青少年科普信息可視化的視覺(jué)表征符號(hào)研究

朱紅宇 崔華春

摘要：為推動(dòng)青少年科學(xué)知識(shí)內(nèi)容的升級(jí)，實(shí)現(xiàn)科普信息的高效傳遞。探討影響青少年科普認(rèn)知的客觀因素，結(jié)合青少年科普可視化案例分析比較，歸納可視化中視覺(jué)表征符號(hào)的分類及其特征，從隱喻認(rèn)同、信息對(duì)稱、感知同步方面加強(qiáng)符號(hào)與信息的適配程度。得到青少年科普信息可視化視覺(jué)表征符號(hào)的設(shè)計(jì)策略。為探索青少年科普信息可視化的高效傳達(dá)提供設(shè)計(jì)參考。

關(guān)鍵詞：青少年 科普信息 信息可視化 視覺(jué)表征符號(hào) 信息傳播

中圖分類號(hào)：G202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-0069（2022）11-0138-04

Abstract：In order to promote the upgrade of teenagers scientific knowledge and to realize the efficient transmission of popular science information. Discussion on objective factors affecting science cognition of teenagers. Combined with adolescent science visualization case analysis，the classification and characteristics of visual representation symbols were summarized. From metaphorical identity，information symmetry，sensing synchronization，strengthen symbols and information unity.Get the design strategy of visual representation symbols for teenagers science information visualization.It provides a reference for exploring the efficient communication of teenagers science information visualization.

Keywords：Teenager Popular science information Information visualization Visual representation Information dissemination

引言

近年來(lái)，人們對(duì)青少年科普教育事業(yè)愈發(fā)重視。受互聯(lián)網(wǎng)的影響，以紙媒為主的傳統(tǒng)科普形式漸漸淡出大眾視野，依靠新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)的科普可視化成為信息傳播的新趨勢(shì)。青少年科普信息可視化是對(duì)深?yuàn)W的科學(xué)信息進(jìn)行收集、整理、轉(zhuǎn)化的設(shè)計(jì)過(guò)程。如何幫助青少年快速理解、掌握這些繁雜的科普知識(shí)，并確?？茖W(xué)信息的準(zhǔn)確性、易讀性、易懂性，是可視化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文聚焦青少年的科普教育，對(duì)科普可視化的關(guān)鍵構(gòu)成要素——視覺(jué)表征符號(hào)，進(jìn)行深入研究，圍繞青少年用戶的認(rèn)知特點(diǎn)展開對(duì)視覺(jué)表征符號(hào)類型、特征以及設(shè)計(jì)策略的討論，旨在為青少年科普信息可視化設(shè)計(jì)提供創(chuàng)作新思路。

一、影響青少年科普認(rèn)知的因素

美國(guó)社會(huì)學(xué)家弗洛姆曾說(shuō)過(guò)，“人們生而平等，但又生來(lái)個(gè)性各有千秋”，這句話表明了人們既相同又不同，放置于人類認(rèn)知中去理解，則意味著每個(gè)人在思想上都是平等的，但個(gè)體會(huì)由于不同因素的影響導(dǎo)致彼此之間產(chǎn)生參差不齊的認(rèn)知差異。人們?cè)谟^看科普信息時(shí)，個(gè)體的差異性會(huì)產(chǎn)生大相徑庭的認(rèn)知結(jié)果，所以在向大眾進(jìn)行科普宣傳時(shí)，要打破固定單一的科普形式，依照目標(biāo)受眾的具體情況開展針對(duì)性的科普教育，避免科普信息的有效性大打折扣。青少年科普信息可視化是將復(fù)雜科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)易視覺(jué)語(yǔ)言的設(shè)計(jì)手段，設(shè)計(jì)者在付諸行動(dòng)前，需建構(gòu)出青少年群體特定的認(rèn)知模型，探析影響青少年認(rèn)知特點(diǎn)的客觀因素，以更好地實(shí)現(xiàn)或增強(qiáng)視覺(jué)表征符號(hào)這一構(gòu)成因素在科普信息可視化中的作用。

（一）年齡對(duì)青少年科普認(rèn)知的影響

世界衛(wèi)生組織按照年齡分段將青少年定義為10-19歲的人群，這一時(shí)期的人群受生物激素影響身體發(fā)育迅速，生理機(jī)能日趨成熟，個(gè)體心理成長(zhǎng)受多方面因素限制，呈現(xiàn)出身心發(fā)展不平衡，激進(jìn)且缺乏秩序感的特點(diǎn)。按照皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論，青少年目前正處于形式運(yùn)算階段，思維發(fā)展到可以進(jìn)行抽象邏輯推理的水平。此階段中，青少年認(rèn)知有兩個(gè)最為顯著的特點(diǎn)，其一是思維活躍，好奇心強(qiáng)，敢于擺脫傳統(tǒng)規(guī)則的束縛，有著驚人的創(chuàng)造想象力；其二是人生經(jīng)驗(yàn)、閱歷都在不斷豐富，邏輯推演能力明顯提高，能通過(guò)事物表象推理、探索事物本質(zhì)。

因此，用游戲化思維去感知身邊世界是低齡青少年群體慣用的認(rèn)知方式，他們采用游戲方式提前進(jìn)行社會(huì)活動(dòng)，為將來(lái)的社會(huì)人際交往和勞動(dòng)生產(chǎn)活動(dòng)打下基礎(chǔ)[1]。青少年在探索世界的過(guò)程中，知識(shí)量與日俱增，眼界也愈發(fā)開闊，每當(dāng)解開一個(gè)未解之謎，他們便會(huì)獲得相應(yīng)的滿足感和成就感，這種自我認(rèn)同感促使著他們更積極地去了解未知世界。正因如此，青少年對(duì)待新事物始終抱有強(qiáng)烈的求知欲望，對(duì)自然新知、科學(xué)探索也有著豐厚興趣。與此同時(shí)，青少年群體的思維模式和行為習(xí)慣尚未固化，有著豐富的想象力和創(chuàng)造力，容易被稀奇新穎的科普形式所吸引。

（二）成長(zhǎng)環(huán)境對(duì)青少年科普認(rèn)知的影響

青少年的認(rèn)知與其自身的成長(zhǎng)環(huán)境也有著密不可分的聯(lián)系，家庭、學(xué)校、社會(huì)均會(huì)對(duì)他們青春期的認(rèn)知起到潛移默化的影響，一代人有一代人的際遇，不同時(shí)代的青少年也有著不同的認(rèn)知特點(diǎn)。托馬斯·科洛波洛斯在《圈層效應(yīng)》一書中提到“人類永遠(yuǎn)是環(huán)境的產(chǎn)物，塑造Z世代的正是他們成長(zhǎng)的環(huán)境”，伴隨互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，信息傳播變得更加迅速便捷，但信息數(shù)據(jù)也隨之急速擴(kuò)增，海量信息充斥著人們的日常生活，導(dǎo)致人們閱讀信息的方式相較以往發(fā)生了巨大改變。新媒體成為信息傳播的主流渠道，網(wǎng)絡(luò)化、碎片化、淺閱讀化成為當(dāng)下最受歡迎的信息瀏覽形式。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的青少年群體是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字原住民，他們一出生就與網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代無(wú)縫銜接，受互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品的影響較大。新時(shí)代青少年群體的認(rèn)知模式與80、90年代的青少年相比更具有個(gè)性認(rèn)知，喜歡追求新生事物，有強(qiáng)烈的個(gè)體自我意識(shí)，但思維活絡(luò)跳躍，注意力容易受到外界因素干擾，因此，在面對(duì)復(fù)雜的科普信息時(shí)，多數(shù)青少年缺乏閱讀耐力且難以進(jìn)行深度思考。

（三）性別差異對(duì)青少年科普認(rèn)知的影響

有許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)青少年群體認(rèn)知進(jìn)行性別差異研究，臺(tái)灣學(xué)者黃綿質(zhì)編織了《青少年積極認(rèn)知問(wèn)卷》并對(duì)臺(tái)灣地區(qū)的青少年進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示，青少年在整體積極認(rèn)知上不存在明顯差異，但胡韜、劉敏兩位學(xué)者利用《組合圖形測(cè)驗(yàn)》對(duì)重慶市中小學(xué)生進(jìn)行測(cè)試研究，結(jié)果顯示青少年在認(rèn)知風(fēng)格上存在一定的性別差異，男女學(xué)生在文理傾向、知覺(jué)方式、思維模式等方面都表現(xiàn)出一些差別。由于青春期男女生生理和心理上的差別，導(dǎo)致兩者的實(shí)際需求、思維方式、接受能力和社會(huì)經(jīng)歷在一定程度上存在不同。在情感認(rèn)知中，男生相較于女生更為理性，而女生在感性上比男生更具優(yōu)勢(shì)。這一差異啟示人們?cè)诳破战逃^(guò)程中，應(yīng)注意青少年男女認(rèn)知風(fēng)格上的差異，做到因材施教，因性而教。

二、青少年科普信息可視化視覺(jué)表征符號(hào)的類型及特征

青少年科普信息可視化設(shè)計(jì)中的視覺(jué)表征符號(hào)既是主觀概念外化呈現(xiàn)的客觀載體，也是能被青少年用戶所感知的外在表現(xiàn)形式。將視覺(jué)符號(hào)以合理的表征形式編排在一起，是實(shí)現(xiàn)科普信息可視化的前提條件，也是發(fā)揮青少年科普價(jià)值的重要手段。視覺(jué)表征符號(hào)的區(qū)分對(duì)青少年科普信息可視化效果的實(shí)現(xiàn)起著關(guān)鍵作用，決定著科普信息形式的呈現(xiàn)。由于科普信息的類型、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)存在一定差異，所以視覺(jué)表征符號(hào)在表現(xiàn)形式上也大有不同，視覺(jué)表征符號(hào)的類型按其自身特點(diǎn)可分為靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)、動(dòng)態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)和3D視覺(jué)表征符號(hào)。

（一）靜中思動(dòng)的靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)

科普信息可視化設(shè)計(jì)中的靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)主要是用來(lái)說(shuō)明事物的定義、性質(zhì)以及特征的陳述性信息，具有靜態(tài)的性質(zhì)。雖然人眼看到的靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)是平面且靜止的，但是認(rèn)知者可以利用視覺(jué)感官將所接收到的信息在大腦內(nèi)進(jìn)行二次加工，形成連貫變動(dòng)的信息流，實(shí)現(xiàn)主觀意念上的信息流動(dòng)。此外，靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)不受時(shí)間、技術(shù)設(shè)備的限制，在低成本、高效率展現(xiàn)科普信息方面，靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)目前仍是青少年科普信息可視化設(shè)計(jì)中最常使用的視覺(jué)表現(xiàn)形式，其優(yōu)勢(shì)可概括成兩點(diǎn)，一是能夠多次檢查信息而不受時(shí)間的限制，二是能夠在信息點(diǎn)之間或圖形與文字之間進(jìn)行反復(fù)比較[2]。靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)主要有三種表現(xiàn)形式，分別是文字、圖形、和圖表。文字可以看作是記錄、傳遞與交流抽象思維意識(shí)的通用視覺(jué)表征符號(hào)，被賦予著直觀且重復(fù)閱讀的屬性，既可以簡(jiǎn)明扼要地向青少年傳達(dá)信息主旨，又可以消除晦澀信息對(duì)青少年造成的認(rèn)知障礙。圖形則是能生動(dòng)演繹信息并被大量復(fù)制的視覺(jué)表征符號(hào)，它不受種族、語(yǔ)言的限制，可以直接引導(dǎo)觀者進(jìn)行思想交流，既是對(duì)客觀對(duì)象進(jìn)行的相似性描述，也是跨越國(guó)家、民族之間交流障礙的通用語(yǔ)言形式。但圖形符號(hào)在科普可視化很少單獨(dú)出現(xiàn)，而是經(jīng)常與文字符號(hào)聯(lián)合使用，通過(guò)靜態(tài)字符的組合排列，外加靜態(tài)圖像的輔助說(shuō)明，來(lái)描述具有運(yùn)動(dòng)屬性的信息內(nèi)容，從而使受眾形成思想上的動(dòng)態(tài)感知。如圖1所示的鳥類軀體解剖圖，是將整段文字信息按照生物學(xué)思維進(jìn)行切割，分成帶有主次、因果和平行關(guān)系的信息模塊，并放置靜態(tài)的鳥類圖像，用直線來(lái)連接文字和相對(duì)應(yīng)的圖形，以達(dá)到引導(dǎo)青少年清晰認(rèn)知和精準(zhǔn)理解鳥類活體生理結(jié)構(gòu)的目的。圖表符號(hào)是文字與圖形的結(jié)合，也算作是一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型工具，通常對(duì)散落數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律性的整合，然后以柱狀圖、條形圖、折線圖、餅狀圖等形式來(lái)描述信息的比例構(gòu)成情況和變化趨勢(shì)。

（二）多維融合的動(dòng)態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)

動(dòng)態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)是靜態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)的繼承與發(fā)展，是在靜態(tài)符號(hào)的基礎(chǔ)上增添了時(shí)間維度，然后通過(guò)視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)等感官體驗(yàn)，打造出多維立體化的信息傳達(dá)效果，常用于演示運(yùn)動(dòng)型、漸變型、流程型的科普信息，強(qiáng)調(diào)事物在一段時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的變化過(guò)程。動(dòng)態(tài)符號(hào)的多維特點(diǎn)主要體現(xiàn)在流動(dòng)且變化的畫面中，尤其是元素之間的轉(zhuǎn)換和變化。這種轉(zhuǎn)換和變化不但能夠豐富元素的表達(dá)形式，還可作為信息編碼的方式，借此實(shí)現(xiàn)靜態(tài)圖形難以表達(dá)的創(chuàng)意信息[3]。

縱觀動(dòng)態(tài)視覺(jué)表征符號(hào)的表現(xiàn)形式，主要包括動(dòng)態(tài)圖表和信息動(dòng)畫。動(dòng)態(tài)圖表作為一種動(dòng)態(tài)可視化實(shí)踐，通常以兩種途徑表征信息含義，首先是反映論途徑，這類信息圖表如同一面鏡子那樣起作用，反映事件中真實(shí)的意義，讓逝去的事實(shí)再現(xiàn)并存現(xiàn)于世。其次是意向論途徑，媒介通過(guò)信息圖表把意志“議程化”，此時(shí)的信息圖表已帶有明顯的觀點(diǎn)取向[4]。如圖2所示的動(dòng)態(tài)圖表，統(tǒng)計(jì)的是從2000年起華盛頓校園發(fā)生校園槍擊案的數(shù)量，圖表中每出現(xiàn)一個(gè)圓點(diǎn)就意味著有十名學(xué)生受到了槍擊威脅，設(shè)計(jì)者運(yùn)用幾何圖形將細(xì)節(jié)信息完整概括并生動(dòng)表達(dá)，同時(shí)讓信息按照時(shí)間順序依次動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，向受眾直觀展示了校園惡性事件逐年增加的頻率。在視覺(jué)層面上利用動(dòng)態(tài)可視化的設(shè)計(jì)語(yǔ)言使觀者為之動(dòng)容，并以此呼吁社會(huì)提高對(duì)青少年人身安全的重視。

由于科普信息的特殊性，致使大多數(shù)科學(xué)理論都是枯燥且晦澀的，青少年需要花費(fèi)的認(rèn)知成本較高。而信息動(dòng)畫可以幫助青少年合理降低認(rèn)知難度，采用圖文、音頻、視頻等多維形式打造立體化信息，增加青少年的信息體驗(yàn)深度。圖3所示的天文動(dòng)畫正是科普信息動(dòng)畫的一種，畫面演示的內(nèi)容是月球的公轉(zhuǎn)現(xiàn)象，是對(duì)抽象理論進(jìn)行的具像化表達(dá)，計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言輔佐各種天文元素以形狀、大小、色彩、明暗等形式的變化，實(shí)現(xiàn)畫面的動(dòng)態(tài)演示，給青少年帶來(lái)新奇觀感體驗(yàn)的同時(shí)，激發(fā)他們對(duì)天文知識(shí)的學(xué)習(xí)熱情。

圖7所示的多層級(jí)的科普信息，通常會(huì)呈現(xiàn)出由淺到深遞進(jìn)關(guān)系，并包含顯性和隱性語(yǔ)義，難以直接用一種自然語(yǔ)言將其完全表征[7]，借助“米勒定律”對(duì)信息層級(jí)進(jìn)行解構(gòu)重組，在文本符號(hào)和圖像符號(hào)之間進(jìn)行適當(dāng)取舍，消除兩種模態(tài)信息之間的語(yǔ)義鴻溝，統(tǒng)一視覺(jué)符號(hào)的感知含義，可以實(shí)現(xiàn)青少年對(duì)科普信息的無(wú)障礙認(rèn)知。

結(jié)語(yǔ)

青少年群體作為社會(huì)發(fā)展的后續(xù)儲(chǔ)備力量，其科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)極為關(guān)鍵，他們正處于身心快速發(fā)育的成長(zhǎng)階段，對(duì)未知事物的好奇心和求知欲十分強(qiáng)烈，科普信息可視化恰好可以幫助他們更好地拓寬視野、了解世界。在符合青少年認(rèn)知模型的基礎(chǔ)上，利用文字、圖形、圖表、信息動(dòng)畫、3D模型等多種視覺(jué)表征符號(hào)對(duì)科普信息進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，不僅可以豐富科普信息的表現(xiàn)形式，還能強(qiáng)化青少年的科普認(rèn)知，并為青少年科普信息可視化設(shè)計(jì)的蓬勃發(fā)展持續(xù)助力。

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