移動學(xué)習中增強用戶情境感知的信息可視化設(shè)計

1、    移動學(xué)習中增強用戶情境感知的信息可視化設(shè)計    柳月+李晶摘 要 針對移動學(xué)習用戶界面的知識信息分散和結(jié)構(gòu)多樣性等特點，顯示設(shè)計需要通過信息可視化方法增強用戶情境感知，以解決用戶體驗感差、學(xué)習效果不佳等問題。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、色彩、可視化結(jié)構(gòu)和布局四個要素出發(fā)，探討信息可視化對情境感知的優(yōu)化作用。關(guān)鍵詞 移動學(xué)習；情境感知；信息可視化：g642 ：b：1671-489x（2017）18-0124-03information visualizatio

2、n design to enhance users situation awareness in mobile learning/liu yue， li jingabstract 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 aware

3、ness. it can solve learning problems， such as poor user experience and ineffective learning. based on the analysis ofenvironment， tasks， and personal characteristics of situation aware-ness in the user interface， relationships of them are built. and with the four elements of information visualizatio

4、n： 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-lization1 前言目前移動學(xué)習用戶界面中，面對系統(tǒng)中知識信息的分散、廣泛、量大、結(jié)構(gòu)多樣性等特點，用戶在移動學(xué)習過程中極容易產(chǎn)生迷茫、受挫的心理，造成用戶體驗感差、學(xué)習效果不佳等

5、情況。如何系統(tǒng)地思考問題，關(guān)注知識的背景和整體結(jié)構(gòu)，建立系列化的知識學(xué)習方式，是增強移動學(xué)習用戶界面可用性、易用性以及提高用戶黏度所需要解決的重要問題。針對這一問題，有學(xué)者從情境認知理論出發(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)真實或仿真的學(xué)習能力。也有學(xué)者從知識可視化出發(fā)，提出移動學(xué)習的資源設(shè)計需要充分考慮人的認知特點，從大腦記憶的信息概念、交叉連接和層次結(jié)構(gòu)出發(fā)，將隱性知識顯性化、可視化，便于人們思考、表達、交流和學(xué)習。本文綜合以上兩種觀點，從信息可視化出發(fā)，探討增強用戶情境感知的用戶界面設(shè)計方法。2 理論基礎(chǔ)情境感知（situation awareness）最早由endsley于1989年

6、提出，是對周圍發(fā)生事情的了解、對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）中用戶對人機界面信息的認知1。依據(jù)endsley提出的情境認知理論框架，通過提高人機系統(tǒng)中的任務(wù)、環(huán)境和個人因素等不同變量，可以增強用戶的情境感知能力，有利于決策行為的進行。markman于2005年提出情境感知是用戶處理相關(guān)知識的狀態(tài)，是用戶了解當前系統(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)，當該過程中的三者任一方面出現(xiàn)障礙時，用戶的認知策略便會遭遇壁壘，使得操作行為和目標任務(wù)難以被實現(xiàn)2。niedenthal于2007年通過實驗研究

7、，提出人在感知過程中所獲取到的情境感知與人機系統(tǒng)所執(zhí)行的任務(wù)特點有著密切的關(guān)系3。ormrod通過研究簡單和復(fù)雜任務(wù)環(huán)境下人的認知結(jié)構(gòu)，提出復(fù)雜任務(wù)相對于簡單任務(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。為了提高人機交互中的用戶認知效率，增強情境感知能力，需要對用戶界面的設(shè)計元素進行分解，通過各種設(shè)計手段使信息呈現(xiàn)整體與情境感知要素進行匹配，即提供有效的信息可視化。3 移動學(xué)習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

8、時間、空間內(nèi)，對環(huán)境中的各組成成分的感知、理解，進而預(yù)知這些成分的隨后變化狀況。在移動學(xué)習用戶界面中，情境感知涉及用戶對界面中大量碎片式信息的獲取、綜合感知和認知能力。通過分析影響情境感知的變量特征，更好地對其進行控制，可以實現(xiàn)人機系統(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，移動學(xué)習用戶界面的情境感知包括任務(wù)、環(huán)境和個人特征。環(huán)境特征 環(huán)境特征包括內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境兩個部分。外部環(huán)境指用戶移動學(xué)習過程所處的環(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)境因素變化會對移動學(xué)習人機交互系統(tǒng)造成一定的物理影響，同時對用戶的心理狀態(tài)也有一定的影響。內(nèi)部環(huán)境主要

9、分析用戶界面的功能、系統(tǒng)狀態(tài)、設(shè)置、表現(xiàn)和運行情況等。內(nèi)部環(huán)境對用戶體驗起決定性作用，信息的表現(xiàn)也決定了用戶所能認知的范圍。endprint任務(wù)特征 移動學(xué)習用戶界面中，用戶經(jīng)常需要進行的任務(wù)活動包括瀏覽、識別、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、較無具體目標的行為，是一種用戶不通過明確的查詢策略而進行的無意圖、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針對用戶的瀏覽行為是否有計劃性，將瀏覽的模式分為三種：有向瀏覽、半有向瀏覽和無向瀏覽5。識別任務(wù)是對信息的辨認和區(qū)分，是將信息歸類和定性到大腦記憶存儲中。關(guān)于識別任務(wù)，前

10、人通過大量研究對其加工機制進行探討，總的來說可以歸納為兩大觀點：自下而上認知加工的觀點和交互加工的觀點。前一個觀點認為識別過程是將輸入信息與心理存儲信息進行匹配的過程，后者認為豐富多樣的信息源在辨認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，是一種主動性、目的性強的活動。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，并獲取與目標相關(guān)的信息；篩選和評估線索的有用性；隨時跟進特定的主題領(lǐng)域線索的擴展；基于系統(tǒng)的特定

11、線索，提取所感興趣的信息6。記憶任務(wù)是多種多樣的，如對確定信息的識記、回憶、匹配等學(xué)習活動。人的記憶系統(tǒng)包括感覺記憶、工作記憶和長時記憶三部分。其中，工作記憶主要用于加工和存儲工作，感覺記憶和長時記憶都僅用于信息的存儲。判斷任務(wù)的特點在于，這些任務(wù)會涉及工作記憶和思維中深入加工的心理活動，包括各種類型的心理計算、邏輯推理、比較與判別、信息整合等。人因特征 根據(jù)認知心理學(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)人的認知特征，情境感知分為以下三個階段：第一階段是視覺感知、對象識別、知識認知和環(huán)境感知

12、等影響用戶直接感知；第二階段是由記憶、圖示和認知偏差等影響用戶的理解；第三階段是推理、記憶和認知調(diào)節(jié)對用戶預(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。增強移動學(xué)習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)，增強用戶對知識點周邊事情的感知和了解，使其擁有完整的、準確的和及時的知識框架。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，而人類對于圖形元素有快速識別的能力，因此，為增強用戶對知

13、識點周邊事情的感知和了解，使其擁有完整的、準確的和及時的知識框架，可以采用信息可視化的方法增強用戶情境感知。以下從用戶界面的圖形符號、色彩、可視化結(jié)構(gòu)和布局等四個方面分別探討其對情境感知的優(yōu)化作用。圖形符號與情境感知 當符號缺乏與用戶共性認知的相關(guān)聯(lián)系時，用戶往往難以形成規(guī)范統(tǒng)一的認知模式，造成知識比較難以辨識和理解，形成認知障礙。因此，圖形符號設(shè)計應(yīng)盡可能有清晰準確的語義。成功的圖形符號設(shè)計能夠提供便捷高效的信息交流功能，減少用戶記憶負擔。同時，相比其他元素，圖形符號在識別和分辨方面有著不可取代的優(yōu)勢；在指代方面，圖形符號的表達方式更加直接，也方便搜索。顏色與情境感知 顏色不僅是市場營銷上的

14、選擇，更是信息設(shè)計和視覺設(shè)計的有力工具。由于其很強的識別和分辨性，可以用于區(qū)分各類信息并進行分類。首先，對比度是凸顯信息重點部分、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，顏色可以對信息的內(nèi)容進行指代，進行信息數(shù)值或程度設(shè)計?？梢暬Y(jié)構(gòu)與情境感知 可視化結(jié)構(gòu)的設(shè)計目的是將若干知識點有機地組織在一起，使用戶能夠容易地查詢所需要的信息，并及時進行信息整體內(nèi)部關(guān)系的歸納。在對情境感知的優(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)，對原始信息進行分類和排列，有助于對信息整體的感知；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

15、對原始信息的高度組織，便于用戶對知識及其應(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，即以一定的方式將界面元素進行排列和分布，使其達到某種最優(yōu)指標。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、高效進行視覺搜索并順利完成相關(guān)操作，強化用戶對系統(tǒng)的積極認知。首先，布局通過限定內(nèi)容的組合排列，將凌亂的頁面進行規(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)計緊湊合理的空間，呈現(xiàn)給用戶流暢的視覺體驗。5 結(jié)語信息可視化以對記憶中信息狀態(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)，可以在增強用戶對重要信息的感知能力的同時，避免用戶在對大量信息感知時的缺漏而導(dǎo)致信息感知不全面問題，從而增強用戶的情境感知。參考文獻1endsley m r， final report： situation awareness in an ad-vanced strategic missionm/us： conference of northrop cor-poration，1989：9-32.2薛澄岐.復(fù)雜信息系統(tǒng)人機交互數(shù)字界面設(shè)計方法及應(yīng)用m.南京：東南大學(xué)出版社，2015.3nieden