健康信息可读性对用户认知负荷和信息加工绩效影响眼动实验研究.docx资源-CSDN文库

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1 引言

2018 年《中国网民科普需求搜索行为报告》数据显示,中国网民搜索的科普

主题中,健康与医疗的搜索指数排名高居前列

]

。在互联网日益普及的今天,人们

对健康信息的需求不再仅仅是从哪里获取信息（How to Gain Access to It）,而

是找到的信息是什么（What You are Looking for）

]

。探讨人类如何理解、吸

收、处理健康信息内容的信息加工研究成为一个新的研究方向。本文关注的健

康信息可读性是一个影响用户加工过程的基本因素。可读性源于阅读研究领域 ,

但近几年才开始在健康信息领域引起重视。根据信息传播理论 ,公众对信息加工

绩效不仅与受众有关,还与发送的信息有关,当传播的健康信息可读性超出一般公

众可接受的水平时,会带来理解信息内容的困难,影响对健康信息的利用。当前文

献对健康信息可读性以测评为主,对于可读性如何作用于用户的健康信息加工过

程、是否导致用户认知负荷的加重以及是否影响信息加工绩效这一系列机理问

题,如果依靠传统的问卷调查或访谈,会受到研究样本的记忆局限和主观性的影响,

因此采用一种客观合理的研究手段解释可读性对用户信息加工活动的影响机制

尤为必要。

Rayner 证实眼动数据可用于分析信息抽取、阅读理解等信息加工活动

]

,为

本文研究提供可行途径。然而,阅读领域中眼动分析的主要目的是揭示用户的阅

读行为,健康信息的专业术语、句式和词数等引起的可读性问题是否影响健康信

息加工绩效,很少能从阅读研究中直接找到明确答案。故本文致力于健康信息领

域,从认知负荷和信息加工理论的视角,通过眼动实验探讨以下问题。

（1）健康信息的可读性如何通过影响公众的视觉注意力来影响用户的认知

负荷和信息加工绩效。

（2）认知负荷对可读性与信息加工绩效之间影响关系的中介效应。

（3）任务复杂性和性别对可读性和认知负荷之间影响关系的调节效应。

2 相关文献

2.1 健康信息可读性

可读性是一个衡量信息理解难度的指标,在一些文献中也称为易读性

]

、易懂

性

]

、适读性

]

等。Dale 等

]

将可读性定义为“特定印刷材料中影响一组读者成功

阅读的所有元素的总和（包括交互作用）”。 Klare

]

提出,可读性之所以重要,是

因为阅读对公众日益重要;公众阅读技能下降;文本简化能部分缓解阅读量增加和

阅读技能降低的矛盾。我国学者从文献计量角度发现国外对医疗健康信息易读

性的评估大多是采用公式,主要考虑客观文本因素,鲜见对客观非文本因素和主观

因素的研究

]

。汪秋伊等

]

提出相比其他可读性评估方法,采用客观的文本因素的

可读性计算公式能够更简单、迅速地量化文本的可读性。然而,可读性公式也存

在忽视读者的经验和动机、界面视觉效果以及设计因素的影响的不足

[10

]

。早

期,Friedman 等

[11

]

调查了 5 项可读性公式（FRE、F-K、Fog、SMOG、Fry）的

应用,发现不同可读性公式计算结果一致。搜索相关数据库发现,国外健康信息学

领域对可读性的实证涵盖了不同的主题：既有日常消费者健康信息学中的保健

类健康信息

[12

]

,又有医学领域常见的疾病

[13

]

;既包括政府和科研机构主办的健康网

站,还包括商业机构的健康网站

[14

]

;既关注一般公众

[15

]

,又关注特殊群体,如儿童

[16

]

、

运动员

[12

]

等。常用的可读性公式普遍认为单词和文本长度是影响可读性的两个最

重要因素

[10

]

。从实证结果来看,国外健康网站存在可读性差、不符合一般公众阅

读水平的情况。

国内学者对健康信息可读性的关注以理论分析和综述为主。实证方面 ,仅见

苟梦野等

[17

]

关注糖尿病和乳腺增生两类网络健康信息。考虑到中外文语言差异,

很少有研究直接将国外的可读性公式用于中文文本可读性测评 ,因此一些中文文

本可读性公式被提出 , 如可读性分值（ Readability Score ）

[18

]

、易懂性分值

（Comprehension Score）

]

、可读性水平（Readability Level）

]

以及 R 值

[19

]

等,其中可读性水平公式应用较广泛。

2.2 健康信息加工与认知负荷

信息加工（ Information Processing ）是认知心理学中的一个重要术

语,Christopher 等认为信息加工是旨在理解人类思维的一种方法,是一个包含人

类对信息的注意、感知、记忆、认知、行动选择以及多任务表现等过程的概念

[20

]

。认知负荷于 20 世纪 70 年代被提出,澳大利亚认知心理学家 Sweller 于 1988

年将其当成一种理论定义为“认知活动中工作记忆中的负荷”

[21

]

。认知负荷理论吸

收和应用了信息加工理论关于注意和短时记忆（或工作记忆）的研究成果 ,但认

知负荷理论习惯于将前者称为“认知资源”,将后者称为“认知容量”

[22

]

,其核心思想可

概括为认知资源与认知容量之间相互作用的关系

[23

]

。

近年来,越来越多的学者意识到需要重视受众对健康信息的理解和认知,一些

因素也被证实影响健康信息的认知负荷或信息加工 ,其中大量研究是从信息传播

的受众即用户角度探讨,如用户参与程度

[24

]

、健康素养

[25

]

、情绪

[26

]

等,对信息传播

的客体即信息本身的特性因素关注不足。本文探讨的可读性正属于后者,从文献

调研来看,虽然在测量和评价在线健康信息的可读性方面已有一定成果,但关于健

康信息的可读性对信息加工绩效影响的研究尚不多。对健康信息的加工利用直

接关系到用户的就医决策等现实问题,因此本文目的是通过眼动数据的客观证据

揭示健康信息的可读性对公众认知负荷和信息加工绩效的影响 ,为提高健康信息

可读性找到可行依据。在信息科学和健康信息学领域,本文不仅较早地关注健康

信息自身特性对信息加工过程的影响效应,推动健康信息行为研究深入到信息加

工层面,而且分析了用户认知负荷的中介效应,一定程度上揭示健康信息可读性对

信息加工绩效影响过程的这一“黑箱”的内部作用机制。

3 研究变量及研究假设

3.1 研究变量定义与测量方法

（1）t可读性

本文需对健康信息进行可读性量化计算,且测评者需要独立评估,因此宜选取

应用广泛的可读性公式作为实验刺激材料的计算依据。国外的可读性计算公式

未能考虑汉语与英语的差别,不能直接用于测评中文健康文本。国内对可读性的

测评研究相对落后,且没有针对健康领域的专门成果,基于上述原因,需要对当前的

中文可读性测评公式进行改进。

荆溪昱

]

的可读性公式影响最广泛,考虑了文章总字数、文章平均句长和常用

字的影响。其中常用字参照表为中国台湾“国小”495 个常用繁体字表,不适用于健

康信息中中文常用字的划分。在前期研究

[27

]

中,笔者借鉴李萍

[19

]

在会计领域改进

可读性计算公式

]

的思路,考虑医学健康领域的专业术语,构建公式（1）如下。

R=17.5255+0.0024×X1+0.04415×X2 −18. 3344×(1−X3)R

=17.5255+0.0024×X1+0.04415×X2-18.3344×(1-X3)

（1）

其中,R 表示可读性值;X

表示总字数;X

则表示平均句子长度（总字数／句子

数）;X

表示专业术语所占比例（医学术语总字数／总字数）。R 值越小,表示材

料越容易阅读,可读性越高;反之,R 值越大,则越难阅读,可读性越低

[23

]

。

（2）t认知负荷

信息加工作为一种认知心理活动,研究中需要用可测量的指标来反映。眼动

追踪技术是一种广泛应用于心理学中的生理测量技术,能直接、客观、精细、量

化测量注意力、专注度以及认知负荷

[28

]

。Lund

[29

]

指出,认知活动研究中应用了大

量眼动指标,其中最主要的有注视指标、眼跳指标和路径扫描指标;在图书情报学

领域,出现最多的眼动指标为注视点个数、注视时间和眼跳指标。通过梳理相关

文献,本文主要选取以下眼动数据操作化定义认知负荷。

① 总注视时间（Total Fixation Duration）,指落在兴趣区的所有注视点的时

间总和（单位：s）。本文将兴趣区界定为健康信息文本区,那么总注视时间反映

了对兴趣区内的字词、语句、段落的加工过程的敏感度

[30

]

。Busjahn 等

[31

]

和

Rodegheroet 等

[32

]

都用该指标作为测量认知负荷的重要依据,认为总注视时间越

长,信息加工难度越大,认知负荷越大。

② 注视点个数（Fixation Count）,指用户在浏览过程中落在兴趣区的注视

点的个数（单位：个）。注视点个数越多,处理该加工所需努力越大,认知负荷越

大

[33

]

。

③ 首次进入时间（Time to First Fixation）,指刺激材料呈现后,用户用了多

久第一次进入兴趣区域（单位为 s）。本文将兴趣区界定为包含实验任务答案信

息的文本区域,首次进入时间体现了用户在搜寻相关信息的困难程度,是一个体现

认知负荷的常见指标

[33

,34

,35

]

。

④ 瞳孔直径变化（Pupil Dilation）,指注视过程中瞳孔直径的变化幅度大小

（单位：mm）。用瞳孔直径的变化推测认知加工的努力程度或认知负荷的大小,

得到许多研究认同

[33

]

。

（3）t信息加工绩效

信息加工绩效是对用户执行信息加工任务的结果评价,一些研究从信息加工

的效率和准确性两个维度定义信息加工绩效

[16

,33

,36

]

。信息加工效率表现为整个信

息加工任务中对信息量的提取和时间成本的付出。信息加工过程中,人眼的运动

除了相对静止的注视现象外,还有一种称为眼跳（Saccade）的运动现象,它是眼

球受到中枢神经系统的控制而产生注视点之间的有规律运动。眼跳距离

（Saccadic Size）常被用作反映阅读效率

[33

]

。眼跳距离指眼跳前、后注视点之

间的距离（单位：mm）,表征信息加工过程中提取信息量的多少,反映信息加工

空间效率差异

[36

]

。时间作为常见的衡量任务效率的指标,在本文中被界定为用户

完成信息加工任务的总时长（单位：s）,由眼动仪自动记录向被试呈现健康信息

网页到自行关闭浏览器的总时长。

信息搜寻结果的准确性被定义为实验后被试给出的搜寻结果的准确性评分。

测量方法是在每个实验任务结束后要求被试对照刚刚浏览的材料信息说出答案,

经两位研究者按照事先编制的《访谈评分标准及参考答案》0~4 分值范围打分,

并计算 Kappa 系数,当 Kappa 系数超过 0.8 时,将两位研究者的打分取平均值作

为该被试的准确性评分,否则由两位研究者通过讨论,得到一致评分。

3.2 研究假设

（1）t健康信息可读性与用户认知负荷

Sweller

[21

]

提出认知负荷的两个独立的来源为外在的认知负荷和内在的认知

负荷,前者是由信息的呈现方式决定的,后者是由信息中所包含的概念或元素的数

量以及之间的相互关系和学习者的经验水平决定的。健康信息的可读性属于能

够影响内在认知负荷的要素。Rayner 等

[37

]

发现许多眼动测量指标都反映了理解

文本的难易程度。当读者遇到更难辨认的词（如低频词和同音词）或句法复杂

的句子时（如使用回路结构）,注视时间会变长。Hyönä 等

[38

]

在研究词长和词频

对注视力的影响时发现低频词和长词具有更长的注视时间。 Sinha 等

[39

]

通过生理

传感测试实验证实可读性与瞳孔直径等认知负荷之间的关系。可读性作为评估

理解一段文本容易程度的指标,文本越容易理解,对用户施加的认知负荷就越少。

本文用 4 项眼动指标具体测量用户认知负荷,因而基于上述分析,提出第一组研究

假设如下。

H1a：在线健康信息的可读性 R 值越高,眼动实验中用户的总注视时间越长;

H1b：在线健康信息的可读性 R 值越高,眼动实验中用户的注视点个数越多;

H1c：在线健康信息的可读性 R 值越高,眼动实验中用户首次进入时间越长;

H1d：在线健康信息的可读性 R 值越高,眼动实验中用户瞳孔直径变化幅度

越大。

（2）t在线健康信息可读性与用户信息加工绩效

王蕾

[40

]

指出,如果所阅读材料太难会超出学习者信息加工系统的加工能力,材

料太简单则容易使学习者感到乏力。涂泽良等

[41

]

认为阅读信息的内容深度对阅读

效率有影响,当阅读学术专业类信息时,投入大,产出小,阅读效率较低。内容深度

与可读性类似,都受到专业术语、句子长度等因素影响。本文用三个操作性指标

定义信息加工绩效,故提出第二组研究假设如下。

H2a：在线健康信息的可读性 R 值越高,眼动实验中用户的眼跳距离越小;

H2b：在线健康信息的可读性 R 值越高,眼动实验中完成任务总时长越长;

H2c：在线健康信息的可读性 R 值越高,用户信息搜寻结果的准确性越低。

（3）t认知负荷对可读性与信息加工绩效关系的中介作用

Rayner 等

[37

]

发现,总阅读时间增加,是由于在较困难的文本上的注视次数增

加导致的,认知负荷充当可读性对信息加工影响的中介变量。根据 Lang

[42

]

提出的

动机中介信息加工的有限容量模型,人类认知容量的有限性意味着如果阅读一条

信息并从其内容（信息编码）推导出意义需要很大的认知能力时,将会导致不同

人的认知负荷的相对差异,这种认知负荷的差异影响了信息加工过程和认知（如

信息的召回率、对信息的态度等）。在网页广告、阅读、学习等研究中证实认

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