网络空间信息表征与用户认知的交互作用机制

时间：2015-12-20 23:17:51 所属分类：计算机网络 浏览量:

网络信息空间（亦称网络空间）不仅提供了丰富和多样化的信息资源以及方便、快捷的检索工具，也为用户与网络空间的交流互动及用户认知潜能的发挥提供了必要的条件。可是，由于网络空间结构的多维复杂性和无限扩展性，导致用户处理和理解信息的活动受到越来越

网络信息空间（亦称网络空间）不仅提供了丰富和多样化的信息资源以及方便、快捷的检索工具，也为用户与网络空间的交流互动及用户认知潜能的发挥提供了必要的条件。可是，由于网络空间结构的多维复杂性和无限扩展性，导致用户处理和理解信息的活动受到越来越大的影响。笔者认为，在影响网络空间信息利用的诸多因素中，信息表征方式以及由此引致的用户在网络中的地位、认知投入程度、信息接收和认知加工等信息行为的变化是需要引起更多关注的问题。有关此方面问题的研究，不仅可以从“用户体验”角度提供网络信息空间构建的认知维度基础，也可为网络信息组织中的关键性技术——智能导航的开发和设计提供一定的依据。

　　　　1、网络信息空间的信息表征及其用户认知模式

　　1.1　网络信息空间信息表征方式及特点
目前，网络信息空间最核心的信息表征方式是超媒体方式，即通过链接方式将离散的信息单元或信息结点连接在一起来表征信息的一种非线性方式[1]。超媒体中，信息实体可被分割成小的信息片断，其形式可以是文本、图形、音频、视频、动画、图像和可执行文档等。各片断以结点的形式表示出来，各个信息结点之间又依据其意义联系建立起非线性链接（超链接），形成网状结构，用以表示不同结点信息间的关系。概括地说，超媒体信息表征方式具有如下显著特点：
1.1.1　多样性和集成性　超媒体系统通过以计算机为核心的数字化技术手段集成了多种媒体手段，实现了文本、图形、图像、音频、视频和动画等多种信息表征方式的有机结合，可以提供多感觉通道的刺激，能更精确地呈现真实世界的物体、过程、任务情景等[2]。
1.1.2　灵活性和联想性　超媒体信息表征方式将基本信息单元作为结点进行非线性链接，信息结点之间不是按照预设的路径线性排列，而是依照人们的“联想”关系表示概念间的联系，灵活建立不同的通达路径。用户可以按照自己的思维路线在网络空间中较为自由地访问有关信息。
1.1.3　个性化和即时性　超媒体信息与用户之间的互动更富个性化并能支持多种交流方式，既支持同步交互，又支持异步交互；既满足一对一交流的需要，也可以满足一对多、多对多交流的需要。而且超媒体信息具有可分解性，用户可按照自己的需要、兴趣和要求，以不同的信息提取方式获取所需的信息，并以自己习惯或喜好的方式有选择性地呈现信息。
1.1.4　不确定性和开放性　在较为复杂的超媒体系统中，用户浏览的自由度大，可以任意跳转，使用户的行为变得不确定。此外，信息间的联系复杂，众多的因素非线性地发生作用，并因此导致一个不可预测的结果。超媒体信息空间的这种特性使用户的思维处于一个完全开放的状态，为思维的创新和发散提供了环境。
超媒体网络信息空间的形成和发展不仅深刻影响着用户认知信息的内部机制，而且从根本上改变了用户与网络信息空间的交互方式及信息行为。可以说，网络信息空间的超媒体表征方式大大扩展了用户的认知方式和能力，也由此改变了用户在网络空间的地位和认知投入程度。
　　1.2　用户认知信息活动的一般模式
基于超媒体的网络信息空间用户认知活动与超文本信息环境下的用户认知活动有许多共同之处。超文本信息环境下的用户认知信息活动基本模式由三个彼此垂直的维度构成：①结构反应。即用户对超文本信息环境提供的信息组织方式的反应。②目标指向。反应用户认知信息活动中对信息需求表述方式的差异，主要有浏览、搜索、寻找三种。③交互方法。反映用户在超文本信息环境获取信息时的认知风格。
基于超媒体的网络信息空间用户认知信息模式也同样建立在这三个维度基础之上，不同的是，超媒体是超文本的多媒体扩充，它既可以处理文本、图像等静态信息，又可以处理声音、视频、动画等动态信息，是一种以全新的方式组织信息并对相关信息提供关联的技术集合。在功能上，它既保留了超文本灵活、非线性的信息管理优势，又利用了多媒体生动、自然的表现特点，不仅使信息的交互程度和表达思想的准确性大大提高，且使交互界面丰富多彩，生动活泼，更加友好。

　　　　2、超媒体网络空间中的交互作用机制

　　2.1　行为控制维度
网络信息空间交互作用的主体是用户，而用户获取信息的主要方式是浏览和查询。超媒体信息表征方式为用户的浏览/查询提供了更多的控制权、更便捷的信息访问手段、更多的信息选项和更丰富的非线性表征的机会，因而增加了用户浏览/查询过程的复杂性。用户在交互过程中要根据信息需求设定访问的目标，选择符合访问目标要求的信息内容，制定合理的浏览/查询策略和计划，在浏览/查询过程中随时对进程进行有意识地监视与控制，合理控制浏览/查询的时间和进度。只有这样，才能使自己确定的浏览/查询目标得以实现。
在超媒体系统中，一般用户要经历一个由他控到自控的过程。在浏览之初，用户的浏览较多地受外界因素的干扰，网络信息空间的组织方式和导航水平的高低直接决定用户的浏览/查询效率。随着浏览/查询过程的继续，用户会逐渐适应环境的特点，学会设定访问目标，并按照访问目标的要求对浏览/查询内容进行取舍。由于加强了对自己浏览/查询活动的监视与控制，用户就会逐渐摆脱各种外在因素的干扰，信息获取过程也逐渐由他控变为自控。
网络空间中信息之间的联系有些是显在的，即由设计者建议或提示的信息链接和探索路径；更多的信息单元之间的关联则是内隐的或默会的，信息单元之间并没有固定的序列，也没有严格限制用户的浏览/查询路径，而将在网络环境中搜集、组织和分析信息的责任赋予了用户，用户可根据需要以不同的方式组织信息；也可以根据问题求解的要求，按照自己的认知水平、认知风格选择相应的信息内容以及与之匹配的路径，以合适的浏览/查询速度进行搜索、思考和判断，建构出自己的认知语境。
　　2.2　认知加工维度
网络环境的超媒体信息表征对用户的信息加工具有多方面的潜在支持作用。超媒体可以利用文本、声音、图形、图像、动画等不同的表征符号，从不同维度，在不同的情景中利用不同的表征系统表达信息，使用户可以在不同的情景中多次通达同一概念，多个感觉通道同时作用，平行处理的信息量更加巨大，有利于激发并调动用户已有的知识结构和生活经验，来选择、探索、加工新信息，建构其意义，形成能适应复杂的、不规律的应用情景的更富弹性的知识结构[1,3]；在超媒体环境中，超媒体的非线性网络结构与人类认知和记忆的语义网络系统更为匹配，减少了记忆存储中的信息转换过程，更有可能促进用户的记忆；超媒体系统允许用户根据需要非线性地访问信息，并根据个人特点同时对多条相互关联的信息进行并行加工，符合人类学习中分布式认知的特点，能提高用户工作记忆中的信息量、信息滞留时间以及长时记忆中可利用的与任务有关的信息，有助于提高认知加工的深度和效率[4]。
关于超媒体信息空间，用户的要求是：需要通过配置和综合与当前用户认知任务有关的各种媒体信息并显示关于当前任务的内容信息，以此为手段，增强认知信息过程中的感知与理解能力。多媒体技术可以改善用户对相关内容信息的理解，内容支持技术有助于解释与当前认知任务有关的信息，而目标提取与目标生成技术则有助于改善用户对不够明确的目标所进行的预测。
　　2.3　动机维度
超媒体信息表征与人的“联想思维”的相似性，使其可以较为逼真地模拟现实世界，从而能有效地向用户呈现当前信息与用户已有认知语境及现实生活之间的联系，将源领域的经验映射到目标领域，从而达到重新认识目标领域特征的目的。同时还可以激发用户的内部动机，进而提高用户的认知投入程度。由于超媒体环境赋予用户更多的信息加工和获取责任，用户在对结果进行归因时，更倾向于将成功归因于自己的努力或能力等内部因素，从而有利于提高其自我效能感，增强用户的认知投入和交互的主动性。

　　　　3、基于语义的用户与网络空间信息交互的语境效果

可以说，超媒体信息表征方式赋予了网络用户信息活动的主体地位，使用户在与网络空间的互动中具有了更大的潜能优势。而“语境效果”的获得使用户的这种潜能不断得以延伸，形成双螺旋式的上升态势。因此，可以说“语境效果”是网络空间交互能力得以不断提升的一种动力。
　　3.1　语境效果
美国语言学家Sperber和Wilson提出了认知语境（cognitive environment）的概念，认为在语言交际中的语境是一个心理建构体（psychological construct），是存在于听话者大脑中的一系列假设[5]。语境不仅包括交际时话语的上文、即时的物体环境等具体的语境因素，也包括一个人的知识因素，如已知的全部事实、假设、信念以及一个人的认知能力。
Sperber和Wilson认为新的信息和现有认知语境具有三种关联方式，因而产生三种语境效果：①新信息与语境相互作用产生语境效果；②新信息提供进一步的证据以加强已有语境；③新信息与已有语境相矛盾因而放弃原有假设。其中的“语境效果”是指新信息与已有的旧信息相互作用产生新的语境含义，即在交互中已有认知语境发生改变，产生新的认知语境[6]。在交互过程中，认知环境中的已有信息和交互过程中的新信息不断地相互作用，构成了关联信息。相关的程度与所获得的语境效果、处理时所付出的努力这两个因素有关：在同等条件下，语境效果越大，相关性越强；在同等条件下，处理所付出的努力越小，相关性越强。
网络空间中用户与超媒体的交互可以视为一个双向的信息交流过程，在语义理解上具有和语言交流相同的共性，因此我们不妨用语言学理论来阐释网络空间的交互及其效率问题。特别是“语境效果”对于分析用户与网络空间信息的交互作用具有一定的理论意义。
　　3.2　网络空间交互中的隐喻及其语境效果
网络空间中用户的交互行为从实质上说是一种寻找关联信息的过程。关联是以语境为基础的。在网络空间中，有些语境因素是具体直观的，是以现场的时空、人物、情景的前台环境形式存在的，有的语境因素则是以与前台场景相联系的背景形式存在的，是抽象、潜在、隐形的，比如这里要谈到的隐喻。隐喻是以一事物描写另一关联事物的思维和认知方式，隐喻意义是基本语义与语境作用的结果[7]。通过进一步的分析可知，隐喻是取得语境效果的较好途径。
人们的认知特点，决定了人们往往需要用一种手段来帮助自己在用语言思考所感知的物质世界和精神世界时，能从原先的互不相关的不同事物、概念和语言表达中发现如同Internet中的链接点，建立想像丰富的联系。新的关系、新的事物、新的观念、新的语言表达方式由此而来，这便是隐喻。隐喻意义的理解实际上就是将源领域的经验映射到目标领域，从而达到重新认识目标领域特征的目的。这一映射取决于本体和喻体之间的相似性，人们可以依靠事物之间已被感知的相似性或将原来并不被以为其间存在着相似性的两个事物的并置来构成隐喻，获得对其中某一事物的新的观察角度或新的认识。这种新的认识与已有的认知语境相互作用就要产生新的语境含义，即在交互中已有认知语境发生改变，产生新的认知语境，从而获得语境效果。在网络空间中，用户认知语境层次的提升，增强了其网络交互的水平及能力，从而建立起更丰富的隐喻联想，产生新的认识。可见，隐喻通过用户语境效果的获得，可有效地促进网络空间的互动，提高网络知识利用的有效率。

　　　　4、网络信息空间交互的导航支持

超媒体信息表征方式赋予用户信息行为的主体地位和认知优势，但这些潜在优势并不能自发地转化为实际的交互效果，在实践中会受到用户认知水平、网络环境等诸多因素的制约。有效的引导措施——导航是发挥潜能优势的一种有效方法，是增强网络空间与用户认知活动交互作用必不可少的因素。
　　4.1　网络信息空间交互的导航需求
超媒体具有很大的灵活性，在某种程度上符合了人的认知灵活性的特点，使网络空间的交互作用越加明显。但因此也出现了用户超媒体使用过程中的迷航（disorientation）和认知超载（overload）现象。研究表明，迷航与认知超载的原因可以归结为以下几个方面：浏览者的原因、设链者的原因以及系统的原因[8]。浏览者可能不熟悉所访问的信息空间环境；或者系统设计者没有遵循大多数用户的浏览/查询规律来组织和表征信息，导致使用上的不便；缺少有效的导航机制，给用户的浏览/查询造成困难。可见， 迷航与认知超载现象的发生不仅与用户的信息认知水平相关，就其内部过程和机制而言，用户的信息获取也需要来自外界的直接支持与引导，而提供这种支持和引导的主要方式就是导航。在网络空间超媒体环境中，导航设计有着重要而特殊的地位。
对网络空间中的交互过程及其典型问题进行分析，发现网络互动中主要涉及两类关键认知活动，而与这两类认知活动相对的是网络互动中极易出现的两类问题。
●目标关注：在网络空间交互中，用户为了达到浏览/查寻目标，在超媒体系统中寻找并选择与目标有关的信息结点。但由于超媒体呈现的信息量极大，分心问题变得更加严重。用户会因为大量与查找目的无关但对其具有吸引力的信息而分心，并有可能完全迷失与目的有关的结点。
●空间定向：交互活动需要用户在已经发现一条有用的信息后，可以从超媒体系统的任意一点再次访问这一信息。超媒体独特的链接方式构成了一个具有空间伸展性的多维的环境，因而在空间定向方面很容易造成“空间迷航”或“超空间迷失”现象，导致用户在漫无目的的网络漫游中浪费大量的时间和精力。
上述两类问题是交互过程中两个关键的认知活动，因此也就成为了智能导航研究和要解决的关键问题。
　　4.2　网络信息空间交互的导航支持要素
超媒体对用户认知活动的基本影响要素包括：环境感觉、空间能力、任务切换及用户对导航支持的控制[9]。这些认知因素不仅对用户认知信息活动产生重要影响，而且对智能导航的设计具有重要意义。在对这些要素的分析基础上，我们提出如下网络信息空间智能导航支持要素。
4.2.1　目标背景和优势效应　目标背景作用指的是在视觉认知加工过程中待识别目标周围的信息可能起的作用。实际上在很多目标识别过程中，在加工特征分析信息的同时均要用到背景信息。以下面的文字所示的一组手写体字母数字为例：
附图
图1　一组手写体字母数字示例 （略）
最上面的刺激可以看作是“15”，也可以看作是“is”，这依赖于它的背景信息。认知心理学家将背景分析对识别结果产生有利影响的现象称之为“优势效应”[10]。
4.2.2　超媒体元认知提示　在网络信息空间中植入元认知提示，即在设计导航时插入一些问题，提示用户注意自己所处的位置及自己的浏览/查询目标或任务，并监控自己浏览/查询任务的完成情况。例如：要求用户回答“你解决该问题的计划是什么？”、“你为什么要选择该选项？”等。研究发现，在导航中植入元认知线索可以引导用户对自己的信息搜索过程进行监控，对问题解决过程进行反思，可减少迷航和分心现象[11]。
4.2.3　可视化导航机制　信息可视化的目的是使用户提高对复杂问题、模型或系统的洞悉能力，其核心是把网络空间信息、用户提问、各类信息浏览/查寻模型以及用模型进行交互的过程中不可见的内部语义关系转换成图形，展示在一个低维的可视化空间中，更接近用户的认知风格。可视化智能导航最大的优势体现在可以提供形象化的信息、使用户更快地达到兴奋点，有利于用户发现新的浏览/查寻途径，激发用户进一步探索的能力。可视化的图形特征，如高度、颜色及位置等都能有效地帮助用户快速找到感兴趣的信息。更主要的是可视化信息便于用户对浏览/查寻结果进行动态的调整和过滤，帮助用户决定自己的检索策略，增加了用户与系统之间的交互作用，使用户的认知能力发挥到最大程度。
目前在可视化信息的研究上已出现了许多研究成果，其中东京理科大学信息可视化中心研究开发的可视化检索工具WIDAS（WWW Information Discovery Assistant System）具有一定的代表性[12]。WIDAS最重要的特点就是可以过滤不感兴趣的结点，即与用户查询相关性不大的内容。不感兴趣结点的过滤使用域值衡量，匹配度低于域值的结点即可被过滤掉。WIDAS综合文档的超链接和语义内容方法进行检索结果的可视化，专门设计实施了网络浏览器与可视化检索过程进行交互的系统，使用户不仅可以察看所访问的网站文档结构图， 还可以根据自己的需求进行适当的过滤和调整，增加了与用户的交互性。可以说，WIDAS在网络空间的认知与互动方面提供了非常有价值的实证性研究依据。

　　　　5、结语

目前从网络信息空间信息表征方式与用户认知的交互作用角度研究导航还很薄弱。用户在网络信息空间中的认知主体作用还没有充分发掘出来。因此，智能导航对于网络空间交互的支持能力尚待提高。笔者引入了关联理论中的语境效果，目的是提供网络空间交互研究的新视角，扩展用户信息认知活动研究的范围，为智能导航的研究提供语用学维度的理论支持。

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