超文本结构-中国教育科学研究院

课题名称：超文本结构、学习目标导向和个体认知风格对网络学习效率的影响研究课题批准号：EBA030410课题类别：教育部青年课题课题拨付经费：1.4万元学科分类：教育心理课题鉴定时间：2010年1月课题负责人：张智君浙江大学主要成员：任衍具朱明泉符德江宿芳唐日新研究总报告超文本学习和信息搜索的影响因素及用户模型研究摘要：阅读网络课件和搜索网络信息是学习者获取知识的重要途径之一。

在网络材料中，信息一般超文本（Hypertext）的形式呈现。

超文本以非线性的方式组织信息，更符合人类联想思维的特征，但同时也存在认知负荷高、干扰多及容易偏离学习主题（迷路）等问题。

已有研究仍未从整体上对超文本结构、任务类型和导航等效应进行系统的探讨，对网络信息搜索的特征和策略的研究也少见报道。

鉴于此，本项目以模拟和真实的网络环境为背景，采用实验室研究、行为观察以及多变量统计与分析等技术，系统地考察超文本信息搜索的影响因素与用户模型。

本研究包括三个方面的内容：（1）结构、任务类型和导航对超文本信息搜索的影响；（2）文本组织形式和结构化水平对中文信息搜索绩效的影响；（3）互联网信息搜索用户模型的探索性研究。

结果发现：文本组织形式、结构化水平、任务类型和导航等对超文本阅读和信息搜索有重要作用；浏览时间、“页面跳转”、“提交请求”、“主题目录链接”和“相关链接”等事件显著影响互联网信息搜索的模式和效率。

本研究结论认为，对超文本相关因素进行合理设计，有助于提高超文本和互联网资源的使用效率，有利于提高用户的学习积极性。

关键词：超文本文本结构信息搜索用户模型导航1 引言阅读网络课件和搜索网络信息是学习者获取知识的重要途径之一。

在网络材料中，学习材料一般以超文本（Hypertext）的形式呈现。

超文本以非线性的方式组织信息，灵活性高，更符合人类联想思维的特征。

将超文本与多媒体技术相结合，可编制出声情并茂的多媒体课件。

但是，以超文本为基础的多媒体网络材料也存在不利学习的因素。

在学习中学生需把不同空间区域的信息（称“节点”）连接起来（即“跳转”），以形成某种概念或知识体系，既要学习与保持各种主题信息及其关系，又要抑制无关信息的干扰，认知负荷非常高。

过高认知负荷会妨碍对网络系统内各概念及其关系的把握，在超文本结构中迷失位置或偏离学习主题，后者称为“迷路”（disorientation）。

在迷路时，学生往往需重复打开相同的节点，因而降低了学习和信息搜索效率。

1.1 超文本结构、目标导向和导航对超文本学习的影响研究表明，超文本结构对超文本的迷路有重要影响，是影响网络材料学习效率的重要因素。

除此以外，目标导向和导航对网络学习也有重要效应。

超文本可分为层次、网状和混合等三种结构。

已有研究均表明网状结构最差，但对层次结构与混合结构的相对效率却看法不一。

这可能与不同研究者所使用的实验材料性质、超文本结构的层次数、目标导向或作业任务类型等差异有关。

此外，无论采用哪种结构，网络还存在以“自上而下”形式还是“自下而上”形式组织学习材料的区别。

Lee的研究表明，究竟选用何种形式组织取决于学习者已有的知识和目标导向等重要因素。

目标导向或作业任务类型对网络学习的影响已得到许多研究的支持。

Last 等人在研究中将被试分为两组，要求一组被试在学习过程中回答一些特定的问题（强目标组），而仅仅告诉另一组被试掌握所学习的材料（弱目标组），结果两组被试的认知反应和情感反应均出现显著差异，并与已有知识存在交互作用。

Dugan探讨了用户经验、任务类型（封闭的或开放性的问题）和结构（线性文本或超文本）对网络学习的影响，发现“开放性问题+超文本”情境下效率最高。

Zumbach等设置了三种目标诱导情境：在第一种情境下为被试设立了某种外部的特定目标，在第二种情境下诱发被试产生某种外部的非特定目标，在第三种情境下诱发被试产生某种内部目标，结果第二种情境更有利于学习。

利用适当的导航技术，可以避免迷路或降低迷路的程度，减少用户的认知负荷。

其中，绘制导航线路是目前比较重要的导航技术之一。

所谓导航线路，是一种基于某种阅读目的、按照信息内容由浅入深安排的超文本节点链。

借助导航线路的引导，用户可提高超文本学习效率。

更具体地说，目前超文本系统大都具有信息检索的功能。

从理论上讲，一旦检索成功，用户即可以从当前节点直接跳转到目标节点去阅读相关的内容。

但学习是一个渐进的过程，如果直接阅读目标信息而没有掌握某些必备的基础知识，则阅读的效果很难得到保障。

因此，需要为用户选择一条通向目标的节点序列，这一节点序列就是导航线路。

以往学者已对导航技术的问题（包括导航方式和导航线路等）进行许多有益的探讨。

1.2 网络信息搜索策略和用户模型以往对网络搜索策略的研究主要通过行为观测来进行。

众多研究者从不同角度出发对用户的行为策略进行分析。

其中，由于搜索引擎是网络搜索中最常用的工具之一，因此相关研究也较多。

与使用搜索引擎有关的研究主要集中在搜索请求方面。

一些研究者在充分考虑网络搜索行为影响因素和用户搜索策略的基础上，尝试建立可揭示用户与网络交互过程的行为模型。

1.3 问题提出已有研究未从整体上对导航、超文本结构和目标导向等效应进行过系统探讨，尤其各因素交互作用的影响资料少见报道。

同时，已有研究大多以英文学习材料为基础，缺乏应用于汉语文的适用性信息。

对网络信息搜索的特征和策略的研究虽然考察了影响网络搜索绩效的主要因素，并强调用户与系统交互的重要性，但没有考察这些因素影响搜索行为进而影响搜索绩效的方式，也无法确定这些因素在整个交互模型中的权重，不利于相关研究者根据模型提出相应的设计建议。

此外，以往对中文网络搜索行为的研究多限于在自编的有限网页上进行，与真实网络环境存在差别。

对上述这些问题开展研究具有重要的意义。

2 研究程序与内容本项目以模拟和真实的网络环境为背景，采用实验室研究、行为观察以及多变量统计与分析等技术，系统地考察超文本学习和信息搜索的影响因素及用户模型。

具体采用的方法是：（1）实验室研究方法。

通过严格的变量控制来探讨文本组织形式、结构化水平、任务类型和导航等对超文本阅读和信息搜索的影响。

（2）行为观察和分析技术。

在真实网络环境下，借助录像及其相关技术，综合定性和定量数据来分析用户的搜索行为，探索用户与网络交互的行为模型。

具体步骤为：（a）利用视频软件（Hyper-cam）实时记录被试的搜索行为；（b）利用Window Media Player软件回放记录到的视频资料，提取关键事件并对行为进行编码；（c）对编码信息进行统计处理，建立用户信息搜索的行为模型。

（3）多变量统计和分析技术，应用结构方程和链分析技术，建立信息搜索的用户行为模型，准确分析各因素的效应及其相互作用。

在上述各类技术的支撑下，本项目开展了三个方面的研究：2.1 结构、任务类型和导航对超文本信息搜索的影响超文本作为重要的信息组织方式已广泛应用于互连网。

但是，其固有的特性也导致了较高的认知负荷，容易出现“迷路”等问题。

减少迷路，提高信息搜索绩效是当前超文本可用性研究的一项重要内容。

超文本一般分为层次（Hierarchical）、网状（Network）和混合（Mixed）三类结构。

层次结构完全按层次来组织信息，任何节点都只能链接到相邻上、下层次的节点；网状结构则非常灵活，理论上任何两个节点之间都可实现跳转；混合结构介于层次与网状结构之间，是在层次结构基础上适当填加交叉链接形成的。

虽然从发生迷路的情况看，层次结构和混合结构一般较优，但存在一些不一致的看法。

导航辅助是降低认知负荷、减少迷路的常用方法。

目前使用的导航方式以认知地图和内容列表为主。

相关研究一般支持认知地图导航优于内容列表导航的结论，但也存在不一致的情况。

就超文本搜索任务而言，以往研究常将其区分为特定任务和主题任务两种类型。

但事实上，用户经常还需面对另一类任务—关系任务，即需要寻求客体或对象之间关系的信息，并通过比较和综合多个节点的相关信息来解决问题。

我们认为，不同研究之间的差异可能与所涉及的信息库规模和任务类型等差异有关。

我们预测，只有在信息库较大、任务比较复杂的情况下，导航辅助才能显示出其潜在的优势。

鉴于以往学者较少考察导航、文本结构和任务类型对超文本信息搜索绩效的交互影响，也没有对用户在搜索过程中的认知负荷进行评定和分析，我们设计了两个实验：实验一探讨超文本结构和任务类型对信息搜索绩效的交互影响，而实验二则进一步分析了超文本结构和导航对关系任务信息搜索绩效的影响。

其中，实验一采用2×2的被试内设计。

自变量为超文本结构（层次结构，混合结构）和任务类型（特定任务，关系任务）。

因变量为平均搜索时间、正确率、平均总节点数、平均重复节点数、时间估计差异和主观满意感。

实验二在实验一的基础上，采用2（层次结构，混合结构）×2（有导航图，无导航图）的被试内设计。

实验一的结果表明：（1）任务类型有着显著的效应。

对特定任务的信息搜索绩效高于关系任务。

我们认为，这一结果可能是由两种任务在性质上的差异引起的，即关系任务由于需评价、综合、分析和比较2个相关网页的信息，因此要求广泛地搜索并验证答案，表现为搜索时间延长，同时也更易发生迷路，表现为平均总节点数和重复节点数增加。

（2）超文本结构和任务类型交互影响被试的搜索绩效。

对特定任务，层次型超文本的搜索绩效稍优于混合型，但没有显著差异，这与以前的研究结果基本一致；但对关系任务，混合型超文本的搜索绩效显著高于层次结构。

后一结果与我们的预期相一致。

其可能原因是：层次结构的超文本没有跨层次的或同一水平层次间的链接，不利于关系任务。

因此，不同的文本结构有利于不同类型的任务。

实验二结果表明：在搜索时间上，有、无导航图对信息搜索的绩效差异不显著；从平均总节点数和重复节点数来看，导航图有它的优势。

导航和超文本结构之间存在显著的交互作用。

在不提供导航图的情况下，使用层次结构超文本搜索信息时的平均总节点数和重复节点数都比使用混合结构要多，而在有导航图的情况下，两者处于相当的水平。

因此，导航图对指导信息搜索（尤其是对层次结构超文本）有一定的作用，它有利于减少搜索信息的盲目性，减少了节点选择的决策难度。

综合实验一和实验二的结果，我们的结论认为：（1）超文本结构和任务类型对信息搜索绩效有显著的交互影响，就关系任务而言，混合结构超文本优于层次结构超文本，但就特定任务而言，两者无显著差异；（2）导航对信息搜索行为有指导作用，尤其对层次结构超文本有利；（3）两种主观指标的结果与客观指标存在一定程度的一致性。

2.2 文本组织形式和结构化水平对中文信息搜索绩效的影响许多研究表明，超文本不仅与传统的线性文本存在很大差异，而且其阅读和信息搜索绩效受组织形式、用户知识背景、信息材料的专业性程度和结构化水平等因素的显著影响。