資訊處理與認知負荷

由此可知，目前網站設計研究趨勢和現今技術發展產生落差，一再於傳統系 統概念模式中尋求有效策略，恐無法滿足Web2.0 趨勢下的使用者需求，亦讓網 站設計研究的發展空間受限。此節將回歸認知取徑的資訊處理文獻，探究使用者 在處理資訊時會遭遇的困境-認知負荷，以尋求適當的具體解決方案以提出可行 的網站介面設計。

一、資訊處理與資源有限論

過 去 30 年 間 學 者 已 針 對 不 同 媒 體 內 容 發 展 各 種 「 資 訊 處 理 模 式 」

（Information-Processing Models），以探討個人接收、處理訊息的歷程（Eysenck, 1993; Lachman, Lachman, & Butterfield, 1979）。其理論皆植基於兩項前提，第一，

個人為資訊處理者。其首要任務為接收刺激物，並將其轉換為「心智表徵」（Mental representation）以進行心智處理，最後將其重製以改變形式或保留原樣。第二，

個人處理資源的能力有限。處理資訊需要耗費「心智資源」（Mental resource），

但是個人擁有有限、甚至是固定的心智資源容量，即使個人可在同時處理一個以 上的資訊，但當所有資源皆被用於處理內容時，則必需釋放出部分空間才得以吸 收其餘資訊（Lang, 2000）。

而資訊處理過程包含各種同時進行的次級處理過程，針對刺激物的次級處理 部分為「自動化歷程」（Automatic processes），以及「控制歷程」（Controlled processes） （Shiffrin & Schneider, 1977）。Sternberg（2003）指出自動化歷程不 涉及意識控制、需要很少或不需費力與意圖、可平行的處理且快速。相對之下，

控制歷程不僅可有意識的取得，還需要意識控制，運作方式為序列式的且較費 時。Posner 與 Snyder（1975）亦表示自動化歷程為不被意識的、沒有意圖的且消 耗很少注意力資源。

因此，可整理兩者的處理歷程差異如下。一般個人在執行陌生、困難的任務 時會採取控制歷程，而藉由反覆練習可產生自動化（Automatization）的效果，

改以自動化歷程處理相同動作（LaBerge, 1990）。由此可見，完全的自動化與完 全的控制歷程間可能為連續的變化。

表2-2 控制與自動化歷程 資料來源：Sternberg（2003）

資 訊 處 理 模 式 指 出 個 人 會 不 斷 地 執 行 三 種 資 訊 處 理 過 程 ：（1 ） 編 碼

（encoding）、（2）儲存（storage）與（3）提取（retrieval）。僅管在文獻上此三 種呈線性的方式運作，但實際上人類大腦通常可在同時不斷、重覆地進行此三者 動作（Lang, 2000）。

（一）編碼（Encoding）

將環境中的訊息（如網頁內容）進行編碼並輸入個人腦中。而從環境刺激物 轉換至個人的心智表徵需經歷三個階段，首先，訊息刺激要經由眼、耳、鼻等「感 官受器」（sensory receptor）接收，稱為「感知」（perception）；之後感官受器所 蒐集的資訊會進入不同的「感官儲存器」（sensory store）中，且針對不同的感官 訊息有不同的儲存器配合，儲存器數量通常不受限制但僅有短暫的時效，視覺記

資訊，以及突發性的訊息改變皆可引發自動化歷程處理（Graham, 1997; Ohman, 1997）。

（二）儲存（Storage）

關聯式網絡模式（Associative network model）認為個人的記憶會依相關性與 其他部分記憶連結，當正在使用某個記憶時，記憶網絡即被活化，此時個人會將 新舊的心智表徵間建立關聯，這個連結的過程即稱之為儲存，當兩者間的聯結性 愈強，新的資訊可被儲存地愈完整。

（三）提取（Retrieval）

提取乃於關聯式記憶網絡中搜尋某特定資訊，並再次於工作記憶中活化處 理，提取階段不僅被視作一種結果，更是個持續運作的過程，因為個人在接收訊 息時，為求理解與儲存，會於長期記憶中活化、提取相關的既存知識。

上述三個處理階段可被粗略或完善地執行，而某階段執行完善的程度會連帶 影響同時進行與下個階段的執行完整性，最終，個人的記憶即為此三個階段結果 的合成物。

個人是否能完整地處理訊息，取決於此訊息被編碼、儲存與提取的程度，其 中一項重要因素為個人是否分配足夠的資源於此內容上。Lang 與 Basil（1998）

基於「資源有限論」（Limited capacity theory）將心智資源細分為四種類型加以解 釋，分別為（1）任務所需資源（Resources required）、（2）已分配資源（Resources allocated）、（3）剩餘資源（Resources remaining）、（4）可再利用資源（Available resources）。

此四種心智資源間的關係可用購物行為予以解釋。消費者所擁有金額可視為 全部的資源量（Total resource pool），個人欲購買的商品價格即為任務所需資源

（Resources required），最後支付給店家的金額為分配至任務的資源（Resource allocated），此時，錢包中所剩餘的金額即為剩餘可用資源（Resource remaining），

而支付金額與商品價格間的落差即為可再利用資源（Available resources）。此四 者之間的關係可由下列公式表示（Lang, Bradley, Park, Shin, & Chung, 2006）：

剩餘資源（Resources remaining） = 總資源量 - 已分配資源 可再利用資源（Available resources） = 已分配資源 - 任務所需資源

Lang（2000）指出在兩種狀況下個人無法完整地處理資訊，第一，個人可能 選擇花費少於任務本身所需的資源量處理；或者，處理訊息所需要資源量遠超過 個人能力所及，因此導致兩者間產生強烈落差，而無法完整地處理訊息。換言之，

即當可再利用資源（Available resources）達到負值時，將會讓個人產生「認知負 荷」（Cognitive load），導致無法分配足夠的資源處理主要任務，使得執行任務的 成效降低，若主要任務為進行編碼時，其編碼成效-「辨認」⁴（Recognition）記 憶績效則會明顯降低。

二、認知負荷的定義

國內外學者對認知負荷之定義亦多有方討論，本研究將較重要的定義整理如 下：Paas（1992）將認知負荷視作一個多向度的構念，又可包含「心智負荷」（mental load）與「心智努力」（mentalk effort）兩項影響因素。若個人覺得任務或學習項 目的困難度很高，或是體認在心智上越需要努力時，則會導致愈大的認知負荷。

所產生認知系統負載的狀態，特別是「工作記憶」（Working memory）的部分。

陳密桃（2003）亦指出，「認知負荷」即為個人在執行某些任務、作業及工作時，

個人所感知的心智負荷與心智努力之負載狀態，換言之，「認知負荷」即指工作 記憶的負荷（Working memory load）。

因此，誠如上述討論所示，認知負荷來自於人類資訊處理中「資源有限論」

（Limited capacity theory），一旦花費過多心力在理解文字內容，將會降低可分派 至理解（comprehension）活動的資源（Navon & Gopher, 1979; Schneider, Dumais,

& Shiffrin, 1984）。「認知負荷」即為個人在面對需學習的項目或執行的任務時，

對其困難度的感知，以及評估需花費的心智努力間的交互影響，若超出個人所可

三、資訊搜尋與認知負荷

（一）資訊搜尋歷程

針對資訊搜尋的認知歷程，Rouet 與 Tricot（1996）提出的「認知模式」

（Cognitive model）考量到複雜認知活動中的各面向，例如目標的完整程度（模 糊或精確），汲取資訊的來源為單一或多種，以及個人的使用經驗程度。此認知 模 式 表 示 資 訊 搜 尋 為 一 個 不 斷 循 環 的 過 程 ， 且 類 似 文 字 理 解 （text comprehension）、問題解決（problem-solving）與政策決定（decision-making）活 動。整體而言，此認知模式包含三個階段：

1.評估（Evaluation）

此階段即為確認所接收的資訊是否與目標相關。個人通常會面臨三種情 形：第一，資訊完全符合個人的目標，因此搜尋活動就此結束；第二，資訊 部分符合目標，此時個人必需評斷所選資訊與目標間的落差，必要時修正標 準重新來過；最後，資訊也可能與目標完全不相關，個人勢必要修正評估搜 尋任務，重新執行一次搜尋過程。

2.選擇（Selection）

此階段個人會同時保有之前選擇的資訊與目前工作記憶正處理的資 訊，並選擇認為最正確的資訊組合。

3.處理（Processing）

此階段個人試圖從資訊組合中的特殊性（如文字、圖像、動畫或聲音）

理解資訊內容。

綜上所述，資訊搜尋可謂一種耗費大量認知資源的認知活動。而認知活動可 藉由訊息被記憶的品質與執行任務時耗費的認知處理量進行評估。此外，任務中 的「資訊特質」及「個人差異」對認知活動產生很大影響（Chevalier & Kicka, 2006）。 以下將探討資訊特質與認知負荷間的關連性。

（二）認知負荷類型

認知負荷理論強調基模（Schema）⁵建構與自動化處理，進而促進解決問題

5 基模(schema)為知識表徵(knowledge representation)的一種。為個人用以認識世界的基本模式，

由經驗、意識與多種概念組合而成並不斷改變，並儲存於個人記憶系統之中，當面臨外在刺激時，

個人會運用基模對應、理解環境。

之效率。形成認知負荷的來源相當多，經文獻整理後可將認知負荷類型分為三種

（Sweller, Van Merrienboer, & Paas, 1998）：

1.內在認知負荷（Intrinsic cognitive load）

內在認知負荷會受訊息本身困難程度與個人既有的先備知識（Prior knowledge）⁶交互影響，此部分較無法由訊息設計者所改變與控制。當個人 不需參照其他資訊即可瞭解內容時，則可降低工作記憶的負荷量，相反的，

若個人的長期記憶中缺少相關的基模結構時，必需於工作記憶中各自處理這 些資訊，導致較不易理解訊息內容，使內在認知負荷提高。

2.外在認知負荷（Extraneous cognitive load）

當訊息設計與呈現方式忽略了工作記憶量的限制時，會使訊息接收者產 生認知層面的負擔，即為「外在認知負荷」。由於此類認知負荷為外在附加 的，不同於內在負荷為不可改變，外在認知負荷可靠設計者修正其多媒體內 容進行改善。

3.關聯認知負荷（Germane cognitive load）

此部分為基模建構的過程相關，可透過資訊內容的設計使人專注於學習

上述指稱內在認知負荷與資訊難易、個人先備知識相關，在Web2.0 之前，

使用者處於被動接收資訊的一方，個人無法自由選擇或創建網站內容，藉由選單 與版面編排方式可適當讓外在認知負荷相對降低，以提升使用者接收資訊的效 率。隨著Web2.0 世代來臨，網站的內容包含大量眾人提供的資訊，資訊內容相 對顯得龐雜無章，內在認知負荷更加未知無法掌控，因此網站設計者更需努力運

使用者處於被動接收資訊的一方，個人無法自由選擇或創建網站內容，藉由選單 與版面編排方式可適當讓外在認知負荷相對降低，以提升使用者接收資訊的效 率。隨著Web2.0 世代來臨，網站的內容包含大量眾人提供的資訊，資訊內容相 對顯得龐雜無章，內在認知負荷更加未知無法掌控，因此網站設計者更需努力運