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Grundwissen
Benutzerzentrierte Softwaregestaltung

Autor: Michael Burmester

Übersicht

  • Bei der Gestaltung von Benutzungsschnittstellen müssen sehr viele Gestaltungsentscheidungen getroffen werden. Für einen Teil dieser Entscheidungen kann die Norm DIN EN ISO 9241 Teil 12 bis 17 oder andere Quasi-Industriestandards (z.B. Microsoft Windows Styleguide) herangezogen werden.  
  • Ein benutzerzentrierter Gestaltungsprozess weist tatsächliche Benutzer eine aktive Rolle zu.
  • Der benutzerzentrierte Gestaltungsprozess umfasst folgende Phasen
  • Feststellung der Notwendigkeit
  • Erhebung und Analyse des Nutzungskontext
  • Ableiten und Dokumentieren von Anforderungen an das Softwaresystem
  • Entwurf eines Bedienkonzeptes
  • Empirische Evaluation des Bedienkonzeptes

Wie kann Gebrauchstauglichkeit erreicht werden?

Gestaltung von Dialogen und Informationen

Bei der Gestaltung von Software müssen Informationen präsentiert (z.B. Gruppierung von Informationen, Verwendung von Schriften und Farben) und Dialoge gestaltet werden (z.B. Fenster, Menüs). 

Die Norm DIN EN ISO 9241 enthält im Teil 12 Richtlinien zur Präsentation von Informationen. Der Teil 110 enthält sieben Prinzipien zur Dialoggestaltung. Wenn die Richtlinien zur Informationspräsentation und die Prinzipien zur Gestaltung von Dialogen umgesetzt werden, dann - so der GMD-Wissenschaftler Wolfgang Dzida - ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Software gebrauchstauglich ist. Die Teile 13 bis 17 erläutern wie bestimmte Dialogformen zu gestalten sind. Die Gestaltung von Dialogen ist äußerst komplex. Dies zeigt sich schon allein durch die Tatsache, dass in den Teilen 12 bis 17 der DIN EN ISO 9241 über 500 Gestaltungshinweise aufgeführt werden.

Bild 1: Normenteile für die Gebrauchstauglichkeit

Ein Gestalter von Benutzungsschnittstellen muss Hunderte von Gestaltungsentscheidungen treffen. Für einen Teil dieser Entscheidungen bieten die Richtlinien aus der ISO 9241 Teil 12 bis 17 eine gute Unterstützung. Diese im Original oft schwer verständlichen Richtlinien wurden von den Software-Ergonomen Dr. Claus Görner, Andreas Beu und Franz Koller anschaulich für Gestaltungspraktiker aufbereitet.

Nach dem der DIN EN ISO 9241 Teil 11 ist es jedoch notwendig bei den Gestaltungsentscheidungen die Benutzer/-innen und ihren Nutzungskontext mit zu berücksichtigen. Jetzt stellt sich die Frage, wie die Anforderungen der Benutzer und des Nutzungskontextes bei der Gestaltung berücksichtigt werden können.

Wie funktioniert benutzerzentrierte Softwaregestaltung?

benutzerorientiert, benutzerzentriert

In der Norm DIN EN ISO9241-210 (2010) wird von benutzerorientierter Gestaltung interaktiver Systeme (d.h. Softwaresysteme) gesprochen. Der Begriff "benutzerorientiert" wird oft so verstanden, dass bei der Gestaltung von Benutzungsschnittstellen die Belange potentieller Benutzer (d.h. der Zielgruppe) berücksichtigt werden. Dies kann durchaus auf der Basis von Dokumenten und Beschreibungen geschehen, mit denen der Nutzungskontext erschlossen wird. Wir fordern jedoch, dass Benutzer/-innen bei der Gestaltung von Software aktiv in den Gestaltungsprozess einbezogen werden. Somit sprechen wir von benutzerzentrierter Softwaregestaltung.

Ablauf benutzerzentrierter Softwaregestaltung

Der Prozess benutzerzentrierter Gestaltung besteht aus den Phasen: 

 

Bild 2: Prozess der benutzerzentrierten Softwaregestaltung 

Notwendigkeit

Für ein Softwareentwicklungsprojekt muss festgestellt werden, ob ein Prozess der benutzerzentrierten Gestaltung angezeigt ist. Es muss geprüft werden, in welchem Ausmaß Benutzer/-innen mit der Software in Interaktion treten und wie kritisch diese Interaktionen sind. Denkbar wäre eine Software zum Starten eines Sägewerks. Hier muss die Benutzungsschnittstelle so gestaltet sein, dass durch Fehlbedienung niemand verletzt wird.

Nutzungskontext

Der Nutzungskontext sollte möglichst empirisch analysiert werden. Dies ist notwendig, da sehr häufig keine geeigneten Dokumente zu Zielen und Aufgaben der Benutzer/-innen, zur Ausrüstung am Arbeitsplatz sowie die physische und soziale Umgebung vorliegen. Beispielsweise enthalten Aufgabenbeschreibungen eines Arbeitsplatzes oft nur eine formale Darstellung der Aufgabe. Diese enthält zum einen oft keine Tätigkeitsabläufe oder andere Details. Zum anderen besteht meist ein Unterschied zwischen der formal gestellten Aufgabe und der informellen Aufgabe, d.h. wie ein Mitarbeiter/-innen die Aufgabe versteht und tatsächlich bearbeitet. Bei der Gestaltung der Benutzungsschnittstelle muss gerade die informelle Aufgabe berücksichtigt werden.  

Bild 3: Methoden zur Erhebung des Nutzungskontextes

Wird der Nutzungskontext nicht detailliert und in einem frühen Stadium des Softwareentwicklungsprozesses analysiert, so kann das erhebliche Kosten und Verzögerungen im Projekt bedeuten. Claire Marie Karat vom IBM Forschungszentrum ermittelte, dass 80% der Kosten in Softwareentwicklungsprojekten in der Einführungsphase entstehen. Davon gehen wiederum 80% auf das nachträgliche Befriedigen unerwarteter Anforderungen der Benutzer zurück. Das Einbringen neuer Funktionen zu einem späten Stadium der Softwareentwicklung ist sehr viel teurer als zu einem frühen Stadium. 

Eine ungenaue Analyse des Nutzungskontext kann auch dazu führen, dass teuer entwickelte Funktionen in einem Softwaresystem nach dessen Einführung von den Benutzern nicht benötigt oder akzeptiert werden.

Anforderungen

Aus der Analyse des Nutzungskontext werden Anforderungen abgeleitet. Dazu ist es notwendig, die Beschreibungen der Aufgaben, der Umgebung und der Benutzer/-innen selbst, so zu interpretieren, dass diese als Anforderung an das Softwaresystem formuliert werden können. Nehmen wir ein Beispiel: Ein Sachbearbeiter wird immer wieder beim Ausfüllen von Eingabemasken unterbrochen. Bei der Unterbrechung muss in ein anderes Programm, zur Kundendatenbank, gewechselt werden. Die Anforderung hier wäre, dass der Wechsel von der Datenerfassungsoftware zur Kundendatenbank ohne Verlust von eingegebenen Daten und Zeitverzögerung möglich sein muss (z.B. durch die Möglichkeit der parallelen Nutzung unterschiedlicher Programme). 

Die internationale Vereinigung aller elektrotechnischen Berufe "Institute of Electrical and Electronics Engineers" (IEEE) hat einen Standard zum Thema Anforderungen herausgegeben. Der Standard "Guide to Developing System Requirements Specifications" (P1233/D3), was soviel heißt wie "Anleitung zur Entwicklung von Anforderungsspezifikationen", fasst Richtlinien zur Formulierung von Anforderungen zusamm

Eigenschaften von Anforderungen (nach IEEE P1233/D3, 1995)

Eigenschaft Beschreibung
Abstraktheit Anforderungen sollen unabhängig von der konkreten technischen Umsetzung formuliert sein.
Eindeutigkeit  Anforderungen sollen nur eine mögliche Interpretation zulassen.
Nachvollziehbarkeit  Anforderungen sollen zu ihrer Quelle zurückverfolgbar sein.
Überprüfbarkeit  Es soll gezeigt werden können, dass das System die Anforderung tatsächlich erfüllt.

Gestaltung

Die Gestaltung der Benutzungsschnittstelle ist die komplexeste Phase der benutzerzentrierten Softwareentwicklung. Hier müssen die Anforderungen in die tatsächliche Benutzungsoberfläche übersetzt werden, d.h. 

    • in die sichtbaren Elemente auf dem Bildschirm,
    • in die Strukturen, die die Form des Dialogs zwischen Benutzer und Software bestimmen,
    • in die Navigationsstrukturen mit denen der Benutzer eine gewünschten Informationen - etwa in einer Datenbank oder einem Web-Site - oder aber eine benötigte Funktion findet.

Ganz allgemein kann die Gestaltung in zwei Phasen unterteilt werden:

1. Grobgestaltung:

Zur Grobgestaltung gehören der Entwurf

    • der Navigationsstruktur
    • der Grundzüge der Informationspräsentation
    • der Metaphern (wie etwa ein Formularblatt als Eingabemaske), die die Vertrautheit mit dem System erhöhen und die Bedienung erleichtern sollen.

2. Feingestaltung:

In der Feingestaltung werden alle Dialogelemente im Hinblick auf ihre graphische Gestaltung und ihr Interaktionsverhalten bis ins Detail ausgestaltet.

Bei einer Software zur Betrachtung der Entwicklung von Börsenkursen würde in der Grobgestaltung folgendes entworfen werden:

  • Festlegung aller Darstellungsweisen (Charts) von Börsendaten (etwa unterschiedliche Indizes wie den DAX oder Fonds) anhand der Informationsinteressen der Zielgruppe (z.B. Anlageberater)
  • Anhand der Benutzeraufgaben werden die Charts gruppiert und in eine Navigationsstruktur eingebettet. Beispielsweise werden die am häufigsten genutzten Charts direkt auf der Eingangsseite zugänglich gemacht.
  • Es wird eine Metapher zu Navigation entworfen, die aus dem Nutzungskontext abgeleitet wird. Dies könnten bei Anlageberatern beispielsweise nachempfunde Aktien- oder Fondsbroschüren sein.

 In der Feingestaltung würde folgendes gestaltet werden:

  • Anlageberater möchten Ihren Kunden vielleicht die Entwicklung eines Fonds innerhalb der letzten 10 Jahre zeigen. Dazu muss es möglich sein, die Zeitachse eines Fonds-Charts zu verändern. Die Entscheidung, ob dies mit einer virtuellen Lupe oder aber mit kleinen Plus- und Minus-Tasten an der Zeitachse des Charts gemacht wird, gehört zur Feingestaltung.
  • Die genaue Darstellung der einzelnen Charts bis hin zu den verwendeten Strichbreiten und –farben wird hier festgelegt.

Prototyping

Von herausragender Bedeutung für die Grobgestaltung und die Feingestaltung ist das frühzeitige Visualisieren und Erfahrbar-Machen der Gestaltungsideen. 

Prototyping wird häufig als das Entwickeln des tatsächlichen Softwaresystems im Kleinen missverstanden. Dies ist jedoch in den meisten Fällen sehr aufwändig und mit allen Problemen der Entwicklung eines tatsächlichen Systems behaftet (Integration, Software-Tests, Debugging, etc.). 

Prototyping muss sich vielmehr an den Gestaltungsideen und –phasen orientieren. Um den Entwurf der Navigationsstruktur im Rahmen der Grobgestaltung eines Systems zu visualisieren, kann es ausreichen, die einzelnen Navigationsbildschirme auf Papier zu skizzieren. 

Soll die Veränderung einer Zeitachse eines Charts erfahrbar und damit testbar für Benutzer gemacht werden, so sollte die Zeitachsenmanipulation tatsächlich ausführbar sein. Hierfür kann ein kleines Programm geschrieben werden, womit die Zeitachsenverstellung ausprobiert werden kann. Dies ist wesentlich ökonomischer als das vollständige Börseninformationssystem zu entwickeln, in der die Zeitachsenmanipulation dann tatsächlich für jedes beliebige Chart möglich ist. 

Wichtig für erfolgreiches Prototyping ist also:

  1. Der Detaillierungsgrad und das Medium (Papier, Präsentationssoftware, etc.) muss der Fragestellung angemessen sein.
  2. Es muss darauf geachtet werden, dass der Prototyp nicht die Komplexität des tatsächlich zu entwickelnden Softwaresystems erreicht. Mit zunehmender Komplexität verliert man die für Prototyping so wichtige Flexibilität.
  3. Der Aufwand der in die Gestaltung und Entwicklung eines Prototypen gesteckt wird, sollte auch aus psychologischen Gründen nicht zu groß sein. Gestalter und Entwickler identifizieren sich, wie alle Menschen, mit den Ergebnissen ihrer Arbeit. Kreative und benutzerzentrierte Gestaltung lebt aber von der Produktion von Gestaltungsalternativen und der Fähigkeit schlechte Lösungen aufzugeben und Neues auszuprobieren.

Evaluation

Die Übersetzung der Anforderungen in Gestaltung erfordert neben methodisch fundierter Vorgehensweise sehr viel Kreativität. Das Einbeziehen der über 500 Gestaltungsregeln aus der DIN EN ISO 9241 Teil 12 bis 17 und der der Industriestandards (wie beispielsweise des Microsoft Windows Styleguides) zeigen, dass Gestaltung äußerst komplex ist. Somit sollte jeder Entwurf am besten als eine Hypothese über die optimale Gestaltung einer Benutzungsschnittstelle für einen gegeben Nutzungskontext verstanden werden. Aus der wissenschaftlichen Praxis weiß man, dass Hypothesen getestet werden müssen. Dies gilt auch für die Gestaltung. Die Evaluation soll dies leisten.

Usability Testing

Es gibt viele Formen der Evaluation. Die für den benutzerzentrierten Gestaltungsprozess angemessenste Form das Usability Testing (d.h. Gebrauchstauglichkeitsstudie).
 
Definiton:
Beim Usability Testing werden repräsentative Benutzer/-innen aufgefordert unter realistischen Bedingungen, für den Nutzungskontext typische Aufgaben mit einem Prototypen oder der vollständigen Software zu lösen. Bei diesem Prozess wird die Interaktion des Benutzers mit der Software beobachtet und auf Probleme der Gebrauchstauglichkeit, sog. Nutzungsprobleme, hin analysiert.

Es gibt zwei Formen des Usability Testings: 

1. Prüfung, ob eine Software bestimmten Kriterien genügt, z.B. gebrauchstauglich ist. Hier wird nur entschieden, ob das Kriterium erfüllt ist oder nicht. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn Software auf Konformität zur DIN EN ISO 9241 untersucht wird. Eine solche Prüfung kann ein Teil einer Zertifizierung sein, bei der Art Prüfplakette zur Gebrauchstauglichkeit vergeben wird. 

2. Das diagnostische Usability Testing. Bei dieser Form geht es darum, die Probleme der Gebrauchstauglichkeit, sogenannte Nutzungsprobleme, die bei der Interaktion des Benutzers mit einem Prototypen entstehen zu identifizieren und zu verstehen. Ziel des diagnostischen Usability Testings ist die Umgestaltung und Optimierung einer Benutzungsschnittstelle.

Vorteile

Diagnostisches Usability Testing als Evaluationsmethode hat sehr viele Vorteile:

  • Ökonomie: Unter der Voraussetzung, dass das diagnostische Usability Testing kompetent und methodisch korrekt durchgeführt wird, können bereits mit wenigen repräsentativ ausgewählten Benutzern/Benutzerinnen ein Großteil der Nutzungsprobleme gefunden werden. Internationale Studien zeigen, dass
  • mit sechs Benutzern/Benutzerinnen im Test bis zu 80% der Nutzungsprobleme entdeckt werden können;
  • unter diesen 80% werden alle schwerwiegenden Probleme, die vom dänischen Software-Ergonomen Rolf Molich "Usability Desasters" genannt werden, gefunden.

Diagnostisches Usability Testing kann also sehr ökonomisch zur Optimierung der Gebrauchstauglichkeit eingesetzt werden. 

 

Bild 4: Effizienz von Usability Testing

  • Akzeptanz bei Teilnehmern: Teilnehmer/-innen an Usability Tests stehen dieser Methode sehr positiv gegenüber. Von den Teilnehmern wird es sehr geschätzt, dass sie als zukünftig Betroffenen systematisch an der Gestaltung beteiligt werden. In den meisten Fällen bedanken sich Teilnehmer/-innen eines Usability Tests ausdrücklich für die Möglichkeit der Teilnahme und versichern auch in Zukunft für weitere Tests zur Verfügung zu stehen.
  • Akzeptanz bei Evaluatoren: Jakob Nielsen untersuchte die Akzeptanz und Nützlichkeit von acht unterschiedlichen Evaluationsmethoden (z.B. auch Heuristische Evaluation, cognitive walkthrough, etc.). Softwaregestalter schätzten das diagnostische Usability Testing von allen Methoden am nützlichsten ein und setzten das diagnostische Usability Testing von allen Methoden am häufigsten ein.
  • Kreativität: Erkenntnisse eines Usability Tests beflügeln die Kreativität bei der Gestaltung der Benutzungsoberfläche. Die Kenntnisse der wichtigen Nutzungsprobleme und Erfahrungen wie Benutzer mit einer Software tatsächlich umgehen beflügeln den Ideenfindungsprozess und lenken die Aufmerksamkeit auf die für die Benutzer wichtigen Eigenschaften einer Software.

Iterationen

Der benutzerzentrierte Softwaregestaltung verläuft in Iterationen. Die Ergebnisse der Evaluation werden zum einen verwendet, um die Beschreibung des Nutzungskontext zu präzisieren. Zum anderen fließen Evaluationsergebnisse direkt in die Gestaltung und das Prototyping zurück. 

Häufig wird die Frage nach der Anzahl der notwendigen Iterationen gestellt. Nach der Idee des benutzerzentrierten Gestaltungsprozesses werden die Iterationen so lange durchgeführt bis die bei Start des Prozesses festgelegten Qualitätskriterien erreicht werden. 

Die Praxis zeigt, dass der Sprung der Gebrauchstauglichkeit bei der ersten Iteration am größten und bei jeder weiteren kleiner wird. Jedes Projekt, das dem benutzerzentrierten Gestaltungsprozess folgt, muss mindestens eine Iteration aufweisen. Eine zweite Iteration ist wünschenswert.

Fazit

Die Gebrauchstauglichkeit von Software kann nur gewährleistet werden, wenn  

  • ein benutzerzentrierter Softwaregestaltungsprozess, wie er in der Norm DIN EN ISO 9241-210 (2010) beschrieben ist, eingehalten wird und
  • die Prinzipien und Gestaltungsrichtlinien der DIN EN ISO 9241 bei der Gestaltung berücksichtigt werden.

Der Servicebereich

Rechtsquellen und Normen

Gesetze und Verordnungen
  • Die Bildschirmarbeitsverordnung (BildscharbV)
    Anhang, Nr. 20 - 22  
Berufsgenossenschaftliche Vorschriften, Regeln und Informationen
  • BGI 852-1 Berufsgenossenschaftliche Information: Nutzungsqualität von Software - grundlegende Informationen zum Einsatz von Software in Arbeitssystemen, Verwaltungs-Berufsgenossenschaft

Normen 
  • DIN EN ISO 9241:  Ergonomie der Mensch-System-Interaktion
  • DIN EN ISO 14915: Software-Ergonomie für Multimedia Benutzerschnittstellen
  • DIN EN ISO 9241-210: Prozess zur Gestaltung gebrauchstauglicher interaktiver Systeme

Literatur

LiteraturmarkerZum Einlesen: 

Verwaltungs-Berufsgenossenschaft (Hrsg.):
Zusammenwirken Mensch und Arbeitsmittel (Software-Ergonomie)
Themenseite auf www.vbg.de

LiteraturmarkerZum Vertiefen:

Herczeg, Michael:
Software-Ergonomie Grundlagen der Mensch-Computer-Kommunikation.
München (Oldenbourg-Verlag) 2004 

Die internationale Normungsorganisation ISO  www.iso.org

LiteraturmarkerBücher und Broschüren zur Software-Ergonomie

Informationen zum Autor

Michael Burmester und Marc Hassenzahl 
User Interface Design GmbH  
Dompfaffweg 10
81827 München 
fon 089 / 43 77 81 0
fax 089 / 43 77 81 19
Internet www.uidesign.de  
email michael.burmester@uidesign.de  und marc.hassenzahl@uidesign.de  

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Letzte Änderung: 28.8.2013

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    Themenseite auf www.vbg.de
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