基于視覺思維的科普類信息圖表設計研究

摘要：在科技的飛速發展的背景下，我們進入了一個數字化、信息化的時代。面對泡沫化、同質化與碎片化的信息泛濫，使用信息圖表設計手段將信息進行視覺呈現和集中表達逐漸成為新的趨勢。科普類信息圖表設計具有跨越語言障礙、打破知識壁壘、精簡關鍵內容、突破傳播速率等優勢，從而越來越受到人們的青睞。然而，該文通過案例分析與社會調研，發現科普類信息圖表設計普遍存在著視覺焦點不夠突出、信息內容冗余繁雜、視覺設計審美欠佳等問題。由此，該文融入視覺思維理論，探索以視覺思維為切入點的科普類信息圖表設計原則與設計方法，探究具有針對性的優化策略，以期提升科普類信息圖表設計作品的審美價值與傳播效率，更好地幫助社會大眾通過使用與瀏覽科普類信息圖表，省時高效地獲取資源信息，從而為提升全民科學文化素質添磚加瓦。

關鍵詞：視覺思維;信息圖表設計;科普類;設計原則;設計方法;優化研究

中圖分類號：J524 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4110（2024）11（b）-0053-06

Research on the Design of Popular Science Information Charts Based on Visual Thinking

ZHANG Yanwen

（Jiangsu Second Normal University， Nanjing Jiangsu， 210000， China）

Abstract： With the rapid development of technology， we have entered an era of digitization and informatization. In the face of foam， homogenization and fragmentation of information flooding， the use of information chart design means to visually present and centrally express information has gradually become a new trend. The design of popular science information charts has advantages such as overcoming language barriers， breaking down knowledge barriers， streamlining key content， and breaking through dissemination rates， making it increasingly popular among people. However， through case analysis and social research， we found that the design of popular science information charts generally has problems such as insufficient visual focus， redundant and complex information content， and poor visual design aesthetics. Therefore， we propose to integrate visual thinking theory， explore the design principles and methods of popular science information charts with visual thinking as the starting point， and explore targeted optimization strategies in order to enhance the aesthetic value and dissemination efficiency of popular science information chart design works， better help the public to obtain resource information in a time-saving and efficient manner through the use and browsing of popular science information charts， and thus contribute to improving the scientific and cultural literacy of the whole nation.

Key words： Visual thinking; Information chart design; Science popularization category; Design principles; Design methods; Optimization research

隨著信息化時代的到來及新媒體技術的推動，海量的信息、資源、數據呈現爆炸式增長，慢慢地給人們帶來了信息焦慮。因此，人們如何在大量繁雜的信息中快速尋找到關鍵信息成為難點。視覺是人體獲取信息最多的感官之一，至少有80%以上的外界信息是通過視覺引導抓取的，同時，圖像相較于文字更有信息傳達的效率優勢。因此，信息圖表設計在信息時代的背景下應運而生，備受青睞。信息圖表設計主要是運用視覺轉化的方式，將文字信息、數字信息、流程分析等轉化為生動、直觀、形象的圖形語言，使得信息實現可視化、關鍵化、凝練化，大大提升了信息內容的傳達效率。在我國加快建設教育強國、科技強國、人才強國的戰略布局下，科普類信息圖表設計在跨文化、跨語言、跨民族等方面，有助于提升國民知識文化水平和知識傳播水平。基于以上背景，本文以視覺思維為切入點，探究優化科普類信息圖表可設計的方法與路徑，旨在讓信息圖表更好地服務于社會大眾。

1 視覺思維與科普類信息圖表設計

1.1 視覺思維概述

1.1.1 視覺思維的含義

視覺，又稱視知覺，是人體對客觀事物刺激而產生的一種直接反應;思維則是人體對客觀事物刺激的間接反應;視覺思維則是一種通過視覺形式來組織和表達思想的能力。這種思維方式依賴于圖像、符號和空間布局，而不是語言文字來理解和解決問題。視覺思維是德裔美籍知覺心理學家、美術理論家魯道夫·阿恩海姆（Rudolf Arnheim）在1969年出版的《視覺思維》（Visuai Thinking）中提出，他主要借鑒格式塔心理學理論[1]，以視知覺為主要對象，從心理學、物理學等多個角度闡釋了視知覺與思維的統一性。視覺思維理論將視覺方式和思維方式等同起來，認為這是人平行于語言和文字思維方式而存在的另一種思維方式——“視覺即思維”。視覺思維理論，狹義上是指人體在原有視覺意象的基礎上，對人體的視覺信息進行有選擇性的想象、構繪，并借助視覺意象對人的思維活動進行促進，使其呈現出螺旋上升的趨勢。廣義上，視覺思維理論主要包含了觀察視覺對象的過程，以及對視覺意象的理解，從中體驗出隱含的信息等。

1.1.2 視覺思維的特征

視覺思維是人類用文字或圖片傳遞信息完整的思維過程，具有直觀性、空間性、識別性、整合性、多層次性、跨文化性、記憶促進和情感表達、創造性、交互性的特點。例如，在寬廣的房間里尋找東西時，人們優先看到自己需要的物體，這表現出不同層次和細節的信息，人們根據需要進行探索，體現了視覺思維的多層次性。視覺思維的創造性在于鼓勵創新和創造性思考，因此它允許人們以新穎的方式組合重新解釋視覺信息。例如，第十五屆設計之都（中國·深圳）公益廣告大賽優秀作品獎招貼作品《狩獵者系列》，作者巧妙利用人馬和人魚這兩個形象與保護野生動物主題相結合，通過作品的視覺沖擊感以及拼接的創新方式，闡述人類在傷害野生動物的同時也在傷害自己，體現地球上的生命一體這一主題意義。視覺思維的特征共同定義了視覺思維的本質，通過培養和利用這些特征，可以更有效地處理和理解視覺信息。

1.1.3 視覺思維的認知過程

視覺思維的認知過程涉及一系列復雜的心理活動，包括感知、加工、存儲和回憶。視覺思維源于直接經驗對視覺接收到的信息進行處理和加工的過程，由視覺探測、視覺注意、意識加工、視覺記憶4個階段共同作用完成（見圖1），每個階段都有對應的認知任務。

在視覺思維的認知過程中，視覺工作記憶是最關鍵的認知資源[2]。當人們觀察一個場景或圖像時，視覺工作記憶（見圖2）會暫時存儲這些視覺信息，并且允許人腦對這些信息進行操作，并引導注意力，除此之外，視覺工作記憶是產生視覺想象的基礎;在視覺任務中，我們經常需要保持對某些視覺信息的持續關注，然后將文字信息轉化為視覺圖像或將視覺圖像轉為文字描述。

1.2 科普類信息圖表設計概述

1.2.1 科普類信息圖表設計的含義和分類

信息圖表是指信息、數據、知識等的視覺化表達，通常用于復雜信息高效、清晰地傳遞，在計算機科學、數學及統計學領域也有廣泛應用，以優化信息的傳遞。可以看作是數據可視化分析（Data Analysis）的一個方向，人類大腦對于圖形更容易接受，所以更能高效直觀清晰地傳遞信息[3]。

科普類信息圖表則是規定信息圖表所展示的內容具有科學知識的指向性，是一種專門用于普及科學知識概念的視覺工具。依據頂級設計師木村博之在其著作《圖解力：跟頂級設計師學作信息圖》[4]中對信息圖表進行的分類，科普類信息圖表可以分為六類：圖解、圖表、表格、統計圖、地圖和圖形符號，這些類別涵蓋了信息圖表的主要表現形式，包括但不限于插圖、圖形、線條，以及它們的使用目的和方法。

1.2.2 科普類信息圖表設計的特征

信息化浪潮席卷全球的今天，科學技術日新月異，此時，科普類信息圖表為全民點燃科學熱情、共享科普盛宴提供了得力媒介，但由于信息的海量內容、邏輯無序、品質雜亂，要求科普類信息圖表設計具有科學性、簡潔性、通俗性、趣味性、互動性、教育性和藝術性等特征。例如，信息設計師Eleanor Lutz通過螺旋運動圖，以動態形式向讀者展示人類胚胎從受精卵到發育成為一個完整嬰兒的過程，讓受眾直觀感受到生命從萌生、生長到誕生的過程，形象地了解孕期的每個階段的生動變化，見證生命的活力和奇跡，也潤物細無聲地起到了生命教育的意義。

2 視覺思維在科普類信息圖表設計中的融入

2024 年9月，百度百科、中國科協科普部聯合在全國科普日發布了《2024全國科普日百科知識數據報告》，通過網友最關注的“嫦娥六號‘奔月’”“人工智能AI”“量子計算”等科普事件、社會熱詞、新型科技等內容，揭示了我國國民的關注焦點，科普報告的背后，是公眾對科學知識和科學真理的探索和追求。如今，科普類信息圖表因其傳播能力強、關鍵內容準、審美水平高等優勢在各媒介領域廣泛使用，科普類信息圖表設計作品雖層出不窮，但質量水準良莠不齊。

2.1 現有科普類信息圖表設計的優缺點分析

科普類信息圖表設計將信息可視化、信息關鍵化、信息凝練化，大大增加信息內容本身的傳達效率，提高讀者閱讀興趣和理解、加強記憶，有助于提高公眾的素養。同時，因其本身的呈現效果既能適應傳統紙媒印刷，也能在數字技術的新媒體平臺上表現出異彩紛呈的視覺呈現，因此，在這種信息傳達多元化的情形下，科普類信息圖表設計有了新的意義、內容和價值。例如，越來越多的專業設計賽事推出信息設計類別，以賽促進，2022年第二十三屆白金創意國際大賽信息設計類獲獎作品《車輪軌跡》即科普主題的信息圖表設計，講述的是車輪的演變史，以時間遞進，設計師將冗長的文字信息可視化，融合創意圖形，使跑道與時間相連接，貼合主題，把信息呈現給讀者且具象化的圖形可以增強讀者記憶。

同時發現，一些設計師為了信息圖表更具有吸引力，選擇過于夸張的圖形或過度簡潔的文字，導致信息傳遞不全面或不準確;抑或是為了使圖表信息內容全面完整，關鍵信息抓取不到位，導致圖表信息內容順序雜亂，閱讀邏輯構架不足;還有設計作品缺乏創新性，設計師套用統計型數據圖表、地圖型形式模版等，設計思路局限，視覺傳達效果粗陋，科普類信息圖表的設計面貌同質化現象逐漸凸顯。

綜上所述，在設計科普類信息圖表時，應充分利用和延續科普類信息圖表設計的優勢特長，發現當前科普類信息圖表設計所面臨的困境與挑戰，應革新設計理念，優化設計構建。

2.2 視覺思維融入科普類信息圖表設計的必要性

在今天樹立大科普理念、強化全社會科普責任的背景下，如何打造內容精準、別出心裁、深入人心的信息圖表設計作品，如何在科普類信息圖表設計中導入視覺思維理念，是對信息圖表設計未來發展趨勢的一個思考，探索出一套系統成熟的設計指導方法與原則十分關鍵。視覺思維是用可視化的方式幫助人們高效解決實際問題的工具和方法，可以更有效地在信息焦慮時代處理和理解視覺信息，作為一種通識、經典、多維理念，為科普類信息圖表設計的未來發展創造了新的思路與方向。由此，視覺思維與信息圖表設計的融合是面對和解決當前科普類信息圖表設計問題的積極探索。

3 基于視覺思維的科普類信息圖表設計構建

3.1 基于視覺思維的科普類信息圖表設計原則

3.1.1 關鍵信息凝練化原則

在做科普類信息圖表設計準備時，篩選關鍵信息是核心信息可視化凝練的前提，需要從大量的科學數據與知識信息中找出與主題相關的關鍵內容，接著對數據進行分析、歸納和提煉，對文字進行符號化、圖像化轉譯，使信息視覺轉化為圖像，這樣才能在一定的時間內以信息圖表為視覺載體的方式，實現更高效、更直觀、更精準的科學知識有效普及，準確將科學信息呈現給讀者。例如，融媒體中充斥著巨量關于“2024巴黎奧運會”主題的新聞報道，但觀眾讀者往往最關心的是賽程安排、獎牌排名、熱門選手等信息，這就要求新聞媒體在報道時應抓取重要相關內容，對此類信息、數據、圖片進行梳理，制作奧運主題的相關科普信息圖表。

3.1.2 語言符號圖形化原則

視覺思維往往幫助人們創建思想、概念與信息的心理圖像，可視化幫助人們組織和構建他們的想法，使復雜的想法更容易被詮釋和理解。視覺作為五感中接收信息能力最強的感官，對于圖形的敏感程度與抓取速度遠超單純的文字表現。因此，科普類信息圖表設計在表達、傳遞信息的同時，應盡量減少文字的運用，用符號、圖形、圖表等傳遞信息。這不僅有利于人們接收、認知、理解信息，也有利于通過圖表的轉譯幫助人們跨越語言障礙、打破知識壁壘。例如，在航空航天知識科普時，空間站的設計構造、空間功能等信息內容往往難以通過文字敘述讓讀者理解，心理圖像可能與準確圖紙之間相距甚遠，但若使用信息圖表，即可清晰地將空間站的組成部分、艙段結構等示意說明以圖形的方式呈現出來，再結合關鍵信息的文字說明，使受眾能直觀地感受我國航天事業的輝煌成就。

3.1.3 邏輯編排層次化原則

通過不同的視覺層級來組織信息，如大小、位置等，讓讀者能夠按照邏輯順序理解圖表內容。從信息發送者和信息接收者的兩個角度來看，有效的敘事邏輯可以提高信息傳播的效率，既可實現作者“講述”信息，又可以實現受眾“理解”信息，實現信息傳達的有效性[5]。在展示科普類信息圖表內容時，依據視覺思維的認知過程，區分事件內容的主次關系，相應簡化和詳細說明表達部分內容，使讀者一目了然。

3.1.4 版式設計平衡化原則

版式設計是現代設計藝術的重要組成部分，也是信息圖表設計構建中視覺形式表現的重要手段，旨在實現畫面元素間的和諧與平衡。版式設計平衡可分為兩類：對稱平衡和不對稱平衡。對稱平衡體現在與畫面中心軸線兩側的元素相互呼應、相互滲透，形成一種穩定、和諧的視覺效果;不對稱平衡則通過巧妙的畫面元素布局，使兩側視覺重量雖不對等，但能產生一種動態平衡，使整體設計更具生動性和趣味性。在信息圖表設計中，受眾的視覺習慣、心理需求及信息內容的多樣化決定了科普類信息圖表設計的多樣化。

科普類信息圖表設計的整體版式內容主要包括三部分。一是標題文字。其清晰指出圖表的主題，能夠幫助讀者快速理解圖表的主要內容，所以在信息圖表中，標題應居首位。二是圖形元素。圖形的展示往往比長篇大論的文字更加醒目，能夠直觀展示內容。創意圖形作為語言時，需要視覺感知到圖形，“看”到圖形，才能從知覺上開始分析圖形。三是色彩組合。使用顏色和對比度來強調重要信息，區分不同的數據集和提高圖表的可讀性。

綜上所述，平衡原則是版式設計中至關重要的環節，在整個科普類信息圖表設計中保持視覺元素的一致性，如色彩、文字、圖形等元素，合理安排信息圖表中每個元素位置，確保信息的邏輯性和視覺平衡，來幫助讀者建立對信息的系統性理解。

3.2 基于視覺思維的科普類信息圖表設計方法

3.2.1 視覺符號簡潔化

視覺符號作為一種有效的信息傳遞方式，其簡潔化特點在多元領域中具有重要意義。在視覺思維過程中，視覺符號的表達至關重要，人們在眾多物體中注意到其中某一個物體同時對該物體記憶深刻的原因在于該物體具有高度的辨識度[6]。由此，科普類信息圖表設計中視覺符號要簡潔化、提高辨識度，進而強化信息傳遞的效率;信息圖表設計中通用的視覺符號和圖形在表達傳統科學數據時易讓讀者理解，一些煩瑣的視覺圖形可以根據實際主題進行再設計。簡潔化的視覺符號有助于提升設計的審美質量，使之更具吸引力。除此之外，在設計視覺符號時，要主題定位明確，符合普遍讀者的心理需求。

3.2.2 圖表圖形創新化

傳統的柱形圖、扇形圖等信息圖表設計形式在統計學、數學等學科領域已使用多年，逐漸呈現模版化、同質化等形態，設計審美粗淺、設計思路局限，已不滿足當下人們對審美的需求，此時，信息圖表設計的表現形式形態需革新、創新和常新，應在圖表的設計形式美感上下功夫。

一方面，可以在傳達媒介的維度上、動態上做文章，從平面二維向立體三維變化，從靜態表格與圖像向動態動圖、視頻變化[7]，以此來吸引讀者。另一方面視覺圖形設計要具有藝術性、創新性，不僅是簡潔凝練，更需別出心裁與意蘊雋永，把一些現實存在的復雜而獨特的內容賦予簡練、藝術、巧妙的概括，引人入勝。

3.2.3 交互設計趣味化

在當今數字時代，交互設計已成為各類產品和服務的關鍵要素。現有交互設計可以劃分為以下幾類。

一是基于用戶需求的交互設計，強調從用戶角度出發，關注產品功能與用戶體驗的契合;二是基于技術的交互設計，關注新興技術在交互設計中的應用，如人工智能、虛擬現實等;三是基于視覺藝術的交互設計，注重界面美觀與視覺效果;四是基于社會文化的交互設計，強調文化背景對交互設計的影響。本文的研究屬于基于視覺藝術的交互設計，將交互設計與科普類信息圖表設計結合。

交互設計趣味化是一種以用戶為中心，關注情感、創新與實用的設計理念[8]。在科普類信息圖表設計中添加趣味化的交互設計，不僅能夠以創新、有趣的方式為讀者帶來愉悅的體驗，還能使讀者主動探索和發現信息，提高參與度，讓1ygX9uRs18MyZZSuiQAooekKrRdhp+2w/GGMk7NiIq4=讀者理解和明白科學信息，以及加深對科學信息的印象。

3.2.4 色彩運用層次化

在一般的設計實踐中，設計師可能會通過先天的色彩感覺來選用色彩，但是，在信息圖表設計中色彩的使用是有目的、有邏輯的，特定的色彩被賦予特定的對象和特定的含義[9]。色彩是一種語言、一種信息，它對視覺有刺激作用，色彩通過眼睛傳達到人腦中，刺激人的大腦而使人產生共鳴[10]。在科普類信息圖表設計中，為了更有效地傳達信息，常常通過使用色彩對比的方式表達或突出信息，運用色彩三要素即色相、明度和純度的變化來區分信息的主次關系，方便讀者從中發現信息，提取信息。

綜上綜述，在設計科普類信息圖表時，應遵循以上原則和設計方法，吸引讀者主動觀察，引發他們主動思考，在自身的認知基礎上加深對信息圖表中所傳達的科普內容的理解與記憶，從而真正發揮科普類信息圖表設計的作用（見圖3）。以期提升科普類信息圖表設計作品的審美價值與傳播效率，更好地幫助社會大眾通過使用與瀏覽科普類信息圖表，省時高效地獲取資源信息，從而為提升全民科學文化素質添磚加瓦。

4 結束語

隨著全球科學技術的飛速發展與我國建設科技強國的時代需要，科普教育日益受到推崇與推廣，信息圖表作為科普教育中應用廣泛的知識傳播形式之一，科普類信息圖表設計的重要性日益凸顯。本文主要針對現有的科普類信息圖表設計中存在的視覺焦點不夠突出、信息內容冗余繁雜、視覺設計審美不足等問題進行剖析，引入視覺思維理論，研究和歸納優化科普類信息圖表設計的原則和方法，探索以視覺思維為基礎的科普類信息圖表設計的可視化設計原則與設計方法，提出具有針對性的改善方法來推動科普類信息圖表設計的創新與發展，總結出視覺思維理論對改善科普類信息圖表設計有著重要價值和意義。總而言之，將視覺思維融入科普類信息圖表設計的研究，能有效優化科普類信息圖表設計的現存問題，為科普類信息圖表設計的進步提供了新的思考路徑與實踐方法，有助于提升全民科學素質，助力我國科技發展的自立自強。

參考文獻

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[6] 維根，孫楠.視覺思維[M].張偉，譯.遼寧：大連理工大學出版社，2007.

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[8] 謝宇蒙.科普領域中創意圖表應用數據[D].太原：中北大學，2018.

[9] 陳濤.面向兒童科普教育的信息圖表交互系統設計研究[D].北京：北京郵電大學，2023.

[10]關文.可視化信息圖表設計研究：以“濟寧旅游信息圖表”為例[D].濟南：山東工藝美術學院，2017.

作者簡介：章硯文（1992-），女，江蘇連云港人，碩士，講師。研究方向：視覺傳達設計，信息設計。