移動(dòng)閱讀資源的層次信息模型研究*

一、引言

最近幾年，移動(dòng)技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展很快，智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備迅速普及，移動(dòng)閱讀已成為日常生活中最常見的一種閱讀方式[1]。泛在特性是移動(dòng)閱讀最大的優(yōu)勢(shì)，用戶可以隨時(shí)隨地使用移動(dòng)設(shè)備閱讀電子信息資源，充分利用生活中的時(shí)間空隙獲取信息。但以學(xué)習(xí)為目的的移動(dòng)閱讀往往會(huì)造成一些不好的用戶體驗(yàn)，研究者們指出，在手機(jī)上閱讀文本要比在紙上或電腦屏幕上困難得多[2][3]。從認(rèn)知負(fù)荷的角度看，移動(dòng)閱讀的信息呈現(xiàn)方式、導(dǎo)航方式、交互操作、使用環(huán)境等都會(huì)增加學(xué)習(xí)者的外部認(rèn)知負(fù)荷，這是造成閱讀困難的主要原因。移動(dòng)設(shè)備的可視區(qū)域遠(yuǎn)小于電腦屏幕，在信息呈現(xiàn)方面存在先天劣勢(shì)，容易破壞信息的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[4]。移動(dòng)閱讀使用的電子閱讀材質(zhì)難以有效地構(gòu)建認(rèn)知地圖[5]，導(dǎo)航效率較低。移動(dòng)設(shè)備的觸控式交互精度低，速度慢，容易出錯(cuò)。移動(dòng)閱讀的應(yīng)用環(huán)境通常并不固定，多發(fā)生在一些時(shí)間受限的情況（等車、排隊(duì)），容易受到外界的干擾[6]。

以學(xué)習(xí)為目的的移動(dòng)閱讀屬于深層次閱讀。在閱讀過程中，讀者會(huì)在頭腦中構(gòu)建起一個(gè)關(guān)于文章內(nèi)容、層次及主題的表征系統(tǒng)。這一過程不僅包括對(duì)文章中字、詞和句子的識(shí)別與理解，更重要的是將當(dāng)前處理的信息與先前信息進(jìn)行整合，形成局部和整體都連貫的心理表征[7]。學(xué)術(shù)界對(duì)電腦閱讀的相關(guān)研究比較多，但對(duì)移動(dòng)閱讀的研究相對(duì)較少。對(duì)移動(dòng)閱讀過程中認(rèn)知負(fù)荷較高的問題，缺乏有針對(duì)性的分析與設(shè)計(jì)。我們認(rèn)為，改善移動(dòng)閱讀困難的問題需要多方面的努力，技術(shù)方面的改進(jìn)（信息呈現(xiàn)方法、導(dǎo)航設(shè)計(jì)等）能降低外部認(rèn)知負(fù)荷，除此之外，設(shè)計(jì)有效的資源信息模型，改進(jìn)閱讀資源的組織形式也是一種有效的方法。文章第二部分介紹了資源信息模型的概念及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。第三部分介紹了移動(dòng)閱讀資源層次信息模型的設(shè)計(jì)思路、模型框架及信息呈現(xiàn)方法。第四部分對(duì)信息模型的可用性進(jìn)行了調(diào)查研究。文章最后對(duì)研究進(jìn)行了總結(jié)與展望。

二、資源信息模型

信息模型是設(shè)計(jì)高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)資源的一種有效手段。它是定義資源結(jié)構(gòu)要素屬性以及要素之間關(guān)系的通用方法，提供了必要的通用語言來表示資源對(duì)象的特性和部分功能，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層面對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行規(guī)范約束，能讓不同的應(yīng)用程序?qū)Y源進(jìn)行重用、變更和分享，促進(jìn)學(xué)習(xí)資源的大范圍共享傳遞，減少資源建設(shè)的重復(fù)勞動(dòng)[8]。

學(xué)習(xí)資源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上已經(jīng)限定了學(xué)習(xí)資源的信息模型。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了學(xué)習(xí)資源內(nèi)部各要素的元數(shù)據(jù)描述方法，當(dāng)資源建設(shè)者按照某種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)學(xué)習(xí)資源時(shí)，也在遵循著這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的信息模型。隨著學(xué)習(xí)資源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷地發(fā)展，對(duì)應(yīng)的資源信息模型也越來越復(fù)雜，不但描述了學(xué)習(xí)內(nèi)容的細(xì)節(jié)信息，也包含了學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)工具等其他信息。資源信息模型雖然越來越完善，但其通用性的特點(diǎn)決定了它們不可能適用于全部的學(xué)習(xí)方式。楊現(xiàn)民等總結(jié)了LOM標(biāo)準(zhǔn)、SCORM標(biāo)準(zhǔn)、IMS-LD標(biāo)準(zhǔn)、IMS-CC標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)應(yīng)的信息模型，發(fā)現(xiàn)這些信息模型在學(xué)習(xí)過程信息、人際網(wǎng)絡(luò)信息、資源的語義關(guān)聯(lián)信息、資源的格式展現(xiàn)信息、資源的語義本體描述信息方面還存在較大的問題[9]。北京師范大學(xué)的余勝泉課題組結(jié)合普適計(jì)算技術(shù)的發(fā)展以及泛在學(xué)習(xí)的需求，設(shè)計(jì)了用于泛在學(xué)習(xí)的“學(xué)習(xí)元”信息模型[10]。從學(xué)習(xí)元信息模型的應(yīng)用研究看，這種針對(duì)特定學(xué)習(xí)方式的信息模型明顯要比通用的信息模型效果更好[11]。

從資源信息模型的研究與發(fā)展現(xiàn)狀看，現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源信息模型主要針對(duì)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，關(guān)注點(diǎn)集中在學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)活動(dòng)方面，缺乏對(duì)過程性信息、語義信息、呈現(xiàn)方式、導(dǎo)航信息等方面的支持，難以滿足移動(dòng)閱讀的應(yīng)用需求。

三、移動(dòng)閱讀資源的層次信息模型

移動(dòng)閱讀資源多由文本、圖片等靜態(tài)信息組成。除了基本的學(xué)習(xí)內(nèi)容外，還包括與學(xué)習(xí)內(nèi)容密切相關(guān)的其他信息（名詞解釋、背景知識(shí)、案例、思考題、評(píng)論等）?，F(xiàn)有的移動(dòng)閱讀資源一般由紙質(zhì)閱讀資源或電腦閱讀資源直接復(fù)制得到，多采用線性的組織結(jié)構(gòu)（順序的方式呈現(xiàn)全部信息）。線性的組織結(jié)構(gòu)存在以下兩個(gè)問題：①容易破壞文檔的信息結(jié)構(gòu)。在紙上或電腦屏幕上結(jié)構(gòu)完整、關(guān)聯(lián)密切的一段信息，在移動(dòng)設(shè)備上可能被拆分在多個(gè)頁面上，學(xué)習(xí)者需要使用工作記憶去恢復(fù)這些信息結(jié)構(gòu)。②線性的呈現(xiàn)方式會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的文本空間。電腦屏幕上的1頁文本，直接在手機(jī)上呈現(xiàn)時(shí)需要6-10頁。較長(zhǎng)的文本空間使導(dǎo)航操作和交互操作都變得更加困難。

（一）設(shè)計(jì)思路

研究者們指出，學(xué)習(xí)資源間、學(xué)習(xí)對(duì)象間、學(xué)習(xí)對(duì)象內(nèi)部各個(gè)元素間都存在著豐富的語義關(guān)聯(lián)[12]，這些語義信息對(duì)學(xué)習(xí)者的圖式建構(gòu)具有重要的意義。課堂教學(xué)過程中多由教師引導(dǎo)（指導(dǎo)、提問等方式）學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)這些語義信息，幫助他們對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深層次的理解與圖式建構(gòu)。而在像移動(dòng)閱讀這類自主性學(xué)習(xí)中，閱讀資源在組織結(jié)構(gòu)上并沒有提供這些語義信息，在呈現(xiàn)信息時(shí)還會(huì)進(jìn)一步破壞已有的信息結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)者需要自己去發(fā)現(xiàn)、分析、組織這些語義關(guān)系，不但需要花費(fèi)更多的時(shí)間，也要投入更多的認(rèn)知資源。我們的設(shè)計(jì)思路從降低認(rèn)知負(fù)荷的角度出發(fā)，在移動(dòng)設(shè)備的小屏幕與交互方式無法改變的情況下，通過對(duì)資源組織結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)，讓資源具備更豐富的語義信息，降低學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。

在資源的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，我們希望能減少學(xué)習(xí)者直接交互的信息總量，降低信息結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。早期的一些研究建議使用文本壓縮的方法減少信息總量，即通過分析處理，在保證不丟失主要內(nèi)容的前提下刪除不必要的文本信息[13]。但這種做法容易受到質(zhì)疑，有研究者認(rèn)為很難找到一個(gè)合適的點(diǎn)來保證文本壓縮的同時(shí)又不扭曲原文的含義[14]，壓縮很容易造成關(guān)鍵信息缺失，反而會(huì)讓學(xué)習(xí)者花費(fèi)更多的精力去重建完整的文本結(jié)構(gòu)[15]。本文使用分層的思想完成這一設(shè)計(jì)，先對(duì)閱讀資源進(jìn)行層次劃分，再詳細(xì)定義各個(gè)層次間、層次內(nèi)部不同元素間的語義關(guān)系。分層的方法能減少直接交互的信息總量，不但不會(huì)丟失信息，還能提供更清晰的文本語義結(jié)構(gòu)。同時(shí)，這些層次信息與語義信息也能閱讀界面的導(dǎo)航設(shè)計(jì)與信息呈現(xiàn)以提供更好的底層支持，進(jìn)而降低學(xué)習(xí)者的外部認(rèn)知負(fù)荷。

（二）層次信息模型

移動(dòng)閱讀資源層次信息模型的框架圖如圖1。資源建設(shè)者完成閱讀資源的初始建設(shè)，將閱讀資源中的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容和其他相關(guān)知識(shí)保存在不同的資源層，定義各層次中信息元素的語義性質(zhì)與語義信息，并建立層次間的語義關(guān)聯(lián)。學(xué)習(xí)者直接訪問資源的最頂層（內(nèi)容層），閱讀主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，當(dāng)他們需要某個(gè)信息元素（知識(shí)點(diǎn)）在其他層次的語義關(guān)聯(lián)內(nèi)容時(shí)（背景知識(shí)、案例、外部鏈接、交流模塊等），通過簡(jiǎn)單交互(如超鏈接)就能訪問這些信息。層次信息模型將線性結(jié)構(gòu)的文本信息轉(zhuǎn)化為層次結(jié)構(gòu)，提供了更豐富的語義信息，有利于學(xué)習(xí)者的圖式建構(gòu)。學(xué)習(xí)者直接交互的文本空間長(zhǎng)度變短，能有效減少不必要的交互操作。層次間的語義關(guān)聯(lián)信息能通過技術(shù)手段能實(shí)現(xiàn)直接導(dǎo)航，減少導(dǎo)航操作的次數(shù)。

從資源建設(shè)的角度看，層次信息模型還具備適應(yīng)性。適應(yīng)性指的是閱讀資源能滿足不同學(xué)習(xí)者的需求。在移動(dòng)閱讀過程中，個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的差異會(huì)使得相當(dāng)一部分學(xué)習(xí)者產(chǎn)生額外的認(rèn)知負(fù)荷，影響他們的學(xué)習(xí)效果[16]。比如，英語水平較差的學(xué)習(xí)者在閱讀英文的過程中常常會(huì)停下來查找生詞的中文解釋，造成學(xué)習(xí)中斷。語義層次模型的縱深結(jié)構(gòu)能為不同水平的學(xué)習(xí)者提供支持，他們可以按需決定是否訪問其他層次，層次模型也可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的群體特點(diǎn)有針對(duì)性地做一些特殊設(shè)計(jì)，支持個(gè)性化學(xué)習(xí)。

圖1 移動(dòng)閱讀資源的層次信息模型

（三）層次信息模型對(duì)信息呈現(xiàn)方法的支持

層次信息模型中的層次信息與語義信息除了可以用于導(dǎo)航操作外，也能支持一些信息呈現(xiàn)方法的應(yīng)用。一般來說，最頂層的內(nèi)容層包含最重要的知識(shí)，應(yīng)該是學(xué)習(xí)者關(guān)注度最高和花費(fèi)時(shí)間最多的層次，其他層次起輔助作用。當(dāng)學(xué)習(xí)者從內(nèi)容層訪問其他層次時(shí)，頁面切換是最簡(jiǎn)單的信息呈現(xiàn)方法。例如：學(xué)習(xí)者在閱讀英文短文時(shí)（如圖2（a））通過點(diǎn)擊某個(gè)生詞進(jìn)入到這個(gè)生詞的翻譯_用法_例句頁面（如圖2（b）），獲取需要的信息后再返回閱讀頁面。但這種頁面切換的方法會(huì)丟失查閱單詞的上下文信息，學(xué)習(xí)者需要使用工作記憶保存單詞的中文釋義，回到閱讀頁面后完成上下文的銜接，這會(huì)增加他們的認(rèn)知負(fù)荷。

某些場(chǎng)景下使用焦點(diǎn)與上下文技術(shù)呈現(xiàn)其他層次信息可能會(huì)取得更好的效果。焦點(diǎn)與上下文技術(shù)是一種常用的信息呈現(xiàn)方法[17]，焦點(diǎn)指用戶正在關(guān)注的內(nèi)容，當(dāng)用戶需要焦點(diǎn)的語義信息時(shí)，對(duì)焦點(diǎn)進(jìn)行語義放大，同時(shí)壓縮焦點(diǎn)的上下文信息，這種方法的優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)丟失焦點(diǎn)的上下文。將這種技術(shù)用于移動(dòng)閱讀時(shí)，焦點(diǎn)的語義放大方式與電腦閱讀有較大的不同。電腦閱讀的可視區(qū)域較大，可以顯示焦點(diǎn)的詳細(xì)語義信息[18]，而移動(dòng)閱讀的可視區(qū)域較小，在呈現(xiàn)焦點(diǎn)信息時(shí)只能選擇最重要（常用）的語義信息。例如：當(dāng)學(xué)習(xí)者在圖2（a）上點(diǎn)擊生詞“frustrate”時(shí)，壓縮上下文內(nèi)容的顯示空間，將翻譯_用法_例句頁面中最常用的中文釋義顯示在內(nèi)容層生詞的相鄰位置（如圖2（c））。

圖2 （A）閱讀頁面 （B）翻譯_用法_例句頁面 （C）在閱讀頁面中顯示生詞翻譯

四、可用性調(diào)查研究

為驗(yàn)證層次信息模型的可用性，以便開展下一步的實(shí)驗(yàn)研究工作，筆者使用問卷調(diào)查法進(jìn)行了可用性研究。調(diào)查時(shí)間為2013年4月，調(diào)查對(duì)象為在校本科生，全部來自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，平均年齡19.7歲。問卷共發(fā)放97份，回收97份，回收率100%，其中有效問卷90份，有效率為92.8%。

調(diào)查問卷共兩部分，第一部分包括三個(gè)單選題，分別調(diào)查了學(xué)生的智能手機(jī)擁有情況、移動(dòng)閱讀的使用頻率和閱讀方式的喜好。從調(diào)查結(jié)果看，目前在校本科生智能手機(jī)擁有率為92.2%。有50%的學(xué)生幾乎每天都使用手機(jī)閱讀，24.5%的學(xué)生經(jīng)常使用手機(jī)閱讀，22.2%的學(xué)生較少使用手機(jī)閱讀，只有3.3%的學(xué)生從來不使用手機(jī)進(jìn)行閱讀。在閱讀與學(xué)習(xí)相關(guān)的書籍或資料時(shí)，76.7%的學(xué)生喜歡紙質(zhì)閱讀，15.6%的學(xué)生喜歡電腦閱讀，只有7.7%的學(xué)生喜歡用手機(jī)閱讀。

第二部分設(shè)計(jì)了一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，調(diào)查移動(dòng)閱讀資源層次信息結(jié)構(gòu)與信息呈現(xiàn)方法的可用性。學(xué)生得到應(yīng)用場(chǎng)景介紹與五種處理方法。

應(yīng)用場(chǎng)景：你正在使用智能手機(jī)閱讀一篇英文短文（如圖2（a））。在閱讀過程中你需要查詢單詞frustrate的中文解釋，請(qǐng)將下面五種查詢方法按喜好程度排序。

A：使用紙質(zhì)英漢詞典查詢；

B：使用手機(jī)內(nèi)安裝的電子詞典；

C：短文的最后有生詞表，通過翻頁的方式到文章最后面的生詞表進(jìn)行查詢（假設(shè)生詞表中確定會(huì)有這個(gè)單詞的解釋）；

D：點(diǎn)擊生詞，簡(jiǎn)要的中文解釋會(huì)在單詞下方直接呈現(xiàn)，再次點(diǎn)擊解釋會(huì)消失（如圖2（c））；

E：點(diǎn)擊生詞，進(jìn)入單詞解釋_用法_例句頁面，再用快捷鍵返回閱讀頁面（如圖2（b））。

學(xué)生在調(diào)查問卷上以填空的方式給出一個(gè)方法喜好程度的序列。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：排在第一位的（最喜歡的）5分、第二位的4分、第三位的3分、第四位的2分、第五位的（最不喜歡的）1分。五種方法平均分的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1：

表1 五種方法的喜好程度平均分（5分為滿分）

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，學(xué)習(xí)者對(duì)五種方法的喜好程度存在明顯的差異。層次信息模型的方法D和方法E都取得了較高的分?jǐn)?shù)，它們都能提供便捷快速的信息獲取，簡(jiǎn)潔的交互操作，這也證明了層次模型的有效性。方法D并不意外地獲得了最高的分?jǐn)?shù)，主要是因?yàn)樗芸焖俚兀ㄖ恍枰淮谓换ゲ僮鳎┨峁┢渌麑哟涡畔⒉⑶也粊G失正在閱讀內(nèi)容的上下文。方法E雖然會(huì)丟失正在閱讀內(nèi)容的上下文，但仍然是一種比較便捷的方法。方法B的分?jǐn)?shù)高于方法C，方法B的優(yōu)勢(shì)在于，它不會(huì)丟失正在閱讀信息的上下文，且電子詞典的單詞查詢是一種確定性操作，交互操作次數(shù)相對(duì)固定（小于等于單詞的長(zhǎng)度）。而方法C會(huì)丟失正在閱讀信息的上下文，交互操作次數(shù)無法提前確定，用戶需要導(dǎo)航至生詞表位置，查找結(jié)果后再返回。從方法B和方法C的比較可以看出，在資源建設(shè)的過程中，簡(jiǎn)單地將學(xué)習(xí)內(nèi)容添加到資源中是不夠的，還必須為學(xué)習(xí)者訪問學(xué)習(xí)內(nèi)容提供便利的導(dǎo)航方式。方法A的分?jǐn)?shù)最低，放下手機(jī)打開紙質(zhì)詞典雖然不會(huì)丟失正在閱讀內(nèi)容的上下文，但查找效率比其他方法都要低，且極有可能造成學(xué)習(xí)中斷。

五、總結(jié)與展望

技術(shù)的進(jìn)步為改善教育教學(xué)提供了新的機(jī)會(huì)，但技術(shù)無法保證學(xué)習(xí)的有效性，不恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)應(yīng)用反而會(huì)阻礙學(xué)習(xí)。移動(dòng)閱讀的泛在特性為學(xué)習(xí)者提供了隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，同時(shí)也帶來了一些不好的用戶體驗(yàn)。在移動(dòng)設(shè)備的小屏幕與交互方式無法改變的情況下，僅靠技術(shù)性改進(jìn)不能從根本上解決閱讀困難的問題，治標(biāo)而不能治本。本文為移動(dòng)閱讀資源設(shè)計(jì)了一種層次信息模型，希望通過對(duì)資源組織結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)，讓資源具備更豐富的語義信息，并為導(dǎo)航與信息呈現(xiàn)提供更好的底層支持，從總體上降低學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。下一步我們將對(duì)層次信息模型進(jìn)行技術(shù)性設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用效果開展更深入的實(shí)踐研究。

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