网络搜索行为分析系统的实现及应用效果探究*

谭金波



网络搜索行为分析系统的实现及应用效果探究*

谭金波

（山东师范大学传媒学院，山东济南250014）

文章阐述了网络搜索行为分析系统的设计方案、实现过程和应用效果评价。该系统能够自动记录、分析学生网上解决问题的历程，并通过可视化的方式呈现搜索行为，从而协助教师发现学生在搜索过程中存在的问题，为教师针对学生个体提出合理的搜索策略建议提供依据。为了验证该系统的有效性，70名中小学教师和200名初中生参与了实验。实验结果表明，该系统获得了教师和学生的认可——教师对系统的易用性、功能性、适用性和满意度评价较高，学生则对系统的易用性和有用性评价较高。

网络探究学习；搜索行为分析；问题解决

一 问题的提出

随着信息技术的发展，基于网络的探究性学习活动在小学、中学、大学得到大力推广，教师经常会在课堂教学中整合网络学习活动，学生则经常会上网搜索资料。以往的研究发现：学生在搜索信息的过程中会产生一系列问题，如学习资源的选择、处理网页信息的技巧等，这都与学生使用的信息搜索策略有关。Hess[1]认为，学习者的认知策略尤其是信息处理能力，决定了其在互联网上的搜索是否成功；而信息搜索策略使用的障碍，也会阻碍学生探究性学习活动的顺利展开。因此，网络探究性学习活动的顺利实施，需要教师观察、分析学生在学习过程中的信息搜索行为，以清晰地判断出学生使用的信息搜索策略孰优孰劣。

目前，对学生信息搜索行为评价的研究主要有两种方法：①采用评价量表的方法，让学生完成搜索任务后填写问卷或以访谈的方式反馈其搜索行为，如Tsai[2]开发了信息搜索策略量表（OSSCI），通过问卷的方式评价学生使用的搜索策略；Hu等[3]在咨询专家和访谈学生的基础上，开发了大学生信息搜索行为评价量表。②采用技术辅助手段记录学生的搜索行为，通过观察的方法来判断他们的搜索策略，如She等[4]、Tu等[5]都是运用屏幕录像软件记录学生的搜索行为，Dimopoulos等[6]、冯佳等[7]开展了基于浏览器日志分析的搜索行为研究。

搜索策略量表的评价方法能够解释完成搜索任务的思维模式。以问卷调查为例，它是一个能够在大范围收集数据的既简单又快速的方法，然而它收集的数据不能精确地表示个体的真实搜索行为。再如观察法，它能够直接评价个体的搜索行为，然而用它来分析数据非常费时，常常存在研究样本量少、研究过程复杂等问题，难以大范围推广。所以，为了让教师能对学生利用搜索引擎解决问题的学习行为进行精确、定量的分析，评估学生利用搜索引擎的表现，发现学生的搜索策略问题，开发一款能够记录学生在线信息搜索行为的“网络搜索行为分析系统”便势在必行。

二 网络搜索行为分析系统的设计

1 系统整体架构

系统设计的目的是能够满足学生利用搜索引擎解决问题的需求，以及教师能够了解学生搜索过程与查看问题回答情况的需求，系统结构如图1所示。在该系统中，教师作为后台管理者，能够管理学生信息，设置主题与问题；学生选择相应的主题可进入做题模式，利用系统提供的搜索代理入口提交关键词进行检索，每一次检索过程通过如下四个模块完成：①搜索代理模块将关键词提交给搜索引擎；②搜索数据处理模块对搜索引擎反馈的结果数据进行过滤、重组和分页，将搜索结果网页呈现给学生，学生浏览网页回答问题；③搜索行为记录模块主要负责采集、量化学生在网络搜索过程中的操作行为信息，并存储到行为数据库中；④搜索行为分析模块主要负责对行为数据库中的数据进行提取、加工，实现对学生网络搜索行为的实时统计分析，以帮助教师获取学生的搜索行为。

图1 网络搜索行为分析系统结构

2 系统的功能模块设计

系统包括三类用户：①系统管理员，拥有最高权限，可以进行如下操作：负责所有注册用户的信息管理，进行角色与权限设置；负责所有学习主题或问题的管理；负责所有学生采用搜索引擎进行问题解决的过程管理。②教师，可以进行如下操作：录入并管理本班的学生信息；设置学生需要学习的主题或回答的问题；查看学生回答问题的答案和搜索问题的过程；分析学生的问题解决能力与搜索策略使用情况；及时发现学生在搜索过程中存在的问题。③学生，可以进行如下操作：选择授课教师设置的主题，回答该主题下的相关问题，通过系统的搜索代理查找答案，然后在回答框中回答问题；答题前可以查看搜索范例；搜索过程中如果发现有价值的网页，可以添加到书签中，方便后面查阅。该系统的具体流程如图2所示。

图2 网络搜索行为分析系统流程

三 网络搜索行为分析系统的实现

1 学生端系统的实现

学生在网站首页输入用户名、密码，验证成功后，进入系统界面如图3所示。该界面的主要功能分为三部分：左侧为问题回答区；右上方是问题搜索区，可以输入搜索关键词；右下方是搜索结果呈现区，包括标题和相关网页信息，点击标题，可以看到所链接的网页内容。

图3 学生端系统界面

2 教师端系统的实现

教师在网站首页输入用户名、密码，验证成功后，进入管理系统界面。该界面左侧是管理功能面板，包括“我的面板”和“学习管理”两个模块——“我的面板”包含教师个人信息、密码的设置与修改功能；“学习管理”包括试卷管理、考试评价、学生管理等功能，其考试评价界面如图4所示。考试评价界面反映了教师对学生问题解决过程的管理，通过此界面入口，教师可以查看每个学生回答所有问题的作答情况、学习过程及量化指标的统计分析结果。

图4 考试评价界面

图5 学生对所有问题的作答情况列表

（1）点击图4中的“回答”超链接，会出现如图5所示的网页。通过此网页，教师可以看到该生回答选中主题下的所有问题的答案，也可以对学生的答案打分。

（2）点击图4中的“过程”超链接，会出现如图6所示的网页。通过此网页，教师可以查看该生使用搜索引擎查找不同问题时的搜索过程。系统记录了学生每次操作的时间与事件，如输入关键词的时间与内容，浏览网页的时间、标题、超链接与摘要信息，浏览搜索引擎反馈结果的时间、在答案栏里操作的时间与内容等信息。

图6 搜索行为记录

（3）点击图4中的“指标”超链接，会出现如图7所示的网页。通过该网页，教师可以查看、分析系统自动对该生搜索所有问题的搜索关键行为所进行的统计。在前期研究的基础上，本研究定义了15个搜索关键行为，主要包括输入关键词的次数、浏览结果的时间、采用/未采用/重复阅读网页的次数与时间、精读/略读网页次数与时间等。通过搜索行为统计分析，教师可以获知学生的关键词使用能力、信息选择能力、阅读能力和回答问题能力。

图7 搜索行为统计分析

四 网络搜索行为分析系统的应用效果评价

1 实验设计

为了验证网络搜索行为分析系统的有效性，本研究邀请了70名中小学教师和200名初中生来试用该系统。实验开始前，本研究制作了系统操作演示视频，从易用性、有用性两个维度共7个题项设计了学生对系统试用效果评价的问卷，同时从易用性、功能性、适用性与满意度四个维度共13个题项设计了教师对系统试用效果评价的问卷，问卷中的每个题项都采用李克特自评式5点量表计分。

实验过程如图8所示。首先，被试需要观看系统操作演示视频，掌握系统操作的流程。然后，学生登录学生端系统，对系统设置的问题进行搜索、浏览网页、找寻答案、回答问题等操作；教师先以学生角色登录学生端系统，完成与学生类似的任务，然后以教师角色登录教师端系统，试用教师系统的功能。最后，被试完成操作后，分别填写问卷评价系统的试用效果。

图8 实验过程

2 教师评价结果与分析

在参加实验的70名中小学教师中，男教师有27名，女教师有43名——这些教师都有上网经验，且80%的教师每周上网时间都在10小时以上。教师对系统的评价结果如表1所示，其总评价的均值高（mean=4.56）、标准差小（SD=0.55），说明所有教师对系统的认可度比较高，并且意见比较统一。

表1 教师对系统的评价（N=70）

（1）“易用性”因子考察教师用户操作系统的难易程度，包括2个指标。该因子的均值为4.72、标准差为0.42，表明教师认为该系统操作起来很便捷；而其指标分析显示：97%的教师认为该系统界面简洁、易于操作，90%的教师认为不需要花费太多时间与精力去学习如何使用该系统。

（2）“功能性”因子考察教师用户对该系统主要功能的评价，包括学习过程记录、搜索行为监督、答案评价等三个指标。其指标分析显示：93%的教师认为该系统能够记录学生的答题情况，87.2%的教师认为该系统能够细致地记录学生的在线学习过程，77.1%的教师认为该系统能够提供有价值的学生搜索日志。该因子的均值（mean=4.43）低于其它因子，其原因可能在于该系统设计的搜索日志分析指标过多，教师难以理解。

（3）“适用于教师”因子考察该系统对教师用户开展网络探究式教学的帮助作用，包括3个指标。其指标分析显示：94.3%的教师认为该系统有助于教师对学生的答案打分；88.6%的教师认为该系统有助于教师了解学生回答问题的过程，也有助于教师发现学生在搜索行为上存在的问题。

（4）“适用于学生”因子考察教师评价该系统的功能是否有助于学生开展网络学习，包括3个指标。其指标分析显示：90%的教师认为该系统记录搜索过程的功能有助于学生集中注意力解决问题，促使学生不会做与学习无关的事情，同时有助于提高学生的问题解决能力与信息搜索能力。

（5）“满意度”因子考察教师将来重复使用该系统的愿望，包括2个指标。其指标分析显示：87.1%的教师表示会在开展网络探究式教学时应用该系统，85.7%的教师表示会推荐给其他教师。

3 学生评价结果与分析

考虑到学生的信息技术水平、课业压力等因素，本研究选取的200名被试来自于初中一、二年级——这些学生均有上网经验，也都使用过搜索引擎，并且78%的学生每周上网时间超过5小时。学生对系统的评价结果如表2所示，其总评价的均值高（mean=4.47）、标准差小（SD=0.53），说明学生对系统的接受度比较高。

表2 学生对系统的评价（N=200）

（1）“易用性”因子考察学生对系统操作技能的掌握情况，包括3个指标。该因子的均值为4.61、标准差为0.51，说明大多数学生认为操作该系统不存在什么问题；其指标分析显示：94.5%的学生认为操作该系统很容易，91.5%的学生认为不需要花费太多时间与精力去学习如何使用该系统，92%的学生则认为使用该系统搜索信息是件容易的事情。

（2）“有用性”因子考察该系统对学生的学习起哪些帮助作用，包括4个指标。其指标分析显示：92%的学生认为该系统能促使他们将注意力集中在学习内容上（这个指标的调查结果与上述教师的评价比较一致），83%的学生认为该系统能帮助他们提高信息搜索能力，78.5%的学生认为该系统能帮助他们提高问题解决能力，77.5%的学生认为该系统能帮助他们找到丰富的学习资源。该因子的均值（mean=4.37）低于“易用性”因子的均值（mean=4.61），其原因可能在于：一方面，有的学生还没有掌握良好的搜索策略，故难以找到所需要的学习资源；另一方面，目前学生使用的系统只能完成搜索答案、回答问题的功能，因而学生对该系统能否提高他们的信息搜索能力与问题解决能力存在困惑。

总之，教师向学生反馈解决问题的网络搜索行为，同时在分析学生网络搜索行为的基础上提供恰当的搜索策略，能够提高学生的信息搜索能力与问题解决能力——而这，正是本研究设计网络搜索行为分析系统的初衷。

五 总结

在网络探究学习环境下，学生经常需要上网查询资料来完成学习任务，其搜索效果如何一直是研究者关注的问题。为此，本研究设计并实现了一款能够自动记录、分析学生网上解决问题的历程，并能够实现信息搜索行为的可视化测量的网络搜索行为分析系统。实验结果表明：该系统获得了教师和学生的认可——大部分教师认为，该系统基本实现了既定目标，有助于教师了解学生上网搜索资料回答问题的过程、发现学生在搜索策略方面存在的问题；而大部分学生认为，该系统有助于他们集中注意力解决问题。至于如何将搜索行为统计的数据以语义的方式呈现给用户、如何使该系统更好地实现提高学生问题解决能力的功能等，这些将成为后续研究中重点关注的问题。

参考文献：

[1]Hess B. Graduate student cognition during information retrieval using the World Wide Web: A pilot study[J]. Computers & Education, 1999,(1):1-13.

[2]Tsai M J. Online information searching strategy inventory (OISSI): A quick version and a complete version[J]. Computers & Education, 2009,(2):473-483.

[3]Hu D H, Che D. Developing the information-seeking behavior scale for undergraduates[J].Chinese Journal of Library and Information Science, 2013,(1):78-96.

[4]She H C, Cheng M T, Li T W, et al. Web-based undergraduate chemistry problem-solving: The interplay of task performance, domain knowledge and web-searching strategies[J]. Computers & Education, 2012,(2):750-761.

[5]Tu Y W, Shih M, Tsai C C. Eighth graders’ web searching strategies and outcomes: The role of task types, web experiences and epistemological beliefs[J]. Computers & Education, 2008,(3):1142-1153.

[6]Dimopoulos K, Asimakopoulos A. Science on the web: Secondary school students’ navigation patterns and preferred pages’ characteristics[J]. Journal of Science Education and Technology, 2010,(3):246-265.

[7]冯佳,张云秋.基于浏览器日志分析的探索式搜索行为研究[J].图书情报工作,2014,(11):13-20、129.

编辑：小米

Realization and Application Effect of the Internet Search Behavior Analysis System

TAN Jin-bo

This paper elaborated the design scheme, implementation process and application effect of the internet search behavior analysis system. This system can record and analyze students’ online problem-solving process automatically, and presented the search behavior in a visual way, thus helping teachers find the problems existing in the students’ search process, and providing basis for teachers in the offering reasonable search strategy to the individual students. To verify the effectiveness of this system, 70 primary and middle school teachers and 200 middle school students were selected to participate in the experiment. The results shown that the system was accepted by the teachers and students. The teachers thought highly of the system in the aspects of usability, functionality, feasibility, satisfaction, students highly valued its usability and usefulness.

web-based inquiring learning; search behavior analysis; problem solving

G40-057

A

1009—8097（2016）07—0099—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2016.07.015

本文受全国教育科学规划教育部青年课题“学习者网络信息搜索的行为特征及其策略建构研究”（项目编号：ECA130376）、国家级大学生创新创业训练计划项目“网络信息搜索行为的捕获与分析”（项目编号：201510445062）资助。

谭金波，副教授，博士，研究方向为信息检索与计算机教育应用，邮箱为yttjb@163.com。

2015年12月5日