基于用户体验的教育信息可视化优化策略研究

文/靳晓晓

信息可视化是一个实现“信息的搜索、过滤、整理和呈现、并使其清晰而又有效传递”的过程。信息可视化也被广泛应用于教育领域。当下，随着“互联网+教育”创新教育理念的不断发展，MO O C、微课、直播课程、云课堂等多样化的在线教育平台日益普及，面对大规模快速增长的在线教育数据信息，人们需要借助于数据分析以及信息可视化手段，从复杂的数据中精准地获取有效信息，从而为用户提供更加科学的学习计划和管理方案。教育信息可视化有助于学生实现对知识结构的有效重构，强化自我学习与自我管理，同时也有利于教师和管理者在教学管理中进行深入的研究。

目前教育信息可视化领域的研究主要集中于可视化信息管理、可视化教学策略、信息模型构架、信息环境构建等理论和技术层面，对于可视化视觉表达方面的研究还相对薄弱，现有的应用案例仅限于一些数据表格或简单的可视化图表呈现。如何以“用户需求”为中心，设定合理的信息构架，优化在线教育信息可视化设计方案，传达更加准确生动的教育信息和知识信息，实现信息技术与教育资源的高度融合，是现阶段教育信息可视化发展的必要课题之一。

一、信息时代用户视觉认知的特点

随着体验经济和个性化学习时代的到来，教育信息可视化的服务重点应由“课程任务为中心”转向“以学生用户为中心”，以“信息—视觉—思维”的理论关系为基础，基于学生用户需求，构建合理的信息秩序，并进一步优化信息可视化表达方案。如何使用户快速借助自己的认知能力，全方位地获取信息并提高学习兴趣，这需要了解学生主体的视觉心理、视觉认知特点及信息环境特点，并进一步明确信息和行为之间的关系（如图1），才能构建出符合用户需求的可视化设计，实现信息的有效传递。信息时代用户的视觉认知特点主要有两方面。

1．碎片化短时记忆。信息碎片化和微阅读时代的到来，在某种程度上改变了人们的认知方式，人们已经习惯于迅速转移注意力，而不是持续地长时间的关注某一焦点。因此，伴随着网络课程内容的碎片化与学习时间的碎片化，枯燥乏味的信息数据已经无法得到用户的关注，反之，具有较强视觉冲击力以及多样性、趣味性的信息才容易吸引用户。因此在可视化界面中，需要将复杂的信息进行合理的组织和重构，采用碎片化、多样化的形式对知识或信息进行系统的组织分类，或重复使用相似的图形语言，以符合用户“短时记忆”的特征。

2．选择性注意。美国学者约瑟夫·克拉珀认为，人类通常有三种选择性心理：选择性注意、选择性理解和选择性记忆，人类的选择性心理主要是以知识结构、观念等形式表现出来的。在探寻信息的过程中，人们习惯通过孰知的方式来理解信息，并根据自己的需要选择性地接收信息、组织信息、确定信息的关联性。学习者对于信息资源是否接受以及接受程度如何，主要取决于这份信息资源与其自身观念和知识结构之间是否匹配。因此针对教育信息的可视化，需要充分了解学生主体的知识结构和兴趣点，寻找知识信息的关联性和系统性，合理整合为模块化的知识结构，为其匹配恰当的信息表述方式，以提高用户的接受度。

图1 用户认知模型

图2 信息可视化路径

二、构建信息可视化路径

信息构架是信息可视化设计的首要环节。信息构架是对所采集到的复杂信息进行合理的结构化分类、组织、管理和处理的过程，其主要任务是组合信息表述的要素、设定信息表述的路径、编辑信息表达的内容，从而在用户和数据之间搭建起认知的桥梁。信息构架和信息模型是否合理，直接影响着信息可视化的传达效果。因此，设计者需要以学生用户的认知能力和对信息的需求为基础，根据知识点之间的结构关系和信息的重要程度，对知识信息进行分类、分级、排序，利用合理的层级结构来建立知识信息的可视化路径，从而使学生快速有效地获取并理解信息。通过对现有的网络课程信息内容板块采集以及对学生用户需求的调查研究发现，适合网络课程教育信息的可视化路径主要有三种基本结构（如图2）。

1．线性结构。线性结构主要表现有关时间趋势的可视化，以时间流的方式呈现信息的主次关系，通常采用单一的视觉流程显示在某一特定时间范围内信息数据的变化值。例如，可以采用量化跟踪的方法，采集学生在不同时间段的学习状态以及在线课程的实时进度。

2．矩阵结构。矩阵结构主要通过单元结构的不同面积大小来表现有关比例的可视化信息，主要表现为以圆形、矩形等几何图形为主要单元结构的重复排列或自由排列，易于表现信息之间的比例关系。不同面积对比可用于展示并列层级信息之间的体量大小关系。

3．树状结构。树状结构的信息分布类似于树木的枝干结构，具有明显“中心化”的结构特点。不同层级的信息围绕“中心”采用蔓延或辐射的形式向外延展，呈现信息之间的关联性和层级关系。这种信息结构可应用于课程大纲、课程结构的描述，以及展示某类知识点之间的逻辑关系和层级关系。

三、信息可视化的视觉表达

信息可视化的视觉表达是用视觉思维对抽象信息进行视觉化的译码、转换、重组、搭建关联信息的过程，使原有的抽象数据符号化、具象化的过程。现代信息可视化设计越来越重视数据视觉元素的艺术性表达，需要在准确传达数据信息的同时，赋予可视化信息独特的意境。直观生动的信息可视化可以拉近与读者的距离，提高信息的传播效率。信息可视化的视觉表达主要体现在信息结构与图形符号、文字、色彩等视觉元素之间的关系，通过有效的视觉转换和合理的布局，快速有效地呈现信息内容。营造合理的可视化信息设计通常需要从几个方面来实现。

1．给予信息准确的视觉转换。将抽象的数据信息准确地转化为具有代表性的视觉语言，是实现信息可视化的关键步骤。视觉转换的准确性要求设计者在选择视觉编码的过程中，深入理解数据信息和图形符号之间的关系，尤其是在将抽象的概念和组织关系用具象的视觉要素进行表现时，要依据学生用户群体的审美习惯，尽量选择被用户群体所熟知的、直观的符号元素，使其符合“选择性记忆”的视知觉原理，使学生能够更好地理解并接受可视化信息的表述方式。设计者需要通过设计与数据信息相匹配的视觉符号，将抽象信息可视化、具体化（如图3）。将抽象的数据或概念进行信息切片，通过视觉对比、图形置换等手段，将其转换成具象的图形符号来传达信息，有效引导受众去接收信息。复杂的信息需要尝试多种视觉语言来实现其准确的表述，可通过调节图形、节点、线条等元素的色彩、形状、大小、位置、方向来表达数据信息之间的关系。

2．合理规划视觉流程。可视化信息的视觉流程和视觉结构设计是数字界面信息可视化设计的基本骨架，合理规划视觉流程可以提高用户阅读信息的效率，基于教育信息可视化的视觉流程规划需要考虑三个因素。

一是信息的分类和组织。可视化信息的编排和布局应按照课程信息的重要程度和学生的关注点进行合理的分类与组织，将不同层级的信息依据主次关系进行逐次呈现。根据学生用户的需要，合理安排信息的视觉层次，使信息的结构形式和视觉层次能够准确映射信息内容之间的关联。例如，在进行概念描述或课程介绍时需要采用由浅入深的线型视觉流程，在描述并列的知识信息时可采用网格编排结构。为强化信息的主次关系，可以将主要信息放在视觉焦点的位置，强化目标信息的表现力度，弱化次要信息，保证用户迅速高效地理解关键信息。

二是恰当运用信息引导符号。为了正确引导读者阅读信息，还需要适当加入信息引导符号，可以缩短信息传播路径。选择符合用户视觉流程的符号代码来呈现信息，如用箭头符号、序列符号、比例数字、量级图表等信息符号来进一步描述数据之间的关系，强化可视化信息的秩序感。

三是信息环境因素。搭建合理的视觉流程还需要考虑信息环境因素，即根据不同数字媒介载体（手机、IPa d、电脑、L E D屏等）的最佳呈现方式来选择合适的视觉流程。设计者需要以不同设备的人眼最佳视觉范围和有效距离为依据，设定界面信息可视化中的结构布局、字体大小及符号样式，合理营造数字界面中的最佳视觉区域，以实现信息的有效识读。

图3 抽象概念信息符号转换

3．视觉语言的一致性。在线教育平台上的课程门类丰富、信息量大，过于复杂凌乱的装饰符号会阻碍信息的有效传达，加重读者的阅读负担。这就要求信息可视化设计在整个平台中的应用和在被阅读过程中保持视觉语言的一致性和连续性。一是视觉符号元素的一致性，即主要的图形（具象/抽象）、符号（风格/类别）、文字（字体/字号）等单体元素在视觉设计和表现形式上尽量保持风格上的统一性。二是色彩设计的一致性，即信息界面中的色彩设计需要充分利用色彩的视知觉原理，色彩的象征意义，以及对比色和同类色之间的关系来强化或削弱色彩对比，营造和谐统一的视觉画面。三是整体风格的一致性，即在信息可视化设计的后期阶段，需要从全局把握可视化界面中视觉流程、信息布局、交互方式、视觉呈现等方面在视觉上和操作上的一致性，尽量使用符合逻辑的视觉语言，强化整体布局。

四、注重用户交互体验

目前平板电脑、智能手机等移动终端设备已被广泛应用于在线教育网络课堂中，而这些数字媒介不仅是信息发布的平台，更是用户体验的媒介。体验经济时代，在线教育平台在传授知识的同时，需要重视用户交互体验的设计和优化。界面信息可视化的交互体验可以通过三种途径来表达：感官体验（多维动态交互体验）、情感体验（营造故事情境）、个性体验（信息可视化的个性化定制服务）。

1．多维动态交互体验。数字媒体下的教育信息可视化具有动态性和交互性，动态交互式信息比静态信息更具有可读性和吸引力。随着虚拟现实（V R/A R）技术的不断进步，教师与学生之间、学生与学生之间、用户与课程之间的在线交互活动日益活跃。设计者需要结合课程内容和用户需求，整合图片、音频、视频、动画资源，将听、说、读、写等多重感官的交互体验技术融入到多元化的网络资源中，在可视化信息呈现和被浏览的过程中与用户建立互动，增强知识传播的趣味性和灵活性。就用户体验而言，多重感官的融合，多维度信息分层可以使信息可视化的呈现形式更具有吸引力。

2．营造故事情境。以学生为主体的可视化设计应该重视情景设计，面对相对枯燥的数据或知识点，可以为学生营造具有故事情景的信息可视化界面，将课程内容与实践情景交叉融合，在时间、空间等不同维度体现主题内容的连贯性，创建特定的故事情境，使知识情景化、娱乐化，以增强学习的趣味性，提升用户的体验质量。当可视化情景与学生所熟知的情景相结合时，与自己的记忆和经验相关联的信息将更容易被接收。

3．信息可视化、个性化定制服务。在现代化教育创新时代，随着大规模个性化教育平台的开放和普及，使得教育信息个性化定制服务成为必然趋势。通过对平台用户的大数据挖掘，分析不同学科门类的学生用户群体的共性特征和个性特征，包括行为习惯、审美特征、学习路径及热点知识需求等，以此为依据为不同学科的学生用户设定可视化界面的信息构架、设计元素和表现手法等，从海量信息中为其推送或定制合理的学习计划和知识模型，从纷繁的数据背后找到更符合用户需求和兴趣的设计和服务，从而提供个性化教育信息可视化的定制服务。例如，对于以视觉为主导的视觉类型和语言类型学生用户可为其定制以图像、插图、文字为主要视觉元素的可视化界面；对于动觉类型和听觉类型学生用户可为其在可视化界面中嵌入动画、视频、音频或游戏体验环节，使其在学习、娱乐体验一体化中学习和接收知识信息。交互信息可视化需要交互设计师和视觉设计师的密切配合才能实现高效的可视化动态交互体验。

五、结语

信息可视化技术为现代教育管理、教学实施提供了有利的工具，未来的在线教育将会以大数据为基础，越来越重视信息可视化的应用。通过对教育信息可视化的进一步优化，可以帮助学生梳理知识信息，提升自我学习能力，同时也有助于教师和管理者提高教学质量和管理效率。但是，教育信息可视化技术得到真正的应用和推广还需要一定的时间，需要数据分析师、编程人员、视觉设计师、教育者、管理者等各领域专业人士在技术上的密切配合，同时还需要依托于相关可视化软件的不断进步和网络平台的进一步开放才能得以呈现。未来的教育信息可视化将会更加注重信息传达的便捷性、高效性、科学性，同时也会以“用户体验”为核心，加强信息技术与视觉艺术的结合，提高可视化信息界面的艺术性、情感性和趣味性，实现资源共享、实时互动、灵活教学的现代教育方式，并全面深入地利用信息技术引领教育理念和教育T2O不断创新。

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