《Frontiers in Digital Health》：Designing interfaces for digital physical ability self-assessment: a user-centered iterative approach
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摘要：
背景：数字体能自评估为资源密集型的客观评估提供了一种可及的替代方案，但其结果取决于用户界面（UI）在多大程度上支持正确的运动执行和自我评估。
方法：本研究探讨了在使用数字体能测试时，UI设计如何影响用户的解释、执行和自我评估。研究采用迭代、以用户为中心
摘要：
背景：数字体能自评估为资源密集型的客观评估提供了一种可及的替代方案，但其结果取决于用户界面（UI）在多大程度上支持正确的运动执行和自我评估。
方法：本研究探讨了在使用数字体能测试时，UI设计如何影响用户的解释、执行和自我评估。研究采用迭代、以用户为中心的设计方法，开发了六个原型版本，并在四个可用性阶段进行了评估。24名工作年龄的成年人在执行一个指令复杂的测试动作（节奏引导的椅子深蹲）时参与了出声思考可用性测试。对视频记录进行定性分析，以识别反复出现的可用性障碍，并研究UI设计如何影响参与者在不同设计迭代中相对于研究人员评估的自我评估。
结果：迭代可用性测试揭示了参与者在解释和执行测试动作指令时反复出现的障碍。关键的可用性问题包括对节奏提示的误解、正确与错误执行之间的界限不清晰、重复计数意识丧失、执行过程中视觉支持不足、忽视安全关键设置信息、界面不一致性、对运动相关概念的误解以及自我评估标准不匹配。这些问题导致跨原型版本出现系统性的执行错误和对执行质量的误判。
结论：研究发现将数字体能自评估概念化为一种对用户施加持续认知和身体需求的多层次交互。本研究贡献了一套可转移的设计原则，描述了实现准确体能自评估所需的交互支持。虽然这些设计原则基于特定情境，但它们可能为更广泛的基于运动的UI提供见解，尽管其普适性需要进一步验证。
论文解读：
数字体能自评估工具为资源密集型的临床客观评估提供了一种可及的替代方案，尤其适用于健康工作年龄成年人这一关键目标群体，他们虽需进行体力活动促进和体能弱点的早期检测，却很少在常规医疗实践中接受评估。然而，确保用户能够清晰理解并恰当地自我评估体能仍是一个重大挑战。不恰当或设计不良的评估方法可能产生误导性或不可靠的结果。自我报告方法（如问卷、日记或日志）在可及性、受访者负担和成本方面有优势，但由于回忆错误和主观偏差，其可靠性和有效性有限。这些局限性凸显了对更精确、技术支持的方法的需求，这些方法需结合自评估的可及性与支持一致且知情用户判断的功能。对于基于数字运动的自我评估，用户界面在支持正确测试执行和维持用户参与方面起着至关重要的作用。设计不良的UI可能导致混淆、降低积极性并损害数据质量。指令误解以及对执行质量的高估或低估可能导致感知与实际运动执行之间的差异，限制自评估的可靠性。运动执行错误不仅会削弱测量的效度，还可能因动作不正确而增加受伤风险。因此，设计有效的运动UI是一项要求苛刻的任务，需要仔细关注可用性。
本研究发表在《Frontiers in Digital Health》上，旨在通过迭代、以用户为中心的设计过程，从目标用户（工作年龄成年人）的视角，探讨UI设计如何影响用户在使用数字体能测试时对指令的解释、运动的执行以及自我评估。研究人员开发并评估了六个原型版本，重点关注一个因其指令复杂性而选择的测试动作——节奏引导的椅子深蹲。该动作涉及使用设备，并按照设定标准以三种节拍器引导的运动节奏进行描述。研究采用了出声思考可用性测试，对24名参与者的视频记录进行定性分析，以识别可用性障碍并研究UI设计如何塑造参与者的自我评估。研究最终得出了一系列可转移的设计原则，为支持无监督条件下准确体能自评估的UI设计提供了见解。
研究人员采用的关键技术方法包括：1) 迭代的以用户为中心设计流程，通过小样本用户测试（每原型3-5名参与者）连续评估和精炼六个UI原型（从低保真桌面版到高保真移动版）；2) 出声思考技术，结合视频记录，捕捉用户交互过程中的认知过程和可用性问题；3) 定性归纳分析法，由三位研究者独立审查视频，识别和归纳可用性问题模式；4) 跨阶段分析，在所有可用性阶段完成后，比较参与者的自我评估与研究人员的观察评估，以发现潜在模式。样本队列来源于通过学术网络和个人联系人进行的便利抽样，招募了24名（12名女性，12名男性）年龄在29-63岁、说瑞典语的工作年龄成年人。
研究结果部分根据原型版本和观察到的模式进行组织。在原型1A中，问题包括术语模糊（如“三轮”）、视觉清晰度不足（仅椅子图示导致蹲姿过浅）以及手臂放置不明确。原型1B的两屏设计和冗长文本增加了认知负荷，图示在第二屏消失导致执行信心丧失，节奏术语、椅子接触描述和节拍同步指令引发混淆，多选框造成自我评估困惑，且缺乏椅子稳定性指导。原型2整合为单屏布局并保持图示可见，但节奏指令（如“每隔一拍”）仍导致节奏误解，测试结构（是否测试所有节奏）不明确，椅子放置安全指导未被充分注意，且“接触”与“坐下”的界限模糊影响自我评估。原型3A采用气泡文本附着于图示，但节拍器概念仍具认知挑战，参与者失去重复计数意识，图示误解导致蹲姿过浅，安全设置指令未被一致执行，手臂调整显示执行稳定性指导不足，节奏顺序也存在不确定性。原型3B强调了禁止的手臂使用，但手臂放置指导仍不明确，起始位置不清，接触界限难以解释，节奏值和顺序被误解，重复计数意识丧失，且一次失败后即放弃尝试。原型4过渡到移动端，引入视频和照片指导，减少了执行犹豫并提高了信心，但带来了新的导航挑战（如难以发现节奏特定视频），且同时持握设备和执行动作存在困难。跨所有原型的自我评估模式分析显示，参与者常对自我评估充满信心，尽管观察到节奏依从性存在偏差；其自我评估强烈受UI中突出信息（如最高完成节奏）的影响；且自我评估与研究人员评估的不匹配与先前识别的可用性问题密切相关，表明评估反映了UI的框架而非实际执行质量。
讨论部分将体能自评估概念化为一种多层次的复杂交互，要求用户同时协调指令解释、节奏同步、重复计数、安全考虑和自我评估。这超出了简单的指令遵循任务，对用户的注意力、记忆力和判断力提出了持续需求。研究人员将观察到的可用性问题综合为八项可转移的设计原则：1) 用户必须能够将计时信息转化为具体的运动阶段；2) 用户必须能够通过视觉指导清晰区分正确与错误的执行状态；3) 用户必须在执行过程中能持续获取所需的重复次数；4) 用户必须能够在执行动作时参考足够详细的视觉指导，而非依赖记忆或假设；5) 用户必须能够识别并遵循安全关键的设置指令；6) 用户必须能够依赖跨练习的一致交互结构，或在出现偏差时得到明确告知；7) 用户必须能够使用熟悉的语言或个性化UI理解运动相关概念；8) 用户必须能够使用定义正确执行的相同标准来评估其运动执行。这些原则源于对相对同质且高教育水平用户样本的观察，其适用性需要在更多样化的人群中进行进一步验证。研究局限性包括样本代表性有限、小样本迭代测试、实验室环境可能影响行为、以及从桌面到移动端设备转换带来的混杂因素。未来工作包括开发整合了这些设计原则的修订原型并进行评估，探索集成客观传感技术的混合自我评估方法，以及研究个性化UI如何更好地支持不同的用户偏好和需求。
研究结论部分翻译如下：本研究探讨了在无监督条件下，UI设计如何塑造用户对数字交付的体能测试动作的解释、执行和自我评估能力。通过对一个指令复杂的测试动作UI进行迭代精炼，研究结果表明，体能自评估构成了一种多层次的交互，而非简单的指令遵循任务。用户需要在执行过程中同时协调测试动作指令的解释、节奏同步、重复计数意识、安全考虑和自我评估。跨原型版本，当用户不得不依赖记忆、推断或主观判断时，可用性障碍持续出现。对节奏提示的误解、不清晰的执行标准、重复计数意识的丧失以及执行与明确自我评估标准之间的不匹配，导致了参与者的自我评估与研究人员对测试动作执行的评估之间存在差异。这些问题无法仅通过更清晰的措辞解决，而是需要将运动结构外化并支持持续获取执行标准的设计方案。通过综合设计迭代中的发现，本研究贡献了一套可转移的设计原则，描述了用户在无监督体能自评估过程中必须能够访问、监控和解释的内容。虽然这些设计原则基于特定的自评估情境，但它们可能更广泛地适用于基于运动的指导性UI，在这些场景中，正确的执行和自我评估必须在没有专业监督的情况下实现，尽管其对其他运动和情境的普适性需要进一步验证。本研究通过将既定的可用性原则扩展到涉及同步认知和身体表现的多层次交互情境，为以用户为中心的设计和用户体验设计做出了贡献。研究结果表明，诸如识别优于回忆、反馈和一致性等原则，必须被操作为连续的、与执行集成的指导，而非静态的UI属性。重要的是，由于本研究是在相对同质且高教育水平的参与者样本中进行的，所识别的可用性挑战可能低估了在更多样化的现实世界人群中遇到的挑战。此外，由于迭代可用性测试中典型的每阶段小样本量，报告的可用性问题可能不代表完整的可用性问题空间，可能主要反映了更突出或反复出现的障碍。因此，未来需要研究在更广泛的用户群体中验证和扩展这些设计原则。
