农业专业知识服务系统用户交互研究

李一开，叶飒，寇远涛

（中国农业科学院农业信息研究所，北京 100081）

1 引言

受疫情影响，当下用户通过线上知识服务系统获取信息的需求量增大，然而，目前用户获取信息资源不平衡、不充分的问题突出，即使用者难以在短时间内搜索到准确信息。Elsevier2019 科研用户调研显示，搜索与阅读均分科研时间，每周搜索文献时长超过4小时，阅读文献时长超5 小时，2011—2019 年，文献阅读量减少10%，但查文献时长增加11%，这体现了用户交互需进一步优化提升精准性。

目前国内外用户交互研究和实践丰富，开展了多领域多维度研究。但是，知识服务系统用户交互处于理论研究和前期探索阶段，具有相对封闭性、割裂性、单一性、单调性、机械性和繁复性等特征；现有理论架构和实践不足，用户交互的系统探索亟待加强。

农业知识服务是知识服务领域的重要组成部分，其需求面广，包括农业科研人员、企业、政府等，提供高效便捷的多维信息咨询等服务，国际上针对农业知识服务需求的平台有E-ROSA、AGINFRA+、Ag-Gateway、BrAPIFARMWAVE 等，满足农业领域的研究和创新，致力于促进和实现农业向数字农业的过渡；国内搭建的具有代表性的农业知识服务系统是农业专业知识服务系统，提供 “普惠+专题+定制”[1]的服务，其相关理论研究较为丰富，系统实践完善多层次多方位展开，当然，在用户交互层面有待进一步优化。

本文调研国内外知识服务系统，设计知识服务系统用户交互框架，依托知识服务系统中具有典型性且农业知识服务需求迫切的中国工程科技知识中心建设项目 “农业专业知识服务系统”，实现其用户交互优化，填补领域研究空白，为今后农知系统用户交互的完善提供指导。

2 用户交互研究进展

2.1 理论研究

目前用户交互相关理论研究主要集中在对于概念的界定、影响因素和设计原则等方面。①概念：交互[2]划分为人机与人际交互两维度，LIU 和SHRUM[3]提出，交互是点对点交流或群体交流互相影响，并作用于信息媒介和客体。②影响因素：2008 年网络用户信息交互行为，邓小咏等[4]首次提出并研究，冯钰[5]提出交互是用户获取信息资源最普遍行为，王晰巍等[6]认为用户信息需求和思想动机影响交互。用户交互受行为控制，行为受认知和习惯影响，认知和习惯则依赖于心理和动机。③设计原则：简单、安全性、重复数据的处理兼顾、有用性、可用性和正向反馈[7]。

2.2 技术支撑

用户交互技术，主要分为输入端与输出端，多元用户群体、用户情绪化设计，基于网络挖掘用户深层次需求等。①输入端交互基于眼动、面部信息、声音和手势感官等：利用眼动跟踪技术，考虑区分眼动的无意识和有意识[8]；智能终端收集目标用户的面部图像和声音信息，基于感官互动的阅读，通过手势交互获得用户意图。②多元用户群体的信息行为，考虑老年人特征[9]。③用户情绪化设计，针对痛点，优化信息传递，提升交互操作体验等一系列情感化、拟人化、人本化的手段正向引导、利用、缓解情绪。④基于网络的用户交互设计，以用户为中心的系统体系[10]；网络交互界面3 种隐喻设计[11]：生活体验、角色设定和虚拟情境型；为网络用户[12]提供个性化自主交互式信息服务模式，伴随网络技术进步，用户服务理念重视，知识服务系统用户交互定能实现创新可持续发展。

2.3 实践应用

用户交互应用于商业和基础建设领域等，可借鉴其节点交互和评价，建立用户奖惩机制、增强社群认同感和优化UI 界面等，完善知识服务系统的用户交互。①商业领域：海尔网络化360 度用户交互体验模式[13]，用户主动利用云交互，参与从企划到营销的全价值链360 度节点交互和评价，形成体验持续优化的闭环自运转系统；个性化的音乐推荐[14]，提高用户满意度与产品竞争力；知识付费平台建立用户奖惩机制，增强用户荣誉感和社群认同感，实现社群价值最大化。②基础建设领域：数字图书馆知识发现系统用户交互[15]，“资源、技术、服务和用户” 四维一体系统服务；保证电网安全性的用户侧友好互动[16]；科学高效医疗服务体系[17]以医疗信息为基，用户为中心，智能感知、网络信息交互和大数据处理等技术为支撑，实现患者与医方（即医务工作者、医疗机构和设备多主体）互动；国外聚焦于探求社交媒体中患者行为特征[18]，制定在线医疗过程中医学生行为指南[19]；国内研究虚拟健康社区信息公开意愿的因素，医患双方知识交换效果[20]和评估用户知识贡献行为与贡献度[21]等；在教育领域，基于5G+增强现实的人体解剖教学方法，在虚拟现实空间中构造人体模型，实现用户与虚拟物交互。

3 知识服务系统用户交互现状分析与框架设计

3.1 知识服务系统现状分析

基于上述用户交互理论研究，结合知识服务系统用户交互理论层面缺乏系统性总结，故而选取PC 端和移动端国内外典型知识服务系统，从资源、技术、服务层3 方面，横向对比用户交互现状，为设计知识服务系统用户交互框架提供研究基础。

PC 端：医药卫生健康知识服务系统、中国知网和WOS；移动端：道客阅读，现状分析如表1 所示。

表1 知识服务系统比较Table 1 Comparison of knowledge service systems

3.2 理论框架设计

根据上述知识服务系统现状分析、参考文献《大数据环境下农业知识服务协作体系探索与实践》[22]中的农业知识服务协作体系，并与科研团队讨论，笔者设计出理论框架，将知识服务系统用户交互分为人机交互与人际交互两部分（图1）。

图1 知识服务系统用户交互图Fig.1 User interaction diagram of knowledge service system

3.2.1 人机交互

人机交互包括3 个维度，资源层、技术层和服务层。

（1）资源层是指知识服务系统提供的信息资源维度，主要包括信息的准确性、相关性、及时性和多样性，信息来源、呈现和获取方式等。信息准确性，用户使用知识服务系统，获得资源与服务的精准反馈；相关性，提供尽可能详尽的相关信息资源，并按照相关度顺序排列；及时性，响应和更新速度快、实时满足科研探索等需求；多样性，形式多样，视频、音频和文字；来源多元，经专业筛选；呈现方式，图片、音频和视频直观简明，用户可获取更多信息，提高科研效率等；获取资源方式包含全文、链接和原文传递等，保护知识产权的同时便捷用户。

（2）技术层包含语义检索和隐私保护。语义化、智能化检索方式，推荐算法时考虑到用户隐私，使用隐私保护技术。为保护敏感和机密数据设计算法模型，对于用户隐私偏好分析，进行隐私声明，尊重用户的知情权，用户勾选信息被有效保护，在用户授权的情况下提供服务。

（3）服务层包括页面展示维度（视觉和听觉）、功能维度、应用场景以及情绪化设计的考量。

页面展示维度（视觉、听觉）：视觉层面，知识服务系统页面设计符合操作习惯和生理心理需求，包括一致性、准确性、合理性。①一致性。统一页面整体的风格色彩、字体大小、排列规律，符合知识服务系统科研人员用眼习惯。②准确性。准确传达知识服务系统设计者用意和用户操作需求，导航功能应以动画、文字等形式呈现，方便搜寻所需资源；同时用户使用系统操作不便时，可建立反馈机制，如在线咨询。③合理性。知识服务系统的页面布局以及设置清晰合理、人性化，核心功能或内容尽可能调大字体或者加粗，多使用图片形式呈现，保护视力。听觉层面，清晰性，知识服务系统提供的视频音频资源，应保证语速适中或可倍速。

功能维度（感知的有用性和易用性）：感知有用性，使知识服务系统功能使用率高，如搜索功能；感知易用性，与知识服务用户易使用操作，符合科研人员及普通用户习惯，简明便捷。

应用场景维度包括知识服务系统使用时的时间状态、网络状态、地点状态、任务状态以及使用终端。①时间状态，多在工作时间；②网络状态，视频图片信息，用户更多在WIFI 网络状态下浏览；③地点状态，在办公室、书房、教室和工作区域等效率较高的地方，使用移动端则多在交通工具上等环境；④任务状态，用户处于急需答案或时间充裕；使用终端，PC、APP 和微信小程序多应用场景。

情绪化设计，用户与知识服务系统交互时，产生情绪化诉求，针对痛点和需求，优化设计侧信息传递，便捷交互操作，将情绪正向引导、利用和缓解，从而达到优化体验等目的。

3.2.2 人际交互

人际交互包括线上和线下两种形式：①线上包括点对点（用户间的转发、分享），社群分享（包括直播）以及跨软件多平台（第三方）分享；②线下包括大众传播以及用户个体间交流，大众传播包括会议推广，个体间交流是指定期座谈会或用户间线下交流。

4 农业专业知识服务系统用户交互现状与优化

4.1 现 状

4.1.1 用户需求侧分析

本节从以及用户交互满意度（动态层面）和用户特征（静态层面）两方面对用户需求侧分析，用户特征分析采用百度统计图解的方法，用户交互满意度调研通过调查问卷方式进行。

（1）用户交互情况调研。面向农知系统用户，根据2.3.2 的知识服务系统用户交互框架设计问卷，采用问卷星发放调查问卷（https://www.wjx.cn/vm/eOH4IOq.aspx），调研使用者的真实需求以及操作偏好，分析农知系统用户交互下，用户获取利用信息资源与服务的整体情况、具体需求和问题，也为本文后续的农知系统用户交互的完善提供支撑。

调查问卷分为三大部分开展调查：一是用户对于农知系统人机交互的满意度；二是用户对于农知系统人际交互满意度；第三部分是建议，共计16 题。本次调查回收有效问卷80 份，调查样本符合农知系统主要受众人群分布，结果如下：①用户对于农知系统的整体使用感较为满意，总分为3，总体满意度为2.87；②人机交互层面，系统的页面展示满意度为75%，有待优化提高，对于系统的响应和更新速度实时满足科研探索等需求、提供的音视频清晰度满意度为100%，其他几项均为87.5%；③人际交互层面，用户对于线上的满意度有待提高，满意度为75%，线下满意度为87.5%；④建议部分是继续完善审核审批流程、上线AOP、多些内容等。

（2）用户特征分析。农知系统百度统计分析，选取2021 年4 月30 日至2021 年5 月29 日，30 天的数据进行趋势分析和访客分析，为优化农知系统用户交互提供系统支撑。

趋势分析分为按日和按时分析：按日分析（图2），节假日周末休息时，浏览量和访问数下降，工作日浏览量访问数增加，平均访问时长为2 分50 秒，用户停留时间较长。跳出率为55.53%，可能用户快速找到了所需信息或者未找到，迅速跳出；按时分析，6 点到10 点，访问量增长，10 点以及14 点达到峰值；工作时间浏览量和访问量较大，证明用户一般是在工作时间访问系统，即可在工作时间前实现信息资源的更新，用户可感知系统实时性。

图2 按日趋势分析Fig.2 Daily trend analysis

访客分析：直接访问量较大，证明农知系统有固定的用户群体，用户使用较为稳定；大多数访客使用PC 端访问；访客性别男性占比较大，高学历用户量大；新访客占比大，用户对于登录意识薄弱，页面设计可加强引导，访问一页的访客是总访客的一半多，访问时长1～3 分钟占比为一半多，证明大多数访客有一定时间，处于认真访问阶段；工作时间使用较多，网络环境良好，一般是在办公场所的科研人员使用，根据访客的使用时间以及各模块信息的页面情况分析可得工作任务较多；可根据用户特征，从页面设置、信息等维度针对性的予以优化完善。

4.1.2 系统侧分析

根据知识服务系统用户交互，应用于农业知识服务系统，从资源层、技术层、服务层剖析人机交互与人际交互。

（1）资源层。农知系统资源信息由权威机构发布，准确真实；相关性：系统内部资源关联度有待提高，无法完全实现一站式检索等；及时性：更新及时；多样性：呈现形式多样，文字、图片和视频等；来源多元，收录中文期刊论文、外文期刊论文、OA 期刊论文、科技成果、农业专利、行业报告、科学数据和统计数据等资源；获取方式包含万方快链、全文链接和请求原文等。

（2）技术层。农知搜索语义化智能化不足，隐私保护技术欠缺以及浏览器兼容问题。①农知搜索语义化智能化不足：无法根据用户的IP 或者登录等历史记录，给予用户关键词或者热词的提示；若无检索结果，缺乏可提示用户替换检索词或为用户提供相关检索词。②隐私保护技术欠缺，农知系统构建 “用户画像” 进行 “精准推送” 服务，缺少为用户提供不针对用户特征的选项或用户拒绝途径；缺乏系统主动对隐私行为与偏好分析，易陷入数据 “可用性” 和 “私密性” 的隐私悖论。③用户用不同浏览器查看或登录农知系统，显示效果应统一，但存在的浏览器兼容问题使得不同浏览器对同一段代码解析不同[23]，页面显示不同；浏览器使用不同的内核和处理思路：第一，浏览器版本越老，存在问题越多[24]；第二，浏览器不同，内核、标准和实现方式都存在差异[25]；第三，程序员设计代码不规范，使不兼容现象更凸显。

（3）服务层。从页面展示、功能维度和应用场景3方面对于农知系统服务层进行分析。①页面展示：首页信息过于丰富，页面过长，无相关动画导航，用户易失去耐心。②功能维度：功能互动性和用户参与度有待完善，用户登录后的 “个人中心” 页面功能较为单一。③应用场景：农业知库公众号和微信小程序，缺乏可识别农作物或者农作物病虫害等相关知识应用的小程序，方便用户操作等；线下，缺少农知系统交流研讨会和沙龙活动，把握用户需求。

4.2 优化设计

4.2.1 优化人机交互

（1）资源层。根据用户交互情况调研结果，系统的页面展示满意度为75%，需完善农知系统信息资源的呈现方式和交互动线设计等，实现用户使用友好目标。实现内部资源整体联动，进入系统分为有明确需求用户和无目的用户，前者直接使用 “农知搜索” 或前往专题；后者首页为主要浏览动线。用户交互动线设计要遵循 “互相关联跳转，系统整体联动” 原则，浏览点击连续，提高知识曝光率。可根据关联专题内容或个性化推荐算法，搭建高粘性的交互动线。通过“弹窗” 引导下一步交互内容，主动提供用户选择服务，首页设置“弹窗” 新人福利，明确新用户交互操作。

（2）服务层。根据知识服务系统用户交互，对于农知系统服务层优化，分为页面展示、功能、应用场景和情绪化设计4 方面（表2），页面展示主要增加个人信息保护页面设计，功能层，增加场景、人设、用户成长以及情报服务、数据服务和产业专题，应用场景则多场景多终端（PC、APP 和微信小程序）完善升级，实现增加曝光度，情绪化设计则为操作层面人性化设置。

表2 服务层优化示意图Table 2 Schematic diagram of service layer optimization

页面展示维度优化：在农知系统 “版权声明” 中设置“个人信息保护说明”（图3），用户可点击查看，在网页端和移动端设置，用户登录或者个人信息内容更新后弹出 “个人信息保护指引”，用户点击 “我已阅读并同意以上条款”。

图3 个人信息保护说明显示页面Fig.3 Personal information protection instruction display page

4.2.2 优化人际交互

农知系统的用户交互分为线上和线下。①线上，根据用户交互情况调研结果，线上的满意度较线下满意度而言，有更多提升空间有待提高，所以需加大对于线上人际交互的优化。参照 “我的CNKI”，建立“我的农知” 页面；线上用户转发分享农知系统，提供相应奖励，如提高权限或获得情报服务和数据服务权限，对农知播栏目精细化打造，建立在线 “农业交流社区” 等。②增加线下会议开展，定期组织研讨交流会，分享交流沙龙活动等。

5 总结与展望

5.1 研究结论

用户交互，从用户端出发，实现用户侧使用友好，在大数据时代展现了强大的优势，也成为各行各业研究的热点，同时为知识服务系统提供人性化服务起到重要指导和支撑作用。构建知识服务系统用户交互体系，基于农业专业知识服务系统现状，实现优化，对于知识服务系统进一步增加用户粘性和实现人性化服务，具有一定借鉴意义和参考价值。

5.2 未来展望

本文提出了知识服务系统用户交互框架设计，具有一定的优势，利用调查问卷等方式对于平台用户交互情况分析，进而提出优化方案并实现，但是仍存在部分问题需要进一步研究和完善，具体如下：①技术层面有待优化。用户交互技术中的语义检索与隐私保护技术，对于用户使用的便捷性与感知隐私边界至关重要，本文对于农业专业知识服务系统优化的技术层面设计欠缺，在后续研究中需完善探究技术层，满足用户多元化、复杂化和实时化需求。②优化结果检验不足。系统优化方案提出并实现后，需专家学者进一步检验其完善效果，提出建设性建议，以更好的实现农知系统用户交互模式的全方位优化。