超文本阅读中的迷路问题及其心理学研究，本文主要内容关键词为：超文本论文,心理学研究论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
分类号 B849
超文本(Hypertext)是多媒体教育、现代远程教育、电子商务、计算机支持协作工作(Computer Supported Cooperative Work)以及其它信息通讯技术的重要信息结构基础。无论在网上搜索商业信息、检索科技文献还是听课学习，用户都必须面对如何提高超文本阅读效率的问题。超文本系统的设计符合人类的联想思维特征，具有灵活组织信息和超强存贮信息的特点，不仅极大地方便了用户的阅读，提高了学习效率，而且容易引起学习兴趣。但是，由于固有的特性，它也存在比较严重的认知失调问题，其中“迷路”(Disorientation)是影响较大的问题之一。为解决迷路问题，目前一般采用文字注解与地图导航等方法。如何合理地设计导航方式，如导航地图中应包括那些内容，采用图形还是文字，注解如何简化，以及应列出哪些热站等，必须通过人因素基础研究才能确定。对超文本导航方式的心理学问题进行研究，将有助于提高超文本的阅读效率，加速超文本技术的发展和推广应用。本文仅对超文本系统的产生、迷路问题、目前解决迷路问题所采用的方法及影响超文本阅读效率的心理学因素，作一些总结和分析。
1 超文本的产生与迷路问题
传统的文本课文是按顺序组织信息的，阅读时人们的思维往往只能随课文内容顺序展开，因此被称为“线性阅读”(Linear Reading)。这种信息组织方式不仅会限制读者的思维流向，而且难以对大型信息系统进行有效地组织。随着人类步入信息时代，知识和信息最激增，需要有一种新的信息管理和检索方法，而超文本正满足了这一要求。
超文本起源于 V.Bush和T.Nelson的思想。早在40年代，Bush就认识到，科技的日新月异造就了越来越多的新成果和新知识，这使得人们以线性的方式来追踪科学信息变得日益困难。为此，他利用当时已有的技术，通过模拟人类联想思维的特点，发明了称之谓"Memex"的信息贮存记忆器。除了巨大的存贮能力外，"Memex"的最重要特点是它能提供不同数据资料之间的联系。也就是说，"Memex"中存贮的信息象一个大型的数据交互联系网，通过它人们可以很容易地追踪和掌握不同来源的信息。根据这一思想，Nelson在60年代建立了一种计算机系统，这一系统除保留传统的线性文本（文档）信息外，还提供一种随机的、联想性的游览结构。Nelson的这种非线性游览结构正是目前广泛采用的超文本结构的雏形。
现代超文本系统以类似方式组织信息，即先按内容将信息划分成一个个线性单元（称“结点”），然后按各单元之间的语义关系（称为“链”）联接成网络。超文本设计符合人类联想思维的特征，使读者能自由选择阅读顺序、灵活组织信息和快速检索所需资料[1,2]。超文本网络还具有强大的数据存贮能力。超文本已成为互联网的重要信息结构基础，广泛地应用于现代远程教育、电子商务和其它数据通讯场合。
但是，在方便用户阅读和掌握知识的同时，超文本系统也存在一些局限性。其中，“迷路”(Disorientation)是最重要的问题之一[3]。所谓迷路，是指用户在游览信息网络时，不知道自己身处何处，如何达到目的地，或者在游览时因多次跳转而偏离学习（或搜索）主题。在检索和阅读超文本信息时，用户经常要在多层、交互联系的各个线性文本之间频繁跳转。例如，当用户对某个文档内容不清楚或需要获得更全面的资料时，就会跳转到参考文档；当用户对当前文档不感兴趣时，也会跳转到其它文档；在跳转过程中，用户也可能被无关文档所吸引而耗费一定时间，其至偏离主题。在大型网络中，结点间的关系十分复杂，每一结点上均存在多个并行选择，不同岔路指向不同目标，频繁跳转容易使用户丧失自己在网络中的位置感，出现迷路。多次跳转还可导致用户的游览意图发生混乱，不能发现真正需要的资料。
迷路问题与超文本的优越性相伴而生，是由超文本固有特性块定的，不容易克服。但由于该问题给用户带来很大的不便，严重影响阅读和信息检索的效率，因此已成为超文本系统研究的一个重要课题。
2 解决迷路问题的常用技术
提供导航辅助是目前解决迷路问题的最重要途径。根据使用情况，导航技术可分为结构导航和概念导航两类。其中，前者以其直观和总揽全局的特点成为超文本导航的基础，而后者则为基于前者的更高层次上的导航。
2.1 结构导航
结构导航主要通过改善人－计算机界面帮助用户在网络中进行定位和阅读。具体地说，它将超文本信息系统中的结点及结点之间的关系以局部或全局视图的方式显示出米，使用户对结点内容、结点之间的关系、超文本系统的整体轮廓、当前所处的位置以及所经历的游览路线有清楚的认识，并可相应地选择跳转方向和目标结点。结构导航一般采用主结点、回溯指针和地图等技术[4]。
主结点往往是超文本系统的初始结点，如书的封面或目录等。超文本系统内结点间的关系十分复杂，往往是一种线性或层次的多重交叉结构。如果将初始结点定为主结点，则当用户在游览过程中遇到迷路问题时可选择相应的命令按纽（"Home"键）直接返回到初始结点，从而摆脱混乱。
一旦返回主结点，则意味着用户的游览活动将重新开始，显然在很多情况下这不是理想的方法。使用回溯指针能帮助用户游览已经阅读过的内容而无须返回到初始结点。回溯有两种方式：依次回溯和跳跃回溯。前者能使用户回到“上一次”游览过的内容，一次一步，顺序返回，而后者则允许用户跳跃式地回到以前阅读过的某一结点，比较灵活。
主结点和回溯指针对解决迷路问题只能起到某种辅助的作用，相对而言网络地图则有效得多。网络地图可以是二维的，也可以是三维的；可以通过不同的颜色、形状、大小或质感来区别结点的内容和所属类别；还可以显示出用户的游览历史。因此，它比较直观，有利于用户把握整个网络结构。虽然网络系统日趋庞大和复杂，但以现有的技术，让计算机自动建立网络地图并非难事。然而，困难的是如何把成千上万的结点及其关系显示给用户。将如此众多的结点同时呈现给用户，就犹如在世界地图上寻找某一城镇一样，很难起到导航的效果。近来人们设计和应用了“鱼眼视图”(Fisheye View)技术，即将当前注意焦点的周围区域放大显示，而将焦点之外的内容缩小显示，离焦点越远内容清晰度越小，以此避免采用普通放大方法时只能看到一部分内容而不能一览全局的缺陷。
除此以外，路标(Landmark)、时标(Time)、书签(Bookmark)和多进程(Multiple Thread)等也是经常采用的结构导航技术[5]。
2.2 概念导航
概念导航是一种基于用户游览意图的导航技术。也就是说，通过对用户游览行为（如游览过的文档，在每个文档上停留的时间，跳转的关键字等）进行分析和追踪，判断用户感兴趣的概念，从而形成一个代表游览意图的概念空间，并围绕该概念安排提示和引导[6,7]。实现概念导航需要完成三方面的工作：第一，对已有超文本系统的文档进行分析，形成一个适当的概念库；第二，跟踪和分析用户的游览行为；第三，根据游览行为进行导航。
常用的概念导航技术包括文档分析方法、分层结构化方法和基于查询的搜索方法等。
文档分析方法是目前广为使用的导航方式，它以文档中字频的统计结果为依据，分别为各个文档建立索引，形成文档检索词索引库，并利用这些检索词进行检索和导航。该方法的特点是设计简单、效率高以及算法设计直接。它的缺点是目前对文档的分析只停留在词汇级水平，不能帮助用户找到文档之间的关系结构，因而也难以帮助用户把握文档间的整体结构。
分层结构化方法首先将复杂的超文本网络层次化，然后利用语义关系对结点进行聚类以形成更抽象的结点。形成结构的依据可以是结点的引用次数，也可以是索引的相关次数等。聚类时既可以形成层次结构，也可以形成树状结构。该方法的特点是通过压缩网络结构帮助用户把握超文本系统的整体轮廓。它的缺点是形成结构的依据主要是统计上的相关性，对超文本文档的导航基本上仍停留在网络的拓扑结构上。
基于查询的搜索方法指根据用户键入的关键词或属性，系统自动定位所需的信息。这种方式实际上是通过屏蔽与查询主题无关的路径来导航，是一种信息过滤技术。这种方法的特点是能有效地帮助用户找到所需的信息。它的缺点是将用户直接导引到主题，与人的学习特点相违背，因为学习和知识的的积累是一个循序渐进的过程。
更有效的方法是将文档分析、分层结构化和基于查询的搜索等方法结合使用[8-10]。
3 影响超文本阅读效率中的心理学问题
提供适当的导航辅助有助于提高超文本阅读效率。但是，目前的导航技术还不够完善，其中不少原因与心理学因素有关。对与超文本阅读有大的各类心理学问题进行研究，将有利于新一代导航技术的发展和阅读效率的提高。
3.1 认知负荷问题
超文本阅读中注意焦点的频繁跳转，不仅容易导致迷路，而且会给用户产生很大的认知负荷[11]。在游览过程中，用户既要搜寻所需信息，学习与保持各种主题信息以及相互之间的关系，又要抑制有趣但与主题无关的信息干扰，认知负荷非常高。当用户的游览目标不很清晰时，所承受的认知压力更为严重，阅读效果因而受到影响。研究如何给用户予清楚的提示和强调，避免兴趣过于泛化和注意不稳定，对于提高阅读效率是十分有益的。
3.2 线性文档与非线性连接的组合问题
虽然超文本设计符合联想思维的特征，但信息的最终获取还需通过阅读线性文档，即各结点的内容来实现。如果结点的文档内容较短，则思维就比较灵活，但为获取知识所需跳转的次数将较多，受无关信息的干扰也将较大，同时由于对每个结点文档都需要花一定的时间去阅读和理解，所以时间消耗也较大；反之，如果结点的文档内容较长，则思维流向所受到的限制较大，思维灵活性会降低，但由于非线性跳转少，受无关信息的干扰也将相应减弱。另外，有研究者（M.Chignell等）发现，爱好线性阅读还是非线性阅读，存在明显的个体差异，即一些人更多地依靠线性阅读来获取知识，而另一些人却更多地依靠非线性阅读来积累知识[12]。因此，如何将线性文档与非线性连接进行有效的组合以适合个体的特征，是一项需要深入研究的心理学基础问题。
3.3 Back－Forward问题
这是一个与使用回溯指针有关的问题。回溯可以使用户重新游览以往阅读过的内容，巩固已学知识或防止迷路，但如何组织回溯以后的游览历史则是一项比较困难的工作[12]。目前一般采用两种方式组织游览历史。假如用户从结点A出发，途经结点B、C、 D到达E，然后从结点E回溯到结点B，然后继续游览结点F。一种方法是将结点F连接到结点B，形成一个分叉结构的游览历史。当回溯次数较多时，这种组织方法会导致回溯历史零乱，进而引起用户迷路。另一种方法是将结点F直接连接到结点E之后，而B仍只出现在以往游览历史中。这种组织方式虽然使总的游览线路比较清楚，但用户会感到不习惯，当多次回溯某一（些）结点时尤其如此。任何解决Back-Forward问题的方案都必须充分考虑用户的认知特征。
3.4 导游线路问题
导游线路是一条基于目的、按照信息内容由浅入深安排的超文本游览路线，这条路线是以信息搜索为基础确定的。现有超文本系统大多具有按关键词搜索信息的功能，一日搜索成功，从理论上说用户可以从当前结点直接跳转到目标以获取知识。但是，如前所述，学习是一个循序渐进的过程，在很多实际情况下需要选择一条通向目标的结点序列，读者只有在游历这些结点后才能真正达到学习的目的，这一结点序列就是导游路线。导游线路合理与否，对用户的阅读效率有很大影响[1-11]。以往一般采用两种方法确定导游路线，一种为“最短路线导航”，即选取自起始节点到目标节点的最短路径为导游路线，另一种为“遍历路线导航”，该导游线路按顺序保留自起始节点到目标节点的全部内容。第一种方法可能会遗漏重要的信息，影响用户的阅读和理解，第二种方法虽然比较符合用户的认知过程，但容易受到无关信息的干扰，时间花费也较大，学习效果则不一定理想[1-4]。近来有学者建议对这两种导航力案进行折中，即先在导航地图中选择几个必经的关键点，然后由系统自动生成一条通过这些结点的最短路线[9,10]。我们认为，也可以根据结点间联系的密切程度组织导游路线，以相互关联程度较大的节点为基础组织导游路线。研究与比较不同导游路线的相对效率，对于设计高效和可用性强的超文本网络具有重要的指导意义。
3.5 影响超文本阅读效率的其它问题
除多媒体课件外，超文本网络本身并没有为用户提供明确的学习目标，因此，对许多用户来说（尤其是新用户来说），超文本结构可能过于灵活。超文本网络的检索机制还不完善，目前以关键词检索为主，缺乏科学意义上的系统性和学习上的连贯性，再加上网上的信息还不够全面，许多内容缺乏深度，学习效率得不到保障。另外，由于超文本系统中的知识和概念经常重复引用，缺乏严密性，因此不利于学生掌握。更重要得是，几乎所有的用户都是通过传统的课堂教育完成早期教育的，当面临一种全新的学习情景时，必须经历观念上、心理上和学习方法上的重要转变。为解决这些问题，一方面应加强软硬件技术的研制和开发，另一方面同样重要的是研究用户的心理特征，总结学习规律并加以应用。