移動(dòng)學(xué)習(xí)中增強(qiáng)用戶情境感知的信息可視化設(shè)計(jì)

柳月+李晶

摘 要 針對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶界面的知識(shí)信息分散和結(jié)構(gòu)多樣性等特點(diǎn)，顯示設(shè)計(jì)需要通過信息可視化方法增強(qiáng)用戶情境感知，以解決用戶體驗(yàn)感差、學(xué)習(xí)效果不佳等問題。在分析用戶界面情境感知的環(huán)境、任務(wù)和個(gè)人特征的基礎(chǔ)上，構(gòu)建情境感知特征變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。并從信息可視化的圖形符號(hào)、色彩、可視化結(jié)構(gòu)和布局四個(gè)要素出發(fā)，探討信息可視化對(duì)情境感知的優(yōu)化作用。

關(guān)鍵詞 移動(dòng)學(xué)習(xí)；情境感知；信息可視化

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）18-0124-03

Information Visualization Design to Enhance Users Situation Awareness in Mobile Learning//LIU Yue， LI Jing

Abstract According to features of the dispersed and multi-structured knowledge in the mobile learning user interface， its display design needs to use the information visualization method to enhance users situation awareness. It can solve learning problems， such as poor user experience and ineffective learning. Based on the analysis of

environment， tasks， and personal characteristics of situation aware-

ness in the user interface， relationships of them are built. And with the four elements of information visualization： graphic symbol， color，

visual structure and layout， the optimization effect of information visualization to situation awareness is explored.

Key words mobile learning； situation awareness； information visua-lization

1 前言

目前移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶界面中，面對(duì)系統(tǒng)中知識(shí)信息的分散、廣泛、量大、結(jié)構(gòu)多樣性等特點(diǎn)，用戶在移動(dòng)學(xué)習(xí)過程中極容易產(chǎn)生迷茫、受挫的心理，造成用戶體驗(yàn)感差、學(xué)習(xí)效果不佳等情況。如何系統(tǒng)地思考問題，關(guān)注知識(shí)的背景和整體結(jié)構(gòu)，建立系列化的知識(shí)學(xué)習(xí)方式，是增強(qiáng)移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶界面可用性、易用性以及提高用戶黏度所需要解決的重要問題。

針對(duì)這一問題，有學(xué)者從情境認(rèn)知理論出發(fā)，指出應(yīng)從發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢出發(fā)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)或仿真的學(xué)習(xí)能力。也有學(xué)者從知識(shí)可視化出發(fā)，提出移動(dòng)學(xué)習(xí)的資源設(shè)計(jì)需要充分考慮人的認(rèn)知特點(diǎn)，從大腦記憶的信息概念、交叉連接和層次結(jié)構(gòu)出發(fā)，將隱性知識(shí)顯性化、可視化，便于人們思考、表達(dá)、交流和學(xué)習(xí)。本文綜合以上兩種觀點(diǎn)，從信息可視化出發(fā)，探討增強(qiáng)用戶情境感知的用戶界面設(shè)計(jì)方法。

2 理論基礎(chǔ)

情境感知（Situation Awareness）最早由Endsley于1989年提出，是對(duì)周圍發(fā)生事情的了解、對(duì)事件和行為影響的總覽，主要用于改善復(fù)雜信息系統(tǒng)（如航空系統(tǒng)、空中交通管制、軍事指揮和控制）中用戶對(duì)人機(jī)界面信息的認(rèn)知[1]。依據(jù)Endsley提出的情境認(rèn)知理論框架，通過提高人機(jī)系統(tǒng)中的任務(wù)、環(huán)境和個(gè)人因素等不同變量，可以增強(qiáng)用戶的情境感知能力，有利于決策行為的進(jìn)行。

Markman于2005年提出情境感知是用戶處理相關(guān)知識(shí)的狀態(tài)，是用戶了解當(dāng)前系統(tǒng)環(huán)境、處理和預(yù)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的過程。其中，處理過程主要與任務(wù)、系統(tǒng)環(huán)境和用戶有關(guān)，當(dāng)該過程中的三者任一方面出現(xiàn)障礙時(shí)，用戶的認(rèn)知策略便會(huì)遭遇壁壘，使得操作行為和目標(biāo)任務(wù)難以被實(shí)現(xiàn)[2]。

Niedenthal于2007年通過實(shí)驗(yàn)研究，提出人在感知過程中所獲取到的情境感知與人機(jī)系統(tǒng)所執(zhí)行的任務(wù)特點(diǎn)有著密切的關(guān)系[3]。

Ormrod通過研究簡單和復(fù)雜任務(wù)環(huán)境下人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提出復(fù)雜任務(wù)相對(duì)于簡單任務(wù)之所以更加難以完成，主要是由于用戶需要更多的外部環(huán)境信息及更多的相關(guān)感知信息，才能滿足任務(wù)的順利進(jìn)行[4]。

根據(jù)前人的研究可以發(fā)現(xiàn)，用戶界面構(gòu)成要素的合理性和科學(xué)性是利用外部手段改善用戶情境感知情況的有效方式。為了提高人機(jī)交互中的用戶認(rèn)知效率，增強(qiáng)情境感知能力，需要對(duì)用戶界面的設(shè)計(jì)元素進(jìn)行分解，通過各種設(shè)計(jì)手段使信息呈現(xiàn)整體與情境感知要素進(jìn)行匹配，即提供有效的信息可視化。

3 移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶界面的情境感知分析

依據(jù)前人所述，情境感知是指在一定的時(shí)間、空間內(nèi)，對(duì)環(huán)境中的各組成成分的感知、理解，進(jìn)而預(yù)知這些成分的隨后變化狀況。在移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶界面中，情境感知涉及用戶對(duì)界面中大量碎片式信息的獲取、綜合感知和認(rèn)知能力。通過分析影響情境感知的變量特征，更好地對(duì)其進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)系統(tǒng)整體情境感知能力的提升。依據(jù)Endsley提出的情境感知理論框架，移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶界面的情境感知包括任務(wù)、環(huán)境和個(gè)人特征。

環(huán)境特征 環(huán)境特征包括內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境兩個(gè)部分。外部環(huán)境指用戶移動(dòng)學(xué)習(xí)過程所處的環(huán)境信息，包括周邊環(huán)境的干擾程度、光線影響和操作方式等。外部環(huán)境因素變化會(huì)對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)人機(jī)交互系統(tǒng)造成一定的物理影響，同時(shí)對(duì)用戶的心理狀態(tài)也有一定的影響。內(nèi)部環(huán)境主要分析用戶界面的功能、系統(tǒng)狀態(tài)、設(shè)置、表現(xiàn)和運(yùn)行情況等。內(nèi)部環(huán)境對(duì)用戶體驗(yàn)起決定性作用，信息的表現(xiàn)也決定了用戶所能認(rèn)知的范圍。endprint

任務(wù)特征 移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶界面中，用戶經(jīng)常需要進(jìn)行的任務(wù)活動(dòng)包括瀏覽、識(shí)別、搜索、匹配記憶、判斷等。

瀏覽是用戶在界面中最常使用的行為，它偏重于一種隨意、較無具體目標(biāo)的行為，是一種用戶不通過明確的查詢策略而進(jìn)行的無意圖、探索性行為。北卡羅來納大學(xué)信息與圖書館學(xué)教授Gary Marchionini針對(duì)用戶的瀏覽行為是否有計(jì)劃性，將瀏覽的模式分為三種：有向?yàn)g覽、半有向?yàn)g覽和無向?yàn)g覽[5]。

識(shí)別任務(wù)是對(duì)信息的辨認(rèn)和區(qū)分，是將信息歸類和定性到大腦記憶存儲(chǔ)中。關(guān)于識(shí)別任務(wù)，前人通過大量研究對(duì)其加工機(jī)制進(jìn)行探討，總的來說可以歸納為兩大觀點(diǎn)：自下而上認(rèn)知加工的觀點(diǎn)和交互加工的觀點(diǎn)。前一個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為識(shí)別過程是將輸入信息與心理存儲(chǔ)信息進(jìn)行匹配的過程，后者認(rèn)為豐富多樣的信息源在辨認(rèn)過程中起到一定的作用。

搜索任務(wù)是指用戶在界面中尋找所需信息的行為，是一種主動(dòng)性、目的性強(qiáng)的活動(dòng)。根據(jù)David Ellis所提出的信息查尋行為模型，用戶在信息查尋過程中的主要行為活動(dòng)可以歸納為六條：用戶確定感興趣的、符合主題的線索來源；通過跟蹤和聯(lián)系等方式，從最初的來源中找到線索；眼睛掃視已經(jīng)確定的線索，并獲取與目標(biāo)相關(guān)的信息；篩選和評(píng)估線索的有用性；隨時(shí)跟進(jìn)特定的主題領(lǐng)域線索的擴(kuò)展；基于系統(tǒng)的特定線索，提取所感興趣的信息[6]。

記憶任務(wù)是多種多樣的，如對(duì)確定信息的識(shí)記、回憶、匹配等學(xué)習(xí)活動(dòng)。人的記憶系統(tǒng)包括感覺記憶、工作記憶和長時(shí)記憶三部分。其中，工作記憶主要用于加工和存儲(chǔ)工作，感覺記憶和長時(shí)記憶都僅用于信息的存儲(chǔ)。

判斷任務(wù)的特點(diǎn)在于，這些任務(wù)會(huì)涉及工作記憶和思維中深入加工的心理活動(dòng)，包括各種類型的心理計(jì)算、邏輯推理、比較與判別、信息整合等。

人因特征 根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)的信息加工原理，用戶界面中人所接收的信息均是從感覺通道輸入，然后經(jīng)過信息的變換、簡約、加工、存貯和提取，最終形成人的思維并指導(dǎo)人的行為。根據(jù)人的認(rèn)知特征，情境感知分為以下三個(gè)階段：

第一階段是視覺感知、對(duì)象識(shí)別、知識(shí)認(rèn)知和環(huán)境感知等影響用戶直接感知；

第二階段是由記憶、圖示和認(rèn)知偏差等影響用戶的理解；

第三階段是推理、記憶和認(rèn)知調(diào)節(jié)對(duì)用戶預(yù)測的影響。

圖1所示為情境感知特征變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。增強(qiáng)移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶界面的情境感知，需要從用戶界面系統(tǒng)的環(huán)境、任務(wù)特征和人因特征出發(fā)，增強(qiáng)用戶對(duì)知識(shí)點(diǎn)周邊事情的感知和了解，使其擁有完整的、準(zhǔn)確的和及時(shí)的知識(shí)框架。

4 基于信息可視化的情境感知優(yōu)化

信息可視化是指用戶界面中采用圖形語言的信息呈現(xiàn)。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)研究，通過視知覺而被人類所獲取的信息，大部分需要經(jīng)過大腦記憶的提取而被人認(rèn)知。由于大腦記憶是信息的語義編碼和表象編碼兩種方式并存，而人類對(duì)于圖形元素有快速識(shí)別的能力，因此，為增強(qiáng)用戶對(duì)知識(shí)點(diǎn)周邊事情的感知和了解，使其擁有完整的、準(zhǔn)確的和及時(shí)的知識(shí)框架，可以采用信息可視化的方法增強(qiáng)用戶情境感知。以下從用戶界面的圖形符號(hào)、色彩、可視化結(jié)構(gòu)和布局等四個(gè)方面分別探討其對(duì)情境感知的優(yōu)化作用。

圖形符號(hào)與情境感知 當(dāng)符號(hào)缺乏與用戶共性認(rèn)知的相關(guān)聯(lián)系時(shí)，用戶往往難以形成規(guī)范統(tǒng)一的認(rèn)知模式，造成知識(shí)比較難以辨識(shí)和理解，形成認(rèn)知障礙。因此，圖形符號(hào)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能有清晰準(zhǔn)確的語義。成功的圖形符號(hào)設(shè)計(jì)能夠提供便捷高效的信息交流功能，減少用戶記憶負(fù)擔(dān)。同時(shí)，相比其他元素，圖形符號(hào)在識(shí)別和分辨方面有著不可取代的優(yōu)勢；在指代方面，圖形符號(hào)的表達(dá)方式更加直

接，也方便搜索。

顏色與情境感知 顏色不僅是市場營銷上的選擇，更是信息設(shè)計(jì)和視覺設(shè)計(jì)的有力工具。由于其很強(qiáng)的識(shí)別和分辨性，可以用于區(qū)分各類信息并進(jìn)行分類。首先，對(duì)比度是凸顯信息重點(diǎn)部分、弱化次要部分的重要手段；其次，通過影響用戶的注意力，顏色可以提高搜索效率；最后，顏色可以對(duì)信息的內(nèi)容進(jìn)行指代，進(jìn)行信息數(shù)值或程度設(shè)計(jì)。

可視化結(jié)構(gòu)與情境感知 可視化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的是將若干知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地組織在一起，使用戶能夠容易地查詢所需要的信息，并及時(shí)進(jìn)行信息整體內(nèi)部關(guān)系的歸納。在對(duì)情境感知的優(yōu)化方面，首先，可視化結(jié)構(gòu)可以通過邏輯化的信息呈現(xiàn)，對(duì)原始信息進(jìn)行分類和排列，有助于對(duì)信息整體的感知；其次，可視化結(jié)構(gòu)可以有效呈現(xiàn)信息層次結(jié)

構(gòu)，有利于視覺搜索；最后，可視化結(jié)構(gòu)通過對(duì)原始信息的高度組織，便于用戶對(duì)知識(shí)及其應(yīng)用環(huán)境的理解和推測。

布局與情境感知 用戶界面中的布局設(shè)計(jì)，即以一定的方式將界面元素進(jìn)行排列和分布，使其達(dá)到某種最優(yōu)指標(biāo)。界面布局方式是用戶界面的重要組成部分，良好的界面布局有助于用戶快速獲取界面信息、高效進(jìn)行視覺搜索并順利完成相關(guān)操作，強(qiáng)化用戶對(duì)系統(tǒng)的積極認(rèn)知。首先，布局通過限定內(nèi)容的組合排列，將凌亂的頁面進(jìn)行規(guī)則化分組，有利于用戶瀏覽和視覺搜索；其次，布局通過設(shè)計(jì)緊湊合理的空間，呈現(xiàn)給用戶流暢的視覺體驗(yàn)。

5 結(jié)語

信息可視化以對(duì)記憶中信息狀態(tài)的把握為前提，將大量的信息之間的復(fù)雜關(guān)系通過圖形語言的語義呈現(xiàn)，可以在增強(qiáng)用戶對(duì)重要信息的感知能力的同時(shí)，避免用戶在對(duì)大量信息感知時(shí)的缺漏而導(dǎo)致信息感知不全面問題，從而增強(qiáng)用戶的情境感知。

參考文獻(xiàn)

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