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工作记忆 Working Memory
简介说明
一个认知系统，暂时存储和处理完成任务所需的信息。
工作记忆是一个与认知负荷密切相关的心理学概念。
要点
工作记忆在任何时刻都有限，只能处理 4-7 个信息块，每个信息块在 20-30 秒后会逐渐消失。我们用它来跟踪信息以完成任务，但我们常常难以记住已经看到的信息。设计师在向用户展示信息时必须注意这一限制，并确保信息既必要又相关。我们的大脑擅长识别之前看到过的东西，但不擅长将新信息准备好以备使用。我们可以通过明确哪些信息已经被查看（例如，通过视觉方式区分已访问的链接并提供面包屑链接）来支持识别而非回忆。将记忆负担放在系统上，而不是用户。我们可以通过在必要时将关键信息从一屏带到另一屏来减轻记忆负担（例如，比较表格使比较多个项目变得容易）。理论背景
“工作记忆”这一术语由乔治·A·米勒、尤金·加兰特和卡尔·H·普里布拉姆提出，并在 20 世纪 60 年代用于将大脑比作计算机的理论背景中。1968 年，理查德·C·阿特金森和理查德·M·希夫林使用该术语来描述他们的“短期存储”。短期存储是先前用于指代工作记忆的名称。其他建议的名称还包括短期记忆、初级记忆、即时记忆、操作记忆和临时记忆。短期记忆是指在一定短暂时期内（以秒为单位）保持信息的能力。如今，大多数理论家使用工作记忆的概念来替代或包含较旧的概念——短期记忆，这标志着更强调信息操作而非单纯维护。
Working Memory(工作记忆)是 UX 设计中最基础也最重要的认知概念之一,指大脑临时存储和处理信息的能力。理解工作记忆的局限性是创造直观、易用界面的关键。
核心概念
什么是工作记忆?
工作记忆 = 大脑的"便签纸"
类比:
就像电脑的RAM(内存)
• 临时存储
• 容量有限
• 处理速度快
• 关机即清空
vs 长期记忆(硬盘)
• 永久存储
• 容量巨大
• 提取较慢
• 持久保存工作记忆的作用:
1. 临时存储信息
"刚才看到的验证码是..."
2. 操作和处理信息
"把A和B结合起来..."
3. 多任务协调
"记住这个,同时做那个..."
4. 连接长期记忆
"这个和我之前知道的..."工作记忆的局限
1. 神奇数字 7±2 (Miller's Law)
经典研究(George Miller, 1956):
工作记忆容量:
• 成年人: 7±2 个信息块(chunk)
• 实际更常见: 4±1 个
示例:
容易记住:
138-1234-5678 (3个块)
√ √ √
困难记住:
1-3-8-1-2-3-4-5-6-7-8 (11个块)
× 超出容量
关键: 不是字符数量,是信息块数量2. 持续时间短暂
时间限制:
无复述: 约15-30秒
├─ 信息开始衰退
└─ 30秒后基本消失
有复述: 可延长
├─ 主动重复
└─ 转入长期记忆
示例:
查看验证码: 748392
转身输入: "是多少来着?"
↑ 10秒后已经忘记3. 容易被干扰
干扰源:
外部干扰:
• 新信息进入(覆盖旧信息)
• 注意力分散
• 环境噪音
内部干扰:
• 思维跳转
• 情绪波动
• 认知负荷过高
示例场景:
正在记电话号码
→ 有人突然说话
→ 忘记号码
→ 需要重新看4. 多任务处理能力弱
工作记忆资源竞争:
单任务:
[████████] 100% 可用
→ 表现优秀
双任务:
[████] 任务A 50%
[████] 任务B 50%
→ 两者都受影响
三任务+:
[██] [██] [██]
→ 容易出错
→ 效率低下
UX启示:
避免要求用户同时处理多个认知任务对 UX 设计的影响
1. 简化信息量
✅ 遵循容量限制:
导航菜单:
❌ 12个一级菜单项
(超出工作记忆)
✅ 5-7个一级菜单项
必要时分组或二级展开
表单字段:
❌ 一屏显示20个字段
(认知过载)
✅ 分步骤: 每步5-7个字段
第1步: 基本信息(5项)
第2步: 联系方式(4项)
第3步: 偏好设置(6项)2. 分组和组块(Chunking)
✅ 将信息组织成块:
电话号码:
❌ 13812345678
(11个独立数字)
✅ 138-1234-5678
(3个信息块)
信用卡:
❌ 1234567890123456
✅ 1234 5678 9012 3456
(4个块,每块4位)
菜单分组:
✅ 文件
├─ 新建
├─ 打开
└─ 保存
编辑
├─ 撤销
├─ 重做
└─ 复制
原理: 3-4个分组 × 每组3-4项
= 可管理的总量3. 减少记忆负担
✅ 识别优于回忆(Recognition over Recall):
❌ 回忆型:
"请输入命令:"
_____________
(用户需要记住命令)
✅ 识别型:
"选择操作:"
[ ] 新建文档
[ ] 打开文件
[ ] 保存
(用户只需识别选项)
示例对比:
命令行界面(CLI):
$ git commit -m "message"
↑ 需要记住语法
图形界面(GUI):
[提交] 按钮 + 消息输入框
↑ 只需识别和点击4. 提供外部记忆辅助
✅ 减轻工作记忆负担:
面包屑导航:
首页 > 产品 > 手机 > iPhone 15
↑ 用户不需要记住路径
购物车图标(带数字):
🛒 3
↑ 显示数量,无需记忆
进度指示:
[●]─[●]─[○]─[○]
1 2 3 4
↑ 当前位置
"第2步,共4步"
自动保存状态:
"最后保存: 2分钟前"
↑ 减少"保存了吗?"的焦虑5. 上下文保持
✅ 维持用户的心理情境:
即时反馈:
用户操作 → 立即响应
减少"刚才做了什么?"的疑惑
操作历史:
撤销/重做功能
查看操作记录
保持状态:
用户离开后返回
→ 保持之前的位置和状态
→ 无需重建心智模型
示例:
电商搜索:
搜索 "跑步鞋" → 筛选 "Nike"
→ 查看详情 → 返回列表
✓ 保持: 搜索词 + 筛选条件
✗ 糟糕: 清空所有,从头开始6. 渐进式披露(Progressive Disclosure)
✅ 分阶段呈现信息:
而非一次展示所有:
┌──────────────────┐
│ [选项1-50] │ ← 压倒性
└──────────────────┘
分层展示:
第一层: 基础选项(3-5个)
├─ 常用功能
第二层: [显示更多]
├─ 高级功能
第三层: [高级设置]
└─ 专家选项
好处:
• 减少初始认知负荷
• 按需加载信息
• 避免overwhelm7. 一致性设计
✅ 减少学习负担:
统一的模式:
保存按钮: 始终在右下角
取消按钮: 始终在左下角
主色调: 蓝色=操作,红色=警告
建立长期记忆:
熟悉的模式 → 自动化
↓
释放工作记忆资源
用于新任务
示例:
iOS: 返回永远在左上角
用户无需思考"返回在哪?"不同场景的应对策略
1. 表单设计
✅ 优化工作记忆:
分步表单:
步骤1: 账户信息
┌──────────────┐
│ 用户名 │
│ 邮箱 │
│ 密码 │
│ 确认密码 │ (4个字段)
└──────────────┘
[下一步]
步骤2: 个人信息
┌──────────────┐
│ 姓名 │
│ 生日 │
│ 性别 │
└──────────────┘
[完成]
而非一页20个字段
内联验证:
实时提示错误
↓
用户无需记住所有错误
逐个修正即可
智能默认值:
自动填充国家(基于IP)
↓
减少决策和输入2. 多步骤流程
✅ 支持工作记忆:
清晰的进度指示:
[●]──[●]──[○]──[○]
1 2 3 4
↑ 你在这里
上下文提示:
┌─────────────────────┐
│ 步骤2: 选择配送方式 │
│ (还需完成2个步骤) │
└─────────────────────┘
回顾已填信息:
侧边栏显示:
✓ 配送地址: 北京...
✓ 支付方式: 信用卡
● 当前: 确认订单
好处:
• 用户知道进度
• 无需记住之前输入
• 可随时修改3. 导航设计
✅ 降低导航负担:
持久导航:
顶部菜单始终可见
用户无需记住"如何返回首页"
位置指示:
当前页面高亮
面包屑路径
用户知道"我在哪里"
最近访问:
"您最近查看:"
├─ 产品A
├─ 文章B
└─ 页面C
↑ 快速返回,无需回忆路径4. 搜索和筛选
✅ 减少记忆需求:
搜索建议:
输入 "iPh..."
自动补全:
├─ iPhone 15
├─ iPhone 15 Pro
└─ iPhone 配件
筛选器保持可见:
┌──────────────┐
│ 已选筛选: │
│ ☑ Nike │
│ ☑ 41码 │
│ ☑ 红色 │
│ [清除全部] │
└──────────────┘
搜索历史:
最近搜索:
• 跑步鞋
• 运动服
• 瑜伽垫
↑ 快速重复搜索5. 复杂任务
✅ 工作记忆支持:
任务分解:
大任务 → 小步骤
"创建项目"
├─ 1. 命名项目
├─ 2. 选择模板
├─ 3. 邀请成员
└─ 4. 设置权限
每步专注一件事
检查清单:
待办事项:
□ 上传文件
□ 添加描述
□ 设置标签
□ 分配任务
可视化进度:
[████░░] 60%完成
提供外部记忆存储6. 错误处理
✅ 即时和明确:
实时验证:
邮箱输入: user@example
✗ 缺少 .com
"请输入完整邮箱地址"
↑ 即时,在输入处
而非:
提交后显示页面顶部错误列表
用户需要:
1. 记住错误
2. 找到对应字段
3. 修正
批量错误时:
高亮所有错误字段
逐个修正时自动验证
减少工作记忆负担实际应用案例
案例 1: Amazon 一键购买
最小化工作记忆需求:
传统购买:
1. 加入购物车(记住)
2. 去购物车(导航)
3. 结账(记住地址)
4. 选择配送(决策)
5. 选择支付(记住卡号)
6. 确认(回顾所有选择)
↑ 多步骤,需要记忆
一键购买:
[立即购买]
↓
所有信息预存
自动使用默认:
• 配送地址
• 支付方式
• 配送选项
只需1次点击
零工作记忆负担案例 2: Google 搜索
减少回忆负担:
自动补全:
输入 "how to..."
实时建议:
• how to tie a tie
• how to make pancakes
• how to screenshot on mac
↑ 识别而非回忆
搜索历史:
点击搜索框
自动显示最近搜索
快速重复查询
拼写纠正:
搜索 "restaurent"
"您是不是要找: restaurant"
↑ 容错设计,降低精确记忆需求案例 3: Slack
工作记忆优化:
频道列表:
• 加粗 = 未读(视觉提示)
• 数字徽章(无需记住未读数)
• 星标频道(快速访问)
搜索功能:
最近对话:
不需要记住频道名
直接显示最近交流
消息历史:
无限滚动查看
搜索过去对话
外部存储 > 大脑记忆
@提醒:
专门的提醒视图
所有@你的消息
无需记住待处理事项案例 4: Trello
视觉化工作记忆:
看板系统:
[待办] [进行中] [完成]
│ │ │
卡片 卡片 卡片
好处:
• 外部化任务状态
• 一目了然进度
• 无需在脑中记忆
• 拖拽即更新
卡片详情:
点击卡片 → 展开
• 描述
• 清单
• 评论
• 附件
信息按需加载
不overwhelm工作记忆案例 5: Duolingo
最小化记忆需求:
练习界面:
┌─────────────┐
│ 问题显示 │ ← 持续可见
├─────────────┤
│ [选项A] │
│ [选项B] │ ← 识别而非回忆
│ [选项C] │
└─────────────┘
而非:
先显示单词(3秒消失)
然后要求拼写
↑ 高工作记忆需求
进度提示:
每课: 5/10题完成
[████░░░░░░]
即时反馈:
答题后立即显示对错
无需记住所有答案
逐题学习案例 6: iPhone 相机
极简认知负荷:
拍照界面:
• 大快门按钮
• 最少的选项
• 主要功能(闪光灯、HDR)
• 其他隐藏
录像模式:
滑动切换模式
• 延时
• 慢动作
• 视频
• 照片 ← 默认
• 人像
• 全景
简单手势
无需记忆复杂菜单
快速响应
专业模式:
(如果需要)
更多控制
但大多数用户
零学习即可拍照移动端特殊考量
小屏幕 + 分心环境
✅ 移动优化策略:
更严格的信息限制:
桌面: 7±2项
移动: 5±1项
(外部干扰更多)
单任务流程:
每屏一个主要任务
┌──────┐
│ 任务A│
└──────┘
完成后 → 下一屏
上下文保持:
用户中断后(电话、通知)
返回应保持状态
无需重建工作记忆
快捷操作:
减少步骤
自动填充
智能默认
记住选择不同用户群体
1. 儿童
工作记忆容量更小:
4-5岁: 约3-4项
8-9岁: 约5项
12岁+: 接近成人
设计策略:
• 更少选项(3-4个)
• 更多视觉提示
• 简单语言
• 大图标按钮
• 频繁的进度反馈2. 老年人
工作记忆衰退:
常见挑战:
• 多任务困难
• 信息保持时间短
• 易被干扰
设计策略:
• 简化流程
• 减少干扰
• 清晰的步骤指示
• 更多外部记忆辅助
• 容易撤销的操作3. 认知障碍用户
更严格的限制:
设计原则:
• 极简界面
• 一次一件事
• 大量视觉提示
• 清晰的反馈
• 避免时间压力
• 支持辅助技术测量和评估
评估工作记忆负担
定量方法:
1. 任务分析
• 数同时要求的信息数
• 超过7个? → 需要简化
2. 完成时间
• 停顿多? → 记忆负担重
• 流畅? → 负担合理
3. 错误率
• 遗忘错误多? → 工作记忆过载
• 输入错误多? → 需要更多支持
定性方法:
1. 用户访谈
"这个任务容易记住吗?"
"需要记住太多东西吗?"
2. 出声思考
"我忘了..."
"刚才是什么来着?"
↑ 工作记忆失败信号
3. 观察测试
• 用户是否重复查看信息?
• 是否用纸笔记录?
• 是否截图保存?
↑ 外部记忆辅助需求设计清单
优化工作记忆
✅ 检查项目:
信息量:
□ 每屏信息量 ≤ 7项?
□ 菜单选项数合理?
□ 表单字段分组?
外部记忆:
□ 提供进度指示?
□ 显示当前状态?
□ 保存用户输入?
□ 面包屑导航?
识别vs回忆:
□ 用下拉而非输入?
□ 用图标+文字?
□ 提供搜索建议?
分组和组块:
□ 信息逻辑分组?
□ 电话号码分段?
□ 长数字格式化?
上下文:
□ 相关信息在一起?
□ 操作结果即时显示?
□ 错误提示在错误处?
渐进披露:
□ 高级功能可折叠?
□ 分步展示复杂流程?
□ 避免信息过载?
一致性:
□ 相同操作一致位置?
□ 术语统一?
□ 视觉模式统一?与其他 UX 原理的关系
Working Memory ↔ Cognitive Load
└─ 工作记忆是认知负荷的核心组成
Working Memory ↔ Miller's Law
└─ 7±2是工作记忆容量限制
Working Memory ↔ Chunking
└─ 组块扩展有效工作记忆
Working Memory ↔ Recognition vs Recall
└─ 识别绕过工作记忆限制
Working Memory ↔ Progressive Disclosure
└─ 渐进披露管理工作记忆负担
Working Memory ↔ Hick's Law
└─ 选项多→决策慢→工作记忆压力大
Working Memory ↔ Mental Model
└─ 熟悉模式减少工作记忆需求关键要点
🧠 核心限制: 工作记忆容量约 7±2 项,实际常为 4±1
🧠 时间限制: 15-30 秒后信息开始消失
🧠 易被干扰: 新信息会覆盖旧信息
🧠 设计原则:
1. 限制同时呈现的信息
2. 提供外部记忆辅助
3. 减少回忆需求(用识别)
4. 分组和组块信息
5. 保持上下文连续性
6. 一次一个主要任务🧠 实践策略:
• 菜单: 5-7项或分组
• 表单: 分步骤,每步5-7字段
• 导航: 面包屑+当前位置
• 状态: 明确显示,无需记忆
• 历史: 保存用户选择和输入🧠 黄金法则:
"Don't make me remember"
(不要让我记忆)
设计应该:
• 展示而非隐藏
• 提示而非依赖记忆
• 自动化而非要求记忆
• 外部化而非内部化🧠 测试信号:
工作记忆过载迹象:
✗ 用户重复查看信息
✗ 用纸笔或截图记录
✗ 频繁出错或遗忘
✗ 操作停顿犹豫
✗ 抱怨"太复杂"🧠 优化效果:
降低工作记忆负担 =
• 更快的任务完成
• 更少的错误
• 更好的用户体验
• 更高的满意度
• 更低的学习曲线最终思考
Working Memory 是认知心理学对 UX 设计最重要的贡献之一。它提醒我们:用户的大脑不是无限的存储设备,而是容量有限的临时工作空间。
优秀的设计师理解这一限制,并据此设计:
- 简化而非复杂化
- 外部化而非依赖记忆
- 引导而非假设记住
- 支持而非增加负担
如 Don Norman 所说:"好的设计是无形的,用户甚至意识不到设计的存在,因为一切都那么自然。"这种自然感很大程度上来自于设计尊重了工作记忆的限制。
记住:每次要求用户"记住"某些东西时,都在消耗他们宝贵的认知资源。最好的设计是让产品替用户记忆,让用户的大脑专注于真正重要的事情。
最终都服务于同一个目标:降低认知负担,提升使用体验。