基于SAPAD 和場景化思維的在線學習交互產品設計研究

楊博琳，何人可

（湖南大學，長沙 410082）

近年來，不斷成熟的移動互聯技術和終端催生出了許多基于互聯網平臺融合虛實交互的新場景[1]。尤其是在新冠疫情等突發公共衛生事件的影響下，依托于互聯網技術的在線學習等新興場景，在迎來巨大發展機遇的同時也面臨著嚴峻的挑戰[2]。為了應對這樣的變化，通過洞察新場景，以用戶為中心尋求場景解決方案，開展交互產品設計也成為了一種趨勢[3-4]。與傳統的以物為主的實體產品設計不同，交互設計將人的行為作為直接的設計對象，而場景則賦予了行為發生的意義[5-6]。因此，研究作為交互系統組成要素的行為與場景[7]，探討其在交互產品設計中的應用尤為重要。

1 SAPAD 與場景化思維的結合

由胡飛教授與 Sato 教授共同提出的產品建構設計的符號學路徑（Semiotics Approach of Product Architecture Design，SAPAD），是一種以UCD（User-Centered Design）為方法論，通過引入符號階梯框架、對稱矩陣等分析模型，從探究用戶行為背后意義的角度出發，對“行為—意義—對象”開展多維度的映射與聚類，挖掘用戶真實需求，最終進行產品架構的理論框架[8-9]。在實體產品設計領域、信息交互設計領域和系統與服務設計領域，均有SAPAD 理論框架的應用案例。尤其是將人的行為作為直接設計對象的交互產品設計方向，以用戶行為分析為核心的SAPAD框架有很大的應用價值。目前，SAPAD 框架在交互產品上的實踐主要集中在信息交互設計領域和系統與服務設計領域。在信息交互設計領域，SAPAD 框架主要被應用于對現有網站或移動應用的信息架構及界面進行可用性評估與改進[10-11]；在系統與服務設計領域，SAPAD 框架的實踐重點在于復雜服務系統的重構與創新設計，交互產品的實踐只是作為服務系統設計的附屬產物[12-13]。因此，SAPAD 框架在交互產品設計領域的應用仍局限于已有產品的評估與改進，缺乏交互產品創新設計的詳細研究。此外，在以上的實踐案例中雖然已有學者對用戶行為發生的“環境”服務接觸點進行了記錄，卻并未加以利用[14]，忽視了場景之于行為的重要意義。

場景交互設計理論是在一般交互流程的基礎上引入場景理論所得到的全新的交互設計方法[15]，這種方法能夠幫助設計師更準確地理解用戶和產品之間的關系及用戶需求，提升交互設計方案的合理性，提高用戶對產品的滿意度[16]。場景交互的對象與本質是行為，描述用戶在特定場景中使用系統完成任務的行為是基于場景化思維開展交互設計的重點[17]。根據John Carroll 的場景理論，可以將交互設計中的場景分為早期用戶需求分析階段的客觀場景、產品交互設計階段的目標場景以及場景驗證和評估階段的實際應用場景[18-19]。其中客觀場景是洞察用戶需求的重要階段，該階段最常用的方法有問卷調查法、用戶訪談法和現場觀察法[20]?，F階段，雖然已經有學者提出，與問卷調查等主觀的研究方法相比，對客觀場景下的用戶行為進行記錄與分析，能夠更加全面真實地洞察用戶行為動機與本質需求[21]，但在實際的應用案例中仍缺少科學系統的行為分析方法。因此，需要引入行之有效的SAPAD 框架對觀察到的用戶行為進行分析，提升需求數據的客觀性與真實性。

基于以上研究的不足，本文將結合SAPAD 框架，運用產品建構研究的流程與場景化思維，強調行為和場景在交互設計中的作用，開展交互產品設計研究。

2 基于SAPAD 和場景化思維的交互產品設計流程

2.1 確定產品應用的具體場景

一個新的交互設計概念的產生，往往從重新定位參與對象、確定行為動因、規劃行為過程、發現新手段、打造新場景和新環境開始[22]。因此，要開展交互產品創新設計，首先要通過洞察時事發現可能存在設計機會的應用場景，并對場景中的角色、動機、目標、環境和行為這五個基本要素進行明確清晰的定義，為開展后續研究打下基礎。

2.2 客觀場景下的需求分析

在確定了產品應用的具體場景后，需要在客觀場景下開展行為觀察對用戶需求進行挖掘與分析。為了能夠科學地探究和理解在客觀場景下發生的行為背后的成因，本文引入了SAPAD 框架，深入認知經驗與情感領域，運用符號階梯框架、對稱矩陣等分析模型，通過多維映射與聚類真實準確地輸出用戶需求。該階段包括六個環節：（1）通過桌面調研、問卷調研、半結構化訪談等方法建立人物角色模型[23]和場景模型；（2）以人物角色模型為參考，招募行為觀察實驗對象，以場景模型為指導還原目標用戶的任務流程和開展任務的軟硬件環境，要求被試以角色扮演[24]的形式在還原的客觀場景中完成規定的任務，并采用非參與式觀察的方法記錄被試在場景中完成任務的交互行為與操作；（3）運用層次任務分析法將用戶行為拆解至子任務層，通過列舉與子任務相關的項目完成任務—對象映射；（4）根據物理層、語構層、經驗層、語意層、語用層、社會層六個層次，挖掘用戶行為背后隱含的意義，完成行為—意義映射，并通過用戶回訪對意義進行修正，保證其準確性與有效性；（5）在修正意義的基礎上開展意義聚類得到各個層次的意義簇；（6）對各個層次的意義簇再次進行聚類分析得到核心意義簇，即用戶在該場景下的核心需求。

2.3 目標場景下的產品架構

在客觀場景下通過行為觀察與分析得到的核心意義簇還需要進行映射分析與關聯重構來輸出交互產品的功能模塊，進而在目標場景下運用交互設計方法開展具體的交互產品設計。該階段包括兩個環節：（1）進行核心意義簇—關鍵物—關鍵行為—功能模塊的映射分析，通過對具有映射關系的核心意義簇與功能模塊的關聯，重構出新的產品功能；（2）運用場景交互的設計方法，通過概念場景構建、信息架構設計完成交互流程與界面設計，生成一款基于該場景下用戶需求的新的交互產品。

2.4 應用場景下的產品評估

對于日新月異的交互產品而言，需要不斷地在產品的實際應用場景中開展可用性評估與測試，以發現產品中存在的問題。該階段包括兩個環節：（1）邀請用戶在實際的應用場景中親身使用產品原型，對產品進行可用性評估[25]；（2）根據可用性評估結果對產品進行改進與完善?；赟APAD 和場景化思維的交互產品設計優化流程見圖1。

圖1 基于SAPAD 和場景化思維的交互產品設計優化流程Fig.1 Optimized flow of interactive product design based on SAPAD and scenario thinking

3 設計實例分析—以留學生居家在線學習筆記記錄與整理場景為例

3.1 確定產品應用的具體場景

2020 年初暴發的新冠疫情對世界各地的教育行業都產生了極大的影響，留學生群體因其學習背景的特殊性，原有的留學方式受到了巨大的沖擊?，F階段，在國內疫情反復、國外疫情形式依舊嚴峻的環境下，遠程教育的優勢得到了充分地體現，也催生出了留學生居家在線學習的新場景。未來，線上教育與線下教育相結合的“雙線教學模式”或許會成為后疫情時代留學生教育場景的“新常態”[26]。在線上教育場景中，學生在時間、空間和社會文化心理層面上都面臨著諸多制約，如何在這樣的背景下提升留學生居家在線學習的用戶體驗值得思考[27]。

本文將聚焦于留學生居家在線學習時，進行筆記記錄與整理的場景，運用基于SAPAD 和場景化思維的交互產品設計流程開展創新設計實踐。

3.2 客觀場景下的需求分析

3.2.1 構建人物角色模型與場景模型

受新冠疫情影響，許多中國留學生選擇通過居家在線網課的形式開展留學生活。為了能夠初步了解留學生群體的留學現狀與他們對待線上教育的態度，同時篩選出符合居家在線學習場景的目標用戶，對54位中國留學生開展了問卷調查，從中篩選并招募了5位符合要求的用戶，從特性類別、行為類別以及態度類別[28]3 個方面對其進行了半結構化訪談。根據訪談結果，從嘗鮮度、內在提升需求、外在提升需求、愛好廣泛度、外出休閑頻率、對遠程教育的態度和對留學的期待7 個維度對5 位訪談對象進行了聚類分析，得到了3 類用戶畫像，用戶聚類過程見圖2，最終選擇了嘗鮮度較高，對遠程教育態度亟待提升的“敢想敢做的有志青年”作為主要用戶構建了人物角色模型見圖3。同時，通過問卷調查和訪談，以目前留學生群體中較為普遍的與父母同住，在家中臥室的書桌上，聯動使用筆記本電腦、平板及手機等數字設備，以通過Teams 平臺進行在線學習的場景為參考，構建了場景模型見圖4。

圖2 訪談用戶聚類Fig.2 Cluster of interviewed users

圖3 人物角色模型Fig.3 Persona model

圖4 場景模型Fig.4 Scenario model

3.2.2 用戶行為觀察實驗

本文以構建的人物角色模型為參考，通過線上招募、線下面談等途徑邀請了3 位年齡為22～23 歲，身體狀況良好，有過線上網課學習經歷的設計學一年級研究生作為行為觀察實驗對象。同時對場景模型中的參與角色、軟硬件設備、物理環境、任務等進行了還原。在實驗前，向3 位被試詳細介紹了人物角色模型和場景模型，并請他們通過角色扮演的方式模擬目標角色，在還原后的客觀場景中依次完成直播網課學習、課上小組討論、課下整理筆記3 個任務。

實驗全程使用攝像機和錄屏軟件進行記錄。3 位觀察員在正常辦公室環境下進行非參與式觀察，分別記錄實驗對象在整個實驗過程中的行為。

行為觀察實驗的開展情況見圖5。

圖5 行為觀察實驗Fig.5 Experiment of behavior observation

3.2.3 行為—子任務—對象映射分析

首先，根據觀察員的觀察結果，對3 位被試的行為進行了對比歸納，將被試在行為觀察實驗中完成任務的流程大致分為課上筆記記錄（A）、小組討論筆記記錄（B）、課下筆記整理（C）、課下筆記復習（D）等4 個行為模塊。接下來，運用層次任務分析法將各個行為模塊依次拆分為任務、子任務，并確定各子任務對應的行為關聯物，完成行為—子任務—對象映射分析。4 個行為模塊可拆分為17 個任務和55 個子任務，并確定了14 個行為關聯物。以“課上筆記記錄（A）”行為模塊為例，對其任務、子任務與行為關聯對象進行了展示（見表1）。

表1 用戶行為—對象的映射分析Tab.1 Analysis of user behavior-object mapping

3.2.4 行為—意義映射分析

在行為拆分的基礎上，對各子任務進行意義提取及映射分析，挖掘用戶行為發生背后的真實意圖是SAPAD 理論框架中至關重要的一步[29]。將子任務在物理層、語構層、經驗層、語意層、語用層、社會層這6 個意義維度中進行映射分析，并通過回訪被試對意義進行修正，共得到54 個語構層意義、48 個經驗層意義、66 個語意層意義、4 個語用層意義、3 個社會層意義。“課上筆記記錄（A）”行為模塊的行為—意義映射關系見圖6。

圖6 用戶行為—意義的映射分析Fig.6 Analysis of user behavior-meaning mapping

3.2.5 聚類分析與意義簇

通過運用布爾邏輯算法矩陣，對意義進行聚類分析，能夠對相同層級內具有強相關性的意義進行合并，發現用戶行為背后意義所具有的關聯性和趨向性，基于要素相關關系構建群組，輸出對稱式聚類矩陣，獲得意義簇[30]。意義間的相關性強弱可使用相關性系數來表示，相關性系數的取值區間為[0，3]，0表示不相關，1 表示弱相關，2 表示相關，3 表示強相關[31]。

每個層次所代表的意義不同，其聚類結果對后續產品功能架構的設計導向也不同[32]。語構層探討行為對應物之間的關系，其聚類結果可作為用戶在該場景中完成交互行為所必需的功能模塊，用于后續交互產品功能的重構；經驗層探討用戶對交互行為的認知和理解，體現了人與物之間的關系，其意義簇代表用戶認為交互產品應具備的功能；語意層探討用戶在交互過程中的情感體驗，其意義簇代表用戶對交互產品在個人情感層面上的訴求；語用層探討用戶與其他相關用戶之間的交互與信息傳播行為，其意義簇是用戶對交互產品在群體文化與身份識別層面的期望；社會層探討用戶交互行為中的社會問題，其意義簇是用戶對產品在價值傾向與意識形態層面的期望。因此，本文對語構層、經驗層、語意層進行聚類分析，由于語用層與社會層獲得的意義較少，直接析出意義不再進行聚類。

在語構層，通過聚類分析得到9 個意義簇：（1）課程信息查詢功能；（2）直播鏈接直達功能；（3）實時畫面與字幕顯示功能；（4）筆記分類記錄功能；（5）筆記修改功能；（6）筆記分類顯示功能；（7）信息查找功能；（8）截圖與傳輸功能；（9）錄屏功能。

在經驗層，通過聚類分析得到13 個意義簇：（1）課前做好準備按時上課；（2）快捷打開所需軟件；（3）及時記錄課程信息方便查找；（4）認真聽課及時記錄；（5）流暢真實地記錄筆記；（6）盡量在課上理解所有內容；（7）快捷查找相關資料；（8）快捷截圖并插入圖片；（9）認真討論及時記錄；（10）思路清晰參與討論；（11）及時厘清筆記框架；（12）課下快捷補充遺漏內容；（13）復習筆記形成知識體系。

在語意層，通過聚類分析得到9 個意義簇：（1）準備充分有規劃；（2）獲得知識的愉悅感、成就感；（3）方便快捷；（4）快速記錄；（5）高效查找；（6）高效課堂；（7）參與討論獲得反饋；（8）高效整理；（9）高效復習。

語用層意義析出2 個意義簇：（1）互動分享；（2）知識信息傳達。

社會層意義析出3 個意義簇：（1）良好的時間觀念；（2）社會參與感；（3）自我認同感。

語意層意義聚類分析過程見圖7。

圖7 語意層意義聚類Fig.7 Cluster of semantic level meaning

3.2.6 聚類分析與核心意義簇

根據不同層次意義簇之間的關聯性，對經驗層、語意層、語用層、社會層的意義簇再次進行聚類，共得到5 個核心意義簇：（1）清晰的課前規劃；（2）高效的課堂記錄；（3）高效的課后整理；（4）高效的課后復習；（5）多元的互動分享。這5 個核心意義簇即留學生在居家在線學習場景中，進行筆記記錄與整理的核心需求。核心意義簇的聚類分析過程見圖8。

圖8 核心意義簇聚類Fig.8 Core meaning clusters

3.3 目標場景下的產品架構

3.3.1 映射分析與關聯重構

在SAPAD 框架中，核心意義簇對應關鍵行為，關鍵行為對應意義關鍵物，以關鍵行為和意義關鍵物為紐帶能夠映射出語構層意義的聚類結果，即功能模塊[33]，完成“核心意義簇—意義關鍵物—關鍵行為—功能模塊”的映射分析。映射過程見圖9。

圖9 核心意義簇—意義關鍵物—關鍵行為—功能模塊映射Fig.9 Mapping of core meaning clusters-key objects-key behavior-functional modules

基于核心意義簇與功能模塊的映射關系進行功能的關聯與重構，共形成了16 個新的功能模塊（見表2）：（1）課程信息錄入與展示功能；（2）相關鏈接跳轉功能；（3）實時字幕顯示功能；（4）實時字幕分類抓取功能；（5）筆記記錄與修改功能；（6）筆記分類顯示功能；（7）信息查找功能；（8）截圖功能；（9）多設備同步功能；（10）錄屏功能；（11）筆記一鍵生成功能；（12）筆記分類管理功能；（13）筆記一鍵定位功能；（14）團隊資源共享功能；（15）團隊聊天室功能；（16）社區功能。以上這些功能模塊基本涵蓋了目標用戶在筆記記錄與整理場景中完成各個行為模塊的關鍵訴求。

表2 功能模塊的重構Tab.2 Reconstruction of functional modules

3.3.2 基于場景的交互產品設計

根據人物角色模型、場景模型以及重構后的功能模塊，確定推出一款名為“Noting”的留學生在線學習筆記記錄與整理應用。該應用聚焦于留學生在線學習場景，主要解決課前、課中、課后的筆記記錄與整理過程中存在的各種問題，打造實時筆記記錄、整理、生成與共享協作的線上平臺。該應用包括電腦端、平板端和移動端三個部分，通過多設備聯動為用戶帶來便捷流暢的使用體驗。

結合設計定位，根據通過SAPAD 框架獲得的核心意義簇，構建滿足用戶核心需求的5 個目標概念場景：（1）課前規劃場景；（2）課堂記錄場景；（3）課后整理場景；（4）課后復習場景；（5）多元互動場景，并對16 個新的功能模塊進行梳理[34]，明確各個產品功能在目標概念場景中的具體應用方式與交互邏輯，并在此基礎上構建交互產品的信息架構。信息架構見圖10。其中，電腦端與平板端偏向于輔助用戶輕松高效地完成筆記記錄與整理，移動端則更側重于增加用戶線上學習的互動感。電腦端、平板端與移動端能夠通過登錄Noting 個人賬戶進行聯動，帶來簡潔、流暢、連續的線上筆記體驗。

圖10 “Noting”信息架構圖Fig.10 Information architecture of "Noting"

Noting 電腦端與平板端的信息架構包括我的日程、我的筆記本、我的云端、我的卡片、我的社區、我的6 個部分。我的日程主要針對的是課前規劃場景，用戶可在該部分導入課程表和相關的課程信息，通過設置課程提醒，登錄同一賬號的任何設備都能在上課前收到提示，并可一鍵點擊提前輸入的鏈接，直接跳轉到課程直播頁面，解決用戶跨時區學習難以規劃時間的問題；我的筆記本貫穿了筆記記錄與整理場景的各個階段，是整個交互產品系統中的核心部分，用戶可在該部分對所有筆記進行分類別、分層級的管理，并可直接新建筆記，通過實時字幕顯示與分類抓取、筆記記錄與修改、信息查找、截圖、錄屏、筆記一鍵生成等功能輔助完成課堂記錄和課后整理，提高效率；我的云端主要針對的是課后整理場景，用戶可在該部分完成設備和云端資源的查找與管理；我的卡片主要針對的是課后復習場景，用戶可在該部分對以卡片形式分類記錄的課堂知識進行復習，進而有針對性地突破疑難點；我的社區主要針對的是多元互動場景，用戶可在該部分建立自己的團隊，共享團隊資源，生成任務列表，并可直接在團隊聊天室內與其他成員進行溝通，此外，用戶也可在實時更新的開放社區內查看熱門筆記、關注的人和同學動態，分享自己資源的同時進行點贊與收藏，打破在線學習的空間限制，加強溝通與互動；我的則包括個人信息、消息與設置等基本信息和功能。

Noting 移動端的信息架構包括首頁、筆記、社區、我的4 個部分。首頁包括最近打開筆記、我的日程、我的云端3 個部分，向用戶直觀展示最近的相關重要信息；筆記包括筆記本和我的卡片2 個部分，用戶可隨時隨地查看和復習相關筆記與知識卡片；社區承載著團隊協作與社交模塊，包括團隊、關注和熱門3 個部分，為用戶提供交流分享平臺；我的則包括個人信息、主頁、動態、消息和設置等基本信息與功能。

Noting 電腦端、平板端與移動端部分高保真原型見圖11。

圖11 “Noting”部分高保真原型圖Fig.11 Part of the high-fidelity prototype of "Noting"

3.4 應用場景下的產品評估

為了驗證交互產品的可用性和設計方法的有效性，本文招募了12 名（6 名男性和6 名女性）年齡在19～25 歲，有過非母語線上網課學習經驗的用戶，對Noting 的在線交互原型開展了可用性測試。每位參與者都以角色模型為參考，以“設計史在線課程學習”為主線，依次完成了5 個目標概念場景下共11個任務，并在全部任務完成后填寫了系統可用性量表（System Usability Scale，SUS）。此外，在測試結束后，還對每位參與者進行了用戶訪談，獲得了用戶的使用反饋，為產品的迭代優化提供了參考?？捎眯詼y試開展情況見圖12。

圖12 可用性測試Fig.12 Usability test

根據SUS 量表分數計算原則對12 份有效數據進行了加工處理[35]，獲得了SUS 得分、可用性得分和可學性得分的描述性統計數據（見表3）。其中，Noting的整體可用性（SUS）得分為83.1 分，說明該產品對于用戶來說是可接受的，將分數對應至SUS 得分曲線的等級范圍，可以得到其評級為A。與此同時，Noting 的可用性得分和可學性得分分別為82.0 分和87.5 分，表明其具有良好的可用性和較低的學習成本。

表3 系統可用性量表的描述性數據Tab.3 Descriptive statistic of system usability scale

以上數據顯示，Noting 能夠很好地滿足用戶需求，具有良好的感知可用性，也證明了基于SAPAD和場景化思維的交互產品設計方法是可行且有效的。

4 結語

日漸成熟的信息技術和互聯網商業模式為交互設計注入了新的活力，交互設計的應用范疇已經由提供簡單易讀的操作界面、提升人機交互體驗，拓展到了橫跨互聯網、物聯網、服務系統、用戶體驗等多領域、多行業的產品開發[36]。作為交互系統組成要素的行為和場景也在交互設計的過程中被賦予了更加重要的意義。綜上所述，本文有以下創新點：

第一，在設計方法層面，本文結合SAPAD 和場景化思維開展了交互產品設計研究，既能利用SAPAD 框架科學系統地分析用戶行為，挖掘出用戶客觀真實的需求，又能結合場景化思維全面、生動、直觀的特點，提升交互產品設計的合理性，提高用戶滿意度，從而為交互設計相關研究提供新的思路；第二，在設計實踐層面，本文以留學生居家在線學習筆記記錄與整理場景為例，運用基于SAPAD 和場景化思維的交互產品設計方法，依次完成了具體應用場景的確定、客觀場景下的需求分析、目標場景下的產品架構和應用場景下的產品評估，為解決留學生在線上學習的場景中，完成筆記記錄與整理任務所存在的各種問題提供了較科學的交互設計方案。

由于各種條件的局限性，本文的研究還存在許多不足：（1）設計實踐中用戶行為觀察實驗的樣本量較少；（2）提出的設計方法還需要在更廣泛的實踐案例中加以應用和改善，以驗證和提升該方法的適用性和普遍性。今后的研究會在此基礎上進行改進和提升。