【透视纸笔与文化基因】之七：为何数字阅读仍不能替代纸质阅读？敬请继续关注实验数据揭示的真相！

5.3实验概述

5.3.1阅读时执行的操作

在分析可操作性对阅读的影响之前，让我们先了解一下阅读过程中可能对文档执行的各种操作。如表5.1所示，阅读期间的操作可分为三种类型：

表5.1阅读期间执行的操作类型

文档操作、页面操作和内容操作（Shibata和Takano 2019）

5.3.2所有实验的总体情况

在这一章中，我们将介绍一些实验来检验阅读操作的简易性对阅读成绩的影响。表5.2显示的是我们在本章中介绍的实验概述。除了列出在每个实验中执行的阅读任务外，也列出了实验中使用的不同介质。添加注释的操作将在在第7章中进行详细讨论，但这里将先做简要介绍。

表5.2实验概述

5.4文档操作

第一个实验涉及文档操作。我们比较了在纸上阅读和在台式PC上阅读多个文档的表现，其中执行了许多操作，例如移动和对齐文档。然后，我们讨论造成阅读成绩差异的原因。

5.4.1实验一：多份文件的交叉参考阅读

与休闲阅读不同，当人们在商务或研究环境下阅读文件时，经常需要核对和比较多个文件中的相关描述和数字。阿德勒等人（1998年）的一项研究发现，在与工作相关的阅读中，有一半以上的人会同时阅读多份文件。

O’Hara和Sellen（1997）研究了阅读多篇科学文章和创建摘要的任务。他们比较了在PC上使用纸质文档和Windows文档的过程。结果表明，纸质文档有效地支持了这项任务。当使用纸质文档时，人们能够轻松地在空间上排列和摆布文档，调整叠放文档的位置。他们能够有效地从多个来源提取和比较信息。在实际的学术写作过程中，实验者也观察到了纸质文件的类似优点（O’Hara等人，2002年）。Buchanan和Loizides（2007）观察了在电脑上处理纸质文件和数字文件（PDF文件）时对文件进行分类的过程。他们发现，处理文件的容易程度影响了参与者的阅读方式。

在O’Hara和Sellen的实验中，通过对工作过程的观察和访谈，定性地讨论了工具的功能和可操作性，但我们希望定量评估工作环境对用户阅读性能的影响。

5.4.1.1方法

我们的第一个实验涉及交叉引用四个文档并找出错误的任务，我们比较了参与者在使用纸张和电脑时的阅读表现。作为一个实验任务，我们要求参与者同时查看四个文档，如图5.5所示，并找出错误。

图5.5 用于实验的4份文档

这四份文档中，一份是文本文档，另外三份是图表。文本文档描述了这三个图表。在图表中没有错误的前提下，我们要求参与者检测错误，或者发现从图表中获得的信息与文本文档中的声明之间的矛盾。

四个文档包括单文档错误（对照一个图形中就可以检测到错误）和多文档错误（如果不对照多个图形，则无法检测到）。每种类型的错误我们都嵌入了四个（总共八个）。参与者被要求尽可能快速、准确地检测错误。

参与者是24名年龄在20～30岁的人，他们都有三年或以上使用电脑的经验。他们的矫正视力为平均（即14/20视力）或更高。

实验提供了三种工作环境：纸张环境、PC环境和27英寸办公桌环境。在纸张条件下，参与者使用四张B5大小的办公用纸执行任务，文件的一面用黑白打印。这项任务是在一张有很大工作空间的办公桌上完成的。

图5.6在27英寸桌面条件下执行任务

对于PC环境，我们使用了一个27英寸的大显示屏，以确保与纸质环境相比，工作空间限制不会造成大问题。然而，尽管我们在PC环境下使用了大显示屏，但工作空间仍然有限。因此，对于27英寸的办公桌，我们制作了一个带有框架的办公桌，框架的物理面积与PC条件下使用的27英寸显示器相同（框架的内部尺寸为58.2厘米×36.3厘米），并要求参与者使用框架内的纸质文件执行任务，如图5.6所示。

PC条件下文档的文本大小设置为物理上与纸张条件下的文本大小相同。在PC状态下，操作系统是Windows XP，窗口大小与纸张状态下使用的B5大小的纸张相同。这些数字文档用Adobe Reader 9显示。

由于本实验的目的是分析文档的可操作性（而非其外观）对阅读的影响，因此我们禁止在PC环境下对文档进行扩展和收缩（放大和缩小）。此外，由于实验的目的不是检验写作的容易程度对阅读的影响，我们禁止在文件上写作。

在实验开始时，我们让参与者根据自己的喜好调整显示位置和显示设置（亮度和对比度），然后指导他们在三种情况下两次在四个一组的文档中查找错误（即总共6次试验）。所有参与者的条件顺序都是平衡的，以避免每个条件的试验顺序不平衡。

5.4.1.2结果和讨论

我们首先展示校对速度（每分钟处理的字符数）的比较结果。如图5.7所示，纸张和27英寸办公桌条件之间没有统计学上的显著差异。与这两种情况相比，PC条件下的校对速度明显较慢。参与者在纸上完成任务的速度比在电脑上快25.5%。

图5.7多文档校对速度对比

图5.8比较了错误检出率（检测到的错误占所有错误的比例）。同样，纸张和27英寸办公桌条件之间没有统计学上的显著差异。

图5.8多文档校对错误检出率比较

与其他两种情况相比，PC情况下的错误检出率显著降低。纸张条件下的错误检出率比PC条件下高10.7%。此外，需要引用多个图形来检测的多文档错误检出率往往低于单个文档错误。

在这个校对多份文件的实验中，参与者在使用纸张时比在使用电脑时执行任务更高效，质量也更高。我们想知道这个结果的原因，但这不是因为工作空间的不同。这从以下两个原因可以清楚地看出。首先，在27英寸办公桌上校对的表现与在纸上校对的表现相同，尽管工作空间的大小不同。第二，在27英寸办公桌上完成校对的表现高于PC，尽管工作空间大小相同。

为了在实验中完成校对任务，参与者必须经常参考、比对图表，并将图表中的信息与文本文档中的描述相关联，以确认文本内容的准确性。在阅读过程中，移动文档、对齐版面和更改叠放顺序等文档操作的简单程度可能会影响参与者的阅读成绩。事实上，多文档错误检出率低于单文档错误检出率这一事实也支持了这一观点，因为单文档错误可以通过较少的比较来发现，多文档错误需要进行许多比较操作才能被检测出来。

在实验后的采访中，许多参与者（24人中有15人）报告说在移动电脑上的窗口时遇到困难。他们的典型评论是“在电脑上的窗口之间切换很容易，但很难放置它们。”“哪怕只是稍微移动文档，我都必须要将光标移动到标题栏。”在PC上的Windows上执行这类操作比在纸上操作为用户带来更多的认知负担，据推测，这可能导致多文档校对效率和质量的双降低。

5.4.2 实验二：文件移动和对齐的方便性

在实验一中，我们证实了在交叉参考阅读多份文档时，使用纸张比使用PC更有效，并且可以获得更高的校对质量。此外，我们推断，参与者在PC上的表现下降是由于在PC上执行文件操作的困难造成的。为了验证这一点，我们进行了另一个实验，比较使用纸张和PC进行文档操作的效率（Shibata和Omura 2010）。这个实验的任务是把文档放在指定的位置。

5.4.2.1方法

在这个实验中，我们在桌子上画了一个与27英寸显示屏面积相同的矩形。在这个矩形内，我们画了一个网格，4个矩形高、4个矩形宽，如图5.9所示。这项任务是将几张办公用纸放在指定的位置（具体来说，就是将文件的左上角与网格上的相应坐标对齐）。图5.9是一个四文档布局的示例。我们改变了参与者执行任务时的条件，并检查了哪些条件允许参与者更快地放置文档。

图5.9实验二：文件放置示例

在纸质环境中，我们在桌子上画了一个4×4的网格，其面积与27英寸显示屏（58.2×36.3厘米）的面积相同，并指示参与者在指定位置排列B5大小的办公用纸。在PC环境中，我们在27英寸显示屏的桌面上绘制了一个4格，并要求他们在指定位置排列与B5纸张大小相同的窗口。

此外，我们还对参与者放置纸张的方式施加了各种限制，例如仅用一只手执行任务，或通过触摸纸张的限定区域来执行任务。对于后一种限制，我们使用顶部印有蓝色条纹的纸张，要求参与者在操作纸张时触摸蓝色区域。这种操作纸张的方法与通过拖动标题栏来操作窗口的方法相同。在这种情况下，为了让参与者确认他们的手指正在触摸蓝色条纹，他们必须在操作纸张时查看该区域。

结合这些限制，我们在实验中使用以下五个条件作为任务条件。

• 自由：参与者照常使用纸张（对纸张的操作没有限制）

• 单手：受试者仅能用一只手操作纸张

• 区域限制：参与者使用纸张，操作时只能触摸纸张的蓝色区域

• 单手&区域限制：参与者使用纸张，操作时只能使用一只手和触摸纸张的蓝色区域

• 电脑：参与者使用电脑，通过鼠标操作排列窗口

我们还将文档的页数分为三个级别：1页、1页和4页。

参与者是24名20～30岁的人。他们都有三年或以上使用电脑的经验。他们的矫正视力为平均或更好。

5.4.2.2结果和讨论

图5.10比较了每种情况下完成任务所需的时间。

统计分析明确了参与者完成任务所需时间显著缩短的条件。在图5.10中，水平线用于连接结果在统计学上处于相同水平的条件。对于放置的每一数量的文档，显著差异如下（“≈”表示”无显著差异，“<”表示“显著小于”）。

图5.10按指定布局排列文件的任务完成时间

• 1页文档：自由≈单手<区域限制≈单手&区域限制<PC

• 2页文档：自由<单手≈区域限制<单手&区域限制≈PC

• 4页文档：自由<单手≈PC<区域限制<单手&区域限制

对于放置的每一数量的文档，使用纸张自由操作（自由条件）的任务完成时间比使用PC操作窗口的任务完成时间短，这意味着操作纸质文档比在PC上操作窗口更快。从这个结果来看，可以推断，与在PC上操作窗口相比，操作纸质文档不太可能打断用户的思考，正是操作文档的难易因素导致了多个文档交叉引用校对时的表现差异。

此外，该实验不仅显示了处理纸张的相对效率，而且还说明了何以如此。我们将以放置2页文档为例来解释实验结果。纸张允许同时移动多个文档，但PC要求用户逐一拖动每个窗口。而当用一只手操作纸张时，一次只能移动一个文件（即单手条件）时，参与者的效率也会降低。因此可以得出结论：使用纸张操作文档的第一个优点是，人们可以同时用双手操作多个纸质文档。

此外，由于移动窗口时需要拖动标题栏，因此用户在执行此操作时必须用眼睛看着标题栏。而当我们使用顶部带有蓝色条的纸张（仿照Windows窗口）并强制用户在操作纸张时只能触摸蓝色条（即区域限制条件）时，参与者的效率会降低。由于区域条件限制了手操作文档的位置，参与者必须要确认他们的手指在进行操作时接触到了指定区域。与之形成对照的是，由于纸张通常可以通过触觉进行操作，所以用户在操作纸张之前无需用眼睛看着纸张的特定区域。由此可以得出结论：操作纸质文档的第二个优点是，用户可以在不特意看着操作位置的情况下操作纸张。

此外，当同时施加单手和区域限制这两个操作约束条件时，参与者的效率进一步下降。这意味着，操作纸质文档的上述两个优点是相互独立的。

在PC上移动窗口的操作是用一只手使用鼠标执行，这相当于在单手&区域限制条件下操作纸质文档。在放置1页文档的情况下，单手&区域限制条件下的纸质文档任务完成时间比PC条件下的任务完成时间短，这表明直接用手移动文档还是比用鼠标间接移动文档要快。由此可以得出结论：纸质文档操作的第三个优点，是可以快速执行对物理对象的直接操作。

在放置4页文档的情况下，单手&区域限制条件下完成摆放纸质文档任务所需的时间比PC条件下的时间长。这是因为当参与者移动与其他文件重叠的下一张纸时，上一张重叠的纸也随之移动。因此，在操作纸质文件时，会发生文件的无意移动，从而使调整文件位置变得更加困难。相反，在PC上操作文档的优点之一是，即使窗口重叠，单个窗口也始终可以独立操作。

王涛（微信号：ioxroom）

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