不同干預下高級信息檢索方法的學習行為分析

〔摘 要〕e幫助系統能夠實現良好的信息檢索系統用戶體驗，研究用戶的信息檢索學習行為是建立e幫助系統的前提。本文依據課題組完成的不同幫助干預下數據庫用戶學習高級檢索方法的實驗，分析了不同幫助干預下數據庫用戶的信息檢索學習行為的試錯特征，重點關注不同幫助干預下數據庫用戶學習高級檢索方法的效果差異，并獲得了有價值的分析結論，在此基礎上提出了構建e幫助系統的建議。

〔關鍵詞〕信息檢索；學習行為；e幫助系統；高級檢索方法；實驗分析

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１１．１１．００１

〔中圖分類號〕Ｇ２５４.９ 〔文獻標識碼〕Ａ 〔文章編號〕１００８－０８２１（２０１１）１１－０００３－０６

Analysis User’s Behavior Mechanism of Learning

Advanced Search Under Different Intervention

Zhang Ping Gan Liren Xue Chunxiang

（School of Economics and Management，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China）

〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕E-learning system can help users to achieve a good user experience in information retrieval systems.Prerequisite for the construction of e-learning system is to study the learning behavior of the users.This paper analyzed the learning behavior of database user under different kinds of help，focusing on the effect of learning advanced search.On the basis of final analysis conclusion，this paper some suggestions about the construction of e-learning system.

〔Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ〕learning behavior;information retrieval;e-learning system;advanced search methods;experimental analysis

在信息爆炸的21世紀，如何從冗雜的信息中找到有效信息已受到普遍關注。高校文獻檢索課是培養大學生信息素養的一個重要途徑，同時也是提高文獻數據庫利用率的途徑之一。隨著因特網的普及，信息系統操作功能越來越智能化，人們普遍認為不再需要學習檢索知識。但事實上隨意性較高的網絡沖浪與學術文獻檢索是有本質差別的。在進行文獻信息檢索時，大部分用戶由于習慣，偏好使用與一般搜索引擎類似的簡單檢索來完成學術資源的檢索，結果發現檢索效果十分不理想。

現在的大學生用戶對網絡的依賴性越來越強，同時由于缺乏耐心，他們不愿意接受正規的檢索培訓。與離線檢索培訓相比，他們更傾向于實時、快捷的網絡在線學習幫助，即e幫助系統。因此，如何在人機交互環境中向大學生用戶提供有效、快捷、即問即答式的幫助學習系統是現代檢索知識培訓的重要模式。

為了能夠有針對性的建立e幫助系統，研究用戶的信息檢索學習行為特征就顯得尤為重要。基于此，本文試圖分析在外界不同干預條件下大學生新手的信息檢索學習行為特征，主要包括試錯方法分析、不同檢索方法選擇原因分析等，重點關注在不同的干預條件下用戶學習高級檢索的學習效果，從而為構建交互式的、高效的e學習平臺提供理論依據。

１ 學習行為和e幫助系統研究概述

１.１ 學習行為概述

現代心理學家一般認為行為是有機體的外顯活動［１］。在心理學領域對行為有多種不同的看法：如行為主義者把人與動物對刺激所作的一切反應都稱之為行為，包括外顯行為和內隱行為［１］；格式塔心理學則認為人的行為由人與環境的相互關系決定，行為是受心理支配的外部活動［１］。而學習是由于經驗所引起的行為或是思維的比較持久的改變［２］，是個人（人或動物）以自己現有的知識、技能、態度等心理結構為基礎，通過與客體信息進行雙向的相互作用來形成、充實或調整自己的知識、技能和態度的過程，這種變化會對個體以后在相關情境中的活動水平和活動方式產生影響［３］。簡而言之，學習者的學習過程就是一個刺激——反應的過程。

按照上述對行為和學習兩個概念的理解，本文研究的檢索學習行為是指在檢索過程中，用戶在外界干預下以及檢索結果反饋影響下的學習檢索知識、方法、策略的外顯活動。

近年來，國外已有學者開始研究外界干預下的檢索學習行為。研究都是以能否通過外界干預來讓用戶少走彎路，從而提高學習效率為出發點。文獻［４－５］是從提供他人的檢索策略信息的角度來考慮，證明向用戶反饋一些同行檢索信息，包括同類需求的關鍵詞描述、檢索步驟流程，會改善用戶的檢索行為［４－５］。文獻［６］則關注專家干預對用戶需求表征的影響，即當對學生進行學習誘導干預時，用戶的需求表征（文中是用心智模型來測量）是否會發生變化［７］。

１.２ 國內外e幫助系統研究概述

研究學習行為最終是希望能夠幫助用戶減少學習成本和認知負荷，在這種情況下構建e幫助系統輔助學習就很有必要。近年來，關于e幫助系統的研究已經受到國內外研究者的重視，主要集中在教育領域和檢索領域。

e幫助系統最先應用到教育領域，教育領域的e幫助系統是指在線學習或是網絡化學習。本研究主要關注這些幫助系統是如何設計從而幫助用戶學習知識。教育領域的e幫助系統主要從用戶認知的角度考慮如何幫助用戶學習。一部分是從用戶認知結構的角度考慮，如文獻［７］提出的教學系統是通過合理的資源配置和適當的教學策略來為用戶的學習提供全面的支持和幫助，是從理論上進行的探討［７］。文獻［８］在學習系統中使用一種基于快速原型思想的方法，將獲取知識的工具和自動化手段與開發算法相結合，用專業知識在學習對象庫中檢索有用的教學材料，為用戶準備合適的學習材料［８］。文獻［９］是將即時檢索嵌入到電子教室中，結合Agent技術，實時監控學生的讀寫過程，并根據語境從電子教室中的資源中檢索出相關的信息反饋給用戶［９］。文獻［１０］是采用思維導圖的方式將資源有效的組織，讓用戶根據自己的需求設計和上傳相應的思維導圖，由系統生成相應的專題導學頁面，方便用戶進行個性化學習［１０］。文獻［１１］提出在電子教室中使用交互式視頻的方式來提高用戶的學習效率［１１］。另一部分則是從用戶的特征、情感、學習情境等角度考慮，實現用戶的自適應學習。文獻［１２］從用戶的特征、用戶當前的任務考慮，開發了PRS系統幫助用戶準備寫作材料［１２］。文獻［１３］是結合用戶的特征和學習材料特征，為用戶提供個性化的學習策略［１３］。文獻［１４］是用電腦模擬用戶的特征，在界面沒有很大變化的情形下實現個性化的用戶個人對話［１４］。文獻［１５］是考慮采用智能化的檢索方式來滿足個性化［１５］。文獻［１６］是對用戶的學習情境進行分析，為用戶提供個性化界面［１６］。文獻［１７］從用戶的情感的角度考慮，提出了基于情感計算的適應性網絡學習理論模型［１７］。

相對而言，信息檢索領域的e幫助系統范圍比較廣泛，目的是在網絡信息檢索過程中指導幫助用戶完成各種檢索任務。目前e幫助系統的幫助方式主要是提供檢索知識培訓指導，如課堂培訓、建立幫助系統和導航幫助等。文獻［１８］是開發以用戶為導向的CIS-WEB，對用戶進行檢索技巧的培訓，從認知方面提高用戶勝任萬維網信息檢索的能力［１８］。文獻［１９］是將多種幫助方式集成供用戶選擇合適的方式，提供的幫助系統由學習論壇、FAQ、E-MAIL、呼叫中心、智能助手、聊天室、檢索引擎、熱線電話等功能模塊構成［１９］。文獻［２０－２１］提出的均是問題數據庫的自適應的幫助系統［２０－２１］。文獻［２２］是建立一個獨立的關于數據庫檢索知識的系統來幫助用戶［２２］。文獻［２３］針對用戶在網站信息中容易迷失的問題，提出了用導航圖的方式幫助用戶［２３］。而國外一些學者從檢索信息需求的描述和檢索策略的角度考慮來幫助用戶完成檢索任務。如文獻［４，６］是在信息需求描述階段提供同伴的需求描述信息或是專家的建議，文獻［５］是從檢索策略的角度為用戶提供有類似檢索任務的同伴的檢索流程來幫助用戶。

本研究關注的是用戶在缺乏面對面的專家咨詢環境下通過人機交互實現自助學習和相互交流學習的問題，試圖觀察在給予不同形式的干預信息時，數據庫用戶學習檢索策略時的行為特征。

２ 幫助干預實驗設計與實施

依據準實驗設計思想，并以調查問卷為輔助方式，本研究完成了三類幫助干預下用戶學習信息檢索知識的實驗。國外學者有用實驗的方法研究提供給用戶一些干預信息（如同伴的檢索流程、同伴的信息需求描述信息或者專家的干預信息）對用戶的信息檢索行為產生的影響［４－６］。

２.１ 實驗目的

分析外界條件干預對大學生新手（本次實驗選擇的是沒有數據庫使用經驗的大學生）在使用數據庫過程中的學習行為的影響。外界條件干預分為：（1）簡單的提示信息；（2）界面幫助信息；（3）檢索同伴的信息。

２.２ 實驗設計

實驗任務的設計：實驗的目標是讓用戶學會CNKI的高級檢索使用方法，包括邏輯與以及檢索詞的輸入形式。實驗任務中會給用戶提供明確的檢索詞，以屏蔽因信息需求理解不同而導致的差異；并且會提供給用戶標準答案的篇數，以屏蔽因個人對檢索結果的評價而產生的差異。此次實驗中用戶只需將檢索詞輸入檢索框中并且使用“邏輯與”操作即可完成實驗任務。具體的任務單如圖１所示。

本研究共分3組實驗，分別為實驗A、實驗B和實驗C。實驗被試是從南京理工大學經濟管理學院大一大二學生中招募，他們很少或者幾乎沒有數據庫檢索的經驗，并且知識背景大致相同。最終獲得的各組的實驗人數如表１所示。圖１ 檢索任務單示范例

表１ 各干預實驗組的詳細信息

組別人數干預信息類型干預信息特點干預信息的形式提供幫助的時間A組16簡單提示信息（如圖２）幫助信息很簡單截圖第1檢索任務之前

B組14界面幫助信息（如圖３）幫助信息明晰準確截圖文字和視頻第4輪檢索任務后C組23檢索同伴的信息（如圖４）信息含有錯誤引導成分截圖第2輪檢索任務后

圖２ A組幫助信息

圖３ B組關于高級檢索的幫助信息

圖４ C組幫助信息

２.３ 實驗流程

實驗開始前，對每個實驗被試，會準備一些禮品，以鼓勵他們認真完成實驗任務。同時告知被試實驗完成之后，還會根據每個人的檢索表現進行評分，并按照分數的高低有不同額度的獎勵，以激發被試認真完成檢索實驗的動力，從而彌補不是真實的檢索任務所可能導致的缺乏學習動力的不足。

具體完成實驗的流程如下：

①閱讀任務單，即理解檢索任務以及檢索要求（要求通過任務單了解該任務給出的關鍵詞以及正確的反饋文獻篇數）；

②在CNKI平臺中依據任務要求自己獨立試錯，摸索選擇合適的檢索方法（比如初級檢索界面或高級檢索界面中的各種功能，并在問卷中記下選擇的原因）以及關鍵詞的輸入方法（比如一個搜索框輸入一個關鍵詞，或是輸入多個關鍵詞等等）；

③按照標準答案評價搜索結果；

④然后再進入下一輪任務搜索，直到15輪任務完成。

檢索任務結束后會要求被試完成調查問卷的填寫。調查問卷的內容主要是用戶對系統幫助的態度以及期望的幫助形式等。

每個實驗被試的操作信息都將通過屏幕錄像軟件進行記錄。實驗完成后從錄像文件以及調查問卷中提取各種數據進行分析。

３ 不同幫助干預下的試錯行為比較

一般用戶自己在學習一種不熟悉的檢索方法時候都會經過一個試錯過程，在這里我們主要分析在不同幫助干預下這種試錯行為會有何不同，是不是幫助信息越準確、越細化、越圖形化效果越明顯？從而啟示我們的e幫助怎么設計才能減少用戶的試錯行為。下面對主要數據加以說明。

３.１ 試錯行為比較

３.１.１ 試錯方法比較

圖５說明不同幫助干預下3個實驗組在檢索過程中采用過的各種檢索方法。很明顯，在明確的示范幫助干預下的B組學習高級邏輯與（即目標方法）方法效果最好，學習這個方法的人數比例最大為57%。

圖５ 各組試錯方法分布圖

３.１.２ 關鍵詞輸入形式

一框輸一詞的關鍵詞輸入形式是幫助引導的主要內容，在這里幫助信息最明確的B組，學習效果顯然也是最好的。

圖６ 各組關鍵詞輸入形式分布圖

３.２ 不同檢索方法選擇原因比較

通過用戶任務單中的問卷，對用戶為什么會試錯多種方法的原因（即心智數據）進行歸類抽取、提煉統計，獲得如圖７所示的比較數據。結果發現，3個組試錯的主要原因均來自檢索結果，顯然結果不符合標準答案是用戶調整檢索方法的主要原因；其次，依據界面提供的各檢索方法與檢索任務需求的比較或對檢索功能的理解思考是試錯的第二大原因；這第三原因各組差異比較明顯，比如B幫助組就出現了因為幫助而調整檢索策略的情況，而A、C組就沒有；而憑直覺以及盲目試錯的原因在B幫助組最少，說明明確示范幫助是減少盲目試錯的主要原因。圖７ 各組試錯方法分布圖

４ 不同幫助干預下高級檢索學習效果比較

上文分析了不同幫助干預下的學習行為特征，下面將進一步觀測用戶學習高級邏輯與方法的效果。主要通過兩個指標比較：學會高級人數的比例和學會高級檢索的平均輪數。本研究中定義學會高級檢索的標準是：用戶使用邏輯與并且得到正確的結果篇數。而學會高級檢索的輪數的標準則定義為：第一次學會高級檢索的輪數減去開始提供幫助的輪數。表２是不同幫助類型用戶學習高級檢索的結果統計。顯然B組學習效果明顯優于其他兩組。表２ 不同幫助類型用戶第一次學習高級檢索效果比較

組別學會高級檢索

人數比例（％）學會高級檢索

實驗平均輪數A組508.8B組1002.2C組737.3

此外，通過對3個組的“第一次學會高級邏輯與方法的實驗平均輪數”作為指標進行組間顯著性差異分析，結果表明B組的幫助效果與A組和C組有顯著差異。

５ 啟示和建議

對實驗任務結束后被試完成的調查問卷的數據進行分析后，本研究得到以下結論：

５.１ 用戶需要系統幫助

根據統計的結果，用戶認為系統幫助的重要程度為8.22（分值是從1～10），說明用戶需要系統幫助。其中期待幫助的類型如圖８所示。圖８數據表明大二的學生最喜歡的幫助方式為視頻操作示范，其次為圖像操作示范例和文字操作示范例。這些幫助形式共有的特點就是比較具體形象化、很明確，用戶在很短時間內就可以學會，不需要消耗用戶太多的認知負荷和學習成本。圖８ 大二喜歡幫助形式排名圖

５.２ 當前檢索幫助系統不足的分析

根據調查數據以及目前系統幫助的情況，總結當前的系統幫助不足主要有以下幾點：

①缺乏針對性：一般用戶只需要解決當前問題，而一般的系統幫助是將所有的問題都集中羅列，用戶沒有耐心看完；

②滯后性：一般用戶在遇到困難時需要實時性的幫助，但是目前的幫助系統無法根據用戶的實際困難給與實時的幫助。

③與檢索系統相脫離：用戶在檢索界面遇到困難時并不能在相應的界面得到幫助，必須離開檢索界面進入幫助系統來尋找解決措施。

④幫助形式不理想：一般系統幫助都是文字型，用戶需要有足夠的耐心仔細閱讀才有可能解決問題。因此在建立幫助系統時用直觀的形式將幫助內容展示給用戶，會讓用戶更易于接受。

５.３ 幫助系統建議

綜合以上分析，一種實時的e幫助系統建設可以考慮這樣的思路：首先輸入詞長度的識別，構建識別用戶輸入詞長度的閥值。當用戶輸入的檢索詞的量化值超過閥值，則彈出一個提示框；其次示范正確的輸入例、使用例，推薦更好的帶有鏈接的檢索界面；最后，可以考慮與語義檢索相結合，根據用戶輸入的檢索詞，推薦對獲取檢索結果更有效的檢索詞。

５.４ 本文存在的不足和后續工作

本文對e幫助系統的相關理論進行總結，并利用課題組的實驗數據進行了實驗數據分析，但存在著一些不足，這些不足也是以后研究的方向。

①實驗數據中樣本容量有限，分析存在誤差。由于課題組的實驗組織一次難度和成本都很大，組織一次耗費大量的人力和物力，并且由于沒有預計到的狀況導致很多無效數據被刪除，A組和B組的實驗樣本都比較少，在作定量分析的時候誤差比較大。

②本文的大部分數據處理都是借助EXCEL做一些描述性的定性統計分析，不夠精確，定量描述比較少。

本研究下一步需要在以前實驗的基礎上進行改進再組織實驗，獲取大樣本的實驗數據進行更加精確的分析以增加本研究結論的說服力，并且可以嘗試根據實驗結論提出的意見構建e幫助系統。

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