长文解析｜降低认知负荷的七种设计策略

理查德·布坎南（Richard Buchanan）是当今著名的设计思想家，在2005年发表的一篇文章中，他把交互设计定义为“通过产品的媒介作用来创造和支持人的行为”，明确指出交互设计的对象是行为。支配或促进行为发生的驱动力是复杂的，理性或非理性、内在或外在，

。简单来看，人的每个行为基本由4个节点构成，依次为感知、认知、决策、行为，设计师可逐个优化每个节点下的人机关系，最终推动用户达成目标行为。然而，我们随着设计的深入会发现，大量非理性行为难以预判，设计引导也常常不能获得预期的行为响应。这是因为在抽象的节点之上，交织着动机、成本、场景、提示等复杂因素，因此我们需要从生物学、心理学和社会学等不同角度，

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在认知心理学和UX设计的交汇点上，认知负荷理论提供了一种视角，用以评估和优化用户界面的可用性。认知负荷理论的提出，起源于心理学家乔治·米勒（George A. Miller）的研究，其1956年发布的论文《神奇的数字7±2：人类信息加工能力的局限》也许是心理学领域最具影响力的文章之一。

20世纪六十年代，阿波罗（Apollo）登月飞船舱内，控制飞船的面板是集按钮、开关和指示器于一体的复杂集合体，即使选拔的宇航员拥有优于常人的认知水平，面对复杂的控制面板仍然可能会犯错，从而造成严重后果，特别是在紧急情况下，宇航员需要回忆大量操作序列和响应程序并作出正确的操作指令，此时过高的认知负荷意味着要付出生命的代价。到了八十年代，航天飞机（Space Shuttle）的舱内开始引入图形显示器，取代部分传统的指令输入设备，尽管这一变革减少了一些认知负荷，但宇航员的认知挑战依然存在；2021年9月15日，SpaceX的Dragon飞船执行了首次纯商业载人太空飞行任务，将四名普通人送入太空，由于飞船先进的自动化程序接管了大量工作，控制面板仅为三块全触控智能大屏和三十余个实体按键，宇航员可以将注意力聚焦于飞行任务本身，认知负荷大大降低，太空的大门由此向普通人敞开。

回到日常，我们身处信息爆炸的时代，每天都需要与海量的数据和信息进行交互，认知超载成为常态，如何将界面和流程中的认知负荷管控在合理区间，是对UX设计师的巨大挑战。额外说明一点，相比认知负荷，设计师更常用“认知成本”或“认知门槛”这两个词，意思其实是一致的。基于认知负荷的生成机制，交互界面中认知负荷过高的原因主要有3个：

认识到认知负荷过高的各种成因，我们便能够更有针对性地采取设计措施来有效管控认知负荷。接下来，我将通过较长篇幅详细介绍七种界面设计策略，这些策略分别应对不同的认知负荷成因，大家可以有选择的进行阅读。

由于人类大脑的处理能力有限，我们在漫长的进化过程中早已发展出各种“简化机制”。比如我们喜欢列清单、贴标签；在安排时间时，我们倾向于使用整点或半点而不是具体到分钟；在向他人解释复杂概念时，常用“大致”、“大概”、“简而言之”等表达来简化信息。因此当我们遇到难以应对的认知负荷时，简化几乎是我们生理的第一反应。对于设计师而言，提前帮助用户简化信息，以减轻其认知负荷，成为一项关键的技能。然而，简化设计不仅仅是删除，也不是追求最少化，更不是简陋。由于复杂事实的客观存在和简单与否的主观感受，

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用简化来掌控注意力远比我们想象的复杂，如查理·芒格所言：简单是长期努力工作的结果，而不是起点。从设计师的角度可以这样理解这句话，为了得到“简单”的结果，需要深入掌握内容，精确理解用户诉求，并熟练运用各种简化策略，这些前期工作无疑是复杂的、充满挑战的。另外，我们还必须接受简化过程中可能带来的“反噬”，即不得不牺牲一些细节的准确性。

例如，最常见到的“太阳系行星示意图”，虽然清晰展示了天体的相对位置，但未能精确表达它们的实际运行轨迹，还有，太阳系在围绕银河系中心做椭圆运动，太阳系与银河系有大约 60°的夹角，银河系还在向其他星系靠近，这些真实存在在三维空间的运行细节，在简化后的示意图中没有任何诠释说明。那示意图是不准确的吗？仍然准确，考虑到受众的认知水平，科普工作者通过对太阳系空间进行简化、二维化，主动删掉大量真实但无益于认知目标的细节，以此来确保“有哪些行星”“行星的排序”等核心信息的传递。

换个角度，如果图表受众是天体科学家，他们的研究过程追求的是准确性，真实的细节就变得至关重要，此时简化版示意图就是不准确的、没有价值的。所以，当复杂的“事实”摆在面前，不要匆忙着手设计，永远先关注人，基于人的认知水平和认知目标，来确定强调哪些“事实”、呈现什么“细节”，从而简化时应该忽略什么也就清晰了。

提到简化，大家想到最多的还是删除，但对于很多复杂的功能或诉求，越删除越没有出路，要想实现简单的体验，重点不在“减”，而在于"腾挪"。

。下面将会介绍4种设计中常用的简化策略，除了删除，分别还有组织、隐藏、转移：

通过简化处理便足以降低大部分认知负荷，而还有一些内容，仅仅简化可能不够，还需要进行信息可视化。信息可视化是一种更加高效的呈现策略，所谓

，它利用了人类大脑对于视觉信息极高的灵敏性，将复杂的内容进行前置分析与提炼（简化策略），再通过图形化的形式传递给用户，极大提升了人们对信息的感知力和理解力。

因此，

，该工具尤其适用于数据密集型的认知场景，常见的各类数据图表就是信息可视化的一种表现形式，也称数据可视化。相较于文字，数据类内容往往更加繁多且冗杂，不仅要求用户浏览、记忆数据本身，还需要抽丝剥茧，挖掘其中所反映的关系、联系、趋势等深层信息。对非专业用户而言，自行提炼和总结无疑既困难又耗时，需要投入相当的认知资源。

信息可视化的呈现形式除了数据图表，还可以是地图、列表，也可以是时间轴、信息图。相关设计实践已广泛应用于很多领域，例如，媒体平台搜狐、网易、36氪通过设立“数字之道”、“数读”、“后浪研究所”等栏目，采用可视化手段帮助用户迅速梳理复杂的社会热点和事件进程。与传统纸媒不同，计算机技术支撑下的触控屏幕，还可以结合动态交互技术实现更多样的互动体验，用户沉浸其中一步步点亮内容的全貌。在平面设计领域，加入叙事主题的可视化设计，甚至能让用户产生情感共鸣。

单以降低认知负荷为目标，为确保信息可视化方案的有效性，设计时应重点关注4个基础要素：

人类认知信息的途径不限于视觉，还包括听觉、触觉、味觉和嗅觉。多模态学习理论认为，通过不同的感官通道接收和处理信息，可以更有效地解码和编码，也就是说，当信息量超过单一感官通道的认知上限时，转换感官通道或同时使用多个通道可以显著提升认知效率。

以地图APP为例，在进行常规的路线查询时，界面会通过颜色对比、线条加粗等视觉手段，提供可视化路线方案。但当用户处于行进状态时，比如正在驾驶汽车，视觉认知资源已全部用于前方路况的识别和判断，此时听觉通道处于相对空闲的状态。因此。许多人会选择开启语音导航，“在前方右转”“保持当前车道”“100米后进入辅路”等一系列语音指令指引着驾驶者抵达目的地。研究表明，人类对于声音的感知时间仅需146毫秒，快于视觉的189毫秒，使得驾驶者能够迅速接收指令并作出反应，更重要的是，由于无需频繁查看屏幕，整个行驶过程变得更为安全，这进一步体现了感官通道转换策略的应用价值。

相比如何运用“感官通道转换”策略，判断在什么情况下使用该策略可能更重要，梳理现有应用案例，以下几种场景特别适合引入多感官的信息设计：

去年年初，大语言模型的杀手级应用ChatGPT"一夜爆火"，人们不仅惊讶于人工智能涌现出的惊人理解力和创造力，还有以对话框为核心的交互新范式，技术的革新催生了各种类型的AI应用，人们带着好奇心争相涌入，而面对新的技术、新的功能、新的交互方式，很多人无法对AI应用的功能与服务产生正确的认知，能做什么（功能范围）？怎么使用（交互方法）？下一步是（流程步骤）？如果用户没有强烈的使用诉求，极有可能产生畏难情绪就离开了。针对产品功能自身难度带来的认知挑战，进行必要且有效的提示，对提升产品可用性和降低用户流失非常重要。

站在降低认知负荷的角度来看，提示不再只是标题下的一行注释小字，或者鼠标hover后弹出的小气泡，凡是在用户遇到认知困难时提供帮助的各种形式，比如刚刚提到的帮助文档、新手引导，还有开屏引导，功能介绍弹窗，流程预览浮层，都可以视为一种提示。以上种种形式，背后可能都有一系列丰富的设计方法论，仅靠一篇文章讲清楚是不可能的。但有一个问题，希望引起大家的思考，就是如何系统的检视现有产品的提示设计，因为在设计结束后或者上线后的日常，定期检视有助于我们站在用户视角，及时识别潜在的认知难点并提供帮助。

这里可以提供一个简单的思路，供大家参考：

预操作策略就是在实际执行任务前，预先模拟任务执行的过程，比如游戏中的新手任务、日常生活中的各种试玩试用，甚至是中高考前的模拟考，都属于预操作策略的实践案例。核心目的在于通过

，让人们在实际面对任务时，已经具备了处理信息和执行任务所需的知识基础和技能，以此增强对任务全程的掌控感。

能否建立掌控感很重要，尤其当人们对某个领域或任务缺乏足够的认知时，会面临两种情况，一种是认知能力不足而产生风险厌恶的心理，人们为了避免潜在的损失倾向于采取防御心理，也就是不执行、不使用也不体验，另一种是因为缺乏经验或信息而产生认知偏差，过高地估计任务的复杂度和困难度，心理负担加重。两种情况都是缺乏掌控感的具体表现，如果人们因此对未知产生恐惧，最终将减少甚至放弃对于新事物、新产品的体验意愿。

预操作之所以能降低认知负荷，主要有三个原因：

在游戏案例中，除了循序渐进的分步引导和及时的操作反馈，还有两个方面值得我们学习：

在认知过程中，注意力决定了哪些信息能够进入我们的工作记忆进行下一步处理。当我们在不同的任务或信息之间切换时，需要不断重新分配注意力，每次注意力的重新聚焦和识别不仅需要时间，还会消耗认知资源。如果注意力资源得到有效分配，可以帮助我们选择性地聚焦那些最需要处理的信息，从而最大化地节约认知资源。

UX设计中，内容的组织形式和呈现方式对用户注意力的分配起到至关重要的作用，如果内容模块之间差异过大，缺乏任何规律秩序或相关性，不仅是新的信息，即使是曾经认知过的信息也要重新涌入工作记忆，对有限的缓存空间带来不必要的负担。另外，

。空间与逻辑连续的设计策略，要求不同内容模块间页面布局和交互框架保持连贯与延续，帮助用户快速建立认知模式，内容切换后，用户可以利用已有的认知经验对接下来的内容建立正确的预期，这样就可以减少对已知信息的注意力分配，将更多资源聚焦在未知信息上，提升信息的处理效率。

一致性的好处很多，比如对于品牌建设、设计成本优化等方面都有积极影响，如果仅从认知负荷的角度来说，一致的视觉设计使用户能够快速识别和理解界面元素及其功能，并帮助用户形成认知习惯和预期，减少每次识别、思考的时间，因为用户知道不同页面中相似视觉元素的内容具有相同的含义，同“空间与逻辑一致”的设计策略一样，可以大大节约用户的认知资源。视觉一致性主要体现在一下三个方面：