国外儿童搜索引擎可用性研究

张林薇（邳州市图书馆，江苏邳州221300）



国外儿童搜索引擎可用性研究

张林薇
（邳州市图书馆，江苏邳州221300）

[摘要]国外专业儿童搜索引擎研究起步较早，但至今仍没有一款能够充分考虑到儿童的运动技能和心理认知特征，可用性存在欠缺。分析国外典型的12款儿童搜索引擎，评价其在儿童运动技能和认知能力方面的优势和不足，进而提出合理化设计建议，研究成果对国内儿童数字图书馆建设具有指导意义。

[关键词]信息检索儿童可用性评价 ④加重显示

[分类号]G254.92

如今使用网络服务的儿童人数每年剧增，很多儿童利用互联网进行娱乐、沟通和交流。最近的一份报告指出，5~9岁的儿童每天平均上网时间达到28分钟。大约有60%的6~13岁儿童使用互联网，而其中70%的儿童则使用网络搜索引擎搜索所需信息，包括有关学校组织的活动、新闻和天气等实用信息；超过50%的儿童是独立进行搜索。然而，不是所有儿童都能检索成功，年龄较小的儿童遇到的困难较多，有50%的6~7岁儿童存在信息获取问题。

儿童的运动技能、认知能力都不同于成年用户。现有的搜索引擎大多数是针对成年用户设计的，在用户界面和搜索方法研发细节上都不具备针对儿童特征的可用性和科学性。因此，有必要研究符合儿童检索技能和认知心理的搜索引擎，为信息时代儿童的素质发展提供必要的网络工具。

1相关研究

一般情况下，研究已经明确基于运动技能、认知能力和知识的差异性，小学适龄儿童和成年人的搜索行为也存在差异。本节将讨论这种差异及其对搜索界面设计的影响。

1.1运动技能差异

具有使用鼠标和键盘操作能力是运用计算机进行信息处理活动的最基本条件。由于在使用过程中需要精准定位，而儿童的鼠标和键盘使用动作往往不标准，因此操作用鼠标和键盘存在困难。另外，儿童的信息处理能力较低，这种低处理能力将造成操作反应时间较长，操作性能较差。

1.1.1鼠标的使用

首先，由于目标物体越小，移动光标精确定位物体所需要的时间就会增加，这意味着较大的目标尺寸能让儿童更快地做出选择。选择显示器上某一目标，就会有一定的鼠标交互动作，而儿童在相同的时间往往无法协调拖动鼠标并保持，因此存在拖放和拖放交互困难。

其次，儿童使用多按键的鼠标也存在难度，他们往往不喜欢诸如滚动页面的复杂交互作用，因此儿童网页的长度要短，甚至只需要将重要信息列在页面顶部。

最后，为避免挫折感，儿童一般更喜欢使用鼠标简单地指向和点击网页即可得到所需信息。

1.1.2键盘的使用

大多数儿童用键盘输入字符或字母较为困难，他们不能在不看键盘的情况下（触摸打字）键入查询字符串，只能一边用眼查找字母在键盘的确切位置，一边逐字敲击键盘。因此，输入一个查询非常耗时，并且通过边看键盘边输入这种方式，儿童往往不能发现拼写错误。理想的用户界面应该提供诸如语音查询替代的方法，让儿童可以解释他们需要输入查询的信息。

另外，可以使用可触摸的接口，例如Jansen[1]提出的Ted⁃dIR可触摸接口。TeddIR系统在屏幕上提供可触摸塑像（包括人物和动物、植物等图像）帮助儿童检索他们想要的书本，而不需要手工键入关键词，有效地克服了儿童拼写困难和不易选择合适的查询关键词问题。

1.2认知能力差异

认知是“通过思想，经验和感官获取知识和理解的心理活动过程”，即认知是我们学习和思维过程中所有的心理活动。认知能力需要通过掌握和使用知识来获得，认知能力影响到儿童的信息检索行为（搜索策略和结果的选择）。

心理学家Piaget指出，认知能力的形成是建立在先前所掌握的知识和技巧的基础之上。在他看来，不同阶段的人具有的智力水平不一样，但都是在不断发展的。所以，在设计儿童信息检索系统时，要充分考虑儿童和成年人认知能力上的不同特征和区别。

1.2.1搜索与浏览

目前正在使用的搜索引擎有两种类型：基于浏览和基于关键词定向搜索引擎。在面向关键词的搜索引擎中，用户需要输入查询词；而在面向浏览的搜索引擎中，则是通过预先定义的导航类别进行的。

一些研究者认为，儿童在使用面向浏览搜索时表现出的兴趣度要高于面向关键词为导向的搜索，儿童更喜欢和善于浏览[2-3]。原因之一在于浏览搜索只需要较少的认知负载；而关键词搜索需要从大脑记忆中重新取出概念，需要更多的知识支持，而不是对提供的搜索词进行简单的识别和反应。原因之二在于浏览只需要用简单的指向和点击操作，更加适合儿童的“自然探索规律”，而关键字为导向的搜索引擎需要正确的拼写和输入。通常情况下，儿童很难找到合适的关键词，因为他们只有很少的领域知识和较少的词汇量。

很多儿童甚至不知道必须选择单一的关键词，往往输入全自然语言进行查询。即使他们明白需要输入关键词，也很难选择合适的，因为这样的选择需要较强的思维抽象能力，而一般儿童在11岁时才开始接触和学习逻辑思维抽象的概念。相反，儿童在7岁时基本就能进行分类思考，选择类别更符合儿童的认知能力水平。

通常系统同时提供面向关键词和面向浏览两种接口，可以允许儿童探索这两种可能性，并选择最适合自己能力的接口进行检索。

1.2.2回溯到首页

儿童和成年人的另一个区别是他们的导航风格。儿童单击、重复搜索、重复回到阅读过的网页的次数要高于成年人。儿童搜索行为可以描述为很多循环和回溯动作。他们常常快速略读文档，但很少关注搜索目标，这种混乱的信息检索模式称为快速冲浪，符合儿童认知能力较低的特征。

当儿童开始新的搜索时，他们往往导航回到首页。因此，系统提供一个明确的“Home”键对儿童非常有帮助。但是，即使有一个“Home”键，多数儿童还是会利用浏览器的后退按钮逐层返回。

因此，在设计适合儿童的检索系统时，搜索结果的链接不应该在一个新的窗口或选项卡中打开，因为这样会阻碍儿童利用浏览器的后退按钮回溯。

另外，将儿童检索结果存储起来能有效减少认知负载，例如，儿童搜索引擎可以提供存储机制管理中间搜索结果。

1.2.3呈现搜索结果

儿童要在搜索结果中找到最合适的答案是一个难题，儿童很难判断检索到的文档和他们需求之间是否具有相关性，这种迷茫会造成儿童情绪沮丧，因此有必要将适合儿童需要的检索结果予以呈现。

大多数搜索引擎提供的检索结果（文档或其他形式）是根据相关性排序，最相关的结果位于垂直列表的顶部，每个列表项提供文档的有关简短摘要（片段）。

网络搜索引擎的片段通常由网页标题、URL和突出显示查询关键字的简短文字摘录建构而成，简短的总结不需要儿童具有较强的阅读能力就能理解，突出的查询关键词提供了明确的相关线索。

儿童一般是在6~7岁时开始具备学习和阅读能力，直到他们长大之前，他们的阅读能力都不如成年人。但儿童对图像的理解能力却远远早于阅读。在2~7岁之间，儿童就会使用图像描述物体，因此使用文本摘要、图片或多媒体描述文档是非常有用的。Naidu研究发现，儿童普遍喜欢带有大量动物图片的网站。

另外，字体的大小是造成儿童阅读问题的另一个因素。Nielsen[4]的可用性研究报告指出，3~8岁儿童适合阅读的字体至少应为14点，9~12岁的儿童适合的字体至少是12点。

同时，需要儿童明白结果是可点击的，否则，儿童会认为这个简短的文字说明就是他们的信息需求了。不幸的是，没有任何儿童会想到点击结果。所以建议整个片段都设置为可点击区域，可增加儿童的探索机会。

如果搜索引擎返回太多的结果，儿童会有挫败感，大多数儿童只会检查其中前三项，因此在一个页面上的返回结果数目应当有所限制。

查找不到结果可能是拼写错误所导致的。研究认为，儿童在输入查询时出现拼写错误的概率是成年人的两倍。可以在搜索引擎中添加拼写矫正功能以解决这一问题。

2方法分析

笔者通过分析12个国外知名搜索引擎（主要目标群体是儿童），验证当前搜索引擎是否适合儿童的运动和认知技能。我们首先参考这一领域前人研究成果，分析搜索引擎性能并评估结果。随后，我们将基于数据分析方法，提出自己的搜索引擎设计建议和标准。

2.1搜索引擎的选择

为了能较好地综述当前有效的儿童搜索引擎特征，笔者选择7个英文搜索引擎，分别是：①onekey.com；②kids.yahoo. com；③askkids.com；④dibdabdoo.com；⑤factmonster.com；⑥kids.aol.com；⑦kidsclick.org。5个德国搜索引擎，分别是：①blinde-kuh.de；②fragfinn.de；③helles-koepfchen.de；④loopili⁃no.com；⑤dipty.com。

我们同时还分析Google[5]，并将其和主流的儿童搜索引擎进行比较。实际上最近的研究显示，儿童更加喜爱使用Google，甚至操作起来比其他专业搜索引擎更加顺利。

2.2评价

笔者的目标是分析儿童搜索引擎对儿童运动和认知能力水平的一致性，基于这个目标，给出适合儿童运动和认知能力的标准。

2.2.1运动技能标准的匹配

①按钮的大小

当按钮变得很小，精确移动光标指向按钮所需要的时间就将增加，这意味着具有较大尺寸的按钮能让儿童更快地做出选择。由于儿童掌握的精确动作技能不如成年人，设计大尺寸按钮，即使是和用户界面不协调，也是必要的。因此，我们选择按钮的大小作为评价标准之一。

通过观察各个搜索引擎主页的“搜索”按钮和主导航链接/按钮的像素（尺寸大小的衡量参数是像素），比较按钮的尺寸，计算按钮在像素宽度和高度的帮助区域面积。我们发现，对于普通儿童而言，精度为32像素targets5的按钮性能要显著优于16像素，而对于幼儿而言，则需要64像素的精度才能满足需求。由于网站的按钮形状通常不是一个圆形或正方形，我们测量了按钮的表面积s（搜索按钮和主导航按钮），并将结果分组，原则如下：s<32像素记为0（不清）；32≤s<64像素记为1（清楚）；s≥64像素记为2（高清）。

②主页的长度

使用滚动页面对于儿童来说很困难，因为他们需要使用拖和拖放或鼠标的滚轮。这两个办法不符合幼儿的运动技能。对于儿童来说，友好的搜索引擎主页面应该短且尽可能避免滚动。

我们基于21寸液晶显示器，1440×900分辨率，测定浏览器在普通视图设置下的整体效果（要求观察整个页面需要滚动操作几个屏幕才能完整显示）。归纳的结果可分为三组，原则如下：超过3个屏幕为记为0（差）；2或者3个屏幕记为1（良）；1个屏幕记为2（优）。

2.2.2认知能力标准的匹配

①搜索工具类型

目前，通常使用两种类型的搜索工具：基于浏览和基于关键字为导向的搜索工具。正如上面所讨论的，许多研究人员都认为浏览更符合儿童的认知能力。然而，同时提供两种接口类型是值得借鉴的，这可以使儿童能够更加灵活地进行搜索，扩展搜索能力的培养。我们将搜索引擎的能力分为3组，原则如下：搜索工具是面向关键词的记为0（差）；搜索工具是面向浏览的记为1（一般）；同时具备两种搜索工具的记为2（好）。

②支持回溯

儿童习惯于回溯到已经访问过的网页，且很多儿童要开始一个新的查询，往往需要回到首页。他们使用“后退”按钮和浏览器“主页”按钮非常频繁。因此，搜索界面具有一个清晰的“主页”按钮对儿童很重要。另外，新的网页不应该在新标签或窗口打开，这样会抑制儿童回溯追踪。

我们将搜索引擎是否有“主页”按钮，以及返回结果的网页是否是在新的浏览器选项卡或窗口中打开设置一个标准：两样全没有的记为0（差）；两样有其一记为1（一般）；两样全具备的记为2（好）。

③呈现搜索结果

首先，正如前面提到的，儿童常常面临着在搜索结果列表中找到最合适结果的困难，且大多数儿童为了避免滚动显示，一般只会阅读前3个结果。我们建议每个页面放置不要超过10个结果。

其次，很多适龄儿童都没有经历过正规的阅读训练，因此，较好的做法是在结果处展现一个简短的文字总结。

第三，文本大字体显示有助于儿童的阅读，说明、图片或其他多媒体的结合展示更加符合儿童的认知能力。

第四，搜索结果中的摘要文本中包含的关键词需要加重表示，可以增强结果的可读性。

第五，由于儿童输入词语时，基本都是看着键盘字母一个一个地敲击，容易敲错字母，导致查询词的错误得不到结果而产生挫折感，因此拼写检查是非常重要的。

基于这些特点，我们选择了5个标准来分析搜索引擎：结果展示数量>10、字体字号<14、没有使用多媒体辅助展示、结果中没有加重表示关键词、没有拼写检测机制记为0（差）；反之记为1（好）。

3　结果

3.1运动技能一致性

图1给出了各种搜索引擎的使用感觉评价结果。在一般情况下，结果不令人满意。没有一个搜索引擎是符合全部评价标准的。

图1　

很少考虑操作鼠标的问题。另外，很多搜索引擎的主页很长，这就需要滚动3~4个以上屏幕才能完全显示。滚动是必要的，但滚动太多页面将导致儿童积极性降低。

只有搜索引擎“kids.aol.com”提供了一个尺寸较大的搜索按钮和主导航按钮。

总之，对于儿童而言，大多数搜索引擎都不能很好地适应他们的运动技能需求，也没有提供类似Google的显著搜索优势。

3.2认知能力一致性

通过图2，我们发现只有少量的搜索引擎符合儿童的认知能力评估标准，这将引发其可用性问题。下面依据标准对每一个结果进行详细的描述。

图2　

3.2.1搜索结果的展示

最好的结果是德国的搜索引擎“helles-koepfchen.de”和“loopilino.com”。超过一半的儿童专用搜索引擎没有一个基于儿童友好的结果呈现方式，效果显著不如普通搜索引擎Google。英文搜索引擎“kids.yahoo.com”和“kidsclick.org”甚至得到了零分，分布如图3所示。

图3　

①结果数量

两个搜索引擎每页所列超过30个结果，搜索引擎“kid⁃sclick.org”总是将所有的搜索结果呈现在一个页面上，搜索引擎“kids.yahoo.com”总是在找到的结果下面提供10个附加的网络搜索结果，使得儿童选择合适的结果时不知所措。

约75%的儿童搜索引擎是将10个结果放置在一个页面上。由于儿童可以处理的信息数量要少于成年人，10个结果仍是较大的数量，且正如前面所提到的，儿童不善于页面的滚动操作。因此最好的方法是将少量最合适的结果放置在一个屏幕就能显示的页面上。

搜索引擎“dipty.de”就是没有长长的结果列表的一个很好的例子，它总是适合在一个屏幕上列举所有结果，通过结果列表下面的数字支持超链接的网页，并且给出结果的点击次数，使得儿童更直观方便进行选择。

②字体尺寸

由于要考虑到儿童较低的阅读能力，搜索引擎应该帮助儿童找到在列表中检索出来的结果。为了做到这一点，应该提供简短的摘要和大尺寸字体显示。Nielsen研究发现，14点的字体是最令儿童感到舒服的。然而，没有一个搜索引擎提供这么大的字体。相对较好的只有“fact-monster.com”，使用了12点的字体。然而，所有的搜索引擎的文本摘要却只是用9点甚至10点大小的字体显示，这使得儿童阅读和处理这些信息非常困难。

当然，较大的字体需要更多的空间来呈现结果，较小的字体可以呈现在一个页面上不滚动，总可以找到一个折中的方案解决问题。因为现在的儿童很早就开始接触和操作电脑和鼠标，有着相对较为熟练的操作能力，我们认为，大字体和结果的可观察数比是否滚动操作更重要。不幸的是，我们没有发现最近的研究论文同意或否定这一假设。

③多媒体的使用

由于2~7岁的儿童已经具有想象力，他们的认知能力能够将图标和图片融合在一起加以理解。然而只有33.3%的儿童搜索引擎使用图片阐明搜索结果。如德国的搜索引擎“helles-koepfchen.de”，每一个检索结果提供了一张图片加以说明，这有助于儿童更快地找到需要的结果。也可以使用其他多媒体类型，但没有任何一种搜索引擎融入音频或视频的搜索结果。

为了支持相关性判断，通常高亮或者加深突出搜索查询词很有必要，这样可以给予儿童一个线索了解相关结果是怎样的。12个儿童搜索引擎中有7个考虑到这种特性。“Google.com”也采用了高亮表示结果。

⑤拼写校验

有50%的儿童搜索引擎考虑到了拼写和打字错误问题，其中3种搜索引擎实现了自己的拼写检查工具，另外3种调用了谷歌拼写检查的API程序。

3.2.2浏览和搜索的比较

许多研究人员都认为，选择预先定义的类别（浏览）比选择关键词输入模式能更好地符合儿童的认知技能。笔者所评价的搜索引擎有50%除了提供关键字搜索模式之外，还附加提供了浏览模式。另外50%的搜索引擎只提供关键词为导向的搜索模式，正如Google一样。

3.2.3导航风格

儿童在检索时喜欢回到主页开始新的搜索，儿童搜索引擎应包含一个明确的“主页”按钮，便于返回主页。然而，只有16.6%的儿童搜索引擎提供了清晰可见的主页按钮。

一般情况下，儿童也常习惯使用浏览器的后退按钮，返回到上一个页面。因此，新的页面不应该以新窗口或标签形式打开，这样会抑制回溯。大多数儿童搜索引擎都考虑到了这点，只有33.3%的搜索引擎是采用在新标签或窗口中打开链接网页。

4　结语

儿童使用互联网和网络搜索引擎完成多种任务，为他们提供必要的搜索工具以取得检索成功非常重要。在信息检索系统的设计中要始终考虑到儿童的认知和运动技能的发展和成年人有所不同，儿童需要情感上的支持和成功的感觉，否则，他们很容易感到无助，甚至自卑。

笔者对国外现有的典型的儿童搜索引擎进行了可用性评价。一方面，包括网页搜索按钮、回溯按钮的大小和首页的长度，都可以作为儿童运动技能的评价标准。另一方面，支持后台跟踪和展示搜索结果可以作为儿童认知能力的评价依据，取决于搜索结果的数量、字体的大小、多媒体的使用，关键字是否高亮和是否具有拼写检查功能。而有些标准是相互制约的，如字体大小、结果的数目和滚动之间存在矛盾。有一个大的字体，就没法将太多的结果放在一个页面上展示，从而避免滚动。但大字体需要更多的空间，结果的呈现数量则较少。在设计时必须统筹考虑，选择一个折中的方式。

研究结果表明，当前的儿童搜索引擎设计时并没有完全考虑适应儿童的认知和运动技能。很多专业儿童搜索引擎提供的功能并没有超过普通搜索引擎Google的优势。搜索引擎不具备适应性将导致儿童搜索时产生迷茫。因此，设计儿童搜索引擎不仅要考虑内容适合儿童，而且要考虑其内涵以及搜索界面本身是否能得到儿童亲近。为了设计友好的界面，需要更多的研究，笔者目前只是对当前国外儿童搜索引擎的可用性进行了量化，提供了一个基本要素的定量分析。一些其他的可用性问题仍需要继续探讨，例如儿童认为什么是可点击的，应该如何进行界面元素排列等。未来将通过用户验证，丰富和完善现有工作成果。

参考文献：

[1] Jansen. M，Bos. W，Hiemstra. D. TeddIR: Tangible infor⁃mation retrieval for children[C]//Proc. of the 9thinternation⁃al conference on interaction design and children，ACM，2010: 282-285.

[2] Bar-Ilan. J，Belous. Y. Children as architects of Web di⁃rectories: An exploratory study[J]. Journal of the American Society for Information Science and Technology，2007 （6）: 895-907.

[3] Duarte Torres. S，Weber. I. What and how children search on the web[C]//Proc. of the 20thACM international conference on information and knowledge management，2011: 393-402.

[4] Nielsen，J. Children’s Websites: Usability issues in de⁃signing for kids[R]. Jakob Nielsen’s Alert box，2010:1-8.

[5] Kammerer. Y，Bohnacker. M. Children’s web search with Google: The effectiveness of natural language queries[C]// Proc. of the 11thinternational conf. on interaction design and children，New York，USA: ACM，2012: 184-187.

张林薇女，1974年生。大专学历，馆员，副馆长。研究方向：读者服务与阅读推广。

收稿日期：（2015-06-09；责编：王天泥。）