夏婷， 張宜靜，2， 鄭奇鋒， 周佳*

(1.北京建筑大學機電與車輛工程學院， 北京 102616； 2.清華大學工業(yè)工程系， 北京 100084； 3.重慶大學管理科學與房地產(chǎn)學院， 重慶 400044)

醫(yī)院智能終端是設置在醫(yī)院中，用于優(yōu)化醫(yī)院流程的自助服務終端，它可提供就診卡發(fā)放、自助掛號、取號、檢查報告打印等多種功能[1]。它設置的目的是解決醫(yī)院排長隊的問題，提高患者就醫(yī)體驗等。但實際卻存在以下兩個問題。一是醫(yī)院智能終端各自不同，沒有統(tǒng)一的設計。用戶在使用不同醫(yī)院智能終端時會面臨重新學習的問題，而這點對于老年人而言，學習新事物的成本效益比更大，導致老年人的交互效率更低[2],用戶體驗不佳。二是老年人對醫(yī)院智能終端的使用率很低。這是由于老年人身體和認知能力的下降[3]。會給智能產(chǎn)品的使用帶來困難，而當前智能產(chǎn)品設計人員并沒有關注老年人群體[4]，使得老年人使用智能產(chǎn)品時遇到障礙而不愿意使用[5]。

信息架構的深度和寬度一直是許多實證研究的主題，被一些研究人員認為是在設計信息架構系統(tǒng)時必須考慮的最重要的方面。Parkinson等[6]、Snowberry等[7]的研究認為，搜索時間隨著深度的減少而縮短。Sepp?l?等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，深度影響參試者的操作錯誤率。Showberry等[9]的研究指出，菜單深度增加，用戶的認知負荷會加重，在菜單中搜索時會失去方向感，從而增加搜索時間?，F(xiàn)有的關于信息架構的研究主要是基于電腦網(wǎng)頁[10]、手機菜單[11]。對于公共場所的智能終端研究較少,尤其是醫(yī)院智能終端[12]。智能產(chǎn)品的老年用戶越來越多，這就需要在信息架構的設計中考慮老年人的心理需求和認知特點。

因此，現(xiàn)針對醫(yī)院智能終端的可用性問題，探討信息架構深度對老年人操作績效和過程的影響。設計以信息架構深度為自變量的單因素組內(nèi)實驗，研發(fā)實驗原型任務平臺，招募11名老年人開展實驗研究，并對任務完成時間、錯誤率、方向迷失等結果進行分析。研究結果可為醫(yī)院智能終端信息架構設計提供理論參考。

1 研究方法

1.1 問題提出

研究首先對6家醫(yī)院的智能終端進行了使用現(xiàn)狀調(diào)查，發(fā)現(xiàn)不同醫(yī)院的智能終端的界面設計、信息架構、操作流程均不相同。對66名老年人進行了醫(yī)院智能終端使用情況問卷調(diào)查，結果發(fā)現(xiàn)，老年人使用醫(yī)院智能終端常用的前4項功能是自助掛號、自助繳費、預約取號、打印報告。老年人使用這些功能時會出現(xiàn)操作問題，主要是操作邏輯不清楚導致錯誤操作、操作步驟煩瑣導致放棄使用等；這些操作問題與信息架構深度過深或是界導航難理解優(yōu)化。另外，老年人在使用智能終端時會出現(xiàn)方向迷失。Zaphiris[13]在信息架構的深寬比例研究中發(fā)現(xiàn)，架構過深或者過寬，會使老年人更容易在操作過程中迷失。此外，終端界面還存在字體太小、功能布局不合理等問題。大多數(shù)可用性問題都與信息架構有關。因此，從醫(yī)院智能終端的信息架構進行分析，探究信息架構深度對老年人操作績效和過程的影響。

1.2 實驗設計

本研究共招募了11名參試者，年齡范圍在60～69歲。實驗采用線下操作智能平板方式進行，以便采集參試者操作過程的全部數(shù)據(jù)。

1.3 實驗平臺及任務

不同醫(yī)院的智能終端所具有的功能均不相同，但都具有自助掛號、預約取號、自助繳費、打印報告、信息查詢、綜合服務6項主要功能，而且不同醫(yī)院智能終端的6項功能的信息架構、操作流程、交互界面不相同。因此對不同醫(yī)院信息架構進行了總結提煉，設計出了一個可反映大多數(shù)醫(yī)院智能終端操作步驟的信息架構，如圖1所示。

根據(jù)對醫(yī)院智能終端信息架構的分析，參考了Zaphiris[13]、Jacko等[14]和Larson等[11]的研究中關于信息架構的深度設計，設計了架構深度分別為2、4、6、8的4個實驗任務，分別是自助掛號、自助繳費、預約取號、瀏覽醫(yī)生信息。實驗的架構深度即為操作任務的頁面數(shù)量，每個頁面中完成一次點擊任務，具體的實驗任務及操作步驟如表1所示。

表1 實驗任務列表Table 1 List of experimental tasks

1.4 實驗材料和設備

實驗共包含2個實驗原型，分別為1個培訓原型、1個任務原型。2個原型在Axure RP 8軟件上完成設計，并被安裝在智能平板的主屏幕上作為2個獨立的圖標。培訓原型用于在實驗正式開始前進行培訓，掛號、取號、繳費、信息瀏覽各一次，共4次任務培訓，讓老年人熟悉設備的操作和實驗流程。在正式實驗前，進行了兩次預實驗，參試者為23歲的年輕人，以檢驗實驗原型是否存在問題。根據(jù)預實驗的結果對實驗原型的字體和界面背景色進行了調(diào)整，最終得到滿足正式實驗需求的原型。

實驗中使用了Microsoft surface go智能平板電腦，屏幕分辨率為1 800像素×1 200像素,屏幕尺寸為10 in(1 in=2.54 cm)。智能平板電腦主要用于模擬醫(yī)院智能終端的操作界面，運行實驗程序，執(zhí)行實驗任務。并使用自帶的錄屏工具，錄制參試者在平板電腦上執(zhí)行實驗任務的時間、操作路徑等反應數(shù)據(jù)。

1.5 測試指標

實驗有3個測試指標，分別為任務完成時間、錯誤率和方向迷失，同時還觀察了參試者操作過程中無效點擊情況。任務完成時間是從參試者點擊界面中的“開始”按鈕的時刻開始計時，到完成所有操作步驟結束計時，由錄屏工具進行記錄。方向迷失通過頁面迷失度和迷失問題兩部分統(tǒng)計。頁面迷失度通過式(1)進行測量[15]，迷失問題指參試者在執(zhí)行任務時的操作詢問和錯誤返回。錯誤是指參試者在操作時發(fā)生的任何無效點擊、出錯和返回，錯誤率是參試者總錯誤操作次數(shù)與總操作次數(shù)的比值。

L=sqrt[(N/S-1)2+(R/N-1)2]

(1)

式(1)中：N為操作任務時所訪問的不同的頁面數(shù)目；S為操作任務時訪問的總的頁面數(shù)目，其中重復訪問的頁面記為相同的頁面；R為完成任務時必須訪問的最小的(最優(yōu)的)頁面數(shù)目。

1.6 實驗流程

正式實驗開始前，實驗人員向參試者介紹實驗的目的、流程、需完成的實驗任務等。然后參試者填寫知情同意書和基本資料問卷。最后參試者進行簡單的觸屏操作練習。

在熟悉實驗流程和設備的操作后進入正式實驗，每個實驗任務需1～5 min，全部實驗完成需要10～20 min。參試者按照實驗任務的順序依次進行實驗。每個任務制作成一張任務卡。任務卡上寫有任務的操作具體步驟及任務目標，參試者閱讀并理解任務內(nèi)容后點擊“開始”按鈕，屏幕會呈現(xiàn)所需任務的操作界面，參試者根據(jù)任務內(nèi)容執(zhí)行操作。一個任務完成后需拿取下一張任務卡，直到4個任務全部完成。任務的操作沒有時間限制，每個任務間可自己安排休息時間。

任務全部完成后對參試者進行簡短的訪談，詢問在操作中遇到的困難，了解老年人的想法。

2 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 24.0軟件對收集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。采用有Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗對數(shù)據(jù)進行分析。

2.1 任務完成時間

首先進行了描述性統(tǒng)計，如表2所示，結果顯示：任務1完成時間11.80 s,任務2完成時間21.73 s，任務3完成時間34.45 s，任務4完成時間78.45 s，分別對應醫(yī)生信息瀏覽、預約取號、自助繳費、自助掛號。深度為2瀏覽醫(yī)生信息任務完成時間最少，深度為8掛號任務完成時間最多?？?cè)蝿胀瓿蓵r間為146.43 s。

表2 任務完成時間描述統(tǒng)計Table 2 Descriptive statistics of task completion time

進而對數(shù)據(jù)進行了正態(tài)性和方差齊次性檢驗，采用SW檢驗(Shapiro-Wilk test)檢驗數(shù)據(jù)的正態(tài)性，結果顯示只有任務1、任務2和任務3通過了正態(tài)性檢驗。采用Levene檢驗測量數(shù)據(jù)的方差齊性，結果顯示在顯著性水平為0.05的水平下方差非齊性。因此，不能采用方差分析方法進行數(shù)據(jù)分析，采用了非參數(shù)分析方法(Kruskal-Wallis檢驗)，檢驗結果顯示，4種不同深度的任務完成時間存在差異(H=35.691,P=0.000)。結果表明信息架構深度顯著影響任務完成時間。

2.2 錯誤率

首先進行了描述性統(tǒng)計，如表3所示，結果顯示：錯誤主要集中在任務2、任務3、任務4，分別對應深度4、6、8。深度為2的任務出錯率最低(0)，深度為8的出錯率最高(11.4%)?？偛僮麇e誤率為7.27%。

表3 不同任務錯誤率對比統(tǒng)計Table 3 Comparison statistics of error rates of different tasks

進而對數(shù)據(jù)進行了正態(tài)性和方差齊次性檢驗，采用SW檢驗檢驗數(shù)據(jù)的正態(tài)性，結果顯示任務2、任務3和任務4均沒有通過正態(tài)性檢驗。采用Levene檢驗測量數(shù)據(jù)的方差齊性，結果顯示在顯著性水平為0.05的水平下方差齊性。因此，不能采用方差分析方法進行數(shù)據(jù)分析，采用了非參數(shù)分析方法(Kruskal-Wallis檢驗)，檢驗結果顯示，4種不同深度的任務完成時間不存在差異(H=3.000,P=0.392)。

2.3 方向迷失

Smith發(fā)現(xiàn)頁面迷失度得分小于0.4時，參試者不會顯示出任何可觀察到的迷失方面的特征，頁面迷失度得分大于0.5時，參試者就會出現(xiàn)迷失特征[14]。通過式(1)計算出所有參試者頁面迷失度均小于0.4，即從定量分析的角度上，參試者不會顯示出明顯的迷失特征。但是在實際的操作中，有7名參試者出現(xiàn)了10次操作詢問，平均每人1.43次操作詢問，3名參試者出現(xiàn)了3次錯誤返回，平均每人1次錯誤返回。這表明，老年人在使用醫(yī)院智能終端時，即使信息架構深度不深，也會存在方向迷失情況。

2.4 無效點擊

在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，參試者在任務操作過程中出現(xiàn)多次無效點擊的情況，即點擊無交互效果的文字或?qū)Ш?、錯誤的操作按鈕等。如表4所示，任務1操作較簡單沒有出現(xiàn)這種情況，但是預約取號、自助繳費、自助掛號3項任務共出現(xiàn)了11次無效點擊。尤其是任務4，選擇科室、選擇日期、選擇時間3個頁面都出現(xiàn)了無效點擊，這表明在掛號操作這一環(huán)節(jié)，還存在較多可用性問題，不便于老年人使用。并且參試者在選擇科室、選擇日期、選擇時間3個頁面停留時間較長。實驗結束后對參試者進行訪談得知，老年人出現(xiàn)這些情況的原因是不知道哪些是可點擊區(qū)域，希望有人指導。

表4 無效點擊情況統(tǒng)計Table 4 Statistics of invalid clicks

3 結果討論

結果表明：信息架構深度會顯著影響老年人的操作績效和過程，具體總結與討論如下。

架構深度顯著影響任務完成時間(H=35.691,P=0.000)。信息架構深度越深，老年人操作的完成時間越長，錯誤率越多。這與信息架構深度和老年人的短期記憶有關。當信息架構深度較淺時，頁面上整合的信息較多[16]。減少了翻看頁面搜索信息的時間，也避免了老年人采用短期記憶來記憶更多信息；當信息架構深度增加時，操作頁面增多[17]，老年人需要去記憶的信息也增多[18]。但老年人的短期記憶和認知資源有限，導致了時間增多、錯誤率增加。因此，為了減少老年人的任務完成時間和錯誤率，除了降低信息架構深度以外，還可以通過提高界面元素的操作可識別性，使老年人在眾多頁面信息中，快速地識別目標信息。而且建議老年人最好避免單獨操作頁面多的任務，因為太多的操作頁面會增加他們的認知負荷[19]；或是老年人使用智能終端時有醫(yī)護人員在旁邊指導操作。

老年人在使用醫(yī)院智能終端時常出現(xiàn)方向迷失的情況，即會出現(xiàn)錯誤操作返回、不會操作多次詢問等。究其原因，一是智能終端的信息架構與老年人的心智模型不一致[20]，影響了老年人的方向感。二是老年人對界面導航理解困難，導致操作時無法方便快捷地獲取所需的信息[21]。因此，為了提高老年人的方向感，設計者在構建信息架構時，應該符合老年人的認知特點，如減少操作頁面中的操作步驟數(shù)量等[22]；或是在界面中添加可以快速檢索的標簽，通過使用關鍵字搜索高效地達到目標。

參試者在任務操作過程中出現(xiàn)多次無效點擊情況。這與界面中的按鈕設計、文字等界面交互元素有關，導致了老年人無法準確判斷出界面中的可點擊元素?，F(xiàn)有的智能終端終按鈕的設計大多為扁平化設計，扁平化設計失去了交互元素的可點擊信號，會使老年人群體產(chǎn)生認知障礙，導致使用時不能確定哪些是可以點擊的，而哪些不可以點擊[23]?？捎眯怨こ虒＜襈ielsen[24]在 Windows8 系統(tǒng)的可用性測試中發(fā)現(xiàn)，扁平化元素讓用戶很難發(fā)現(xiàn)哪些元素可點擊而哪些不可以。對交互元素添加漸變、陰影等擬物化設計效果，能夠使用戶對交互元素的識別效率和點擊正確率有明顯提高[25]。因此，為了減少無效點擊的情況，提高老年人對按鈕、文字等交互元素的辨識，可以適當?shù)貙缑嬖剡M行擬物化設計，以提升產(chǎn)品的用戶體驗。

4 結論

探究了醫(yī)院智能終端的信息架構深度對老年人操作績效和過程的影響。通過實驗數(shù)據(jù)分析和討論，得出如下結論。

信息架構深度影響了老年人的操作績效和過程。架構深度顯著影響了任務完成時間。架構深度越高，操作錯誤率越高。由實驗結果可知，最適合老年人的信息架構深度為2層。

界面交互設計會影響老年人對可點擊元素的判斷。因此，為了讓老年人能快速且準確地找到按鈕，可以對按鈕的布局進行優(yōu)化，置于操作頁面的左側(cè)?；蚴菍⑽淖衷O計為可點擊的按鈕，以便老年人能通過多個按鈕完成相同的任務。

設計者可以對界面中的按鈕、文字等交互元素進行優(yōu)化設計。設計者在設計頁面中的信息排布、信息架構的寬度時應該考慮老年人的認知特征，以降低老年人的認知負荷，提高操作績效。