醫療自助終端界面的信息架構深廣度研究

摘" 要：信息架構是人機界面中的重要研究內容，在人機界面中，信息架構的好壞會直接影響到界面的可用性和易用性，而深廣度是其最直接的顯性表現。本研究聚焦醫院自助終端界面的信息架構深廣度問題，選取自助掛號作為實驗任務，設置三個梯度的深廣度界面，在具體情境任務中獲取不同深廣度下用戶的操作績效和主觀體驗數據，最終指出在常見信息架構中最適合的深廣度結構。研究表明，深而窄的終端交互界面在客觀績效和主觀體驗層面都表現良好，符合用戶的使用習慣。

關鍵詞：人機交互；醫療終端；信息架構；深廣度

隨著信息化的發展，自助類終端產品已經普遍應用在醫療場景中。醫療自助終端作為醫院環境下的信息交互載體，是智能醫療體系中重要的組成部分，與醫院人工服務相比，自助終端在服務效率和體驗方面都表現出一定的優勢，可以有效緩解排隊時間長、人工成本高等問題[1]。多功能自助掛號一體機是醫療場景中最普遍的人機交互終端，患者通過對軟件觸控界面和其他硬件界面的操作，來完成自助查詢、掛號、繳費等一系列任務。其中軟件觸控界面作為醫院自助終端的核心組成部分，承載了大部分的信息內容的傳遞，其可用性和易用性直接影響著用戶的操作與體驗[2]。當前醫療終端的交互界面設計尚未成熟，存在諸多人機交互層面的缺陷，增加了用戶的學習成本，甚至導致用戶無法順利完成任務，讓用戶產生困惑、排斥等心理。

醫療自助終端交互界面設計中影響人機交互的因素有很多，本文主要從終端界面信息架構中的深廣度出發，研究在不同深廣度下用戶的任務績效和主觀體驗，分析不同層次的深廣度對用戶行為產生的影響，探索在醫療自助掛號情境下最適宜的信息架構范式。

一、信息架構理論研究

（一）信息架構深廣度研究

信息架構由理查德·所羅·烏曼提出，是指一個網站、一款軟件或者任何一個面向用戶的系統的導航或者內容結構的展現[3]。信息架構的核心是信息的合理組織和優化，主要關注如何將信息內容組織好并進行標注，以便用戶快速尋找所需的信息[4]。良好的信息架構設計可以清晰地表達產品邏輯，高效地展現頁面內容，為用戶帶來良好的使用體驗。信息架構中的重要研究問題之一是信息的深廣度[5]，深度通常定義為層次結構中的級別數，而寬度是指每個單一界面的選項數量[6]。淺而寬的信息層級結構特點是單頁元素較多，層數較少，用戶通常經過數量較少的頁面就能完成任務；深而窄的信息層級結構特點是單頁元素較少，層數較多，用戶需要經過數量較多的頁面才能完成任務。不同類型的界面需要具體的深廣度層級設計討論，而在深廣度設計的整體目標上，需要保證單個頁面在用戶的認知負荷范圍內的同時，合理控制點擊跳轉頁面的數量，讓用戶更高效地在信息系統中完成搜索、查詢等操作，達到降低用戶認知負荷的效果。

當前關于深廣度的研究多數集中在導航系統的搜索任務層面，探索不同深廣度條件下用戶進行搜索特定指標的績效和主觀滿意度。眾多研究表明較寬較淺的菜單更容易讓用戶進行導航搜索，也就是普遍意義而言，隨著深度的增加，用戶的搜索時間和準確度都會相應地降低。更深的信息架構往往意味著用戶需要面對更多數量的界面和做出更多的決策，用戶也就更容易在界面中迷失。但Landauer[7]在他的研究中指出，每個選項的決策是獨立且緩慢的情況下，狹窄的層次結構反而更受青睞，單個界面中更少的視覺信息可以更好地降低用戶的認知負荷，作者將其稱之為“漏斗”優勢。Zhou[8]等人的研究也指出，深而窄的信息架構有助于用戶在學習階段更好地進行人機界面操作任務，每頁更少的交互步驟和信息量反而幫助用戶縮短了任務完成時間。同時在其實驗任務中，加入了文本編輯、滾動選擇、切換選擇等其他的交互動作，而不僅是對具體元素的導航搜索。這表明當前對于不同性質和不同操作類型的交互界面，并沒有完全普適的信息架構設計規范，需要在深廣度上進行權衡并找出最優的解決方案。

（二）醫院自助終端界面信息架構分析

醫院自助終端界面屬于任務型交互界面，其核心是幫助用戶進行信息交換并完成具體任務，本次研究選取掛號任務作為主要研究內容。由于掛號流程具備一定的復雜性，且用戶的年齡層次、知識水平、健康程度等因素不一，這就要求醫院自助終端的交互界面設計需要考慮多年齡層次人群的使用情況，通過優化界面信息架構深廣度來使操作流程更加簡易和高效[9]。

常見的醫院自助掛號任務通常包括任務選擇、日期選擇、科室選擇和醫生選擇等，用戶需要根據個人需求，按其線性結構依次完成每個任務來完成掛號，如圖1所示。其中每個任務下會有相應的子任務，如進行“科室選擇”項目時，需要先選擇科室大類，再進行具體科室的選取。同時，這四個任務具備獨立且緩慢的特征，每個任務沒有明顯的強關聯性，用戶需要在各個任務中進行單獨的決策。

二、基于醫療自助終端界面的掛號實驗設計

本實驗研究的目的是測試用戶在不同深廣度界面的掛號任務情況下的表現；用戶通過交互原型完成具體的掛號任務，在實驗過程中對用戶的任務完成時間、查看提示次數進行數據記錄，完成后填寫量表問卷進行主觀量表評分。最終通過SPSS分析工具對該三個維度進行定量分析，以此獲取用戶表現最佳的信息架構深廣度。主要從兩部分內容展開：實驗材料和實驗程序。

（一）實驗材料

通過分析當前常見的掛號流程和終端實際界面，總結歸納出掛號任務界面的四個模塊。根據前人的設計思路和本實驗設計的需要，將作為實驗自變量的深廣度設計為以下三個遞進層次：結構1×4、結構2×2、結構4×1（結構m×n表示深度為m，廣度為n）。其中1×4界面為每個界面有四個模塊，共需要在一個界面內完成任務，屬于淺而寬的深廣度界面；2×2界面為每個界面有兩個模塊，共需要在兩個界面內完成任務；4×1界面為每個界面有一個模塊，共需要在四個界面內完成任務，屬于深而窄的深廣度界面。

為保證單一變量原則，每個模塊都需要對兩個子任務進行選擇來完成，被試需要在規定時間內記憶并依次完成八個任務，任務列表如圖2所示。具體任務描述如下：（1）任務選擇模塊，點擊掛號任務進入掛號類型列表，選擇具體掛號類型；（2）日期選擇模塊，點擊相應的年月選項進入日期列表，選擇具體日期；（3）科室選擇模塊，點擊相應的大科室選項進入細分科室列表，選擇具體科室；（4）醫生選擇模塊，點擊相應的醫生等級進入醫生列表，選擇具體醫生。為保證模塊之間復雜度的均衡，除日期選擇外，其他三個模塊的選項數量均設置為4。

三組實驗材料通過原型軟件Mastergo進行設計，被試在原型軟件中通過點擊來完成選擇，所有操作任務都由鼠標點擊進行。為保證排除色彩和圖標的因素干擾，所有原型界面均做了去色處理，三組不同深廣度掛號界面的初始界面如圖3所示。

被試在正確選擇相應選項后，頁面會進行響應和跳轉，最終完成所有任務時的掛號界面（結構1×4）如圖4所示。

最后基于在線問卷工具設計了SUS（System Usability Scale）系統可用性量表一份，Tullis等人研究表明，在樣本量有限時，SUS量表可以最快評估界面的可用性[10]。問卷問題由標準系統可用性量表更改，便于實驗被試主觀體驗評分的收集。

（二）實驗程序

本研究共計招募被試18人，其中男性10名，女性8名，年齡處在18-40歲區間，均不是色盲色弱，視力或矯正視力正常。實驗設備為17.3英寸的筆記本電腦一臺以及9.7英寸的平板電腦一臺。筆記本電腦在運行交互原型軟件的同時，開啟bandicam軟件進行屏幕錄制，便于被試完成時間的記錄。平板電腦放置在筆記本電腦右側，進行提示界面的顯示，便于被試查看提示次數的記錄和分析。提示界面與當前掛號任務開始前的提示內容保持一致，在清楚展示四個模塊中具體選項任務的同時，加入輔助情景介紹句段，便于被試帶入實際的掛號任務場景并完成記憶，提示界面如圖5所示。

被試需要在短時間對提示頁面任務記憶的基礎上，對原型界面開展模擬掛號任務，快速、準確地識別目標并進行點擊跳轉，整體流程如圖6所示。實驗任務包含一次預實驗和三次正式模擬掛號實驗，每輪具體的掛號任務互不相同；在預實驗中被試有充足的時間熟悉實驗規則和流程。正式實驗開始后，要求被試通過10s的時間查看提示界面，對掛號任務完成記憶；10s后點擊開始，開展視覺搜索和點擊，依次完成界面的具體任務。正式實驗期間，被試可查看平板電腦提示界面來重復記憶實驗任務。每個掛號任務完成后被試休息15s再進入下一個掛號任務，完成全部界面任務的平均所需時間為4分鐘。實驗結束后要求被試填寫在線SUS問卷量表，并告知在三個任務中分別查看提示界面次數。

三、掛號任務實驗分析

（一）任務完成時間分析

任務完成時間根據bandicam錄屏軟件記錄并進行統計，表示被試在掛號任務中消耗的客觀時長，被試完成任務耗時短，可以表明該界面在可用性方面表現良好，便于用戶快速執行相應的掛號任務。在SPSS軟件中對三組界面在任務完成時間上的整體分析如下：1x4組（M=34.00，SD=9.387），2x2組（M=28.89，SD=8.422），4x1組（M=27.28，SD=6.433）（單位為秒），初步描述統計表明，被試在淺而寬的深廣度界面中耗時最長，意味著操作績效較低。在SPSS軟件中進行重復方差分析，結果顯示，格林豪斯—蓋斯勒對偏離球度的估計值ω=.994，這表明三組實驗的任務完成時間存在顯著性差異，進一步得出F =（1.988，33.789）=6.286，p = .005＜.05，偏η2=.270。后續成對如表1所示，通過比較表明，1x4組和4x1組在任務完成時間上存在顯著性差異（p=.008），其他組別之間差異性不顯著。整體結果表明，醫院掛號界面的深廣度變化會對用戶的認知和決策時長產生影響，深而窄的任務界面在時間績效方面的表現明顯優于淺而寬的任務界面，意味著單個頁面中呈現較少數量的任務模塊對于提高用戶的操作效率起到了正向作用。

（二）查看提示次數分析

查看提示次數根據被試在實驗中查看平板電腦提示界面的次數進行統計，表示在任務過程中因為認知負荷導致需要重復記憶的次數。在SPSS軟件中經過方差齊性分析顯示不滿足參數檢驗標準，因此采用非參數獨立樣本克魯斯卡爾—沃利斯檢驗，顯著性p=.047，表明三組之間的查看提示次數存在顯著性差異，且隨著深度的增加，提示次數的均值相應地在提高，描述性箱型圖如圖7所示。經過克魯斯卡爾—沃利斯檢驗的成對比較顯示，1x4組和4x1組在提示次數上面存在顯著性差異（p=.016），成對比較如圖7所示。這表明雖然在時間消耗上深而窄的界面表現出優勢，但經過更多數量的界面會影響用戶對任務的記憶，導致遺忘的次數增加。即相比較淺的掛號任務界面，用戶在較深的界面中完成任務需要的提示次數更多。

（三）SUS系統可用性量表分析

SUS系統可用性量表指標根據在線問卷數據進行統計和計算，表示用戶對不同深廣度界面可用性和用戶體驗的評價。對量表數據進行公式計算后，在SPSS軟件中對三組界面在SUS量表得分上的整體分析如下：1x4組（M=55.00，SD=20.10），2x2組（M=52.08，SD=13.29），4x1組（M=65.97，SD=19.04）（單位為分數）。初步描述統計表明，用戶對深而窄的界面主觀評價最優，處于中間層級的2x2組評分最低。在SPSS軟件中進行重復方差分析的結果顯示，格林豪斯—蓋斯勒對偏離球度的估計值ω=.820，三組實驗的SUS量表分數存在顯著性差異，進一步得出F = （1.640，27.881）=3.775，p = .043＜.05，偏η2=.182。后續成對如表2所示。通過比較表明，2x2組和4x1組在SUS量表分數上存在顯著性差異（p=.008），其他組別之間差異性不顯著。整體結果表明，用戶對三種不同深廣度的界面在主觀使用體驗上存在差異，深而窄的任務界面在可用性和用戶體驗方面的表現優于其他任務界面。

四、結語

本文采用情景實驗研究的方法，對不同深廣度下的醫療自助終端掛號界面操作過程進行研究，并對用戶的操作績效和主觀體驗進行了定量分析。結果顯示，深而窄的信息架構深廣度更適合醫療掛號界面場景下用戶的行為習慣，能有效減少用戶的操作時間和失誤，在主觀體驗層面也表現良好。這表明對于由多個獨立的任務組成的信息界面而言，深而窄的信息深廣度表現出更優的可用性和易用性。本研究可為醫院自助終端界面的深廣度設計提供理論指導，同時在后續研究中可以進一步對深廣度的變量范圍進行拓展。

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作者簡介：祝碩培，南京理工大學設計藝術與傳媒學院碩士研究生。研究方向：人機交互。

指導老師：周明，南京理工大學設計藝術與傳媒學院副教授、碩士生導師。