综述：验证BPMN图的可理解性：关于布局指南认知影响的生物计量学研究

本研究通过眼动追踪和脑电图（EEG）技术，实证分析BPMN（Business Process Model and Notation）布局指南对用户认知负荷与理解效率的影响。结果显示遵循布局规范的模型显著降低θ波活动、优化注视分布并提升任务准确率，为流程建模的认知有效性提供了生物计量学证据。

　　

背景

业务过程模型与标记法（BPMN）作为业务流程建模的标准化语言，在协调领域专家与信息技术（IT）专业人员之间的沟通中发挥着关键作用。流程模型的布局质量直接影响用户对信息的解读效率，而认知清晰度（cognitive clarity）和认知有效性（cognitive effectiveness）成为评估模型可理解性的核心指标。根据Moody的定义，认知有效性指信息被准确、快速且轻松理解与传递的程度，这与语义透明度（semantic transparency）密切相关——即符号直观传达含义而无需额外解释的特性。

以往研究表明，杂乱的布局会导致控制流错误、视觉混乱和认知超载，进而降低模型可用性。为应对这些挑战，建模指南（GoM）被提出以优化视觉结构与降低复杂度。然而，关于布局指南如何具体影响认知过程的生物计量学证据仍较为有限。

准实验设计

本研究采用准实验设计，将37名参与者分为两组，分别解读符合布局最佳实践（WG）与故意违反指南（WoG）的BPMN图表。实验过程中同步采集眼动轨迹与EEG数据，以量化认知负荷与注意力分配。任务结束后通过主观评分和行为准确性进行多模态数据三角验证。

分析结果

生物计量数据表明，WG组表现出显著较低的认知负荷：EEG记录显示θ波段活动减少（通常与认知压力正相关），而眼动模式呈现更集中的注视点分布和更高的扫描路径效率。行为数据进一步证实，WG组的任务准确率更高且响应时间更短。相反，WoG组出现注视点分散、θ波增强以及错误率上升的特征。这些发现一致表明，布局指南的整体应用（package-level）显著提升了模型的认知可处理性。

有效性威胁

研究识别了四类有效性威胁：结论有效性（统计检验力与测量可靠性）、内部有效性（参与者个体差异与实验环境控制）、构造有效性（生物指标与认知状态的理论对应关系）以及外部有效性（样本代表性与任务生态效度）。通过随机化分组、仪器校准和任务设计优化，这些威胁得到部分缓解，但结果推广仍需谨慎。

结论

布局指南的联合应用显著优化了BPMN模型的认知处理效率，降低了解读过程中的心理负荷，并提升了注意力引导的精准度。该研究通过多模态生物计量方法（眼动+EEG）为流程建模的视觉设计原则提供了实证支持，强调了人机交互（HCI）原则在业务过程可视化中的实践价值。未来研究可进一步探索特定指南的独立贡献及其在自适应建模系统中的应用潜力。