Sie in der Fassung mit hoher Belastung bei „Rechnungsart“ die Option Firma: Erst dann öffnen sich die Firmenfelder. Entfernen Sie in der Fassung mit niedriger Belastung den Haken bei „Meine Rechnungsadresse ist die Lieferadresse“ und sehen Sie, wie sich der Zähler ändert.

Dasselbe Formular, zwei Belastungen

Fassung mit hoher Belastung: Lieferdaten

Diese Fassung hat 18 Felder und 23 Entscheidungen. 15 Entscheidungen kommen von unnötigen Feldern, unklaren Labels oder fehlenden Voreinstellungen. Wird als Rechnungsart Firma gewählt, öffnen sich 3 weitere Felder.

AnredeBitte wählenFrauHerrDiversDr.1 Entscheidung: unnötiges Feld

Vorname1 Entscheidung

Nachname1 Entscheidung

Geburtsdatum1 Entscheidung: unnötiges Feld

Tel2 Entscheidungen: welche Nummer, welches Format?

Tel 22 Entscheidungen: unnötig und unklar

E-Mail1 Entscheidung

E-Mail (Wiederholung)1 Entscheidung: unnötige Wiederholung

Adresse1 Entscheidung

Adresse 22 Entscheidungen: Was gehört hierhin?

PLZ1 Entscheidung

Ort1 Entscheidung

Bundesland2 Entscheidungen: Wozu braucht der Shop das?

Rechnungsart

PrivatFirma

1 Entscheidung: keine Vorauswahl

Firmenname1 Entscheidung

USt-IdNr.1 Entscheidung

Ansprechperson1 Entscheidung

Rechnungsadresse1 Entscheidung: dieselbe Adresse noch einmal

Rechnung PLZ1 Entscheidung: dieselbe PLZ noch einmal

Rechnung Ort1 Entscheidung: derselbe Ort noch einmal

Code2 Entscheidungen: welcher Code?

Fassung mit niedriger Belastung: Lieferdaten

Diese Fassung hat 6 Felder und 6 Entscheidungen. Ist die Rechnungsadresse anders, öffnen sich 3 weitere Felder.

Vor- und Nachname

Dieser Name steht auf dem Paketetikett.

1 Entscheidung

Handynummer

Der Paketdienst ruft diese Nummer vor der Zustellung an. Beispiel: 0172 3456 7890

1 Entscheidung

E-Mail

An diese Adresse schicken wir die Bestellübersicht.

1 Entscheidung

Straße und Hausnummer

Zum Beispiel Lindenstraße 12.

1 Entscheidung

PLZ1 Entscheidung

Ort1 Entscheidung

Meine Rechnungsadresse ist die Lieferadresse

Rechnungsadresse

Straße und Hausnummer.

1 Entscheidung

PLZ für die Rechnung1 Entscheidung

Ort für die Rechnung1 Entscheidung

Das Formular ist erfunden und wird nirgendwohin gesendet. Die Zahl der Entscheidungen folgt meiner Zählregel und ist kein gemessener Wert: Jedes Feld ist eine Entscheidung, ein unklares Label fügt eine weitere hinzu, eine Voreinstellung zu übernehmen zählt nicht. Rosa Etiketten zeigen vermeidbare Entscheidungen.

Beide Fassungen nehmen dieselbe Bestellung auf, der Unterschied liegt in der Zahl der Entscheidungen. In der Fassung mit hoher Belastung sind 15 von 23 Entscheidungen vermeidbar. Wählt man Firmenrechnung, kommen 3 Felder und 3 Entscheidungen hinzu, aber diese Entscheidungen sind die Aufgabe selbst.

Das zweispaltige Layout habe ich nicht mitgezählt. Trotzdem sehe ich in Audits oft, dass Nutzer zögern, während sie das nächste Feld suchen. In der Demo wird das Formular auf Smartphone-Breite ohnehin einspaltig.

Wege, die kognitive Belastung zu senken

Der NN/g-Artikel nennt drei Wege. Ich erkläre jeden mit einem Formularbeispiel.

Visuelles Durcheinander vermeiden

Laut Artikel verlangsamen unnötige Links, irrelevante Bilder und bedeutungslose Schriftverzierungen die Nutzer. Whitenton ergänzt, dass bedeutungsvolle Elemente wertvoll sind. Das Problem beginnt, wenn man sie übermäßig nutzt.

Im Formular entsprechen dem Felder ohne Nutzen wie „Tel 2“ oder „Geburtsdatum“. Die Person hält vor jedem Feld inne und überlegt, ob sie es ausfüllen muss.

Auf bestehende mentale Modelle bauen

Nutzer erkennen Labels und Layouts wieder, die sie auf anderen Websites gelernt haben. Nutzen Sie diese, müssen sie auf Ihrer Website weniger lernen. Mehr dazu auf den Seiten zu Jakobs Gesetz und zum mentalen Modell.

Der Person Arbeit abnehmen

Laut Artikel sollte man für jedes Element, das Lesen, Erinnern oder eine Entscheidung verlangt, nach einer Alternative suchen. Vorgeschlagen werden: ein Bild zeigen, bereits eingegebene Information erneut anzeigen oder eine kluge Voreinstellung setzen.

Das Kästchen „Meine Rechnungsadresse ist die Lieferadresse“ in der Demo ist ein Beispiel dafür. Die Person tippt drei Felder nicht erneut, sie übernimmt eine einzige Voreinstellung.

Auch die Zahl der Optionen ist eine Entscheidungslast. Wie die Entscheidungszeit mit mehr Optionen wächst, beschreibt das Hick'sche Gesetz.

Der Artikel schreibt auch, dass die meisten führenden Usability-Grundsätze von NN/g darauf zielen, die kognitive Belastung zu senken. Inhalte in Teile zu gliedern und Antwortzeiten zu verkürzen, sind Beispiele dafür.

Grenzen und Missverständnisse

Intrinsische Belastung lässt sich nicht auf null senken. Nach der Definition von NN/g entsteht sie, weil die Person Information aufnimmt und ihr Ziel verfolgt. Einen Kreditantrag können Sie nicht auf zwei Felder kürzen. Das Ziel ist, nicht mehr Belastung hinzuzufügen, als die Aufgabe verlangt.

Die Theorie wurde für das Lernen entwickelt. Schon der Titel von Swellers Artikel von 1988 spricht von Problemlösen und Lernen. In der Oberfläche nutze ich diese Begriffe als Denkwerkzeug.

Die Arten lassen sich womöglich nicht einfach addieren. Der Wikipedia-Artikel berichtet, dass die Annahme, die drei Arten seien additiv, infrage gestellt wird. Laut Artikel geht man heute davon aus, dass sie sich gegenseitig beeinflussen.

Wenige Felder bedeuten nicht immer wenig Belastung. „Vor- und Nachname“ in der Demo ist ein einziges Feld. Erwartet das System dahinter Vor- und Nachnamen aber getrennt, stößt die Person später auf eine Fehlermeldung. Die gesparte Belastung kommt dann zurück.

Meine Notiz

Die extrinsische Belastung, die ich in Audits am häufigsten sehe, sind Labels, die nicht sagen, was sie wollen. Ein Feld, über dem nur „Code“ oder „Typ“ steht, hält die Person auf. Eine Zeile Erklärung unter dem Label reicht meistens.

An zweiter Stelle steht wiederholte Information. Tippt die Person dieselbe Adresse zweimal, fragt das System sie nach etwas, das es schon weiß. Um das zu finden, fülle ich das Formular selbst von Anfang bis Ende aus und notiere jede Stelle, an der ich zögere.

Kognitive Belastung fasse ich nicht in einem einzigen Wert zusammen. Beim Prüfen eines Bildschirms frage ich: Ist diese Entscheidung die Aufgabe der Person oder eine Nebenwirkung unseres Designs? Diese Frage stelle ich bei einer heuristischen Evaluation zu jedem Feld. Details zu Formularen stehen im Muster Formulardesign.

Soll jemand von außen diese Frage zu Ihren eigenen Formularen stellen, sehen Sie sich das UX Audit an.