用戶認知的信息檢索研究與應用

楊林慧　孫少華

摘 要：對認知信息檢索的德爾文的意義構建理論、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，得出結論：基于整合認知理論信息檢索具有較好發展前景，認知信息檢索需要與系統導向和用戶導向的信息檢索不斷融合，形成統一的認知信息檢索系統。

關鍵詞：認知；分面搜索；交互

1 概述

隨著數字技術不斷發展，網絡承擔起教育和學習的重擔，如何利用網絡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。認知心理學家研究主要是通過探測人的思想進行信息檢索，模擬假設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生的不同行為。

信息檢索[1]（Information Retrieval）是跨學科的，主要是基于計算機科學，信息科學和認知心理學。信息檢索所對應研究的科學領域是搜索文檔，因為查找文檔的內部信息也就是搜索結構化的數據庫（例如：數字圖書館）或者網絡。與此同時，將計算機科學和心理學應用到認知的信息處理模型中，開發了一門新的研究領域叫人機交互，這一領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域中，以用戶行為作為主要研究重點的信息搜索已經成為一個重點研究搜索的現象。從1977年德梅（Marc de Mey）首次提出認知觀概念至今，出現了眾多的需要進行梳理和總結的研究成果，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

認知科學認為，認知是人們適應周圍環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，認知是人們為了適應環境的需要而獲得和應用信息的個體能力。

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備，由人的世界模型或概念體系實現的”。在人類信息處理中，世界模型由個人的認知空間組成，該空間包括動態和交互認知結構。個人認知空間是由當前認知結構和多年社會和歷史情境所帶來的經驗所決定的。在自動信息處理中世界模型是動態的，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用，以認知科學方法研究信息檢索者認知空間、信息檢索系統的信息空間及交互界面，是與傳統系統導向信息檢索和用戶導向信息檢索相區別的檢索范式。

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：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構的變化，并以改善知識結構為目標。信息檢索的實質是用戶認知結構的改善。下面針對相關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。結果導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，這是人類認知結構轉換所產生的。正如之前所說的，信息處理所產生的行為是通過人類行為或者相似的機器行為來實現的。溝通的標志還停留在語言層面上，就是根據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。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知性；（2）在通信信息中，任何假設、意義和意圖不僅是重要的而且也是不斷持續的。

3.2 信息搜索過程模型（ISP）

ISP模型[3]在1985年首次出現，然后慢慢地被豐富起來。起初，Kuhlthau開發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中，學生行為的興趣。其可分為七個階段，每一個階段都涉及到三個領域中的一個或者更多，這三個領域包括情感、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測。

Ingwersen提出，從一些動態交互過程所產生的信息行為，將會在多個層面上產生用戶的認知空間[4]，和數字系統的信息空間。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，也適用于用戶和系統的信息對象。該模型主要了解了現行的信息系統和發生在用戶和系統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：系統界面和終端用戶的交互層；（2）認知：文本內容的交互層；（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進行交互；認知層，用戶與系統輸出交互；情形層，用戶在給定的情境下或者問題所產生的信息以及問題的解答進行交互。

4 結束語

雖然基于認知觀的信息搜索模型研究由來已久，但關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中進行交互，但是只有極少的針對用戶研究的成果應用到信息檢索系統的設計當中。面向用戶的研究和面向系統的設計還有很大的差距，我們應把針對用戶研究的設計原則納入并應用到信息檢索系統的設計和評價中。

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Solr的OPAC分面瀏覽[J].應用實踐，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.基于分面導航理論的RDF數據的持久化研究[J].計算機工程與應用，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。