基于感知示能性理论的移动地图App用户体验设计概念框架构建*

邹桢博，雍雨豪，赵宇翔，薛 翔

0 引言

移动地图App的出现为普通公众日常出行和长途旅行提供了极大便利和安全保障。据《第49次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2021年底，我国使用手机上网的网民达到10.32亿[1]，其中超过9亿人是移动地图App的活跃用户[2]，且这一数字仍有所增长，移动地图App已然成为人们日常生活中不可或缺的数字化应用。然而，目前在各类主流移动应用市场中上架的移动地图App接近400款，这些应用之间同质化现象严重[3]，在一定程度上加剧了市场竞争。为增加用户的满意度进而提升产品的竞争力，针对移动地图应用开展用户体验设计是有必要的。

国内外对移动地图App设计的研究集中于技术和算法层面[4-5]，缺乏从交互层面关注用户体验设计的探索。已有研究集中在移动地图交互设计实践[6-9]及用户交互体验评估[10-12]上。然而，交互设计理论对于移动地图应用的指导还较为匮乏，亟需从用户、信息、技术以及应用场景多维互动的角度深化这一命题。鉴于此，本文将感知示能性(Perceived Affordance)理论引入移动地图App的用户体验设计研究中。示能性(Affordance)最早由美国心理学家Gibson提出，用以描述环境所拥有的一种被任何动物都能感知和使用的属性[13]。Norman将其引入设计学范畴，并强调了感知示能性的概念，即用户能实际感受到的效用和体验[14]。随后，学者们进一步从人机交互、信息行为和信息实践的影响层面深入探索了感知示能性的理论框架以及应用前沿[15-16]。笔者认为，探索基于感知示能性理论的移动地图App用户体验设计框架，可以有效弥合产品开发设计初衷与用户实际感受之间的差异。因此，本文基于Karahanna 等提出的“需求-示能性-功能”(Needs-Affordance-Features，NAF)框架[17]，结合移动地图App交互设计中产品的实际功能以及用户的真实需求，从感知示能性的角度桥接需求域和功能域，探索感知示能性在用户体验设计中的中介性，从而对特定场域的用户体验设计提供理论依据和设计准则。具体而言，本文利用3款国内主流地图App(高德地图、百度地图和腾讯地图)的版本迭代数据以及最新版本功能数据，在内容分析的基础上形成移动地图App的“需求-感知示能性-功能”概念框架，并对框架的适用性进行阐述。

1 文献综述

1.1 移动地图App的用户体验设计

用户体验的概念最早兴起于20世纪40年代的人机交互领域[18]，以可用性(Usability)和以用户为中心的设计(User-Centered Design，UCD)[19]为基础。用户体验包括用户与产品在整个生命周期内互动的全流程体验[20]。提升用户体验能极大地增加用户在与产品交互时的效用和满足感[21]。

文献整理发现国内外对移动地图App用户体验设计的直接研究较少，相关工作集中在移动地图交互设计实践及用户体验评估上。前者主要围绕着地图可视化设计与情境嵌入式的交互设计实践。例如，邓晨等通过分析室内空间的认知规律，提出了移动室内地图的设计原则和要素表达方法[6]。Franke等利用眼动跟踪技术研究了基于路标的行人导航，指出地图中的可视化地标优化了导航地图的使用，且利于长期记忆和心理地图的构建[7]。在情境嵌入式地图交互设计中，刘芳静尝试从情境体验的角度出发去研究移动地图产品的用户体验设计，归纳总结出了用户在特定情境下的需求和关注点，并提出针对移动地图交互设计、界面布局、视觉设计等一系列策略[8]。吴丹等通过分析不同情境因素对用户步行路线规划的影响，构建了用户路线规划的情境模型，揭示了初始路线规划和重新规划路线的各个情境因素的关系[9]。在移动地图的用户体验评估方面，Brata等在步行导航的情境下，将AR界面与数字地图界面作对比，通过两次实验从实用性和娱乐性的角度评估了用户体验[10]。任增根等通过对比用户使用不同体验水平的移动地图App时功能性近红外光谱(fNIRS)各项指标的差异，指出含氧血红蛋白(HbO)浓度可用于评价移动地图App用户体验水平[11]。甘春梅等基于模糊集定性比较分析(fsQCA)方法评估了信息价值和质量价值是促进移动地图App持续使用意愿的核心因素[12]。

综上所述，国内外对移动地图App用户体验的研究侧重于开展以实验为导向的设计科学以及以数据驱动的问卷探索，而对交互设计的理论借鉴较为匮乏，缺乏指导性的框架或指南，难以开展系统性的用户体验设计。鉴于此，本文引入感知示能性理论框架，全面探索移动地图App中感知示能性的体系及应用模式，从而为移动地图App用户体验设计提供参考依据。

1.2 感知示能性理论及应用研究

示能性概念源于生态心理学，最早由Gibson提出，指环境本身提供给观察者的行为能力[13]。后来，Norman 采取了一种功能化的示能性定义，使得示能性的概念在人机交互领域得到了推广。Norman强调，在日常交互设计中与其讨论真实的示能性，不如更多聚焦于感知示能性。与注重事物本身客观性的真实示能性不同，感知示能性是指人类依靠其经验和知识所能感受到的事物为其提供的行动能力，具有很强的认知科学色彩[14]。Norman认为优秀的产品设计应该具有能够正确给出有关构件使用和功能线索的感知示能性[22]。Faiola等指出示能性应成为人机交互设计教育中的一个关键概念，以帮助学生更好地践行“以用户为中心”的产品设计理念[23]。许多研究者针对示能性和感知示能性在信息交互领域的概念扩展和理论深化开展了情境化探索。Van Osch 等基于一组群体实验的视频数据，分析了关于开发者、用户和构件之间的交互，提出设计示能性(Designed Affordances)、即兴示能性(Improvised Affordances)和应急示能性(Emergent Affordances)[24]。Boy等将感知示能性引入信息可视化设计，提出设计原则并利用实验验证其合理性[25]。

心理学文献表明，人们会被先天心理需求所驱使来进行满足其需求的活动[26]，这为解释人们为什么使用IT产品提供了一个重要视角。基于此，Karahanna等认为个体的心理需求激励他们使用社交媒体应用程序，且这些应用程序能够提供满足这些需求的示能性。于是，他们通过文献回顾和社交媒体应用的案例分析确定了基于自我决定理论(Self-Determination Theory)和心理所有权理论(Psychological Ownership Theory)的7种心理需求、自我和异我的12种示能性以及对应的功能示例，构建了基于社交媒体采纳和使用的“需求-示能性-功能”框架，以帮助设计者根据用户心理需求来设计相应功能[17]。然而，考虑到用户感知示能性与产品真实示能性之间可能存在的断层与脱节[27]，笔者认为有必要强调感知示能性在用户需求和产品功能间的桥接作用与中介性，即用户首先需要感知到产品的示能性能满足其特定的心理需求，然后才开始使用产品[28]。赵宇翔等曾综合Hartson等前人的研究，基于社会化媒体的交互设计构建了感知示能性的4 种维度：物理、认知、情感和控制[16]，并将其引入到移动音乐App中，延伸出了第五种维度——参与示能性[29]。其中，感知物理示能性是利用人类感官来实现IT构件的特定目标，它是用户对IT构件物理示能性的感知或评价；感知认知示能性是用户对IT构件帮助他们提升思维或认知从而处理事务的能力的感知或评价；感知情感示能性是用户对IT构件触发或刺激他们情绪反应的程度的感知或评价；感知控制示能性是用户对IT构件在特定环境或者情况下进行或实施相关行为的可控程度的主观感受或评价；感知参与示能性指用户对IT构件允许其加入并改变该构件程度的主观感受或评价[29]。在移动音乐情境下，该框架可以帮助设计者联系用户感知与产品实际功能，对移动音乐的用户体验设计具有一定的指导意义。

考虑到互联网移动应用在产品属性和用户交互性方面具有一定的相似度，笔者尝试将移动音乐情境中的感知示能性框架迁移至移动地图交互设计的场景中来。因此，本研究基于现有感知示能性理论框架[29]，立足于用户需求的角度，利用感知示能性作为用户与产品之间的中介桥梁，通过版本迭代数据分析移动地图App的功能设计，构建适用于移动地图App 的“需求-感知示能性-功能”的理论框架。

2 研究设计

2.1 研究方法

移动地图App的版本迭代数据可以在很大程度上反映设计者和产品运营者在产品功能、效用和体验方面的改进和提升，而从用户视角解读版本迭代数据能一定程度上体现用户对移动地图App的采纳度和真实想法[29]。本研究利用内容分析法，邀请3位具有丰富移动地图App使用经验的用户作为编码人员，对移动地图App版本迭代数据进行分析，并借鉴感知示能性理论来揭示移动地图App的功能设计和用户需求之间的联系。

本研究分为3个阶段，分别为开放编码、主轴编码和理论映射。为保证前两阶段编码的合理性，需对编码的信度进行检验。本文选取Cohen’s Kappa系数作为检验编码结果的信度指标。Cohen's Kappa系数是对编码员间在内容的定性标注和分类上的吻合性的一种统计度量[30]。具体到本研究中，Cohen’s Kappa系数反映了两个编码员将N个概念分成C个范畴类别的一致性程度，如公式(1)所示：

其中，Pr(a)是两位编码员之间的相对观察一致性百分比，如公式(2)所示：

其中，aii是编码结果中两位编码员一致的数量，N表示总概念数。

Pr(e)是两位编码员期望的一致性百分比，如公式(3)所示：

其中n.i和ni.分别表示编码结果矩阵中第i个类别对应的行合计和列合计，即第i类两个编码员的概念数量。若编码员的编码结果完全一致，则K=1；若编码员除了期望的偶然一致性外没有一致的编码结果，则K=0。通常情况下，K值大于等于0.75时，编码结果具有较好的信度。若编码结果信度没有达到0.75，则需重新编码。

2.2 数据采集和处理

截至2022年2月，在iOS平台导航分类和华为应用商店地图分类中，根据用户评分排名、安装次数排名和综合排名情况，位列前三的App分别为高德地图、百度地图和腾讯地图，评分均超过4.5分，安装次数超过20亿次。由此看来，高德地图、百度地图和腾讯地图具有较好的代表性和典型性，本文选取以上3款移动地图App的版本数据作为数据来源进行研究。本文利用Python爬虫对2014年1月至2022年2月的版本数据进行爬取，并将数据保存在Excel电子表格，包括版本号、更新时间和更新日志等，爬取结果样例见表1。爬取数据后，对数据内容进行了清洗，剔除无意义的特殊符号及其他无关描述信息，仅保留关于新功能推出信息和部分功能优化信息，清洗后数据结果汇总如表2 所示。同时，选取3 款移动地图软件的最新版本在智能手机端进行安装，并分别按照软件功能结构对每项功能进行人工解析记录，并入处理好的版本迭代数据中，最终形成本研究的数据集。

表1 爬取的版本迭代数据样例

表2 清洗后的版本迭代数据结果

3 数据分析

为保证编码的可靠性，先对编码人员进行筛选和培训，最终确定3名编码人员组成本次研究的编码小组。3名编码人员均拥有5年以上的移动地图App使用经验，并使用过3款以上的移动地图软件，对本研究中的3款移动地图App有较深的了解。第一阶段中，编码小组中的两名成员根据自身已有认知和对产品的使用体验，合作完成对数据中功能概念的提炼和开放编码，并归纳出应用范畴；第二阶段中，编码人员将感知示能性的概念框架[29]作为本阶段编码的主范畴模板，对应用范畴进行类目归纳与梳理；第三阶段中，本研究将借鉴若干心理学相关理论对用户采纳和使用产品时的需求进行解读，并与感知示能性主范畴相映射，最终构建出移动地图App 的“需求-感知示能性-功能”框架。

3.1 基于版本迭代数据的开放编码

(1)编码过程。本阶段开放编码的目的是对当下流行的移动地图App中的功能进行全面的梳理和归纳。编码小组成员在认真研读并理解数据集的基础上，以数据条为分析单位，合作开展编码命名。为确保所有概念的含义明确且彼此互斥，编码小组将编码结果中含义相似的功能概念进行更改或剔除，将完全相同或本质相同的功能概念进行合并，最终得到所有功能概念。囿于篇幅，表3仅列举部分编码结果。随后，3名编码人员合作对所有功能概念进行进一步范畴化提炼。在初步确定应用范畴后，由两名编码人员独立进行编码对应，并进行信度检验。若信度达标，则说明应用范畴含义清晰且能涵盖所有功能概念，可整理成为最终结果；若信度不达标，则由第三名编码人员发起讨论，对应用范畴的概念进行修正，再重新编码对应。

表3 功能概念编码结果(部分)

(2)编码结果。在本阶段中，3名编码人员综合归纳共计得到228 个功能概念，编号为a1-a228。随后对所有功能概念整理归纳，形成应用范畴。经过多次调整与计算，最终的编码结果中各个应用范畴的Kappa系数均大于0.75，说明编码人员之间基本达成一致，编码结果的可信度较高。编码结果中共计25个应用范畴(A1-A25)，具体见表4。

表4 第一阶段开放编码结果

3.2 基于感知示能性理论的主轴编码

(1)编码过程。本阶段编码的目的是进一步演绎和归纳上一阶段的编码结果，并与用户体验设计中的感知示能性理论联系起来。具体而言，本阶段编码基于感知示能性理论框架[29]，确定感知物理示能性、感知认知示能性、感知情感示能性、感知控制示能性和感知参与示能性作为本阶段编码的主范畴概念。然后，在确保编码人员学习并理解了每个主范畴概念的内涵后，请编码人员对上一轮编码结果中的应用范畴进行组织，并与主范畴概念相对应。然而值得注意的是，应用和感知示能性本质上并非多对一关系，一个应用在不同情境下也可具有多个感知示能性[31]。具体到本研究中，例如，移动地图App中针对少数群体用户开发的无障碍设计，在一定程度上方便了他们与产品之间的交互，提高了产品的可控性；同时，产品的无障碍设计也让他们体会到了来自产品设计师乃至社会的关爱，随之产生正向情感。由此可见，移动地图App中的无障碍设计可对应为感知控制示能性或感知情感示能性。但考虑到研究的实操性与结果的简洁性，本研究请编码人员将应用范畴与其感知到的最核心的示能性进行编码对应。

(2)编码结果。在界定应用范畴概念并理解感知示能性主范畴内涵后，3 名编码人员将使用模式管理等25个应用范畴整理纳入感知示能性的5个主范畴中。在编码结果的信度检验中，各主范畴的Kappa系数均大于0.75，说明编码人员之间的一致性理想，编码结果的可信度较高。具体应用范畴内涵及归类结果见表5。

表5 第二阶段主轴编码结果

3.3 用户需求与感知示能性的理论映射

(1)映射过程。本阶段尝试将移动地图App中5个维度的感知示能性与用户需求相联系，挖掘每个感知示能性所能满足的具体用户需求。研究用户需求和感知示能性的关联可以有效地揭示平台的迭代设计和调整是如何动态地对接及满足用户需求的[32]。本研究认为，在不同情境下，单一维度的感知示能性可满足不同的需求，且单一需求也能被多个维度的感知示能性所满足。例如，移动地图App中感知物理示能性范畴内的多种交互途径极大地迎合了用户在不同情境下的使用习惯，同时也给予了用户较大的自主选择权利，满足其易用性和可用性、自主与自我的需求。再如，移动地图App中感知情感示能性范畴内的公益助力能让用户通过捐赠步数等方式进行募捐，从而帮助他人；感知参与示能性范畴内的地图众包服务可以让用户在闲暇时间完善地图，使他人了解到准确、详细的信息，满足了用户利他性与互惠性的需求。鉴于此，编码人员在综合考量移动地图App应用范畴与功能概念后，参考前人对于信息通信技术(Information and Communications Technology，ICT)的用户使用动机分类[33]，整理形成用户需求类目，并将其映射至感知示能性主范畴中，结果如表6所示。

表6 感知示能性-用户需求的理论映射

(2)概念框架构建。本研究先将移动地图App中228种功能概念划分为25个应用范畴，并将25个应用范畴与5种感知示能性主范畴相对应，后结合应用范畴与功能概念，将基于心理学等相关理论的11种需求类目与5种感知示能性相映射，最终构建出移动地图App 用户体验设计中“需求-感知示能性-功能”的概念框架，如图1所示。

图1 移动地图App用户体验设计中“需求-感知示能性-功能”概念框架

本框架认为物理、认知、情感、控制和参与5种感知示能性在移动地图情境下得到了丰富的体现，多维度地链接用户需求与产品功能。移动地图情境下用户通过感知产品的示能性从而进一步体验产品，同时移动地图产品的使用也极大地提升了用户的感知示能性，从而满足了用户多元化的需求。例如，在感知控制示能性方面，用户可根据实际情况、个人偏好等自主选择或变更驾驶路线，也能根据自身喜好使用特色的语音包和主题界面，这些个性化管理功能极大地满足了用户自主选择与表现自我的需求。用户能通过查看平台与第三方共享信息清单、对账户绑定和授权进行管理等方式保障自身隐私和账户安全，提升使用产品时的安全感。平台对登录、叫车、扫码开锁等常用功能精简为一键操作，提高了用户使用效率。色盲色弱、惯用方言等少数群体用户可以通过视觉障碍模式、方言语音包等功能在一定程度上克服使用障碍，满足其对产品易用性和可用性的要求，如图2所示。

图2 移动地图App中感知控制示能性的应用体系

再如，在感知参与示能性方面，用户可参与地图众包服务，加入到完善地图的行列中来。在这个过程中，用户不仅能获得少许物质回报，也能让他人了解到准确、详细的地图信息，满足其利他性与互惠性需求。同时，用户可担任“地主”等领导者，通过创建自己的队伍而拥有许多追随者，满足领导他人的需求；同时也可以加入自己所看好的队伍一起进行众包活动，满足追随他人的需求。平台允许用户发表自己的观点，如在地点评论中讲述自身经历让其他用户“种草”或“避雷”，满足其利他的需要。用户也能进行一定程度的内容创作，如自制钓鱼地图等特殊主题的地图，在记录地点的同时，也可以吸引他人共同创作，满足了用户关联、领导与追随他人的需要。用户还可以通过建立或加入社群等方式来结交志趣相投的好友，增强与他人的关联性，如图3所示。

图3 移动地图App中感知参与示能性的应用体系

4 启示

4.1 理论贡献

本文参考Karahanna等提出的NAF框架，将已有研究中针对感知示能性理论提炼的5个具体维度(物理、认知、情感、控制和参与)作为用户需求和产品功能的中介桥梁，构建了移动地图App的“需求-感知示能性-功能”概念框架，弥补了移动地图App 领域缺乏交互设计理论的不足。本研究强调了感知示能性在需求域和功能域之间的中介性，认为用户在感知到移动地图App的5 种感知示能性维度后，才开始尝试使用移动地图App 的应用功能；移动地图App中应用功能实现了5种感知示能性维度，反馈并满足了特定的用户需求，促使用户使用产品。同时，本文支持Norman所提出的“设计师设计的产品应与用户的心理需求等同映射”[22]思想，借助感知示能性理论从需求角度揭示了用户与移动地图交互时的心理状态，为移动地图领域的用户信息行为研究提供了新的视角。在后续研究中，研究人员可借助本文提出的概念框架来进一步探索移动地图App中用户需求和产品功能联系的深层次机理，并对市场上的移动地图App进行用户体验设计评估。同时，考虑到用户心理需求的普遍性和ICT中某些应用功能的同质性，该框架可迁移至其他应用情境，在一定程度上为其他类似应用产品的用户体验设计研究提供参考。

此外，本研究首次将感知示能性理论引入到移动地图的用户体验设计研究中，丰富了感知示能性理论的情境化探索，验证了已有感知示能性理论框架的合理性和可迁移性。在后续研究中，研究人员可参考本文提出的技术路线，借助感知示能性理论框架桥接需求域和功能域来进行用户体验设计的研究，并在不断地迭代研究中形成ICT领域的普适性框架，从而为将来的应用产品交互设计提供参考依据。同时，本文结合其他研究发现，当下越来越多的工具型App正根据其特色巧妙地融入社交、游戏等享乐型元素，逐步发展成为复杂且兼具特色的综合应用平台。感知示能性理论框架将在后续的情境化探索中拥有更丰富的内涵并不断延伸与拓展，从而更好地指导交互设计与用户体验实践。

4.2 实践启示

本研究全面系统地梳理了当下主流的移动地图App中的功能，并利用感知示能性作为理论指导，将产品功能与用户需求相联系，为后续移动地图App设计提供了思路。其中，在感知物理示能性方面，平台应允许用户根据使用情境自由切换使用模式，并通过视觉、听觉和触觉与平台进行交互，如在光线不足的情况下可以切换日夜模式，在驾车时需要集中注意力的情况下可以使用语音交互等，满足用户自主性需求和对产品易用性的要求。在感知认知示能性方面，平台应给出详细、及时的出行信息，使用户可以灵活选择出行方式；根据用户所在位置提供服务，让用户了解周边情况；对平台信息进行组织和分类，提供多种信息搜寻途径以便用户快速获取信息；提供翔实的使用引导来帮助用户学习如何使用产品；记录用户的使用行为，方便用户对使用历史进行回溯。通过对用户认知产生影响，平台可以满足用户对信息获取的需求和自主化需求，提升用户满意度。在感知情感示能性方面，平台应借助地图为用户提供如预约订座等增值服务，减少用户跨平台切换中的时间消耗，提升用户的行动效率；通过推出优惠活动等方式降低用户使用成本，提高用户黏性；加入游戏化设计元素以刺激用户使用；推出公益活动、暖心提醒等来建立平台良好的社会形象，最终满足用户感受成就感、利他性与互惠性、娱乐等需求。在感知控制示能性方面，平台应允许用户进行个性化管理以满足其个性化需求；提供隐私安全设置以保障用户的知情权和自主权，提升安全感；对常用功能进行一键化操作设置，针对易感人群和特殊群体用户开发无障碍包容式设计，以增加平台易用性和可用性。最后，在感知参与示能性方面，平台可开放地图众包服务，鼓励用户参与地图平台的众包设计和改进，以促进群体智慧在移动地图应用中的积极作用；开发社交功能，建立用户之间的关联以增强用户黏性；允许用户对地点、平台等发表观点，更好地解决平台社群功能的冷启动问题并满足用户利他互惠需求。同时，为了避免产品趋向同质化，移动地图App设计者也可依据本框架提出的需求维和感知示能性维有的放矢地进行功能开发，进一步提升用户满意度。

此外，本研究梳理出了一些应用范畴及与之相对应的感知示能性维度和用户需求，可为其他相似应用产品设计提供借鉴。例如，移动地图中的无障碍设计——视觉障碍模式可为游戏等视觉交互类软件设计提供参考，使少数群体用户也能享受ICT带来的福音。值得一提的是，设计者应对用户需求和舆论风向保持敏感，对过时和使用率极低的功能进行更新或者淘汰，并设计出能及时满足用户特定需求的功能，如疫情时期推出的疫情地图等模块满足了用户的应急需求，这将极大地增强用户满意度并提高用户黏性。

5 结语

本文针对移动地图领域缺少交互设计理论指导的局限性，借助已有的感知示能性理论框架，对国内3款主流移动地图App的已有功能与版本迭代数据开展内容分析。在经历了包括开放编码、主轴编码和理论映射3个阶段的研究后，本文最终构建了移动地图领域的“需求-感知示能性-功能”框架。研究启示对感知示能性理论框架的情境化应用与移动地图App的用户体验设计具有一定的参考价值。未来的研究可从4个方面开展。第一，版本迭代数据不能直接反映用户需求。为了挖掘用户真实需求，可进一步采取访谈和问卷等实证研究方法提炼用户需求与感知示能性之间的映射关系。第二，可以考虑从历史版本数据更新的角度，对当前版本和历史版本进行比较来发现每次更新的内容，以此侧面反映用户需求的变化。第三，由于移动地图App的使用是一种日常信息实践，因此在该情境下的感知示能性维度还可以进一步考虑结合时空属性和社会文化元素进行划分。第四，可以借鉴KANO模型等对移动地图App的功能进行多维度细分，并在此基础上进一步关联相应的感知示能性，从交互设计的角度提炼示能性的优先级并有的放矢地进行场景式用户体验分析。