基于用户认知语境的个性化导航研究，本文主要内容关键词为：语境论文,认知论文,用户论文，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。
中图分类号：G350;G203文献标识码：A文章编号：1007-7634(2005)05-0655-04
网络信息资源的内容、形式以及组织的纷繁复杂，使得针对用户特定的知识需求进行个性化导航成为人们关注的焦点。用户已有的独特知识结构与认知能力通常会从多方面影响自身信息需求的表达，因此在智能导航中，需强调用户的自主性，全面利用用户的个性化认知体系，令用户自身的知识环境与习惯偏好在检索系统中发挥强大的主导作用，从而实现一种基于用户认知语境的灵活的导航模式。
1 用户认知语境
认知科学是研究人类感知和思维信息处理过程的科学。其目标就是揭示智能和认知行为的原理，不仅包括现实的、人类的，还包括抽象的、机器的[1]。从20世纪50年代开始，人们已经认识到人工智能研究与认知科学研究之间具有密切关联。
1986年，美国语言学家Sperber和Wilson提出了突破传统语境概念的认知语境(cognitive environment)，即将语境看成是一个心理结构体(psychological construct)，也就是存在于听话者大脑中的一系列假设[2]。用户对外界的认识与理解是以概念的形式储存于头脑中的，这形成了用来处理新信息的认知语境。它是用户通过经验和思维，将具体语境内在化、认知化的结果，能够客观地反映语言使用者的心理状态，更好地阐释语用推理的实际过程[3]。
由于人们所处的外部环境，具备的认知能力，以及通过学习和经验构造的知识结构各方面都存在不容忽视的差异，因此人们用来接受外界信息所营造的“认知语境”就不同了。任何一个人的认知环境中都包含着很多信息，包括从外部世界可以感知的信息，从短期记忆和长期记忆中可提取的信息，以及从以上两种信息中推导出来的信息等[3]。这些信息便构成了一个潜在而庞大的认知语境。
用户认知语境知识中包容了用户认知体系中各方面的知识，包括用户的领域背景知识、交互知识、经验知识等。用户的认知语境最大的特点就是它的模糊性和不完全确定性，这使得用户认知语境甚至可以根据用户思维的跳跃性不断发生改变，从而具有很强的动态性。
2 个性化导航与用户认知语境
传统的信息导航，通常都是通过对信息资源进行预先分析，设计出有针对性的导航方式与导航路径。这种导航模式是单方面运行的，虽然也是建立在对用户进行调查的基础上，但是在很大程度上还是存在一厢情愿的成分。在导航系统运行的过程中，用户复杂的人类思维与机械运作的系统之间无法进行较为完美的沟通、交互，用户是处于被动地位，并没有真正参与进来。一方面，系统无法真正理解用户的检索意图；另一方面，用户面对各种不同的设计思路，无法跨越系统应用障碍。导航系统是依赖于设计者的认知结构来理解用户需求的，如果设计者对用户需求存在理解偏差，则最终会影响到导航系统的用户需求的满足效率与程度[4]。
2.1 个性化导航
“个性化服务”重要性的提升使得人们逐渐意识到：用户个体在信息导航过程中的地位具有不可替代性。大部分时候，满足用户知识检索需求的真正的答案往往是隐藏于用户自己的头脑里，只不过那个答案是模糊的、不确定的，需要不断通过权威、精准的知识引导，才能逐渐明晰。
因此，我们应该重新认识导航系统的功能与作用。导航表面上是系统引导用户，采用有效的方式尽量省时、省力去获取信息与知识。但是，由于语言表达以及专业领域的差异造成的理解障碍，使得导航系统不可能一次性就明确用户的检索意图。因此导航应该是相互的，是用户内部知识体系与导航系统这一外部知识环境的相互映射的过程。系统的运行只有围绕用户的认知体系，在用户的需求与知识的引导下，不断定位检索目标，且对信息资源进行筛选，从而向用户提供较为满意的个性化服务。
一般而言，面对简单的检索目的，比如查找名词、年代、公式等等，不需要利用导航系统，通常使用关键词进行全文检索就可以了。导航系统的使用往往是由于用户检索目标较为复杂、模糊，需要借助导航过程来激活其头脑中的隐性概念，从而协助自己的创造性工作的展开。那么在信息海洋中，导航不能简单地等同于地理领航，因为地理位置一般都比较固定，人们的目的地也都是明确的。但是用户的信息需求以及信息资源本身都是处在动态变化的状态下的，信息导航的质量依赖于用户不定的需求在动态的信息集合中的有效映射，因此要求导航系统必须根据变化实时调整目标方向，也就是全面利用用户的个性化认知体系，实现互相理解、互相学习的动态导航，从而找出最符合其需求的结果。当用户独特的人类心智被有效地加以利用时，信息导航就被真正赋予了智能性。
2.2 用户认知语境的导航个性化支持功能
用户认知语境知识的开发和利用对导航系统具有针对性强的个性化支持功能，这主要在于其具有导航指导、语义理解、特定语境概念重组等功能。
(1)导航指导功能。在网络信息资源导航中，如何在海量信息中引导用户找到自己满意的结果，这是需要解决的最基本，也是最艰难的问题，因为“满意”往往是具有个体性的。用户的满意度问题的解决需要建立在用户和系统之间的相互认知与理解之上。用户的认知语境在很大程度上影响着用户的思维、表达，以及对信息的处理能力，如果系统能够比较可靠地掌握并利用用户的认知语境，实时选择满足检索意图的启发式导航策略，通过概念关联扩展来指导导航系统的运行[5]，在加强系统的导航智能性方面起到重要作用。
(2)语义理解功能。语义理解是一种认知行为，是大脑认知机制对语言进行处理的心理过程，涉及信息的选择、接受、处理、理解和储存的能力及过程[6]。但是语义总要受到不同语境的影响和制约，甚至是在特定的环境下产生意义转变。因此语言在意义表达上的灵活性与复杂性，都给导航系统领会用户检索意图上带来很大的难度。而用户的认知语境在语义理解方面的重要作用主要表现在它具有关联激活和语义推理等功能。
(3)特定语境下的概念重组功能。知识是人的认知内容，以一定的结构单元被获取、贮存和利用，其本身是具有相关性的[7]。知识由不同的概念表示，知识的相关性决定了概念之间的各种关联，其中包括同义关联、上下位类等级关联、相关关联等。用户针对某一个问题，拥有一个包含庞大信息库的特定认知语境。这一认知语境是用户选择信息、明确检索意图的根本影响、制约因素。在这个特定语境中，用户在自身概念系统的基础上，依据语境中的多种假设与期待，进行各种关联推理活动（如演绎推理、归纳推理、语境推理等），从而在大脑中激活一系列隐性概念，最后根据实际意图进行选择、取舍，形成一个在特定语境下具有最佳概念关联的有效概念框架。而这个概念框架正是用户检索真实意图的缩影与概括。
因此在导航系统中，通过不断地交互来分析用户的认知语境，利用其在概念关联激活、语义推理方面的功能，对用户提问进行深度语义解析和概念关联的个性化联想，从而获取具有用户针对性和问题针对性的概念框架，指导系统对用户意图的理解，提高系统导航的效率。
3 基于用户认知语境的个性化导航机制
人类在解决问题时，通常是在自身知识体系指导下，需要经历一个从模糊到清晰的认知过程。导航系统不只是按照用户所提到的相关词语给出相匹配的检索结果，而是要在用户认知语境的引导下，尽量辅助用户认知，减轻用户的认知负担，并有效地融合用户和系统的认知过程。因此用户认知语境的建模与利用，对增强导航系统的个性化、智能性有着重大作用。
3.1 用户认知语境的建模
针对用户的认知语境进行建模是一个艰巨的任务，毕竟任意两个具有相同外部环境和认知经验的人，对一特定的事物都不会拥有一致的认知语境。因此要构建一个适用于广大用户的认知语境模式库，则是一项无法想象的工作。另外，用户认知语境的动态性正是人类创造性的根源[8]，因此我们没有必要想尽一切办法力求用户认知语境完全模式化、清晰化，只需要构建一个框架，能依照这个框架将用户的目标锁定在一个理想的范围内就可以了。
如果我们将每个用户的整体认知语境拆分开来，分成若干个认知语境单元，会发现任意两个用户总会有一个或多个语境单元是相似或一致的。也就是说，任意两个用户在认知语境上或多或少有着重叠的现象，如果专业相同或是经验环境一致则重叠更甚。这样如果我们最大限度地综合用户的认知语境单元，再在应用时根据实际问题，将其中符合条件的语境单元动态地组成一个相关联的集合，如此认知语境的建模工作就容易多了。
认知语境建模首先是用户认知语境知识的获取、分析。语境知识是语境建模的基础，只有全面掌握用户的语境知识，才能构建出适应特定用户的语境模型。它可以协助系统消减用户在解决问题时的思维模糊性，并利用用户认知语境中的概念关联与推理规则，进行发散与定位相结合的导航模式。语境知识的获取一方面是通过对专业用户的划分，有组织成规模地建立用户档案，为认知语境建模做准备；另一方面需要在线对用户的兴趣点击进行追踪记录，并综合分析其偏好，加以重点记录。
认知语境是依赖于人类智能的。人类智能是一种复杂的机制和过程，最终表现为一种解决实际问题的过程。因此智能具有多维属性，同时也决定了认知语境的多维性[1]。因此针对用户认知语境知识可以进行多维剖析，分解成若干个功能上不可再分的知识结点，根据认知相关度对其进行聚类整合，从而构成具有单一认知问题处理能力的规则集合，即认知语境单元。用户认知语境单元可以包括领域背景（如领域覆盖、领域偏好）、认知偏好（如阅读习惯、视觉偏好、语言表达）、认知经验（如领域经验、交互经验）、能力度量（如学习能力、适应能力、联想能力）等。
用户认知语境模式库类似于Spence所描述的基于用户心理构建的内部模型(internal model)的集合，也就是将用户自身选择、评价等浏览行为进行概括、抽象、重组，并将其作为指导导航过程的重要标准[9]。
3.2 个性化导航模型的构建
在该导航模型中（见图1），首先要对用户提问进行认知语境分析。由于认知环境和用户的认知结构都是动态的，用户在检索信息的过程中，会不断改变其特定认知语境。也就是说，系统的导航过程其实是语境单元集合不断选择、重组的过程，而不是在导航之前就已经事先确定好了的，否则就会限制系统把握用户意图的能力。因此导航系统需要根据对任意一个特定用户的一系列交互式提问，在检索过程中的持续反馈中，依据用户的专业、个性等特点，以及既有的经验策略，临时从认知语境模式库中提取若干认知语境单元，同时建立各语境单元之间的语境关联，并对其不断增减与修正，这也是模拟用户自身的认知语境的动态性。直到最后获得最佳认知语境组合，且针对用户提问达到较好的语义理解效果时，就可以从这个最佳认知语境抽取概念组建概念框架。
图1 基于用户认知语境的个性化导航模型
概念框架的抽取遵循的是在发散中力求定位这一思想。首先在用户认知语境模式库寻找与特定用户、特定问题相关的认知语境单元，并以此为基准扩展相关概念范围，执行发散式导航，并通过人机持续交互，不断对目标加以调整和修正，最终锁定目标概念。定位的概念点可以是一个，也可以是多个。若是多个概念点，则还包括概念关联，且关联度有大小之分，从而形成一个特定语境下针对特定用户的概念框架。其中不仅囊括与用户提问相关度较高的概念、符合特定用户认知语境的概念关联，还包括涉及到的隐性概念和隐性关联。最后将此概念框架对系统的信息资源数据库进行映射，并将映射结果以适合特定用户认知的方式进行二次加工处理，最后提交给用户（如图1）。
4 结语
虽然语言的复杂多变，以及认知环境和知识结构的动态性，都决定了对用户认知语境的建模的不易把握，以及个性化导航模型的构建的难度。而且不同用户在语义层面上的信息选择、解释、修正都会有着各种差异，存在着不确定的语义推理问题。但用户认知语境毕竟在系统对用户提问的语义理解、分析、推理等方面都有着重要的影响、制约作用。因此用户认知语境的利用使特定语句在特定环境中，其概念意义更加具体、明确，有利于人机的信息交互，使智能导航系统在一定程度上克服语言本身由于人们思维定势造成的在语法、语义、语用等方面的局限性，从而向用户提供更为满意的个性化知识服务。