（应用心理学专业论文）面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 摘要 我国已迈入老年化社会，然而计算机及互联网在老年人群中的普及率很低 针对老年人的身心特点，深入开展相关的工效学研究，设计和开发面向老年人的 计算机和互联网系统，已成为认知工效学和计算机应用等学科领域的重要课题。 本研究试图以老年人常见疾病知识查询为实例，对影响老年人信息交互的输入装 置和信息导航方式等主要界面元素进行工效学实验探索，旨在为面向老年人的界 面优化设计提供心理学依据。 本研究包括两个实验，实验一比较了不同计算机经验、目标宽度和距离、任 务类型等条件下老年人使用不同输入装置( 鼠标、手写板、触摸屏) 的绩效及主 观体验。实验二探讨了不同多媒体编码组合的导航菜单对老年人疾病知识查询的 影响。 本研究获得以下主要结论： ( 1 ) 老年人在点击任务中使用鼠标和手写板的正确率显著高于触摸屏；在拖 拽任务中使用鼠标的正确率最高，手写板次之，触摸屏最低触摸屏在点击和拖 拽任务中的完成任务时间均较鼠标和手写板短 ( 2 ) 老年人执行点击任务的绩效优于拖拽任务；随着任务难度指数的增加， 三种输入装置的绩效下降 ( 3 ) 有经验被试使用鼠标的绩效和主观评价均显著高于无经验被试 ( 4 ) 图文的导航方式在完成时间和主观评价上均显著优于图片和文本方式， 被试对有语音提示的喜好程度较高。 基于本研究的结果及讨论，笔者提出了面向老年人的输入装置选择和图形用 户界面优化设计的若干指导性建议 关键词：老年人互联网输入装置多媒体导航 第v 页 浙江大学硕士学位论文一一 耍塑耋竺丝熊全茎墨塑量堕查垫塑三塾堂塑窒 _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ - - - _ _ - _ _ _ - _ 。一一 a b s t r a c t c h i n ah a s 也el a r g e s tp o p u l a t i o no fo l d e ra d u l t si nt h ew o r l d h o w e v e rt h ep e r c e n t a g e o fc o m p u t e ra n di n t e r a c tu s a g ea m o n g t h i sg r o u pi sm u c hl o w e rc o m p a r e dt ot h o s e d e v e l o p e dc o u n t r i e s i no r d e r t oi m p r o v et h eu s a g eo fc o m p u t e ra n di n t e m e ta m o n g e i d e r l y , s t u d i e so nr e l e v a n tc o g n i t i v ee r g o n o m i c si s s u e sb a s e d o np h y s i c a la n dm e n t a l f e a t u r eo fo l d e ra d u l t sn e e dt ob ed o n e t h i ss t u d yi n t e n d st op r o v i d es o m eg u i d e l i n e s f o rs e n i o r - f r i e n d l yi n t e r f a c ed e s i g n t h r o u g he r g o n o m i c st e s to fd i f f e r e n ti n p u td e v i c e s a n di n f o r m a t i o nn a v i g a t i o nm e n u so fh e a l t hk n o w l e d g e i nt h i ss t u d y , t w oe x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e d i nt h ef i r s to n ee x p e r i e n c e da n d n o n - e x p e r i e n c e de l d e r l ym o u s eu s e r sw e r ec o m p a r e dr e g a r d i n gp e r f o r m a n c ea n d s u b j e c t i v ee v a l u a t i o no fc u r s o rc o n t r o li nac l i c k i n ga n dd r a g g i n gt a s k s u n d e rd i f f e r e n t t a r g e ts i z e sw i t h3i n p u td e v i c e s ，a n dt h es e c o n do n ec o m p a r e d t h ee f f e c t so fd i f f e r e n t m u l t i m e d i an a v i g a t i o nm e n u si nt h ed o m a i no fh e a l t hk n o m e 姑e o nu s e rp e r f o r m a n c e o fo l d e ra d u l t s t h em a i nf i n d i n g so ft h i ss t u c l ya r ea sf o l l o w i n g ： ( 1 ) a sf o rc l i c k i n gt a s k s ，m o u s ea n dg r a p h i c sp a dh a v eh i g h e ra c c u r a c yr a t et h a n t o u c hs c r e e n ，w h i l ei nt h ed r a g g i n gt a s k ，m o u s ea l l o w sh i g h e s ta c c u r a c yr a t e ，g r a p h i c s p a di st h es e c o n db e s to n ea n dt o u c hs c r e e ni s t h ew o r s e h o w e v e rt o u c hs c r e e n e n a b l ef a s t e rc l i c k i n ga n dd r a g g i n go ft a r g e t st h a nt h em o u s ea n dg r a p h i c sp a d ( 2 ) c l i c k i n gt a s ka l l o w sb e t t e rp e r f o r m a n c et h a nt h ed r a g g i n gt a s k t h ep e r f o r m a n c e o fi n p u td e v i c e sg o e sw o r s ew h e nt h ed i f f i c u l t yi n d e xo ft a s k sr i s e s ( 3 ) t h ee x p e r i e n c e dm o u s eu s e ra l l o w sb e t t e rp e r f o r m a n c ea n dh i g h e rs u b j e c t i v e r a t i n gs c o r ec o m p a r e dt on o n e x p e r i e n c e do l d e ra d u l t i nt h eu s a g eo f m o u s e ( 3 ) t h en a v i g a t i o nm e n u sw h i c hc o m b i n e di m a g e s ，l e t t e r sa n d v o i c e sf e e d b a c ka l l o w s f a s t e rt a s kt i m ea n db e t t e rs u b j e c t i v e e v a l u a t i o ns c o r e st h a no t h e rm u l t i m e d i a c o m b i n a t i o n s b a s e do nt h ef i n d i n ga n dd i s c u s s i o no ft h i ss t u d y , s o m eg u i d e l i n e sf o rc h o i c eo fi n p u t d e v i c e sa n ds e n i o r - f r i e n d l yi n t e r f a c ed e s i g nw e r ep r o v i d e d k e yw o r d s ：o l d e ra d u l t ，i n t e m e t ，i n p u td e v i c e ，m u l t i m e d i an a v i g a t i o n 第v i 页 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿态堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名渤盼签字日期。川年月害 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解迸婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：弘抒 v 签字日期：多辟6 月多日 第1 i i 页 导师签名： 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 致谢 感谢我的导师沈模卫老师三年为师，终身为父沈老师首先是位慈父，他 言传身教，让我学会如何作出人生选择并为之坚持不懈；他给予我最大限度的自 由成长空间，没有他的宽容、支持和帮助，就没有我今天的积累。沈老师更是一 位严父，在学术上他对我严格把关并悉心引导调教，尤其是在做论文期间，他倾 注大量心血多次与我进行方案讨论及字斟句酌的修改，其孜孜不倦的学问态度、 严谨的学术精神、深厚的学术造诣令我折服并受益一生我很感恩并终生铭记! 感谢沈勇师兄这篇论文从开始的一个想法到最终定稿，沈勇师兄均全程参 与他在最艰难、最痛苦的长征之路上对我鼎力相助；他在黎明前最黑暗的时刻 为我点亮一盏希望之灯他睿智的思想火花和深厚的学问功底是我学 - - j 的典范 感谢，再感谢! 感谢萧山老年大学柯宝昌老师、浙江大学李政老师、于之琳阿姨的热心转介 绍，使我在短期内找到合适的老年人被试特别是柯老师，在7 3 岁高龄下仍热 心地为我介绍了1 0 多位老人并安排好时间和场地全程陪伴，令我十分感动。在 这里祝福他们可以幸福长寿! 感谢水仁德老师、陈硕老师等各位老师的栽培感谢马飞、陈晶、曹石、董 一胜、邵娜、郑小洁、周艳艳、高在峰这些师兄弟姐妹所提供的帮助和支持，很 遗憾与他们在一起的时间太少了，希望有缘再聚! 感谢我的男朋友张雷多年来对我的栽培与爱护，五年岁月一起走过，我心 满意足! 感谢我的父母和家人，养育之恩，无以为报! 谨以此文，献给我的青春岁月和陪伴我成长的所有人 第1 v 页 欧清香 5 月9 日老余杭 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 1 引言 信息无障碍是指任何人( 包括健全人或残疾人、年轻人或老年人) 在任何情 况下都能平等地、方便地、无障碍地获得信息和利用信息( 孙祯祥，2 0 0 7 ) 。我 国从1 9 9 9 年步入老龄化社会，至2 0 0 6 年我国6 0 岁以上老年人口达1 4 6 5 7 7 人，占 全国总人口的1 1 3 ，占全球老年人1 2 的2 1 4 ，居世界首位2 0 1 0 年老年入1 2 将达1 7 4 亿，2 0 2 0 年进一步增至2 4 8 亿，呈加速增长之势。( 中国老龄科研中心， 2 0 0 6 ) 然而根据中国互联网络信息中心2 0 0 7 年6 月发布的中国互联网络发展状 况统计报告显示，中国1 7 亿6 0 岁以上老年人中，网民规模仅有1 7 0 万人，仅占 总数的1 ( 中国互联网络信息中心，2 0 0 7 ) 随着年龄的增长，老年人机体各组 织器官生理功能发生衰退，导致机能调节功能不足，适应性、记忆力和认知能力 下降，心理状态也随之产生异常，如孤独、焦虑、悲观等( 刘娟，2 0 0 3 ) 因此 老年人群上网有别于普通人群，对网络硬件和软件设计都可能产生特殊的要求 随着中国人口老龄化的加剧和信息无障碍化的推进，针对老年人的身心特点，深 入开展相关的工效学研究，设计和开发面向老年人的计算机和互联网系统，已成 为认知工效学和计算机应用等学科领域的重要课题。 1 1 中国老年人使用互联网的基本状况 与中国老年人相比，西方发达国家的老年人显然更快适应了信息社会据 e m a r k e t e r 统计，到2 0 0 8 年，美国5 0 6 4 岁的老人中有7 3 7 的人上网，6 5 岁以上 的人群有3 4 1 上网保险公司a x a 近日一项调查显示，上网已取代做手工和园 艺，成为英国老年人娱乐活动的首选 计算机和互联网可以让老年人更好地保持独立性和高品质生活2 0 0 5 年“上 海市老年人上网情况问卷调查 显示，在对比中老年人上网前后变化的调查发现， 认为明显提高生活质量的老年人占被访者的7 8 6 ；认为心态更年轻的老年人占 7 5 2 上海市中老年人对上网的动因和需求主要集中于娱乐( 6 1 4 ) 、跟上社 会发展需要( 5 6 0 ) ，更加快速获取信息( 4 3 7 ) 、学习新知识( 3 5 8 ) 、与 亲人联系( 1 9 5 ) ，工作需要( 1 4 2 ) 和打发时问( 1 4 3 ) 在对已经开始学习或已经学会上网的中老年人调查中发现，学习和使用电脑 第l 页 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 上网过程中他们遇到的主要困难可以归纳为输入困难，记忆困难，缺乏帮助和专 门为老人设计的信息资源匮乏 1 2 图形用户界面与老年化 自1 9 8 4 年由苹果公司推出以来，图形用户界面( g u i ) 发展迅速并日趋成熟， 使得计算机的易用性得以提升窗i ：i 、图标、菜单、指点输入装置是图形用户界 面( w i m p 界面) 的重要组成部分研究发现6 5 岁以上老年人使用计算机的可用 性体验水平只有年轻人的一半，一些看似简单的操作( 如鼠标点击) 对老年人而 言也更为困难( c o y n e & n i e l s e n ，2 0 0 2 ) 1 2 1 指点输入装置和点击交互 指点输入装置和点击交互是图形用户界面的一大特色，指点输入装置是目前 计算机用户使用十分广泛的工具。鼠标是桌面系统和网页浏览器中最常见的点击 装置，其他常见的还有轨迹球、操纵杆、手写板和触屏等点击( c l i c k i n g ) 和 拖拽( d r a g g i n g ) 是直接操作界面中最基本、最底层的操作任务( m a c k e n z i e ，s e l l e n & b u x t o n ，1 9 9 1 ) 有研究表明，年龄差异显著影响光标控制任务的绩效实验中6 0 位被试按照 不同年龄划分为三组，分别用鼠标完成4 种目标获取( t a r g e ta c q u i s i t i o n ) 任务，分另l r 为指向、单击、双击和拖拽。结果表明在使用鼠标进行光标控制任务的操作上， 老年人比年轻人绩效差任务难度越大( 如单击和双击) ，与年龄相关的绩效差 别则越大特别是在双击任务中，老年人的完成任务时间更长、更多副动作、错 误率更高。与年龄相关的心理动作能力的变化，是导致操作绩效年龄差异的指标 ( s m i t h ，1 9 9 9 ) 在对便携式计算机的两种光标控制装置一一触摸板( t o u c h p a d ) 及追踪点( t r a c k l ：，o i n t ) 进行点击和拖拽任务的实验对比研究中发现，年龄效应也 显著影响绩效，完成时间上中年人( 4 0 6 5 岁) 比年轻人( 2 0 一3 2 岁) 显著减慢 ( a r m b r u s t e r ，2 0 0 7 ) 另有研究对比了不同年龄层的有使用鼠标经验的被试，在使用鼠标和光笔两 种不同的输入装置进行菜单目标选择任务时的绩效他们发现光笔使用可以减小 年龄差异对绩效的影响虽然光笔的绩效优于鼠标，但大家更偏好使用鼠标来完 成任务实验认为老年人更适合用光笔进行点击任务操作( n e i lc h a m e s s ，2 0 0 4 ) 第2 页 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 另外有研究认为，在长时间进行频繁、重复性操作时，追踪球比鼠标更适合老年 使用者( c h a p a r r o ，1 9 9 9 ) 运动能力的衰退很可能是老年人使用输入装置绩效下降的重要因素之一 c h a p a r r o 等对1 4 7 位6 0 岁以上老年人的手腕运动最大幅度及握力进行测量与 已有文献中的年龄在2 5 至5 4 岁间的被试的对应数据比较，老人的手腕运动最大 幅度显著减小，握力显著降低这个结果表明，老人在操作鼠标等主要依靠手腕 运动进行控制的输入装置时，比年轻使用者困难( c h a p a r r o ，2 0 0 0 ) 上述研究都表明，老年人在使用指点输入设备绩效要较年轻人差，但是不同 的研究结果支持不同的指点输入设备，此外这些研究往往只选用有鼠标经验的老 年人作为被试，忽视没有经验的被试，而大多数中国老人恰恰属于这个群体 1 2 2 图标及窗口控件 目标的宽度和距离也是影响光标控制任务绩效的重要原因菲茨定律( f i t t s l a w ) 定量地衡量了目标点击难度与目标宽度、距离的关系，即难度指数( i n d e x o f d i 伍c u l t y ) ；j 1 7 l 0 9 2 ( 2 a w ) ，其中a 是目标距离，w 是目标宽度难度指数与目标 宽度成反比，与目标距离成正比难度加大则绩效( 速度和正确率) 降低 ( f i t t s ，1 9 5 4 ) 前文提到，已有实验表明老年使用者在点击任务中的绩效比年轻人差。而随 着目标尺寸变小，老人的困难比年轻人显著增加w a l k e r 等发现，当点击小图标 时，老年人完成时间是年轻人的2 倍，错误率是年轻人的5 倍虽然实验所用的小 图标甚至比目前界面上所用的图标尺寸还大因此，当图标过小时，光标定位对 老人来说非常困难。这可能与老人的视觉能力下降及精确定位小物体的运动能力 下降有关( w a l k e r ，1 9 9 6 ) j a c k o 对比了患有不同程度视觉能力衰退的老人及正 常视力的人群选择图标的绩效他根据视觉灵敏度( v i s u a la c u i t y ) 、对比敏感度 ( c o n t r a s ts e n s i t i v i t y ) 、视野范围( f i e l do f v i e w ) ，色彩感知力( c o l o rp e r c e p t i o n ) 等指标作为标准，将被试划分为4 组视觉能力不同的小组结果显示，随着视力 受损程度的增加，完成任务时间显著增长，移动光标的速度显著下降，并发现图 标的尺寸显著影响绩效此外，小肌肉运动技能的衰退也使得老人难以在电脑屏 幕上定位指针，特别是屏幕上交互的物体面积较小时( c h a p a r r o ，1 9 9 9 ) 针对老年人的视觉能力下降的特点，有研究运用“面光标”( a r e ac u r s o r ， 第3 页 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 触发点有一定的面积而非仅有一个像素点的光标) 和“粘性图标竹( s t i c k y i c o n s ， 当光标移过时可以降低其运动速度的图标) 的设计以提高老年人定位光标的绩 效，发现老年人的使用效率提高了5 0 ，并且这种设计的运用对年轻人同样有好 处，虽然其效果不如老年人显著( w o r d e n ，1 9 9 7 ) ， 1 2 3 菜单的结构布局设计 在图形用户界面( g u i ) 中，菜单同样被广泛应用而菜单的深度与广度也 是影响用户任务绩效的重要因素随着菜单层次增多( 深度加大) ，一些导航问 题( 如迷路或使用低效率路径抵达目标) 就变得更严重研究表明，菜单深度从 l 级n 6 级的变化中，错误率从4 增至3 4 ( s n o w b e r r y , 1 9 8 3 ) 有研究在信息布局的深度和广度权衡问题研究中引入了记忆广度和视觉扫 描测试目的是研究倒底是哪个因素导致特殊人群如老年人( 他们的短期记忆能 力和加工速度都比年轻人降低) 在菜单选择任务中表现较差。他们发现是视觉扫 描能力而非记忆广度，能够预测绩效( s n o w b e r r y ，1 9 8 3 ) z a p h i r i s 发现，将 层次较少、每层链接数目较多的菜单布局与层次较多、每层链接数目较少的菜单 布局比较，老年人在前者找到目标的几率更大，更不容易迷路，这与年轻人是一 致的；但在可扩展( 可以看到母菜单完整的上下文和所点击子菜单的链接) 和不 可扩展( 当前页面只能看到所点击子菜单的链接而没有母菜单的上下文) 的菜单 结构设计中，老年人认为自己在后者中更清楚自己的位置，而年轻人却偏好前者 ( z a p h i r i s ，2 0 0 3 ) 。 1 3 多媒体信息与老年化 使用多种媒体结合的呈现方式对降低老年人认知负荷很有帮助。在比较使用 文本和使用多媒体视频方式呈现信息的研究中发现，老人在后者的信息获取绩效 更优，同时也更偏好后者( o g o z a l e k ，1 9 9 4 ) 多媒体可以帮助信息记忆( i n f o r m a t i o nr e t e n t i o n ) ，人们能记住1 0 的视觉信 息，2 0 的听觉信息，5 0 的视觉和听觉组合信息，8 0 的视觉、听觉和动作组 合信息( f l e t c h e r , 1 9 9 0 ) 在应用三种媒体( 文本、图片和声音) 来呈现说明文信息的探索中，许多研 究表明，较好的设计原则不鼓励单独使用某种媒体，而建议同时应用多种媒体以 第4 页 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 充分利用冗余度增益和不同媒体的特长( m a y e r , 1 9 9 7 ，1 9 9 9 ) 例如，布赫( b o o h e r , 1 9 7 5 ) 对想要掌握一系列复杂操作设备程序的被试进行了评价选择采用的说明 文格式共有6 种，一种纯语言，一种纯图片，四种组合编码其中，组合编码中 两种采用了冗余的格式，即一种编码强调某种信息，另一种编码提供补充线索。 另两种组合编码采用相关的格式，即由辅助编码提供相关但非冗余的信息布赫 发现，单独采用印刷体文字的说明文效果最差，而以图片提供重要信息印刷体 文字提供冗余信息的呈现格式效果最好 语言信息即可以以文本的方式呈现，也可以以听觉的方式呈现对此，研究 者提出听觉与图象的结合比文本与图象的结合更有效( m a y e r , 1 9 9 7 ，1 9 9 9 ) 视觉 通道和听觉通道由不同的注意资源或认知资源所支持，将说明文内容在两种通道 之间加以分配，可充分利用各通道的资源当说明文内容的认知负荷较高( 如当 材料比较复杂时) 且两通道材料存在许多联系时，将负荷分配到两个通道( 即听 觉，声音与视觉图片) 可产生很大益处( t m d a l l f o r d ，c h a n d l e r & s w e l l e r , 1 9 9 7 ) 也就是说，人们可一边听文本信息一边看图片( 双通道) ，但不易一边读文本一 边看图片( 单通道) 使用多通道注意有很多好处，通过多通道对目标进行冗余编码( 例如，伴随 呼叫声音的视觉警报) 能加快加工( m i l l e r ，1 9 9 1 ) 多通道回馈( 声音的、触觉 的，视觉的) 的组合能够影响老年人完成拖拽任务的绩效e m e r y 设计了7 种回 馈组合方式( 3 种单通道回馈、3 种双通道回馈、1 种三通道回馈) 完成时间和 正确率是绩效的衡量指标被试分为有经验、有限经验和无经验组三组被试在 声音和触觉双通道回馈组合方式下绩效均较好，有经验组在三通道回馈方式下绩 效最佳。该研究认为，g u i 界面应整合多通道的信息回馈以提高老年人使用计算 机的可用性( e m e r y ，2 0 0 3 ) 1 4 网络可用性与老年化 - 9 年轻人不同，老年人由于老年化进程导致的生理变化影响他们使用网络的 体验视力下降、认知能力下降、生理缺陷、文化水平较低等因素都影响着老年 人的网络可用性 第5 页 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 1 4 1 老年人在线健康知识的获得 因特网为6 0 岁以上的老年人提供了丰富的健康资讯对于行动不便的慢性患 者而言，因特网可以成为一个非常重要的获取健康知识的渠道。 美国老年人使用电脑的主要动机之一是在网上获取保健和医药的信息。搜索 健康资讯是美国成年人最常见的网络行为，8 0 的成年人至少在网上搜索过一次 - 9 健康有关的主题，包括疾病症状、诊断、处方、手术、康复治疗( f o x & f a l l o w s ，2 0 0 3 ) 老年人口患病的比例较高据有关统计，全中国老年人群中慢性疾病的患病 率为5 1 8 ，许多老年人同时患有两种以上疾病，需要长时间治疗。疾病主要集 中在关节炎、听力障碍、白内障、高血压、心脏病、糖尿病等慢性疾病故老年 人能够受益于在线的保健知识。 然而目前我国专门针对老年人常见疾病的健康知识普及网站较少，仅有的一 些网站也存在着很多可用性问题。在美国相关的网络资源较为丰富，但可用性问 题同样存在b e c k e r 对美国1 2 5 个提供健康知识的网站做了可用性研究，发现很 多网站对老年人并不友好，很多网页设计的元素，如字体、颜色、图形、背景图 案，导航，搜索机制和其他都可能降低老年人在线获取健康知识的体验女1 j 9 3 的网站使用的字体过小、4 0 字体大小不可变，2 4 使用下拉页面导致网页导 航的可用性障碍等( b e c k e r ，2 0 0 4 ) 1 4 2 影响老年人互联网体验的可用性问题 c h a d w i c k d i a s 等对一个政府网站进行了可用性改进，并对比了原有网页与 改进后网页的完成任务绩效，发现老年人和年轻人在重新设计后的网页上的绩效 均大大提高。这些可用性改进包括字号增大、术语精简和改进( 如改为使用动词 链接如“进入账户”、“选择投资项”等) ，增加标题、当新窗口打开时进行清晰 阐述、简化导航条等( c h a d w i c k - d i a s ，2 0 0 3 ) 老年人视觉能力的衰退使得字体和字号的选择对网站可读性影响很大在对 适合老年人阅读的字体和字体尺寸研究中，发现1 4 号字体比1 2 号字体可读性更 强，老年人阅读用1 4 号字体显示的文本的速度显著快于1 2 号字体( b e r n a r d ，l i a o & m i l l s ，2 0 0 1 ) 彭华茂( 2 0 0 6 ) 指出，干预老年人的视觉功能，如视力矫正，或是 第6 页 浙江大学硕士学位论文面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 提供更适合老年人视觉水平的视觉刺激，如增大字号、增加照明度等，可能是帮 助老年人维持现有认知水平或延缓认知衰退的有效途径之一。 老年人工作记忆能力的下降使得导航问题成为老年人使用互联网的较大障 碍之一老年人在互联网上完成各种不同的搜索任务时，其任务完成率显著低于 年轻人当路径长度较短( 只需移动2 步或少于2 步) 时，老年人- 9 年轻人的绩效 相当；但若路径较长( 需要移动3 步或以上) 时，老年人任务完成率显著低于年 轻人，错误率也显著增加老年入也显示出搜索策略不当、无法记住访问过的页 面及页面内容等问题( m e a d ，1 9 9 7 ) 随着年龄的增加，人类在信息加工过程中由于对目标的锁定不良以及注意力 的限制，造成加工大量信息变得更加困难( p a r k ，2 0 0 0 ) 目前互联网上多数网站 都含有“海量”信息，这影响老人的可用性体验为老年人的设计精简或控制网 页信息量的工具是不错的解决方法“a c c e s s ”工具的开发即遵循这一原则。该 工具可以对一些含有大量信息的门户网站进行简化及摘要。它将网页上的大量干 扰信息如图片、广告及不重要的文字信息删除，并通过识别网页的功能分区得出 一个仅含有该网页文字摘要的页面，使得视觉能力受损者可以快速地看到整个网 页最核心的内容，点击这些摘要可以进行网络的导航对简化后的y a h o o 网站进 行可用性测试后发现，被试找到指定信息的时间大大缩短( p a r m a n t o ，2 0 0 5 ) 另一种解决方案是将界面按照使用者经验设计成不同的难度版本初级者使用基 础版本，只需掌握最基本的命令，随着经验增加，版本的难度也随之增加，以这 种循序渐进的方式促进使用者的学习( s h n e i d e r m a n ，2 0 0 3 ) 1 5 问题的提出与研究构想 人口老年化和技术信息化是全球发展的两大趋势，使用信息技术的老年人比 例也在逐渐提高国际上针对老年人的计算机和互联网可用性的研究层出不穷， 然而以中国老年人为对象的相关研究数量较少，中国老年人与发达国家老年人相 比，有文化水平较低、语言文化背景不同等特点，因此针对中国老年人展开相关 研究很有必要 图形界面是老年人使用计算机和网络必须直接面对的在人机交互领域，人 们围绕着图标，菜单、点击装置这些图形用户界面( w i m p 界面) 的重要组成部 第7 页 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 分展开了大量的研究在仅有的少数对老年人研究都表明，老年人使用图形用户 界面绩效显著比年轻人差。然而不同的研究结果支持不同指点输入设备( s m i t h ， 1 9 9 9 ，c h a p a r r o ，1 9 9 9 ，c h a m e s s ，2 0 0 4 ) ，此外这些研究往往只选用有鼠标经验 的老年人作为被试，而忽视没有经验的被试因此，需要考虑老年人不同的使用 经验、不同的任务类型、不同的目标宽度和距离的组合对各种输入装置操作绩效 的影响，以此开展面向老年人的图形界面的基础研究 此外，由于老年人认知和记忆能力的退化，使得老年人在实际上网过程更容 易发生迷路现象，也更难找到他们的目标( m e a d ，1 9 9 7 ) ，故导航问题已经成为 老年人上网主要障碍之一已有研究表明，多媒体的信息呈现方式能够显著减低 对老年人认知负荷，提高老年人的任务绩效( o g o z a l e k ，1 9 9 4 ) 因此，使用多 媒体导航方式应该可以提高老年人导航的绩效笔者针对老年人对健康知识的实 际需求设计不同的多媒体导航菜单，并比较在这些方式与传统文本导航菜单下老 年人任务绩效的差异 针对上述问题，本研究设计两个实验开展研究： 实验一比较不同计算机经验、目标宽度和距离、任务类型等条件下老年人使 用不同输入装置( 鼠标、手写板、触摸屏) 的绩效及主观体验，旨在为不同任务 下老年人输入装置的选用提供工效学参数 实验二探讨不同多媒体编码组合的导航菜单对老年人疾病知识查询的影响， 旨在为老年人疾病知识查询界面的优化设计提供心理学依据 第8 页 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 2 实验研究 2 1 实验一经验和操作任务对输入装置绩效的影响 关于成年人使用鼠标、轨迹球、操纵杆、手写板、光笔、触摸屏等直接或间 接输入装置的研究十分丰富，1 9 7 8 年c a r d 和他的同事发表了第一篇输入装置的 比较研究，他们认为鼠标的绩效优于操纵杆( c a r d , 1 9 7 8 ) 自此，很多研究纷纷 表明鼠标优于其它的输入装置( e p p s ，1 9 8 6 ，k a r a t ，1 9 8 5 ，m u r a t a , 1 9 9 1 ) 。9 0 年代末针 对老年人使用输入装置的研究开始展开，结果各不相同c h a r n e s s ( 2 0 0 4 ) 认为光 笔更适合老年人，而c h a p a r r o ( 1 9 9 9 ) 等人则认为，追踪球在进行重复性操作时优 于鼠标。 此外，目标的尺寸和距离影响老年人的绩效，当图标过小时，光标定位对老 人而言非常困难这与老人的视觉能力下降及精确定位小物体的运动能力下降有 关( w a l k e r ，1 9 9 6 ) 任务难度越大( 如单击和双击) ，与年龄相关的绩效差别则 越大( s m i t h ，1 9 9 9 ) 上述实验均未涉及老年人使用经验的影响，而m a g i d ( 1 9 9 0 ) 认为经验直接影 响着老年人使用计算机的主观态度和绩效，并且针对中国老人的上述研究目前尚 未展开笔者认为，老年人操作输入装置的绩效可能受老年人的使用经验、完成 任务类型、操作对象的尺寸和距离等因素的综合影响因此，本实验将从工效学 角度探索上述影响变量对用户作业绩效的影响，旨在为老年人的界面及硬件设计 提供工效学依据 2 1 1 实验方法 2 1 1 1 被试 被试由2 1 名在杭州居住的老年人组成，年龄在5 9 7 5 岁之问，听力正常， 裸眼视力或矫正视力在1 0 以上其中有使用电脑经验的1 2 名( 男6 名，女6 名) ，平均年龄6 5 岁；完全无使用电脑经验的9 名( 男6 名、女3 名) ，平均年 龄6 9 岁 2 1 1 2 实验装置及条件 实验使用h pp a v i l i o nd v l 6 1 7 t s 笔记本电脑作为主机运行程序，使用n e c 第9 页 * 丈学学位论i面自老年人输入装置和导航方式的工效学研究 a c c u s y n c l c d 7 2 v 显示器显示，主机c p u 为i n t e l c e l e r o n m ，5 1 2 m 内存，操 作系统为w i n d o w s x p ，显示器分辨率设定为1 0 2 4x7 6 8 。实验程序用a d o b e a i r 编制。三种输入装置( 见图2 1 1 ) 分别在相同条件下进行操作比较： l o g i t e c h 光电鼠标 w a e o mi n t u o s2 绘图手写板 n e c a c c u s y n cl c d 7 2 v 触摸显示器 图2 - i - 实骓设备从左往右依次为光电鼠标，绘图手写板、触摸显示罂 实验环境采用日光灯照明，桌面照度为2 9 0 1 u x 。 2113 实验设计与程序 点击任务：两个条形框出现在屏幕两侧( 见图2 1 2 ) ，条形框上方的圆圈指 示应点击的条形框。被试在两个框中轮流点击，越快越准确越好如果点击到了 目标外面则会有b e e p 声响起 图2 - 1 2 被试从有圆圈的枭形框开始，轮流点击两个条形框 越快越准确越圩加号跟踪输入装置的运动 第i 0 页 浙江大学颂学位论文面向老年人的袖 装置和导航方式的i 教学研究 图2 - 卜3 当按下鼠标，加号即显示在条形框内的菱形上时， 菱形可以被拖拽到另一个条形框中 拖拽任务：拖拽任务与点击任务是相似的( 见图2 - 1 3 ) 。但在拖拽的过程中， 操作者需持续按下鼠标的左键或给手写笔( 在触摸屏和手写板上使用) 的笔尖以 持续压力，方能拖拽菱形物体到另一个框内放开鼠标左键或释放手写笔笔尖的 压力，则菱形被放下。新的菱形会立即出现在刚放下菱形的那个条形框的中间。 实验设计：被试分为有经验和无经验两组，每组采用3 x 2 2 x 3 的被试内试 验，自变量为输入装置( 鼠标、手写板、触屏) 、任务类型( 点击和拖拽) 、条形 框的目标距离( a = 6 4 ，5 1 2 ) 和目标宽度【w = 8 ，1 6 ，3 2 ) 。因变量为完成时 间、正确率和主观偏好。 每位被试都需完成3 种输入装置下的2 种任务类型的6 种不同a w 组合的 操作任务，每种操作任务重复3 0 次，即完成1 0 8 0 ( 3 263 0 ) 次剥试。输入装 置的实验顺序用拉丁方平衡点击或拖拽操作顺序做随机安排。在每种操作任务 开始前，先进行1 0 次测试的训练在实验测试中，将每个点击任务延迟1 0 秒或 每个拖拽任务延迟1 5 秒耒完成视为超时错误。实验完成后，要隶每位被试完成 针对三种输入装置的主观偏好评价问卷将“非常不喜欢”记为1 分，“非常喜 欢”记为5 分 21 2 结果与分析 2121 完成任务时问 对任务完成时间进行2 2 3 x 3 x 2 五因素混合重复测量分析，结果显示：组 问设计的被试经验主效应显著( f ( 1 ，1 9 ) = 6 4 8 3 ，p o0 5 ) ，即有经验被试要显著 快于无经验被试( 见图2 - 1 - 4 ) 四个内设计因素的主效应均显著( 任务类型：只l ，1 9 ) ，1 37 9 9 ，p o 0 1 ；输入设备：f ( 2 ，3 8 ) s 4 3 9 8 ，p 00 5 ；目标宽度：f ( 2 ，3 8 ) ； 第1 i 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 9 0 4 4 ，p o 0 1 ；目标距离：足1 ，1 9 ) = 5 7 1 7 ，p 0 0 5 ) ，即完成点击任务的时间 要显著快于拖拽任务( 见图2 1 5 ) ；输入设备对完成任务时间存在显著影响( 见图 2 1 6 ) ，进一步的g 检验( 见表2 1 1 ) 发现，使用触摸屏的完成时间要显著快于鼠 标和手写板( p 0 0 5 ) ；目 标宽度和目标距离对完成任务时间影响显著，随着目标宽度加大完成时问变快 ( 见图2 - 1 7 ) ，随着目标距离加大完成时间显著变慢( 见图2 - 1 8 ) 叁 瑚 v 垦 留 球 出 镁 根 惫 掰 v 星 耆 欢 拳 毽 捉 有经验无经验 校试经验 1 习2 - t - 4 被试经验对完成任务时问的影响 任务类型 拖动任务 图2 1 - 5输入设备对完成任务时问的影响 第1 2 页 枷 淞 咖 渤 咖 辨 啪 蛐 o 4 3 3 2 2 l l o啪咖姗咖姗咖姗咖姗o 4 4 3 3 2 2 l l 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 霉 学 v 薹 善 凑 辜 疆 援 鼠标手写援触蕴羼 输入设备 图2 - i - 6 任务类型对完成任务时间的影响 表2 - 1 - 1 不同输入装置完成时间的两两比较 注：刚0 5 ；p o o l 3 s o o 狮0 0 露2 s 谬 发2 0 0 0 暴1 5 0 0 _ 疆1 0 0 0 袄 s o l1 53 2 目标宽度 图2 1 7目标宽度对完成任务时间的影响 第1 3 页 - - o - 8 - - - 0 - - 玷 o 珊 跚 砷 硼 姗 姗 啪 o 浙江大学硕士学位论文 面向老年人的输入装置和导航方式的工效学研究 肇 谬 v 置 蓍 采 a 蓦 锻 ，、 露 攒 。 塞 誊 拣 _ f 逻 袄 | 时 2 珀o o 目标距离 图2 1 8目标距离对完成任务时问的影响 l2拿 456 匿难搔数i 0 9 2 w 埘 图2 1 - 9目标宽度对完成任务时间的影响 一鬣标 - - - d - - 率写板 麓横景 菲茨定律( f i t t s l a w ) 定量地衡量了目标点击难度与目标尺寸和距离的关系 ( f i t t s ，p m