试议研究教育领域内可用性研究目前状况与研究演进路径可视化分析

[摘要]可用性是软件工程与设计的核心理念，通常被称作“以用户为中心进行设计”的概念。文章利用HistCite软件对WOS数据库中以可用性和教育教学为主题的研究文献进行了量化分析，梳理了国际上教育领域内可用性研究文献时间分布，研究活跃地区、研究机构、载文期刊和重要文献等。在此基础上，通过分析该领域研究文献的引文编年图，揭示了教学可用性研究的发展历程和演进路径，并在此过程中列举了该领域的研究热点、前沿和发展趋势。
[关键词]可用性；教育技术；教学设计；引文可视化分析；引文编年图；研究热点；演进路径；HistCite
[]A [论文编号]1009-8097（2013）08-0066-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-809

7.201

3.08.013

一、引言 可用性，英文“Usability”，指产品在特定使用环境下为特定用户用于特定用途时所具有的有效性（Effectiveness）、效率（Efficiency）和用户主观满意度（Satiaction），实际上是从用户角度所看到的产品质量，是可用性工程和设计的核心理念，更是衡量产品用户界面设计品质的重要指标，它通常被称作“以用户为中心进行设计”的概念。近年来，随着多媒体技术的快速发展和学习者对教育软件产品质量关注度的日益增加，教育技术领域在开发软件产品、学习资源时也越来越强调可用性或易用性测试，那么，国际上对此研究的进展如何？有哪些主要研究机构、他们的研究成果又大部分发表在什么刊物上，教育领域内的可用性研究又经历了怎样的演进路径？这一系列问题都亟待回答。

二、样本与方法

1.样本选择

以WOS（Web of Science）数据库中的三个子库SCI-E、SSCI和A&HCI为文献来源，检索策略为“主题=（Usability AND Instruction OR Learning OR Teaching OR Software）”，时间跨度设为所有年份，共检索到符合条件的文献记录2189篇（检索日期为2013年7月9日），文献数据集的出版时间分布为1983-2013年。设置输出记录方式为“摘要+全记录（包含引用的参考文献）”，将结果保存为纯文本格式。

2.研究方法

本研究采用引文图谱可视化分析方法，使用的软件为HistCite。HistCite（History ofCite）意为引文历史，或称作引文图谱分析软件，由美国著名情报学家和科学计量学家尤金_力口菲尔德（Eugene Garfield）开发。HistCite能够用图示方式展示某一领域不同文献之间的关系，可以快速帮助研究者绘制出一个领域的发展历史，定位出该领域的重要文献，以及最新的重要文献。

三、结果与分析

将WOS中生成数据导入HistCite，对1983-2013年教育领域内可用性研究文献发表的时间、国家、研究机构、载文期刊、被引频次和引文编年图等指标进行分析，结果如下：

1.时间分布

按年产量（Yearly output）统计文献的时间分布情况，结果如图1所示。可以看出，WOS中教育领域内有记载的最早对可用性问题进行学术研究的文献始于1983年，发文量总体呈现逐年递增趋势。1994年之前，以可用性为标题的研究文献每年发文量都在十篇以内，1994-2003年维持在百篇以内，2004-2013年每年都超过百篇（2013年数据不完整），2012年达到一个高峰，有262篇之多。研究文献量的增长在一定程度上说明大家对此研究领域的关注度越来越高。

2.国家（地区）分布

对教育领域内研究可用性的国家分布进行分析，可以找出该研究的活跃地区。在HistCite中将文献按（Country）排序，可以发现，过去31年内教育领域内以可用性为主题的2189篇研究文献分布于77个国家（地区），其中未署国家（地区）的文献有265篇，文献量排名前九的国家如表1所示（其中，TLCS：Total Local Citation Score为本数据集的总被引次数，TGLS：Total Global Citation Score为WOS中的总被引次数）。在发文量和被引次数方面，美国稳居第一，远超过其他国家，其发文量甚至超过其后三个国家发文量的总和，占总发文量的25.54%。英国和德国分居二、三位，它们的发文量虽然也都上百，但依然远不及美国，前九个国家发文量共计1476篇，占总发文量的6

7.43%。中国排第九位，在韩国之后，发文量和被引次数都较低。

3.研究机构分布

进一步对教育领域内可用性文献的研究机构进行统计，发文量排名靠前的如表2所示（其中未署名研究机构30篇）。就发文量（N）而言，美国马里兰大学（Univ Maryland）最多，加拿大多伦多大学（Univ Toronto）紧随其后，西班牙马德里卡洛斯三世大学列第三。就单篇文献本数据集被引次数平均值（TLCS/N）而言，IBM公司最高（其TLCS值也最高），这说明IBM公司学者的文献得到了可用性研究领域更多人的肯定和关注，马里兰大学的TGCS/N值最高（其TGCS也最高），这说明马里兰大学学者的文献受到了与可用性研究相关领域学者最多引用和转载。

4.载文期刊分布

1983-2013年间教育领域内共有902种期刊发表过以可用性为主题的文献，“文献量（N）≥22”共计10种，结果见表3。它们摘自：本科毕业论文结论www.618jyw.com
合计载文量共388篇，占总发文量的17.72%。其中，《Interacting with Computers》载文量最高，为60篇，占总发文量的2.74%，该期刊的TLCS和TGCS值也都最高，这说明教育领域内的可用性研究，该期刊不仅发文量大，受认可程度最高，且被其他相关研究领域学者引用和关注也最多。

5.高影响力文献统计

LCS（Local Citation Score）是某篇文献在当前数据集（也即下载的2189篇文献）中的被引用次数，它反映了某文献在某领域的受关注程度，通过文献的LCS可以快速定位一个领域的经典文献。为找出教育领域内可用性研究的高影响力文献，利用HistCite将文献按LCS降序排列，其中LCS≥14的8篇文献如表4所示。其中，GCS（Global Citation Score）表示文献在WOS中的被引用次数。WOS数据库输出的纯文本文件导入HistCite软件时，系统将按照发表时间先后顺序赋予每篇文献一个唯一的编号，见表4中的文献编号列，这个在后面引文编年分析部分会用到。

6.引文编年分析

利用HistCite的GraphMaker功能，以LCSCount为条件，设定节点数（Limit）为30，绘制可用性研究文献的引文编年图（见图2），以期找出教育领域内可用性研究的核心文献、演进路径、热点，并对其研究前沿和发展趋势作出预测。
图2显示了教育领域内可用性研究高影响力30篇文献的发表时间、发展过程和互引关系。图左侧显示了文献发表年份，与年份平行的带数字圆圈代表当年发表的文献，圆圈中数字为文献编号（见上表4的文献编号列），圆圈大小与文献的LCS值成正比，圆圈越大表示受关注越多。例如，编号826文献发表于2006年，其LCS值最高，故外面圆圈最大，圆圈周围出来的箭头表示该文献被后续研究者引用情况。
按照时间顺序梳理教育领域内可用性研究文献的引文编年图不难发现，出现最早的节点为22号文献，名为“软件可用性测量目录（SUMI：The Software Usability Measurement Inventory）”，由Kirakowski J和CorbettM共同撰写，1993年9月发表在《英国教育技术杂志（British Journal of Educational Technology）》上。软件可用性测量目录（SUMI）是从用户使用满意程度及遇到问题的角度调查软件可用性的问卷，它是计算领域可用性标准度量（MUSIC：Metrics for Usability Standards in Computing）项目的一部分。SUMI由爱尔兰科克学院大学（University College Cork）人因学研究小组（Human Factors Research Group）开发，Kirakowski J正是该研究小组的主管。SUMI从以下五方面评价用户对软件可用性的看法：①易学性（Leamability）：用户觉得他们能够开始使用软件并学习新特性的安心程度。②效率（Efficiency）：用户觉得软件辅助他们工作的功效。③喜欢程度（Affect或Likeability）：用户对软件的一般情绪反应，例如：是否喜欢。④用户控制（Control）：用户觉得他们控制软件（而不是被软件控制）的程度。⑤对用户的帮助（Helpfulness）：用户觉得软件辅助他们使用的程度。SUMI采用国际标准化的50个题目，针对每个题目，用户可以回答：同意、不确定、不同意。另外，SUMI要求至少要有10个用户参与测试。
图2中，从22号节点引出三节点，分别为865、107和826，它们都或多或少借鉴了22号文献的研究结果，形成了教育领域内可用性研究演进路径其中的三条分支。选择中间支路进行分析，不难发现，节点107号文献名为“一个被推荐的可用性指标：一种用于比较不同软件系统相对可用性的方法（A proposed index ofusability：A method for comparing the relative usability of different software systems）”，由Lin HX，Choong YY和Salvendy G合著，1997年发表在《行为与信息技术（Behiour&Information Technology）》上。文章指出，可用性正成为一个越来越重要的软件标准，但当前的可用性测量方法不是难以应用就是过于依赖评估者的专业知识。作者以人类信息加工理论为基础，确定了与软件可用性有关的八个需注意人为因素，它们分别为易学性（LN：Leamability）、兼容性（CP：Compatibility）、一致性（CS：Consistency）、适应性（FX-Flexibility）、最少动作（MA：Minimal Action）、最小记忆负载（MML"Minimal Memory Load）、知觉限制（PL：Perceptual Limitation）和用户指导（UG-User Guidance）。美国普渡大学的可用性测试问卷（PUTQ：Purdue UsabilityTesting Questionnaire）正是依据上述八个因素和人类信息加工的三阶段制定。一项旨在测试PUTQ有效性的实验结果表明：PUTQ和用户交互满意度调查问卷（QUIS：Questionnaire for User Interaction Satiacfion）存在高度相关。另外，PUTQ发现了两个试验互系统之间用户绩效的差异，但QUIS却未能发现。
进一步对引文编年图进行分析，可以发现2006年出现的重要节点784号文献是由107节点发展而来，同时也借鉴了节点190和191文献的部分观点。它是由芬兰坦佩雷大学（Univ Tampere）教授Nokelainen P发表在《教育技术与社会（Educational Technology&Society）》上的名为“面向小学生数字化学习资源教学可用性标准的实证分析”（An empirical assesent of pedagogical usability criteria for digital learning material with elementary school students）的文章。Nokelainen P教授认为，就设计或使用数字化学习资源的可用性而言，教育纬度的研究要远少于技术维度的研究；另外，用于从教育学维度测量终端用户使用数字化学习资源主观满意度的目录也相对很少，且没有一个测量目录是经过了严格的基于经验的心理计量测验过程得出的。它们包括以下部分：①学习者控制；②学习者活动；③合作/协作学习；④目标取向；⑤适用性；⑥附加值；⑦动机；⑧原有知识评估；⑨灵活性；⑩反馈。教学可用性标准已经在一个在线的李克特自我评级的教学法的有意义学习问卷（PMLQ：Pedagogically Meani源于：科技论文www.618jyw.com
ngful Learning Questionnaire）中得以实施，该问卷共有56个题目。在PMLQ中，有单独的题目设计用于测量学习管理系统（LMS：Learning Management System）和学习材料（LM：Learning Material）的可用性。当用它来评测LMS的可用性时，从教育学视角评定什么样的学习资源能使用户具有产出性就成为可能。对一份学习材料可用性的评估主要依据学习内容是否基于特定学习目标。文中提出的教学可用性标准已在66个五年级和74个六年级小学生中进行了两轮心理计量测验。学生们使用PMLQ评价了一个学习管理系统和四份学习材料。结果证实了教学可用性标准理论纬度的存在。PMLQ能够发现不同学习模块之间的教学可用性差异。目前，该教学可用性标准还无法在其他领域使用，一是因为参与调查的学生样本量偏少，二是他们的年龄范围小，再有就是被评估的学习材料的数量也不够多。为使研究提出的教学可用性标准更具普遍性，以便于推广，目前，面向青少年和成人学习者旨在评测不同领域更具代表性学习材料的实证研究正在进行。
在可用性研究文献引文编年图中，这条分支上最后一个节点1217发表于2009年，由Zaharias P与Poylymenakou A合著，它使用了784号文献的部分结论。也参考了189、211和826号文献的观点。该文献名为“为在线学习开发一个超越功能可用性的评估方法（Developing a usability evaluation method for e-learning applications：beyond functional usability）”。文章描述了一个面向在线学习程序基于问卷的可用性评估方法的开发过程。该评估方法在关注可能影响在线学习可用性认知因素的同时，也考虑到了情感方面的注意事项，这使得当前的实践得以拓展。它依据人机交互研究领域已建立的方法论研制，依赖一个融合了网络与教学设计要素的概念框架，框架在内在激励情感学习方面将二者很好地结合在一起。为了评估企业环境中在线学习课程设置的可用性，作者进行了两次大规模实证研究。结果为该方法的效度和信度提供了证据，因此，在评估在线学习程序设计时，可用性实践者可以放心使用。
可以看出，上述四篇文献的研究内容越来越深入，基本理清了教学可用性测量研究的演进过程，它们之间形成了22→107→784→1217这条分支。当然还有其他的分支，如：22→826→1217→、105→348→585等，正是这些研究分支构成了教育领域内可用性研究的演进路径。
四、总结
从上述分析中不难看出，教育领域内的可用性研究虽然出现时间并不长，但其相关研究发展较快，并且出现了较为经典的综述性文章。从近几年高被引文献的内容上看，研究主要集中在对可用性测量、评估方法与标准的讨论与比较上，同时也对使用不同可用性评估方法的实践进行了分析，且大多研究都表明样本量大小、参与评估的人以及选用何种评估方法都在不同程度上会影响到软件产品和学习材料的可用性评估结果，这在一定程度上也表明，目前可用性研究领域尚未形成一套最具权威性评估与测量方法及标准。可以预见，随着可用性理论研究与实践的不断深入，教育领域内以可用性为主题的研究必将越来越深入和丰富，不同可用性评估方法、标准应该用在什么场合、如何实施，以及与之相应的个案研究或典型实践或许会成为未来的研究趋势和热点。