基于灰色层次分析法的老年人APP用户体验评价研究

李永锋，侍伟伟，朱丽萍



基于灰色层次分析法的老年人APP用户体验评价研究

李永锋，侍伟伟，朱丽萍

(江苏师范大学机电工程学院，江苏 徐州 221116)

为了提高老年人APP的用户体验水平，提出一种基于灰色层次分析法(AHP)的老年人APP用户体验评价模型。首先，构建用户体验的评价体系；接着，通过AHP计算评价指标的权重；最后，采用灰色关联分析法(GRA)将用户体验的评价指标整合为灰色关联度，从而根据灰色关联度选择最优方案。以移动医疗APP作为案例，结果表明基于灰色AHP的APP用户体验评价模型可以有效地评价老年人APP的用户体验水平，为设计决策提供依据。

用户体验；层次分析法；灰色关联分析法；老年人；APP

随着移动互联网的普及，手机APP已经成为人们生活中的一部分，伴随着人口老龄化，越来越多的老年人开始使用手机APP。生理机能的衰退使老年人的大脑功能出现了不同程度的退行性改变，影响了与产品交互过程中的运动反应、记忆认知、以及思维反应等[1]。目前，许多APP的设计缺乏对老年人生理和心理层面的考虑，导致老年人不能顺利地使用，由此引发了人们对于APP用户体验的关注。

老年人APP用户体验的研究可以分为两类[2]：一类是从交互行为的角度出发，分析老年人与APP交互的特征，探索老年人APP设计的形成性研究；另一类是从整体的角度出发，综合考虑老年人APP的用户体验水平，辅助设计决策的总结性研究。现有研究主要集中在形成性方面，如文献[3-5]通过不同方法对老年人APP进行分析，分别提出了可供参考的启发式设计原则。关于总结性方面的研究主要侧重于网页设计[6]或产品设计[7]，而APP设计则相对较少，网页设计与产品设计在用户体验上与APP设计有很大的不同[8]。本研究将从总结性研究的角度出发，对老年人APP用户体验的评价方法进行探索。

灰色关联分析法(grey relational analysis，GRA)是一种分析离散数组关系的量化方法，该方法非常适合“外延明确，内涵不清晰”的“小样本、贫信息”的系统决策[9]，这与用户体验的性质非常契合。此外，由于用户体验的各构成因素之间并非是等权重的，因此在分析评价信息时，还需考虑老年人用户对于不同评价因素的偏好，层次分析法(analytic hierarchy process，AHP)是一种能够将用户对不同评价因素的主观态度转化为量化权重的有效方法[10]。目前，很少有研究结合GRA与AHP进行APP用户体验的设计评价。

本研究提出基于灰色AHP的老年人APP用户体验评价模型，先采用AHP获得老年人对不同评价指标的偏好权重，再通过灰色关联分析法将所有评价指标的表现整合为灰色关联度，进而依据灰色关联度进行设计决策。本文以移动医疗APP为例进行案例研究，并对其方法进行验证。

1 理论背景

1.1 用户体验

用户体验是指用户与产品或系统交互时所涉及的全部内容，包括用户在使用一个产品、系统或服务之前、之中和之后的所有认知、想法和情感[11]。文献[12]认为可以从可用性、审美性以及享乐性等方面研究用户体验；PARK等[13]以移动设备为例验证了文献[12]的观点，并从行为体验、感知体验和价值体验三个维度构建了用户体验的评价模型，该模型非常符合用户对产品的认知过程。

本研究以PARK等[13]所提出的用户体验层级模型为基础，建立适合于老年人APP用户体验的评价体系，再应用AHP和GRA进行设计评价。

1.2 层次分析法

AHP是SAATY[14]提出的定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法，该方法的主要思想是将复杂系统分解为若干层级和若干要素，对两两要素之间的重要程度进行比较判断，建立判断矩阵，通过计算判断矩阵的最大特征值及其特征向量，求得不同因素的权重。AHP是一种能够将用户的定性态度转化为量化权重的有效分析方法，在设计决策中得到广泛应用[15]。

在AHP的比较判断过程中，由于单个老年人对于用户体验的经验认知可能会存在一定的局限，从而影响了评价结果的客观性，而群体决策方法，通过整合来自不同用户的认知态度，可以有效地弥补单个用户评价过程中的不足[16]。本研究将群体决策思想融合于AHP中，对老年人APP用户体验的偏好权重进行分析。

1.3 灰色关联分析法

灰色系统理论[17]是我国学者邓聚龙创立的，主要解决信息不完全、行为模式不确定、运作机制不清楚等情况下的问题。灰色系统理论中的GRA通过线性插值的方式，将影响系统因素的离散行为转化为分段连续的折线，并依据折线的几何特征构造样本关联程度，再根据关联程度评价系统整体水平，目前GRA已成功运用于许多研究中[18-20]。本研究以GRA为基础进行老年人APP的用户体验评价，主要原因如下：

(1) 灰色系统理论非常适合外部信息清晰、内部信息不清晰的问题，用户体验系统属于典型的灰色系统。本研究试图通过已知的主观评价与客观绩效来探索具有不确定性的老年人APP用户体验评价问题。

(2) 通过GRA进行用户体验评价时，不需要大量的样本，设计师仅依据少量且离散的评价信息就可以评价用户体验，并能获得重要的设计线索。

(3) 通过使用GRA，设计师可以依据已获取的信息推断方案的灰色关联水平，了解方案之间的相对关系程度，从而可以有效地弥补主观判断的不足。

2 研究方法

本文提出一种结合AHP和GRA的老年人APP用户体验评价模型，其架构如图1所示。首先构建用户体验评价体系，接着通过融合群体决策思想的AHP对评价体系中的指标进行权重分析，然后依据评价指标的权重，通过GRA将用户体验评价试验的各指标数据整合为灰色关联度，依据灰色关联度大小进行方案优先排序，得到最优方案原型。

图1 研究方法的架构

2.1 老年人APP用户体验评价体系的构建

本研究以PARK等[13]所提出的用户体验评价模型为基础构建用户体验的评价体系，由于该模型的评价指标均是主观的，为了对用户体验进行全方位的研究，本研究采用将主观评价与客观评价相结合的方式[14]，增加了任务成功、任务时间、错误次数、迷失度和易学性等评价指标，并对原评价模型中的指标围绕APP的设计评价进行修正。

2.2 评价指标的权重分析

评价指标的权重分析包括5个步骤：设计问卷并调查、建立判断矩阵、计算特征值及其特征向量、一致性检验以及融合群体决策的指标权重计算。

(1) 调查问卷中的尺度分为：同等重要、稍重要、颇重要、极重要以及绝对重要，其对应评价数值的1、3、5、7、9，而2、4、6、8则为相邻尺度的中间值；同理，劣势比较也可以分为9个尺度，分别赋予1/9~1的比重值。

(4) 一致性检验采用一致性指标(.)和一致性比率(.)，如式(3)和(4)所示，当两者的值均小于0.10时，表示一致性满足要求。

2.3 老年人APP用户体验评价试验

2.3.1 试验样本的生成

以老年人生理和心理诉求为基础，通过焦点小组法对老年人APP使用场景下的各个行为接触点进行分析，总结出相应的设计要素，并参考相关文献和设计规范，得到老年人APP设计要素表，最后通过正交试验设计法从全部设计要素的类型组合中确定出有代表性的组合，并参照市场上主流的产品，从中筛选出典型方案，将其作为试验样本。

2.3.2 用户体验评价试验

邀请老年人被试者进行用户体验评价试验，依据所构建的评价体系对用户体验进行度量，其中对于主观评价项目的度量采用7阶李克特量表(1代表非常不同意，7表示非常同意)。

2.4 试验结果的灰色关联分析

采用GRA对试验结果进行分析包括5个步骤：

(1) 定义样本比较数列。按照方案的序号，将用户体验评价试验的结果定义为比较数列，其中为方案的序号，X()代表第个方案在第个二级指标下的评价值

(2) 比较数列无纲化处理。由于用户体验各指标之间的量纲可能不同，因此需要进行无纲化处理，如式(8)，即通过除以第列调节数列()，以保证所有数列的得分位于区间[0,1]。

(3) 定义样本参考数列。依据评价指标的性质在比较数列中找出最理想值，构成新的数列，将其定义为参考数列0。

(4) 计算灰色关联系数(0)。灰色关联系数反应了各设计方案的无量纲化数值与最理想数值之间的关联程度，其公式如下

其中，为分辨系数，其值通常取0.5。

2.5 最优方案的确定

依据测试样本之间的灰色关联度大小对方案进行优劣排序。如果r≥r，则表示方案x优于方案x，据此逻辑确定最优方案。

3 案例研究

伴随着养老需求的增加以及医疗服务供需矛盾的加剧，在“互联网+”的时代背景下，移动医疗发展迅速，越来越多的老年人开始尝试使用手机APP对健康进行管理，因此本研究选择老年人移动医疗APP作为案例进行研究。

3.1 老年人移动医疗APP用户体验评价体系的构建

在文献[13]所提出的用户体验评价模型的基础上，结合老年人生理和心理诉求以及移动医疗产品特性，构建了老年人移动医疗APP用户体验评价体系，该体系共包含15项评价指标，如图2所示。

图2 老年人APP的用户体验评价体系

对以上评价体系进行信度分析，结果显示其Cronbach’s系数为0.938，即信度满足要求，因此该评价体系是正确可靠的，可用于老年人移动医疗APP的设计评价。

3.2 用户体验评价指标的权重分析

共邀请了32名被试者，其中男16名，女16名，平均年龄64.3岁，标准差0.92。首先要求被试者对同一层面下的评价指标进行两两比较，得到评价指标的判断矩阵；再依据式(2)求出评价指标的权重向量及其特征值；接着将特征值带入式(3)和(4)进行一致性检验；然后根据式(5)和(6)对通过一致性检验的权重进行群体化整合，求出评价指标的相对权重；最后依据层次结构，将评价指标的相对权重值与上层维度的相对权重值相乘得到评价指标的绝对权重，结果见表1。

表1 老年人移动医疗APP的评价指标权重

3.3 老年人移动医疗APP用户体验评价试验

3.3.1 移动医疗APP试验样本的生成

结合所构建的评价体系以及相关文献[21-22]，通过焦点小组法和因果分析法对移动医疗场景下的各个行为接触点进行分析，共总结出了13项设计要素，每种设计要素均具有3种类型，见表2。

采用正交试验设计法，通过27(313)正交表从全部组合中选择27款具有代表性的设计要素组合，然后再参照市场上主流的移动医疗产品Epocrates、WellDoc、春雨医生、好大夫在线、丁香医生、以及杏树林，最终确立了6款典型的设计方案样本，如图3所示。

3.3.2 移动医疗APP用户体验评价试验

邀请36名老年人(男18名，女18名，平均年龄63.8岁，标准差0.92)作为被试者，所有被试者均具有2年以上的移动产品使用经验。要求被试分别对6款设计方案进行评价，为了平衡试验中的练习效应，对评价顺序进行了随机化处理。试验时先让被试对移动医疗APP的感知体验进行评价，接着让被试者按照快速问诊、查找专家咨询问诊、预约挂号、查看健康任务、查看健康资讯、查看健康档案、查看检查报告、检测血压的顺序完成规定任务，并记录用户的行为表现，最后要求被试者对移动医疗的价值体验进行评价。用户体验评价试验的结果见表3。

表2 老年人移动医疗APP的设计要素

图3 老年人移动医疗APP的试验样本

表3 老年人移动医疗APP样本试验数据

3.4 老年人移动医疗APP试验结果的灰色关联分析

将6款老年人移动医疗APP设计方案的试验数据通过式(7)转化为比较数列，并根据式(8)对比较数列进行无纲化处理得到1～6，再依据评价指标的性质在所有无纲化数列中挑选最理想值，组成参考数列0，最后依据式(9)分别求出6款老年人移动医疗APP方案的灰色关联系数01~06

3.5 老年人移动医疗APP最优方案的确定

通过灰色关联分析的结果可以发现，方案4的灰色关联度最高为0.95，代表其用户体验水平最好；其次是方案2、方案3以及方案1，其灰色关联度分别为0.64、0.63、0.60；最后是方案6和方案5，其灰色关联度为0.52和0.51。即方案4>方案2>方案3>方案1>方案6>方案5，因此方案4为最优设计方案。

4 讨 论

各设计方案用户体验评价指标的灰色关联系数如图4所示，从图中可知，方案4在行为体验和价值体验层面优于其他5款方案，而方案1虽然在感知体验层面优于方案4，但在实际使用过程中用户遇到了较多的障碍，影响了价值层面的体验，最终用户体验水平并不理想。该结果与文献[14]的观点相似：行为体验在用户体验中扮演着基础性作用，审美性以及情感体验扮演着动力性作用，即设计师应当将更多的精力放在产品行为体验层面，在行为体验得以保证的前提下再考虑如何融入人性化元素以满足用户的感官和情感体验。在试验后的用户访谈中也得到一些对APP设计有用的线索。例如，在有用性维度(A4)，内容式样会影响老年人用户对于APP有用性的评价，用户表示相比于“用户点评”和“语音互动”，更信赖“专家权威”的内容式样；在关系维度(C4)，老年人期待能够在APP上产生交流，且更偏向“小而美”的社交关系，相比于“功能型”和“社区型”，“亲友型”的平台属性更易构建老年人与产品之间的关系，并产生推荐行为。

图4 老年人移动医疗APP试验样本用户体验评价指标的灰色关联系数

根据试验结果，在设计过程中应当注意以下3点：①设计师应当将更多的精力放在老年人行为体验上；②老年人在决策方式上倾向于专家意见，因此以专家的形式提供信息更具说服力；③老年人对孤独较为敏感，通过设计让他们与重要的小型社交圈保持沟通，是维系老年人与产品关系的重要手段。

本研究所提出的老年人APP用户体验评价模型，可以帮助设计师有效地进行设计决策。该模型不仅适合于移动医疗APP，也同样适用其他APP，但需要围绕产品的具体特点，对APP的设计要素进行重新分析，并对用户体验的评价体系进行修正。

5 结束语

随着人口老龄化的加剧以及移动互联网技术的成熟，老年人APP的用户体验在移动产品开发设计中越来越重要。本研究提出基于灰色AHP的老年人APP用户体验评价模型，该模型采用了融合群体决策思想的AHP，有效地整合了不同用户的偏好权重，依据偏好权重，使用GRA将多维度的用户体验评价指标整合为灰色关联度，从灰色关联度出发进行设计决策。本研究所提出的评价模型可以有效地评价老年人APP的用户体验水平，帮助设计师在候选方案中找到最优的设计原型，并获得有价值的设计线索。后续研究可引入年轻用户作为对照，分析老年人用户体验与年轻人用户体验之间的差异，为老年人APP的设计提供更为细致的设计指南。

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Research on the User Experience Evaluation of APP for the Elder Based on Grey AHP

LI Yongfeng, SHI Weiwei, ZHU Liping

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou Jiangsu 221116, China)

To improve user experience (UX) level for the elder, this paper proposes an evaluation model of UX of APP for the elder based on grey analytic hierarchy process (AHP). Firstly, an evaluation system is built. Second, the elderly preference weights for evaluation indexes are investigated by AHP. Finally, the criteria of UX are integrated into grey relational grade by using grey relational analysis (GRA) to obtain optimal design. A mobile health application was chosen as a case study. The result indicates that the grey AHP-based evaluation model can be used to evaluate the UX level of APP for the elder effectively, and designers can achieve insights for decision making of design.

user experience; analytic hierarchy process; grey relational analysis; the elder; APP

TB 472

10.11996/JG.j.2095-302X.2018010068

A

2095-302X(2018)01-0068-07

2017-05-18；

2017-07-26

教育部人文社会科学研究青年基金项目(15YJCZH245)

李永锋(1979–)，男，陕西富平人，副教授，博士。主要研究方向为产品设计、人机交互、感性工学等。E-mail：yflidr@hotmail.com