用户认知的信息检索研究与应用

用户认知的信息检索研究与应用

对认知信息检索的德尔文的意义构建理论、贝尔金的ASK理论、威尔逊的信息行为模型、萨拉萨维克的认知相关性层次模型、英格沃森的认知观和基于整合认知理论的信息检索模型等理论及模型分别进行评述，得出结论：基于整合认知理论信息检索具有较好发展前景，认知信息检索需要与系统导向和用户导向的信息检索不断融合，形成统一的认知信息检索系统。

标签：认知；分面搜索；交互

1 概述

随着数字技术不断发展，网络承担起教育和学习的重担，如何利用网络检索来更有效的得到自己所需的信息已成为亟待解决的问题。认知心理学家研究主要是通过探测人的思想进行信息检索，模拟假设的认知功能与计算机算法，并观察不同认知水平的用户在搜索时所产生的不同行为。

信息检索[1]（Information Retrieval）是跨学科的，主要是基于计算机科学，信息科学和认知心理学。信息检索所对应研究的科学领域是搜索文档，因为查找文档的内部信息也就是搜索结构化的数据库（例如：数字图书馆）或者网络。与此同时，将计算机科学和心理学应用到认知的信息处理模型中，开发了一门新的研究领域叫人机交互，这一领域包括简单人类行为的认知模型。在信息检索和人机交互这两个主要的研究领域中，以用户行为作为主要研究重点的信息搜索已经成为一个重点研究搜索的现象。从1977年德梅（Marc de Mey）首次提出认知观概念至今，出现了众多的需要进行梳理和总结的研究成果，文章的主要目的是介绍基于认知信息检索研究的进展。

2 信息检索理论的认知方法

认知科学认为，认知是人们适应周围环境以生存的必要条件。人类的认知一般包括：认识、组织、同化和处理外环境信息的能力。具体来说，认知是一种思想过程，它包含有注意、知觉、思维及记忆等。总之，认知是人们为了适应环境的需要而获得和应用信息的个体能力。

认知观[2]最早由美德提出：“任何信息的处理，无论是知觉的或符号的，都是通过信息处理设备，由人的世界模型或概念体系实现的”。在人类信息处理中，世界模型由个人的认知空间组成，该空间包括动态和交互认知结构。个人认知空间是由当前认知结构和多年社会和历史情境所带来的经验所决定的。在自动信息处理中世界模型是动态的，而不是独立的。

文章认为，信息检索是认知观和社会认知观/整合认知理论在信息检索中的应用，以认知科学方法研究信息检索者认知空间、信息检索系统的信息空间及交互界面，是与传统系统导向信息检索和用户导向信息检索相区别的检索范式。

3 基于认知的信息检索主要模型

德梅的认知概念为认知信息检索提供了基本假设：信息检索过程存在交互作用，信息传递与接收都存在知识结构的变化，并以改善知识结构为目标。信息检索的实质是用户认知结构的改善。下面针对相关理论和模型分别进行分析。

3.1 世界模型

对于人类来说，随着时间的推移和阅历的增加，认知水平是在不断发生变化的。在世界模型中，认知会“自由落体”到语义水平和词汇语言。结果导致交流信息的任何意图和意义都立即消失，必须得重建，即接受者通过这些前提来参与通信行为。在语言层面的沟通，我们有标志。如：语言、图像或者文本字符串，这是人类认知结构转换所产生的。正如之前所说的，信息处理所产生的行为是通过人类行为或者相似的机器行为来实现的。沟通的标志还停留在语言层面上，就是根据个体的世界模型和实际的问题空间以及不确定性来解释接收者的认知状态。在认知观点下，我们可以观察到对信息检索来说两个最基本的特点：（1）在信息检索中的不确定性和不可预知性；（2）在通信信息中，任何假设、意义和意图不仅是重要的而且也是不断持续的。

3.2 信息搜索过程模型（ISP）

ISP模型[3]在1985年首次出现，然后慢慢地被丰富起来。起初，Kuhlthau开发了一个信息搜索过程的整体模型，该模型将情感、认知和身体经历的不同阶段融入到了信息检索中。该模型处于对在信息搜索任务中，学生行为的兴趣。其可分为七个阶段，每一个阶段都涉及到三个领域中的一个或者更多，这三个领域包括情感、认知和行为。

3.3 认知模型

Hill和Hannafin提出，如果模型在搜索行为中给出了大量的有趣信息，在特定心理过程中，认知模型会涉及到困难的解释和能力的预测。

Ingwersen提出，从一些动态交互过程所产生的信息行为，将会在多个层面上产生用户的认知空间[4]，和数字系统的信息空间。利用这些信息行为的多重表示，Ingwersen建立了一个交互模型，不仅适用于用户和电子系统，也适用于用户和系统的信息对象。该模型主要了解了现行的信息系统和发生在用户和系统之间的互动认知过程。

在同一时段，Saracevic也阐述了信息行为的分层交互模型[5]，该模型首先假定了用户与计算机系统交互的目的是为了使用信息。该模型分为三个层次：（1）表层：系统界面和终端用户的交互层；（2）认知：文本内容的交互层；（3）情形：提供最初问题时的情境。他的模型与Ingwersen的模型有很大的相似性，包括：表层，通过命令和查询与系统进行交互；认知层，用户与系统输出交互；情形层，

用户在给定的情境下或者问题所产生的信息以及问题的解答进行交互。

4 结束语

虽然基于认知观的信息搜索模型研究由来已久，但关于信息搜索和搜索模型尚未解决的问题仍然存在。虽然有关信息检索的研究有助于揭示用户怎样在不同类型信息检索系统中进行交互，但是只有极少的针对用户研究的成果应用到信息检索系统的设计当中。面向用户的研究和面向系统的设计还有很大的差距，我们应把针对用户研究的设计原则纳入并应用到信息检索系统的设计和评价中。

参考文献

[1]Sacco， G. M. Dynamic taxonomies and guided searches ， J. of the American Society for Information Science and Technology， 57：6， pp. 792-797， 2006.

[2]Sacco， G. M. Uniform access to multimedia information bases through dynamic taxonomies， IEEE 6th Int. Symp. on Multimedia Software Engineering， （ISMSE’04），2004：320-328.

[3]陈波.基于开源全文检索系统Solr的OPAC分面浏览[J].应用实践，2007，11：72-75.

[4]E. Oren， R. Delbru， and S. Decker .Extending Faceted Navigation for RDF Data[C]. ISWC 2006， LNCS 4273， pp. 559-572.

[5]王莉，高仲利.基于分面导航理论的RDF数据的持久化研究[J].计算机工程与应用，2010，46（9）：130-133.

孙少华（1986，3-），河南漯河，硕士研究生，电力通信，工程师。