用戶認知的信息檢索研究與應(yīng)用

楊林慧　孫少華

摘 要：對認知信息檢索的德爾文的意義構(gòu)建理論、貝爾金的ASK理論、威爾遜的信息行為模型、薩拉薩維克的認知相關(guān)性層次模型、英格沃森的認知觀和基于整合認知理論的信息檢索模型等理論及模型分別進行評述，得出結(jié)論：基于整合認知理論信息檢索具有較好發(fā)展前景，認知信息檢索需要與系統(tǒng)導(dǎo)向和用戶導(dǎo)向的信息檢索不斷融合，形成統(tǒng)一的認知信息檢索系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：認知；分面搜索；交互

1 概述

隨著數(shù)字技術(shù)不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)起教育和學(xué)習(xí)的重擔(dān)，如何利用網(wǎng)絡(luò)檢索來更有效的得到自己所需的信息已成為亟待解決的問題。認知心理學(xué)家研究主要是通過探測人的思想進行信息檢索，模擬假設(shè)的認知功能與計算機算法，并觀察不同認知水平的用戶在搜索時所產(chǎn)生的不同行為。

信息檢索[1]（Information Retrieval）是跨學(xué)科的，主要是基于計算機科學(xué)，信息科學(xué)和認知心理學(xué)。信息檢索所對應(yīng)研究的科學(xué)領(lǐng)域是搜索文檔，因為查找文檔的內(nèi)部信息也就是搜索結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫（例如：數(shù)字圖書館）或者網(wǎng)絡(luò)。與此同時，將計算機科學(xué)和心理學(xué)應(yīng)用到認知的信息處理模型中，開發(fā)了一門新的研究領(lǐng)域叫人機交互，這一領(lǐng)域包括簡單人類行為的認知模型。在信息檢索和人機交互這兩個主要的研究領(lǐng)域中，以用戶行為作為主要研究重點的信息搜索已經(jīng)成為一個重點研究搜索的現(xiàn)象。從1977年德梅（Marc de Mey）首次提出認知觀概念至今，出現(xiàn)了眾多的需要進行梳理和總結(jié)的研究成果，文章的主要目的是介紹基于認知信息檢索研究的進展。

2 信息檢索理論的認知方法

認知科學(xué)認為，認知是人們適應(yīng)周圍環(huán)境以生存的必要條件。人類的認知一般包括：認識、組織、同化和處理外環(huán)境信息的能力。具體來說，認知是一種思想過程，它包含有注意、知覺、思維及記憶等。總之，認知是人們?yōu)榱诉m應(yīng)環(huán)境的需要而獲得和應(yīng)用信息的個體能力。

認知觀[2]最早由美德提出：“任何信息的處理，無論是知覺的或符號的，都是通過信息處理設(shè)備，由人的世界模型或概念體系實現(xiàn)的”。在人類信息處理中，世界模型由個人的認知空間組成，該空間包括動態(tài)和交互認知結(jié)構(gòu)。個人認知空間是由當(dāng)前認知結(jié)構(gòu)和多年社會和歷史情境所帶來的經(jīng)驗所決定的。在自動信息處理中世界模型是動態(tài)的，而不是獨立的。

文章認為，信息檢索是認知觀和社會認知觀/整合認知理論在信息檢索中的應(yīng)用，以認知科學(xué)方法研究信息檢索者認知空間、信息檢索系統(tǒng)的信息空間及交互界面，是與傳統(tǒng)系統(tǒng)導(dǎo)向信息檢索和用戶導(dǎo)向信息檢索相區(qū)別的檢索范式。

3 基于認知的信息檢索主要模型

德梅的認知概念為認知信息檢索提供了基本假設(shè)：信息檢索過程存在交互作用，信息傳遞與接收都存在知識結(jié)構(gòu)的變化，并以改善知識結(jié)構(gòu)為目標。信息檢索的實質(zhì)是用戶認知結(jié)構(gòu)的改善。下面針對相關(guān)理論和模型分別進行分析。

3.1 世界模型

對于人類來說，隨著時間的推移和閱歷的增加，認知水平是在不斷發(fā)生變化的。在世界模型中，認知會“自由落體”到語義水平和詞匯語言。結(jié)果導(dǎo)致交流信息的任何意圖和意義都立即消失，必須得重建，即接受者通過這些前提來參與通信行為。在語言層面的溝通，我們有標志。如：語言、圖像或者文本字符串，這是人類認知結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的。正如之前所說的，信息處理所產(chǎn)生的行為是通過人類行為或者相似的機器行為來實現(xiàn)的。溝通的標志還停留在語言層面上，就是根據(jù)個體的世界模型和實際的問題空間以及不確定性來解釋接收者的認知狀態(tài)。在認知觀點下，我們可以觀察到對信息檢索來說兩個最基本的特點：（1）在信息檢索中的不確定性和不可預(yù)知性；（2）在通信信息中，任何假設(shè)、意義和意圖不僅是重要的而且也是不斷持續(xù)的。

3.2 信息搜索過程模型（ISP）

ISP模型[3]在1985年首次出現(xiàn)，然后慢慢地被豐富起來。起初，Kuhlthau開發(fā)了一個信息搜索過程的整體模型，該模型將情感、認知和身體經(jīng)歷的不同階段融入到了信息檢索中。該模型處于對在信息搜索任務(wù)中，學(xué)生行為的興趣。其可分為七個階段，每一個階段都涉及到三個領(lǐng)域中的一個或者更多，這三個領(lǐng)域包括情感、認知和行為。

3.3 認知模型

Hill和Hannafin提出，如果模型在搜索行為中給出了大量的有趣信息，在特定心理過程中，認知模型會涉及到困難的解釋和能力的預(yù)測。

Ingwersen提出，從一些動態(tài)交互過程所產(chǎn)生的信息行為，將會在多個層面上產(chǎn)生用戶的認知空間[4]，和數(shù)字系統(tǒng)的信息空間。利用這些信息行為的多重表示，Ingwersen建立了一個交互模型，不僅適用于用戶和電子系統(tǒng)，也適用于用戶和系統(tǒng)的信息對象。該模型主要了解了現(xiàn)行的信息系統(tǒng)和發(fā)生在用戶和系統(tǒng)之間的互動認知過程。

在同一時段，Saracevic也闡述了信息行為的分層交互模型[5]，該模型首先假定了用戶與計算機系統(tǒng)交互的目的是為了使用信息。該模型分為三個層次：（1）表層：系統(tǒng)界面和終端用戶的交互層；（2）認知：文本內(nèi)容的交互層；（3）情形：提供最初問題時的情境。他的模型與Ingwersen的模型有很大的相似性，包括：表層，通過命令和查詢與系統(tǒng)進行交互；認知層，用戶與系統(tǒng)輸出交互；情形層，用戶在給定的情境下或者問題所產(chǎn)生的信息以及問題的解答進行交互。

4 結(jié)束語

雖然基于認知觀的信息搜索模型研究由來已久，但關(guān)于信息搜索和搜索模型尚未解決的問題仍然存在。雖然有關(guān)信息檢索的研究有助于揭示用戶怎樣在不同類型信息檢索系統(tǒng)中進行交互，但是只有極少的針對用戶研究的成果應(yīng)用到信息檢索系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)中。面向用戶的研究和面向系統(tǒng)的設(shè)計還有很大的差距，我們應(yīng)把針對用戶研究的設(shè)計原則納入并應(yīng)用到信息檢索系統(tǒng)的設(shè)計和評價中。

參考文獻

[1]Sacco， G. M. Dynamic taxonomies and guided searches ， J. of the American Society for Information Science and Technology， 57：6， pp. 792-797， 2006.

[2]Sacco， G. M. Uniform access to multimedia information bases through dynamic taxonomies， IEEE 6th Int. Symp. on Multimedia Software Engineering， （ISMSE'04），2004：320-328.

[3]陳波.基于開源全文檢索系統(tǒng)Solr的OPAC分面瀏覽[J].應(yīng)用實踐，2007，11：72-75.

[4]E. Oren， R. Delbru， and S. Decker .Extending Faceted Navigation for RDF Data[C]. ISWC 2006， LNCS 4273， pp. 559-572.

[5]王莉，高仲利.基于分面導(dǎo)航理論的RDF數(shù)據(jù)的持久化研究[J].計算機工程與應(yīng)用，2010，46（9）：130-133.

作者簡介：楊林慧（1988，3-），山西長治，碩士研究生，電力通信，工程師。

孫少華（1986，3-），河南漯河，碩士研究生，電力通信，工程師。