基于认知建构的交互式信息检索模型构建及其检验

　　摘    要：　[目的/意义]信息检索本质上是一个认知过程,研究促进用户认知的交互式信息检索模型具有重要意义。[研究设计/方法]以建构主义理论为指导,以促进用户的认知发展为研究目标,构建了以信息空间层、用户空间层和界面交互层为顶层分析框架的交互式信息检索模型,并开发了原型系统。[结论/发现]实验结果表明原型系统能有效地促进用户对信息空间的探索与挖掘,帮助用户积极主动地进行认知建构,发展认知空间。[创新/价值]将认知建构理论运用于信息检索领域,从交互设计方面对检索系统提出了改进建议,以更好地提供认知支持。

　　关键词：　认知建构; 信息检索模型; 建构主义理论; 意义建构; 人机交互; 知识地图;

　　Abstract：　[Purpose/Significance]The essence of information retrieval is a cognitive process, so it is significant to study the model of interactive information retrieval which could improve users'cognition.[Design/Methodology]Based on the constructivism theory and targeting at promoting users'cognitive development, this study established a model of interactive information retrieval system with a top-level analysis framework consisting of information space layer, user space layer and interface interaction layer. A prototype system was also developed.[Findings/Conclusion]The experiment results show that the prototype system can facilitate users in exploring information space, and help users construct cognition and develop cognitive space.[Originality/Value]Cognitive constructivism is applied in the field of information retrieval, and suggestions for improving the interactive design of IR system are proposed from the perspective of cognitive construction, which are beneficial to provide cognitive supports.

　　Keyword：　Cognitive construction; Information retrieval model; Constructivism theory; Sense-making; Human-computer interaction; Knowledge map;

　　1、 引言

　　在情报学理论研究与实践活动中,构建高效的信息检索系统一直是情报学长期追求的目标。随着互联网信息资源的日益庞大和用户需求心理的日益复杂,信息检索的研究面临前所未有的挑战。主流的以系统为中心的信息检索研究虽然在不断地改进算法,但由于没有重视用户的真实信息需求,因而在相关性方面的深化上遇到瓶颈。认知观的引入使信息检索得到了新的发展,认知信息检索理论为信息检索发展方向和理论体系提供了崭新的思路和方法[1]1]。信息检索本质上是一个认知过程,目的是改善用户知识结构[2]2]。透过用户的认知心理层面,从认知建构视角出发对信息检索进行研究,不仅能充分认识用户检索行为背后的意识形成、思维模式和认知发展过程,更能通过探索影响其行为产生及变化的内在机理,从根源上寻求解决信息检索过程中用户认知困惑的交互途径,帮助改善认知,从而满足用户的认知需求。

　　鉴于此,本文以建构主义理论为基础,从用户的认知心理出发,提出一种匹配用户认知发展的交互式信息检索模型,通过提供灵活的用户界面和探索式搜寻环境,促进用户与系统的认知交互,帮助用户更好的理解和识别需求,从而有效地解决信息需求传递的瓶颈问题。模型集成系统导向与认知导向的信息检索研究范式,不仅拓展了信息检索的研究视野和可行路径,并且进一步丰富了信息检索的理论体系,有助于引导交互式信息检索模型相关研究的进一步深入。
 

 

　　2 、相关研究

　　自20世纪70年代以来, 越来越多的学者开始将认知观和情境观融合进信息检索研究中,涌现了一批经典的理论框架模型。Delvin[3]3]的意义建构模型和Belkin[4]4]的知识非常态(ASK)模型提供了认知信息检索的理论基础。Kuhlthau[5]5]的信息检索过程模型聚焦信息检索的线性阶段,同时融入了情感和认知因素。Wilson[6]6]的信息行为模型从多学科的角度总结了影响信息行为的主要变量。Saracevic[7]7]的分层交互模型、Belkin[8]8]的片断模型以及Spink[9]9]的交互式反馈模型关注用户与检索系统动态、连续的交互,Ingwersen[10]10]提出的多元表示全局模型描述了用户的信息需求、问题状态与领域工作任务之间的因果关系,进一步完善了信息检索系统交互的内容。

　　随着研究的不断深入与细化,认知信息检索模型在原有经典模型的基础上得到发展,近几年的研究主要从以下两个方面开展。一方面是通用层面、综合多学科理论或涵盖多种信息行为的理论框架模型。该方面的研究以Ingwersen为代表,他率先对传统认知观进行修正,提出整合认知理论[11]11]。Zhang和Soergel[12]12]在回顾并提炼意义构建模型、学习理论以及认知心理学等理论的基础上构建了基于认知过程和个体意义构建机制的综合模型。另一方面是更加具体和微观、以特定领域或某一特定信息搜寻行为为对象,或融合具体认知变量、属性,或考虑检索具体环节和过程的模型。例如Chen和Macredie[13]13]提出了一个较好的考虑了不同认知风格需要的学习模型;Du和Spink[14]14]提出了一个涵盖多任务、认知协调和认知转换等多方面内容的网络搜索认知模型。

　　目前大多数的认知信息检索模型研究更多地停留在用户行为机制、信息处理过程、认知影响因素等理论方面的构建研究,忽视与物理信息检索模型的整合,缺乏以系统设计与实践应用为目的的可行途径,尚未出现较为成功的可实践的认知信息检索系统。本研究针对目前认知信息检索研究的现状,从用户的认知建构视角出发,尝试构建整合认知理论和系统导向信息检索的认知交互模型,以用户的实际需求为出发点,在模型设计中增加有助于认知建构的交互途径,通过可视化的方式强化用户与系统之间的交互,促进用户对信息空间知识结构的认知,加强系统对用户需求的潜在刺激和引导,为设计能准确地理解用户意图、更好地满足用户信息需求的检索系统提供支持。

　　3、 认知建构与信息检索

　　从认知建构视角出发的交互式信息检索模型构建以认知建构相关理论为理论基础,其中,建构主义理论是研究的理论基石,对个体认知建构的情境、特性、过程等均做出了深入解析;意义建构理论则是对建构主义理论在信息检索情境下的继承和应用,赋予了检索过程新的内涵和方法论。

　　3.1、 建构主义理论与意义建构理论

　　信息检索的过程本质上是用户认知的过程,认知的结果是形成认知结构(Cognitive Structure,CS)。按照Piaget[15]15]提出的着名的“同化-顺应”理论,认知发展受三个过程的影响:同化、顺应和平衡。同化是指学习个体对刺激输入的过滤或改变过程,也就是说个体在感受刺激时,利用原有的旧知识吸收新的知识,即添加信息到原有的认知结构中,使认知结构得到丰富和扩展。顺应是指学习个体为适应新刺激的输入,引发认知结构发生重组和改造的过程。平衡是指学习个体通过同化和顺应的调节作用,认知发展从一个平衡状态向一个新的平衡状态过渡的过程,当学习者的认知结构与外部的问题情境相适应时,也就是没有刺激反应时,学习者的认知就达到了平衡。

　　意义建构理论是美国学者Dervin在建构主义理论的影响下,重新对信息本质、人的主体性以及信息传递过程等问题加以思考,提出的一套问题解决的理论、假设和方法[3]16]。她否认了有关Shannon和Weber的信息论在图情领域的适用性,认为外在世界并非计划好、有秩序的对象,用户也不是被动、消极的信息观察者和接收者。在信息检索情境中,信息用户通过内部行为(即认知)和外部行为(即过程)进行意义建构[17]17],用户由机械被动的接收者变成积极主动的行动者。

　　“意义建构”指的是个体对新的信息进行建构,将自身经历赋予意义的过程。在信息检索过程中,意义建构者在某一问题“情境”中,由于某种认知“鸿沟”的阻碍,使其不能趋前,而意义建构者需要在意义建构的动态调整中,利用某种“桥梁”将“鸿沟”填平,从而继续意义建构活动,推进信息检索的进程。也就是说,信息检索的实质是一种用户主观建构的行为,用户通过主动的认知建构,赋予知识新的意义。

　　3.2、 认知结构的表征

　　认知结构指的是人们头脑记忆中概念之间关系的一种模式[18]18],是人们对外部世界进行感知、加工、记忆和思维等活动后形成的一种观念性的组织结构。认知结构在人脑中的存储形式和表征方式是图式,即由抽象的思维关系构成的心理思维框架,也可以把它看作是语义记忆网络中的一种信息存储结构[19]19]。图式是认知结构的起点和核心,它的形成和变化是认知发展的实质。而语义记忆是用户认知结构形成的基础。在人的记忆中,是有关人脑对事物认知后,形成的一些概念和概念之间关系的集合,这些概念和关系形成的错综复杂的网,就是语义网络。

　　3.3 、信息检索情境下的认知建构模式

　　用户的信息检索过程就是认知学习的过程,检索过程的最终目的就是进行意义的构建。整个检索过程中,用户在内部认知活动和外部检索行为的共同作用下,通过主动的意义建构不断调整和丰富自身关于检索主题的认知结构。借鉴认知过程和认知表征相关理论,本文提出了信息检索过程中的认知建构框架,如图1所示。

　　在检索中用户认知建构的关键活动如下:

　　(1)外部情境的刺激和内部情境的影响。根据建构主义理论,用户的认知建构均在一定情境下产生,当用户对工作任务或兴趣领域的认知出现不确定状,用户就会产生信息检索的需求,表现为外在的检索行为和内在的认知建构活动。同时用户的内部情境(如认知能力、认知风格、情感因素、领域知识等)也会对用户搜索过程产生影响[20]20]。例如用户接受外界的刺激后,唤醒存储在大脑中的知识或信念体系,用户原有的知识体系形成了刺激反应的认知基础,并且也决定了用户将对外界刺激做出何种反应。

　　(2)认知建构过程。用户信息需求的刺激来自于任务类型及任务阶段,以及任务与用户内部认知结构的交互作用。该认知建构过程包括以下基本环节[21]21]:①感知觉过程,通过感知觉系统对刺激进行识别和解释;②语义记忆,用户对于知识的理解会以概念符号的形式存储在记忆系统中,用户把当前的信息进行深层次加工,并与以往的记忆进行融合,形成新的记忆网络;③语义网络,来自于记忆网络的节点导出,是关于认知结构的知识表征;④思维决策,用户基于当前的语义网络对现有情景进行思维并做出决策。这一系列的认知处理过程决定了用户的认知建构过程和质量,通过同化和顺应的心理作用,用户的认知不断得到建构和发展。

　　图2对用户的认知发展过程做了进一步的解读:检索开始时,用户头脑中感知并激活的所有与主题相关的知识概念构成了用户初始的认知,对应组织有序的初始认知结构为CS0;随着对检索主题的不断学习和探索,用户的认知有所深化,一方面经过同化作用其知识盲点受到激活,增加新的知识节点和关联,如C6,C7,C8,C9,C10,另一方面用户意识到原有认知存在的不足,通过顺应作用进一步修正或重组认知结构,如删除节点C5,此时认知结构也得到改善,演变为状态CS1。这个过程可能会反复开展直至达到稳定状态,也就是认知平衡状态CSr。

　　图1 信息检索认知建构框架

　　图2 认知发展动态图

　　(3)信息行为(例如确定/修改查询式、点击浏览、相关性判断等)。在一系列心理活动的调控下,用户形成相应的查询表达式,并做出与当前认知相匹配的操作行为,通过结果反馈降低或消除外界环境对用户的刺激强度,从而调节相应的认知建构过程,直至需求满足为止。

　　4 、基于认知建构的交互式信息检索模型构建

　　4.1 、影响信息检索的用户认知因素

　　上一节分析了信息检索认知构建框架,阐述了用户在信息检索过程中认知发展动态和一系列复杂的认知操作活动。研究表明用户的认知操作活动受到个体认知风格、认知能力、情感状态、领域知识与检索经验等因素的影响[20]22]。

　　(1)认知风格:指个体在信息活动中信息处理的个性化差异,是影响用户信息搜寻效率的重要个性特征[23,24]23,24]。从整体分析维度划分的认知风格中场独立和场依存[25]25]类型最为经典并被国内外广大学者所认可。场独立指个体倾向于借助自己本身的知识加工信息,受外界影响较小;场依存指个体在感知信息的过程中受外部的环境影响较大,会依赖外部的环境信息进行加工。研究表明,在信息检索过程中场依存性用户更倾向于浏览关键词[26]26],在超文本阅读中场依存者比场独立者容易迷失、学习效果也低于场独立者[27]27]。

　　(2)认知能力:包括思维能力、语言能力、空间能力等,对用户的信息检索行为具有重要的影响[28]28]。思维能力影响用户对检索任务的认知理解以及检索策略的设计和检索结果的评价;语言能力影响用户对信息需求的准确表达,用户需要将头脑中感知到的抽象的概念用具体的词汇表达出来提交给系统,这直接影响到信息检索结果;空间能力是指个体通过视觉感知世界的能力,在信息检索过程中表现为用户对检索界面的感知能力,友好的信息检索界面更容易被个体感知,有利于促进个体的空间能力,进而促进用户的认知建构。

　　(3)情感因素:指用户对待客观事物所产生的情绪或感情上的表现。心理学和神经系统科学研究已揭示了情感和认知之间的紧密联系,甚至发现情感是认知的基础[29]29]。已有大量研究证实情感因素在信息搜寻行为中的重要性[30]30]。闫瑶瑶和李永先认为用户在信息搜索之前,心理上容易产生“拥有”少于“需要”的稀缺心态[31]31],这种心态在一定程度上弱化用户的认知能力,例如用户会忽略那些重要却未被意识到的信息等;Kim研究表明不能有效控制情感的用户倾向于使用更多的关键词,并且搜索的准确性和回忆率也较低[32]32]。

　　(4)领域知识与检索经验:领域知识指用户拥有的有关搜索任务领域的主题知识,是影响用户信息检索行为的主要知识因素。研究表明拥有丰富领域知识的用户在检索过程中更善于使用专业领域的名词术语构造检索表达式,更高效地完成搜索活动[33]33]。检索经验指用户经过长时间的检索实践积累起来的检索知识。Navarro-Prieto等在研究中发现有经验的用户更喜欢使用代表主题的关键词进行搜索,检索效果也较好,而经验较少的用户则会用比较宽泛的词,也更依赖于系统的功能设制和界面的认知风格[34]34]。

　　从以上影响信息检索的用户认知因素可以看出,不论是认知能力、认知风格、情感因素或是领域知识与检索经验对信息检索的影响都指向一个起点和核心问题,即词汇选择的困难,体现在主题词的提炼、关键词的选择与查询式的重构等方面,这些是决定搜索成败的直接因素。不仅如此,用户对词汇的记忆与理解,对词汇关系的认知与判断也决定了其构建认知结构的速度和质量。因此在检索系统模型设计上重点要解决的问题是如何通过对信息资源的深加工呈现与用户认知相匹配的界面,促进用户对任务主题词汇的认知和理解,降低认知负荷,缓解检索焦虑,提高搜索效率。

　　4.2、 模型设计思路

　　针对目前认知信息检索研究的现状,本文从用户的认知建构视角出发,通过对认知结构表征的研究,特别是语义记忆中概念的组织和呈现方式的研究,探索建立使信息资源的组织结构更符合人脑认知的信息检索系统。模型整体上分为三大模块:用户空间层、界面交互层和信息空间层。用户空间层承载着用户在检索过程中的整个认知过程;信息空间层揭示信息资源集合内隐含的语义关系及组织;界面交互层是用户与系统双向交互的平台。

　　(1)信息空间层

　　信息空间包含信息资源集合、信息资源中所蕴含的知识概念以及概念之间关系的集合,它是信息形式和内容的统一。形式即显性的信息资源,内容则是信息资源集合中隐性的知识概念以及概念之间丰富的语义关系。该层的主要功能是对信息资源集合的隐含知识概念进行挖掘和关联分析,以构建信息资源集合的全局语义关联网络。知识概念的挖掘是指抽取信息资源的语义内容特征,并以关键词的形式呈现。知识概念的关系识别是通过关键词的语义关系构建词汇网络,并通过知识概念的关联将信息资源组织起来,构成语义关联网络,也称为全局知识地图,作为信息空间层的输出和界面交互层的输入。全局知识地图是交互式局部知识地图构建的基础。

　　图3 认知建构视角下的交互式信息检索模型

　　(2)用户空间层

　　用户空间层,又称用户认知层,是用户进行认知结构的建构、转换、发展和重建的空间,反映用户信息检索过程中的意识和思维状态,包含用户的信息需求、用户感知的认知空间以及用户动态构建的认知结构。用户提交的查询式作为该层的输出,界面交互层反馈的局部知识地图为该层的输入。

　　信息需求是用户受到来自外部情境的刺激(如工作任务),同时在内部情境(领域知识、检索知识、认知风格、认知能力、情感因素等)的作用下产生初步的信息需求认知,其认知状态包括认知空间和认知结构。认知空间表示用户所能感知到的一系列核心概念的集合,用符号表示为CP ={C0,C1,C2,…,Ck}。认知结构是用户头脑中不断建构的核心概念关系组织和表征的结果。认知空间的改变制约着认知结构的发展。在检索过程中,用户的认知发展是持续不断建构的过程,表示为CS0→CS1→…→CSn的动态发展过程。用户每次与局部知识地图的交互都会产生认知状态的变化,也可能会产生新一轮的查询请求,直至用户的信息需求得到满足。

　　(3)界面交互层

　　界面交互层,是系统与用户双向认知的桥梁,提供有效的交互机制以促进系统与用户之间的双向认知学习。界面交互层一方面是主观认知空间信息表达的接口,接收用户提交的查询词;另一方面是信息空间基于语义网络的可视化呈现,根据用户提交的查询式搜索信息空间的语义关联网络(全局知识地图),得到实时反馈的可交互局部知识地图。该知识地图不仅以主题词的形式呈现相关信息资源的特征,并且以网状关系展示特征之间的联系。用户可以通过与局部知识地图的交互探索信息资源空间,聚焦搜索,完善认知结构。

　　5 、模型检验

　　为评价模型是否能够达到预期功效,笔者以模型为基础设计和开发了原型系统并开展实验研究。原型系统的重点在于:①挖掘文献集合中隐含的知识概念及其关系,实现信息空间的知识挖掘;②构建基于查询式的可交互知识地图,以帮助用户发展认知并快速定位所需资源。有关原型系统的设计和实现详见[35]。

　　5.1 、原型系统概览

　　用户登陆系统后,可以在检索框中输入检索查询式,如“虚拟社区,知识共享”,系统将查询匹配结果以局部可视化知识地图的形式呈现,结果如图4所示。界面正中间是知识地图,知识地图上的节点概念用圆圈表示,概念之间的关系用连线表示,概念的内涵用抽象后的关键词表示并位于圆圈上方,概念对应的文献数标记在关键词下方,右侧显示当前节点包含的具体文献。

　　用户可以根据自身的需求点击任意感兴趣的节点,获取相应的知识资源,实现检索结果的动态过滤。例如,点击图4中的“影响因素”节点,知识地图就会进一步细化,显示出所有以虚拟社区、知识共享和影响因素为根节点的局部知识地图。用户可以进一步点击影响因素下面的节点,查看相关文档。

　　5.2 、实验设计

　　本次实验的目的是:①探究局部知识地图是否促进了用户认知建构的同化和顺应过程;②探究用户是否通过与局部知识地图的交互构建了更为完善的认知结构。本实验设计了一个主题学习任务,要求被试在检索过程中用出声思维的方式表达内在的思考过程,并通过绘制概念图的形式展现学习结果。本实验设置的检索任务是:假设你选修了知识管理的课程,要求学习虚拟社区中知识共享的研究成果,请在30分钟内通过系统查找相关文献了解主要的研究内容,并在该过程中绘制概念图,在整个搜索和学习过程中请通过出声思维体现你的思考过程。

　　图4 检索结果示例(1)

　　图5 检索结果示例(2)

　　考虑到用户人群的层次结构较为复杂,为了排除实验中可能出现的干扰因素和无关变量,笔者选择了教育经验相似的受试者,从武汉大学信息管理学院招募30名研究生参与实验,并排除个别对主题较熟悉的受试。受试者年龄分布于22—26岁之间,平均年龄24。将被试随机分为两组进行对比实验,第一组使用原型系统完成实验任务,第二组使用CNKI完成任务。两组被试用户所面向的文献集合数量一致,被试可多次修改检索式。

　　收集的实验数据包括:①检索过程的屏幕录制及音频录制文件;②用户在检索过程中不断完善的概念图;③检索结束后的访谈数据,访谈内容包括用户在检索过程中遇到的困难、用户对所绘制概念图的解释、用户对检索系统的主观评价等方面。其中对用户行为层面和认知结果的分析主要根据录屏数据和概念图,对认知过程的分析主要根据音频和访谈数据。

　　5.3、 实验结果

　　5.3.1 、交互行为与认知结果分析

　　本实验任务考察的是被试对主要研究内容的掌握情况,以被试绘制的概念图衡量其认知结构的完善程度[36]36],具体关注两方面的内容: ①概念图第二层节点的有效个数(第一层是根节点)体现了被试对主要研究内容的掌握,对于每个有效节点根据用词的准确性、概括性、规范性进行评分,每个节点1分;②以第二层有效节点为根节点的知识簇的质量,体现了被试对每个分支内容的理解程度,评分值在(0,1)之间,质量非常好的计1分,完全不正确的计0分。最后将第二层每个有效节点的评分相加得到概念图的最终得分。邀请了两位知识管理的专家对每个概念图进行评分后取均值,最终结果如表1所示。

　　表1 交互行为与认知结果数据

　　
　　统计得出两组被试的概念图平均得分为6.7和5.5,说明整体上第一组被试任务的完成情况更好,被试最终的认知结构也更为完善。表1展现了两组受试在检索时间和浏览文献数量上的差别:从检索时间来看,第一组的平均检索时间为21.2min,第二组的平均检索时间为24.6min,说明第一组整体完成任务的速度更快;两组的平均浏览文献数量分别为8.5和12.3,第二组的平均浏览文献数量明显大于第一组,进一步说明第二组与文献交互更多。总体来说,使用原型系统的用户能在更短的时间内,通过更少的文档交互,建构更为完善的认知结构。

　　5.3.2 认知过程结果分析

　　用户认知发展的两个关键环节是同化和顺应,也就是说同化和顺应决定了用户认知发展的质量。为了集中剖析用户认知发展的情况,并识别影响用户认知发展的关节点,笔者采用质性数据分析工具Nvivo对30个视频条目以及访谈条目进行编码和分析,共收集到180条针对同化、顺应过程的有效描述,共计5400字。通过选取典型节点描述,并对自由节点的比较、分类、整合,建立类属关系,得到两组被试在检索过程中的认知过程节点编码。

　　编码结果显示两组被试在同化和顺应两个主概念范畴下均有11个范畴类别,第一组(使用原型系统)有31个自由节点,第二组(使用CNKI)有28个自由节点。两组针对同化和顺应的范畴类别大体相同,同化包括“初始化认知—发现关键概念(及联系)—增添关键概念—建立概念之间的联系”过程,顺应包括“产生认知冲突—放弃概念—修正概念—重组概念—将关联概念聚集成簇—确认类簇之间的关系—形成知识网络”过程。两组具有相似的范畴类别说明两组被试认知建构的泛过程趋于一致,这也符合用户认知发展的基本规律,而真正影响两组被试认知发展的诱因在于自由节点,这也是引起被试检索最终结果以及认知结构最终状态差异的根源。以下具体对这些范畴类别下的节点差异进行分析:

　　(1)同化作用

　　两组被试同化的区别主要体现在以下两个方面:

　　①关键概念的发现。用户最初对概念的发现往往来自于界面信息的刺激,信息刺激是用户进行认知建构的触发点,合理有效的界面元素通常会促进用户积极主动的意义建构。第一组被试从交互式知识地图的核心概念中得到重要提示,并根据核心概念明确搜索的方向,同时借助节点下的文献进行信息的筛选和求证。第二组被试受到的最直接的刺激是文献列表,对于没有相关主题背景知识的用户而言,容易产生信息迷航,只能根据对标题感兴趣的程度或被引量等指标确定想要查看的文献,并通过浏览文献内容确定核心概念。

　　②关键概念的增添以及概念之间联系的建立。第一组被试可以直接根据知识地图的层级结构关系发现概念之间的联系,并通过节点下方的关联节点或重要文献进行求证,知识地图充当了一个积极的引导者和帮助者的角色。而第二组被试对于概念之间关系的判定只能通过文献内容进行联想或猜测,带有强烈的认知不确定性,并且对于新概念的求证,被试往往需要重新查找文献,并进行集中浏览,这样不仅耗费时间,而且增加了认知负担。

　　(2)顺应作用

　　两组被试顺应的区别主要体现在以下三个方面:

　　①认知冲突的产生。适当的认知冲突能将用户带入疑惑与矛盾的情境中,引起用户认知的不平衡,有利于诱导用户积极思维,并激发用户的探索心态,从而促进用户积极主动地认知建构。第一组引发被试认知冲突的主要来源是知识地图,当用户已有的认知空间与知识地图中的概念不匹配时,用户就会产生认知困惑,用户可以直接抓取矛盾的中心点,并查看知识地图中概念对应的文献集进行问题诊断,并产生新的认知。而第二组引发被试认知冲突的来源少,文献之间没有很好的组织起来,用户看到的是线性排列的文献,较为孤立,不利于已知和未知冲突的产生。

　　②概念的舍弃与修正。第一组被试直接通过知识地图略过不感兴趣的概念或舍弃次要概念,从而专注于自己感兴趣或迷失的概念,并且进一步根据概念下的关联概念或文献集诊断并修正迷失概念;而第二组被试往往是在浏览文献的过程中将不重要或不感兴趣的信息进行筛选和过滤,从而保留重要的或存在认知偏差的概念,该过程需要反复浏览文献,且容易产生不确定性。

　　③概念的重组、关联概念聚集、类簇之间联系的确认等。这些是建立在被试对概念的解读以及对概念之间关系把握的基础上,是被试对当前认知空间进行调整、归纳、综合的认知再加工过程,因此,这些环节更容易受到前几个阶段概念累积、修正和重组的连带影响。由于第一组被试在先前阶段的同化顺应过程受到更有效的引导和帮助,因此后继的认知整合过程也更为畅通,用户的认知不再零散,呈现出结构化和系统化特征,最终被试的认知结构也更为完善。

　　6 、结语

　　信息检索过程包含一系列复杂的认知操作活动,信息检索模型研究的核心问题就是用户认知问题。虽然研究者从认知理论、心智模型、认知交互等角度出发,提出了一系列认知模型解释用户认知在信息检索过程中的作用,并探讨了信息检索的认知要素以及认知过程。但目前认知信息检索模型的研究仍处于建构阶段,还需要与系统导向的检索模型进行有机的结合。本文以认知建构主义理论为基础,围绕促进用户与系统的双向认知为研究目标,提出了一个以动态、交互、可适应性知识地图为核心的信息检索模型,该模型不仅理论上能支持用户与系统灵活的交互,帮助用户更好地理解和识别需求,发展认知,并且还能支持可实践的应用研究。实验验证了本文所提出的交互式信息检索模型能有效促进用户对信息空间的探索与挖掘,协助并促进用户认知学习过程中的同化和顺应,帮助用户构建完善的认知结构。下一步工作将开展一系列实验对知识地图的呈现方式进行优化,并进一步探究该交互模式对用户认知能力、检索策略以及检索绩效的影响。

　　作者贡献说明

　　刘 萍:提出模型建构方案,指导实验设计,论文修改完善;

　　叶方倩:方案完善,进行实验,采集、编码和分析数据,初稿撰写;

　　杨志伟:文献收集,部分数据整理,论文修订。

　　支撑数据

　　支撑数据由作者自存储,Email:pliuleeds@126.com。

　　1 叶方倩,刘萍. behavior encodingresults.xlsx.用户实验行为编码结果.

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