反义标识的认知实验研究

王海英¹, 李亚宁¹, 周 畅¹, 王 琳²

(1. 东北大学 工商管理学院, 辽宁 沈阳 110169; 2. 仁川国立大学 文献情报学系, 韩国 仁川 406-772)

摘 要： 在现实生活中,经常存在两个形状相似、意义相反的两个标识.为了提高反义标识的识别效率,选取典型的反义标识,讨论影响此类标识识别的因素,并采用实验研究的方法,确定反义标识识别因素的显著性和重要程度.结果表明,影响因素分别为标识图案的区别性、标识尺寸的大小和颜色的区分.其中通过增加反义标识图案区别性能够提高识别效率,但是显著性和图案区别方式相关;标识尺寸的大小对反义识别效率影响最为显著;合理区分反义标识的不同颜色,能显著提高识别效率.

关 键 词： 反义标识;识别效率;实验研究;认知;正确率

在现实生活中,经常需要对意义相反的两个标识进行识别.这两个标识互为反义词,形状相似,通常只有一处细微的差别.比如,厕所标识的男和女,电梯按钮的开和关,可回收垃圾标识和不可回收垃圾标识等.在这里称这类意义相反的标识为反义标识.反义标识的认知过程和普通标识的认知过程存在一定的差异性.普通标识的识别是在众多的标识中识别出既定的目标,这些标识具有各自独立的含义,如果标识设计的可识别性好,符合所要表达的含义,那么就能快速准确地在众多标识中锁定目标,无需对每个标识都进行识别,通常可独立完成识别过程.反义标识的认知过程往往不是独立的,由于二者形状相似,形状上的差别往往只有细微的一处,因此,识别过程往往需要在二者之间进行区分和辨识,识别过程更有难度.

现有的相关文献基本都是关于普通标识认知的研究,一些文献研究了普通标识认知的影响因素^[1-3]以及认知的心理过程和模型^[4-6].还有些文献研究了特定标识的认知,比如机场标识、地铁等交通标识^[7-9].缺少针对反义标识认知效率的相关研究.

本文选取厕所标识和电梯按钮进行研究.这两种反义标识的图案相似度高,形状差异小,识别困难.比如常见的厕所标识采用的是男女人形图片,二者的差异仅体现在女厕所标识有裙摆；电梯按钮的开和关的差别仅体现在三角形的方向.在现实生活中经常发生走错卫生间^[10-12]和按错电梯按钮的现象^[13-15].相关的文献都是定性的分析,仅有少数几篇文献定性地总结了卫生间标识和电梯按钮设计上的缺陷以及改良方法和原则^[16-19].国外有些文献研究人工智能领域中机器人如何识别电梯按钮^[20].本文将针对这两种典型的反义标识,讨论影响此类标识识别的因素,并采用实验研究的方法,确定反义标识识别因素的显著性和重要程度,以提高反义标识的识别效率.

1 影响因素和研究假设

1.1 影响因素

为获取电梯按钮和厕所标识影响反义标识识别效率的因素,通过实地访谈和问卷的方式进行初步的调研.调研地点为东北大学综合楼和沈阳百脑汇大厦,在电梯口以及卫生间附近随机发放调查问卷.并在被试做完问卷以后和其进行交谈,对交谈内容进行记录整理.

本次共发放调查问卷80份,其中有效问卷68份.其中男性30人,女性38人.根据调查结果显示有83%的人不能马上区分或有时不能马上区分厕所标识,有61.5%的用户在使用电梯时不能马上分辨出电梯的开关按钮.其中影响他们识别的因素中,图案太像占最大比重,其他的依次为标识太小以及标识使用了同一颜色.因此确定影响反义标识的3个影响因素:图案相似性、标识大小和颜色差异.

1.2 研究假设

根据以上的问卷和访谈的调查结果以及认知心理学中的物体识别理论^[21],提出如下3个研究假设:

①假设由于反义标识的图案相似性太高而增加了认知努力是导致识别效率低的主要原因.因此通过增加标识图案的区别性,能够显著提高识别效率.

②假设增加整个标识的尺寸能够使反义标识的差异更为显著,这也是增加标识区别性的一种方式,能显著提高识别效率.

学习阶段:首先在电脑上呈现给被试的是实验指导语,说明本次的实验目的是为了研究电梯开关按钮(厕所标识)的识别效率.然后向被试呈现示例,学习如何操作,实验中最开始出现的3次作为缓冲和练习之用.

2 实 验

2.1 被试

被试为东北大学在校学生,年龄为18～25周岁,共20人,其中男生10人,女生10人.所有被试没有参加过相似实验的经历.

2.2 实验设计与实验材料

适用范围：用来制作各种沙茶菜，比如沙茶牛肉、沙茶牛肉饭、沙茶羊肉炒空心菜、沙茶肥牛金针粉丝煲、沙茶酱焖鹅块等。

泰州大桥目前的高速公路风险管理模式在实践中取得了良好的效果，对高速公路的安全管理具有借鉴意义. 针对当前高速公路风险管理模式存在的不足，本文提出的基于文化工程、系统工程和信息工程的风险管理改进途径，对高速公路营运管理企业改善和升级风险管理模式具有重要的参考价值.

根据实验结果进行方差分析,得出如下结果:

实验1中实验材料数量为3×2×3=18,每个实验材料呈现2次,实验1中实验材料共呈现36次.

图1 厕所标识实验环境示意图

Fig.1 Sketch map of toilet labeling experimental environment

实验2 实验材料为电梯按钮图形.电梯开关按钮的差异是通过改变三角形与竖线之间的间距来体现,增加间距与开门的记忆图像匹配,减小间距与关门的记忆图像匹配.自变量中的图案差异性分为3个水平(大,中,小),现有开关按钮的竖线和三角形间距为中差异;开按钮大间距和关按钮小间距为大差异;开按钮小间距和关按钮小间距为小差异.图标颜色差异包括2个水平((灰,灰)、(灰,蓝)),即不区分开和关按钮的背景色均为灰色,区分背景色开按钮灰背景同时关按钮蓝背景.标识尺寸包括3种水平(14,25,47 mm).

实验2中实验材料为2×3×3=18个,每个实验材料呈现2次,实验2中实验材料共呈现36次.

测试阶段:学习之后就是正式测试,被试根据屏幕上方命令通过鼠标点击相应的按钮,每次点击以后,都会弹出一个提示框,显示本次点击是否正确以及剩余的点击次数.为了避免首因效应,每组实验最开始出现的3次不计入正式实验.

2.3 实验程序

本次实验材料利用图像处理软件Photoshop制作,采用Visual Basic编辑实验界面随机呈现实验材料.实验在东北大学行为观察室进行,被试在测试室中进行实验,两名主试在观察室观察整个实验过程.每名被试先完成实验1再完成实验2.每名被试完成全部实验过程的总时间约为10 min.

两组实验均分为两个阶段:学习阶段和测试阶段.

水利水电工程项目的工程建设需要重视技术运行管理，根据施工流程建立技术运行管控制度，将相应技术责任落实到责任人，结合工程项目的实际状况，能够做到施工运行的动态管理机制，具体问题具体分析，遇到问题解决问题，保证施工技术的可发展性，保证各项生产运行活动都能够在运行管控制度范围内容。同时施工技术管理还需要重视管控方法的转化，应用现场监督、突击检查、定期监督等方法构建完善的管理体系，保证施工技术可以有效落实。在监督及检查工作中发现施工技术应用问题，需要及时进行技术完善和调整，并对相关责任人采取追责的惩处方式，以提升施工作业人员及施工技术管理人员对于技术的重要性认识[2]。

③假设通过合理区分反义标识的不同颜色,能显著提高识别效率.

实验时尽量模拟电梯间的真实场景,将电脑屏幕的亮度调至普通电梯按钮界面的亮度,实验室的亮度调至电梯间的亮度,被试站在距电脑60 cm左右处,水平视线与开/关按钮的夹角在30°左右,在实验中被试只需使用鼠标操作软件.

实验采用被试内设计,整个实验分为两组,所有20名被试均参加两组实验.两组实验根据厕所标识和电梯按钮标识两类情景进行设计,设计变量分别是标识图案的差异性、标识的总体大小、标识的颜色.因变量为判断时间和错误率.

3 实验结果

实验结束后,剔除2名没有按照规定完成实验程序的被试的数据.共得出18名被试的关于72组刺激材料的平均判断时间和错误率.利用SPSS软件对这些数据进行处理,利用三倍方差法剔除异常值后得出如表1和表2所示的结果.

表1 厕所标识不同因素水平下的判断时间平均值和正确率

Table 1 Time mean value and accurate rates of toilet logo button under different factors

表2 电梯按钮不同因素水平下的判断时间平均值和正确率

Table 2 Time mean value and accurate rates of elevator button under different factors

3.1 自变量对识别错误率的影响

根据表1和表2的数据,厕所标识实验不同因素水平下的正确率都很高,都超过99%,这种情况下,忽略错误率对各个因素的影响,认为该实验识别可靠性较高.

腹膜反折悬吊方法为手术提供了较好的手术视野，便于手术操作，15例患者后腹腔镜下肾部分切除术均顺利完成。围手术期资料见表1，平均手术时间为（88.9±24.5）min，平均肾热缺血时间为（21.4±4.6）min，平均术中出血量为（72.0±16.6）mL，平均术后住院时间为（6.9±1.2）d，术中、术后均未输血，均未发生任何重大手术并发症。

电梯按钮的错误率与识别效率两个指标之间变化趋势一致,因此不存在平衡问题.即标识差异越大,正确率越高,同时判断时间越短;整体大小越大,正确率越高,同时判断时间越短.区分颜色对正确率影响不大.

在现代高校教育中，注重大学生综合素质和创新能力的培养成为教育界的共识。高校在转变教学理念的同时，加强实践在教学中的比重，改进实验教学方式方法，对于提高学生综合素质和创新能力，具有重要意义[1-3]。广东技术师范学院自动化学院根据制定的人才培养方案，按照复合型、创新型、应用型人才培养目标，为培养电类创新型人才实施高素质教育，在教育的同时更加专注培养学生的实际动手能力、创新思维，不断研究与探索实验教学，建设新型的实验教学环境，提高学生的工程实践能力及综合素质。

3.2 自变量对判断时间的影响

实验1 实验材料以《标志用公共信息图形符号》(GB/T10001.1—2000)中的男女厕所标识符号为基准.自变量中的图案差异性体现在女士裙角的张开度,分为3个水平(75°,60°,45°);男女图标颜色分2个水平((黑,黑)、(蓝,粉));图标尺寸大小分为3个水平(14,25,47 mm).该实验为了模拟寻找厕所标识的真实场景,被试通过识别投放到投影中的标识图案来完成,标识的尺寸、高度和识别距离等数据均参照实际情景设置.电脑中标识尺寸与投影到屏幕尺寸之比为1∶6.4,即电脑图案尺寸为14,25,47 mm的标识到投影屏幕上尺寸大小分别为9,16,30 cm.标识安放高度定为190 cm,实验者距离标识的距离为4.5 m.操作者在高度为95 cm的讲桌上操作鼠标.具体示意图见图1.

1) 厕所标识图案差异性的大小对识别判断时间的作用不够显著(P =0.502),女厕所标识裙摆角度越大,标识的识别速度越快,但是不够显著.电梯按钮标识的差异大小对判断时间的作用显著(P =0.005),开间距越大关间距越小的标识识别效率越高.

严格兑现奖惩措施，并且领导带头率先垂范。随着“三师”工作的深入推进，教师们逐渐认识到“三师”工作尤其是“思政导师”工作必须持续推进，不能半途而废。

2) 标识整体尺寸大小对识别判断时间的作用最为显著(P _厕所=0.00,P _电梯=0.01).标识越大,识别判断反应越快,厕所标识和电梯按钮标识的最大尺寸标识比最小尺寸标识平均判断时间分别提高了14.4%和7.6%.

聊了一阵子，话头转到西瓜上来了，她说：“你种的西瓜真好，甜得很。”剖了瓜，自己拿一瓣，还拿一瓣给我。我咬了两口，见上面有瓜籽，就用小指把它抠出来，瓜籽抠出来了，沾在我的指尖，我的脸也像瓜瓤子，通红通红的。

3) 厕所标识颜色对识别判断时间的作用显著(P _厕所=0.007,P _电梯=0.16),对男女卫生间的颜色加以区分(蓝,粉)的识别效率显著高于不加以区分的情况(黑,黑).而电梯按钮颜色的区分作用不显著.

(4)期末考试：调整考题分布，增加实践操作的分值，侧重于考察同学们对Access数据库操作的综合掌握能力，同时兼顾基本的理论知识。

4) 只有尺寸大小和图案差异性之间交互效应显著(P _厕所=0.019,P _电梯=0.048).这表明大的标识尺寸能够放大图案的差异性,因此能显著提高识别效率.其他因素之间交互效应均不显著.

3.3 最优设计方案

综合各影响因素水平下的判断时间、错误率和各影响因素的显著性,得出厕所标识和电梯开关按钮标识的最优设计方案:大尺寸下的蓝色男卫生间标识和粉色大裙角女卫生间标识;大尺寸下的大差异灰色背景开关按钮.具体见图2和图3.

图2 厕所标识最优设计方案

Fig.2 Optimal design of toilet sign

图3 电梯开关按钮的最优设计方案

Fig.3 Optimal design of elevator switch button

4 结 论

1) 通过增加反义标识的图案的区别性确实能够提高识别效率,但是对实验结果的影响不确定.通过增加裙摆的角度来增加区别性对实验结果的影响并不显著,而通过改变电梯按钮竖线和三角形间距的大小对实验结果影响较为显著.这和实验的预期假设有所不同,增加区别性提高了识别效率,但不一定显著.这有可能和表示图案增加区别性的方式有关系,对此将在下一步的研究中进行讨论.

2) 尺寸的大小对反义识别效率影响最为显著,这表明只要标识够大,反义标识的区别性就能够被放大.并且尺寸大小和标识差异性之间交互效应显著,放大反义标识尺寸比增加反义标识图案区别性更能稳定提高识别效率.

3) 通过合理区分反义标识的不同颜色,能显著提高识别效率.对厕所标识的男女进行颜色区分比较符合大脑中对男女区分的记忆存储,因此显著提高了识别效率.电梯标识颜色的区分由于还需要二次识别,大脑中并无已知的存储与之相匹配,因此不能显著提高识别效率.

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Cognitive Experimental Research on Anti-sense Signs

WANG Hai -ying ¹,LI Ya -ning ¹,ZHOU Chang ¹,WANG Lin ²

(1. School of Business Administration, Northeastern University, Shenyang 110169, China; 2. Library and Information Science, Incheon National University, Incheon 406-772, Korea. Corresponding author: WANG Lin, E-mail: linwang0@gmail.com)

Abstract： In real life, there are two kinds of signs which are similar in shape and opposite in meaning. In order to improve the recognition efficiency of such anti-sense signs, two typical anti-sense signs were selected to discuss the factors that affect the identification of this kind of signs, and the experimental research method was used to determine the significance and importance of the identification factors of anti-sense signs. The results show that the influencing factors are identified as the pattern distinctiveness, size, and color distinction of signs. Increasing the pattern distinctiveness of anti-sense signs can improve the recognition efficiency, but such distinctiveness is related to pattern difference. The size of signs has the most significant effect on the efficiency of anti-sense sign recognition. A reasonable distinction between the different colors of anti-sense signs can significantly improve the recognition efficiency.

Key words： anti-sense sign; recognition efficiency; experimental research; cognition; accuracy rate

中图分类号： TB 472

文献标志码： A

文章编号： 1005-3026(2019)07-1056-05

收稿日期： 2018-07-02

基金项目： 国家自然科学基金资助项目(71571038).

作者简介： 王海英(1979-)，女，辽宁新民人，东北大学副教授.

doi： 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.07.026

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