基于视觉思维的科普类信息图表设计研究

摘要：在科技的飞速发展的背景下，我们进入了一个数字化、信息化的时代。面对泡沫化、同质化与碎片化的信息泛滥，使用信息图表设计手段将信息进行视觉呈现和集中表达逐渐成为新的趋势。科普类信息图表设计具有跨越语言障碍、打破知识壁垒、精简关键内容、突破传播速率等优势，从而越来越受到人们的青睐。然而，该文通过案例分析与社会调研，发现科普类信息图表设计普遍存在着视觉焦点不够突出、信息内容冗余繁杂、视觉设计审美欠佳等问题。由此，该文融入视觉思维理论，探索以视觉思维为切入点的科普类信息图表设计原则与设计方法，探究具有针对性的优化策略，以期提升科普类信息图表设计作品的审美价值与传播效率，更好地帮助社会大众通过使用与浏览科普类信息图表，省时高效地获取资源信息，从而为提升全民科学文化素质添砖加瓦。

关键词：视觉思维;信息图表设计;科普类;设计原则;设计方法;优化研究

中图分类号：J524 文献标识码：A 文章编号：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

随着信息化时代的到来及新媒体技术的推动，海量的信息、资源、数据呈现爆炸式增长，慢慢地给人们带来了信息焦虑。因此，人们如何在大量繁杂的信息中快速寻找到关键信息成为难点。视觉是人体获取信息最多的感官之一，至少有80%以上的外界信息是通过视觉引导抓取的，同时，图像相较于文字更有信息传达的效率优势。因此，信息图表设计在信息时代的背景下应运而生，备受青睐。信息图表设计主要是运用视觉转化的方式，将文字信息、数字信息、流程分析等转化为生动、直观、形象的图形语言，使得信息实现可视化、关键化、凝练化，大大提升了信息内容的传达效率。在我国加快建设教育强国、科技强国、人才强国的战略布局下，科普类信息图表设计在跨文化、跨语言、跨民族等方面，有助于提升国民知识文化水平和知识传播水平。基于以上背景，本文以视觉思维为切入点，探究优化科普类信息图表可设计的方法与路径，旨在让信息图表更好地服务于社会大众。

1 视觉思维与科普类信息图表设计

1.1 视觉思维概述

1.1.1 视觉思维的含义

视觉，又称视知觉，是人体对客观事物刺激而产生的一种直接反应;思维则是人体对客观事物刺激的间接反应;视觉思维则是一种通过视觉形式来组织和表达思想的能力。这种思维方式依赖于图像、符号和空间布局，而不是语言文字来理解和解决问题。视觉思维是德裔美籍知觉心理学家、美术理论家鲁道夫·阿恩海姆（Rudolf Arnheim）在1969年出版的《视觉思维》（Visuai Thinking）中提出，他主要借鉴格式塔心理学理论[1]，以视知觉为主要对象，从心理学、物理学等多个角度阐释了视知觉与思维的统一性。视觉思维理论将视觉方式和思维方式等同起来，认为这是人平行于语言和文字思维方式而存在的另一种思维方式——“视觉即思维”。视觉思维理论，狭义上是指人体在原有视觉意象的基础上，对人体的视觉信息进行有选择性的想象、构绘，并借助视觉意象对人的思维活动进行促进，使其呈现出螺旋上升的趋势。广义上，视觉思维理论主要包含了观察视觉对象的过程，以及对视觉意象的理解，从中体验出隐含的信息等。

1.1.2 视觉思维的特征

视觉思维是人类用文字或图片传递信息完整的思维过程，具有直观性、空间性、识别性、整合性、多层次性、跨文化性、记忆促进和情感表达、创造性、交互性的特点。例如，在宽广的房间里寻找东西时，人们优先看到自己需要的物体，这表现出不同层次和细节的信息，人们根据需要进行探索，体现了视觉思维的多层次性。视觉思维的创造性在于鼓励创新和创造性思考，因此它允许人们以新颖的方式组合重新解释视觉信息。例如，第十五届设计之都（中国·深圳）公益广告大赛优秀作品奖招贴作品《狩猎者系列》，作者巧妙利用人马和人鱼这两个形象与保护野生动物主题相结合，通过作品的视觉冲击感以及拼接的创新方式，阐述人类在伤害野生动物的同时也在伤害自己，体现地球上的生命一体这一主题意义。视觉思维的特征共同定义了视觉思维的本质，通过培养和利用这些特征，可以更有效地处理和理解视觉信息。

1.1.3 视觉思维的认知过程

视觉思维的认知过程涉及一系列复杂的心理活动，包括感知、加工、存储和回忆。视觉思维源于直接经验对视觉接收到的信息进行处理和加工的过程，由视觉探测、视觉注意、意识加工、视觉记忆4个阶段共同作用完成（见图1），每个阶段都有对应的认知任务。

在视觉思维的认知过程中，视觉工作记忆是最关键的认知资源[2]。当人们观察一个场景或图像时，视觉工作记忆（见图2）会暂时存储这些视觉信息，并且允许人脑对这些信息进行操作，并引导注意力，除此之外，视觉工作记忆是产生视觉想象的基础;在视觉任务中，我们经常需要保持对某些视觉信息的持续关注，然后将文字信息转化为视觉图像或将视觉图像转为文字描述。

1.2 科普类信息图表设计概述

1.2.1 科普类信息图表设计的含义和分类

信息图表是指信息、数据、知识等的视觉化表达，通常用于复杂信息高效、清晰地传递，在计算机科学、数学及统计学领域也有广泛应用，以优化信息的传递。可以看作是数据可视化分析（Data Analysis）的一个方向，人类大脑对于图形更容易接受，所以更能高效直观清晰地传递信息[3]。

科普类信息图表则是规定信息图表所展示的内容具有科学知识的指向性，是一种专门用于普及科学知识概念的视觉工具。依据顶级设计师木村博之在其著作《图解力：跟顶级设计师学作信息图》[4]中对信息图表进行的分类，科普类信息图表可以分为六类：图解、图表、表格、统计图、地图和图形符号，这些类别涵盖了信息图表的主要表现形式，包括但不限于插图、图形、线条，以及它们的使用目的和方法。

1.2.2 科普类信息图表设计的特征

信息化浪潮席卷全球的今天，科学技术日新月异，此时，科普类信息图表为全民点燃科学热情、共享科普盛宴提供了得力媒介，但由于信息的海量内容、逻辑无序、品质杂乱，要求科普类信息图表设计具有科学性、简洁性、通俗性、趣味性、互动性、教育性和艺术性等特征。例如，信息设计师Eleanor Lutz通过螺旋运动图，以动态形式向读者展示人类胚胎从受精卵到发育成为一个完整婴儿的过程，让受众直观感受到生命从萌生、生长到诞生的过程，形象地了解孕期的每个阶段的生动变化，见证生命的活力和奇迹，也润物细无声地起到了生命教育的意义。

2 视觉思维在科普类信息图表设计中的融入

2024 年9月，百度百科、中国科协科普部联合在全国科普日发布了《2024全国科普日百科知识数据报告》，通过网友最关注的“嫦娥六号‘奔月’”“人工智能AI”“量子计算”等科普事件、社会热词、新型科技等内容，揭示了我国国民的关注焦点，科普报告的背后，是公众对科学知识和科学真理的探索和追求。如今，科普类信息图表因其传播能力强、关键内容准、审美水平高等优势在各媒介领域广泛使用，科普类信息图表设计作品虽层出不穷，但质量水准良莠不齐。

2.1 现有科普类信息图表设计的优缺点分析

科普类信息图表设计将信息可视化、信息关键化、信息凝练化，大大增加信息内容本身的传达效率，提高读者阅读兴趣和理解、加强记忆，有助于提高公众的素养。同时，因其本身的呈现效果既能适应传统纸媒印刷，也能在数字技术的新媒体平台上表现出异彩纷呈的视觉呈现，因此，在这种信息传达多元化的情形下，科普类信息图表设计有了新的意义、内容和价值。例如，越来越多的专业设计赛事推出信息设计类别，以赛促进，2022年第二十三届白金创意国际大赛信息设计类获奖作品《车轮轨迹》即科普主题的信息图表设计，讲述的是车轮的演变史，以时间递进，设计师将冗长的文字信息可视化，融合创意图形，使跑道与时间相连接，贴合主题，把信息呈现给读者且具象化的图形可以增强读者记忆。

同时发现，一些设计师为了信息图表更具有吸引力，选择过于夸张的图形或过度简洁的文字，导致信息传递不全面或不准确;抑或是为了使图表信息内容全面完整，关键信息抓取不到位，导致图表信息内容顺序杂乱，阅读逻辑构架不足;还有设计作品缺乏创新性，设计师套用统计型数据图表、地图型形式模版等，设计思路局限，视觉传达效果粗陋，科普类信息图表的设计面貌同质化现象逐渐凸显。

综上所述，在设计科普类信息图表时，应充分利用和延续科普类信息图表设计的优势特长，发现当前科普类信息图表设计所面临的困境与挑战，应革新设计理念，优化设计构建。

2.2 视觉思维融入科普类信息图表设计的必要性

在今天树立大科普理念、强化全社会科普责任的背景下，如何打造内容精准、别出心裁、深入人心的信息图表设计作品，如何在科普类信息图表设计中导入视觉思维理念，是对信息图表设计未来发展趋势的一个思考，探索出一套系统成熟的设计指导方法与原则十分关键。视觉思维是用可视化的方式帮助人们高效解决实际问题的工具和方法，可以更有效地在信息焦虑时代处理和理解视觉信息，作为一种通识、经典、多维理念，为科普类信息图表设计的未来发展创造了新的思路与方向。由此，视觉思维与信息图表设计的融合是面对和解决当前科普类信息图表设计问题的积极探索。

3 基于视觉思维的科普类信息图表设计构建

3.1 基于视觉思维的科普类信息图表设计原则

3.1.1 关键信息凝练化原则

在做科普类信息图表设计准备时，筛选关键信息是核心信息可视化凝练的前提，需要从大量的科学数据与知识信息中找出与主题相关的关键内容，接着对数据进行分析、归纳和提炼，对文字进行符号化、图像化转译，使信息视觉转化为图像，这样才能在一定的时间内以信息图表为视觉载体的方式，实现更高效、更直观、更精准的科学知识有效普及，准确将科学信息呈现给读者。例如，融媒体中充斥着巨量关于“2024巴黎奥运会”主题的新闻报道，但观众读者往往最关心的是赛程安排、奖牌排名、热门选手等信息，这就要求新闻媒体在报道时应抓取重要相关内容，对此类信息、数据、图片进行梳理，制作奥运主题的相关科普信息图表。

3.1.2 语言符号图形化原则

视觉思维往往帮助人们创建思想、概念与信息的心理图像，可视化帮助人们组织和构建他们的想法，使复杂的想法更容易被诠释和理解。视觉作为五感中接收信息能力最强的感官，对于图形的敏感程度与抓取速度远超单纯的文字表现。因此，科普类信息图表设计在表达、传递信息的同时，应尽量减少文字的运用，用符号、图形、图表等传递信息。这不仅有利于人们接收、认知、理解信息，也有利于通过图表的转译帮助人们跨越语言障碍、打破知识壁垒。例如，在航空航天知识科普时，空间站的设计构造、空间功能等信息内容往往难以通过文字叙述让读者理解，心理图像可能与准确图纸之间相距甚远，但若使用信息图表，即可清晰地将空间站的组成部分、舱段结构等示意说明以图形的方式呈现出来，再结合关键信息的文字说明，使受众能直观地感受我国航天事业的辉煌成就。

3.1.3 逻辑编排层次化原则

通过不同的视觉层级来组织信息，如大小、位置等，让读者能够按照逻辑顺序理解图表内容。从信息发送者和信息接收者的两个角度来看，有效的叙事逻辑可以提高信息传播的效率，既可实现作者“讲述”信息，又可以实现受众“理解”信息，实现信息传达的有效性[5]。在展示科普类信息图表内容时，依据视觉思维的认知过程，区分事件内容的主次关系，相应简化和详细说明表达部分内容，使读者一目了然。

3.1.4 版式设计平衡化原则

版式设计是现代设计艺术的重要组成部分，也是信息图表设计构建中视觉形式表现的重要手段，旨在实现画面元素间的和谐与平衡。版式设计平衡可分为两类：对称平衡和不对称平衡。对称平衡体现在与画面中心轴线两侧的元素相互呼应、相互渗透，形成一种稳定、和谐的视觉效果;不对称平衡则通过巧妙的画面元素布局，使两侧视觉重量虽不对等，但能产生一种动态平衡，使整体设计更具生动性和趣味性。在信息图表设计中，受众的视觉习惯、心理需求及信息内容的多样化决定了科普类信息图表设计的多样化。

科普类信息图表设计的整体版式内容主要包括三部分。一是标题文字。其清晰指出图表的主题，能够帮助读者快速理解图表的主要内容，所以在信息图表中，标题应居首位。二是图形元素。图形的展示往往比长篇大论的文字更加醒目，能够直观展示内容。创意图形作为语言时，需要视觉感知到图形，“看”到图形，才能从知觉上开始分析图形。三是色彩组合。使用颜色和对比度来强调重要信息，区分不同的数据集和提高图表的可读性。

综上所述，平衡原则是版式设计中至关重要的环节，在整个科普类信息图表设计中保持视觉元素的一致性，如色彩、文字、图形等元素，合理安排信息图表中每个元素位置，确保信息的逻辑性和视觉平衡，来帮助读者建立对信息的系统性理解。

3.2 基于视觉思维的科普类信息图表设计方法

3.2.1 视觉符号简洁化

视觉符号作为一种有效的信息传递方式，其简洁化特点在多元领域中具有重要意义。在视觉思维过程中，视觉符号的表达至关重要，人们在众多物体中注意到其中某一个物体同时对该物体记忆深刻的原因在于该物体具有高度的辨识度[6]。由此，科普类信息图表设计中视觉符号要简洁化、提高辨识度，进而强化信息传递的效率;信息图表设计中通用的视觉符号和图形在表达传统科学数据时易让读者理解，一些烦琐的视觉图形可以根据实际主题进行再设计。简洁化的视觉符号有助于提升设计的审美质量，使之更具吸引力。除此之外，在设计视觉符号时，要主题定位明确，符合普遍读者的心理需求。

3.2.2 图表图形创新化

传统的柱形图、扇形图等信息图表设计形式在统计学、数学等学科领域已使用多年，逐渐呈现模版化、同质化等形态，设计审美粗浅、设计思路局限，已不满足当下人们对审美的需求，此时，信息图表设计的表现形式形态需革新、创新和常新，应在图表的设计形式美感上下功夫。

一方面，可以在传达媒介的维度上、动态上做文章，从平面二维向立体三维变化，从静态表格与图像向动态动图、视频变化[7]，以此来吸引读者。另一方面视觉图形设计要具有艺术性、创新性，不仅是简洁凝练，更需别出心裁与意蕴隽永，把一些现实存在的复杂而独特的内容赋予简练、艺术、巧妙的概括，引人入胜。

3.2.3 交互设计趣味化

在当今数字时代，交互设计已成为各类产品和服务的关键要素。现有交互设计可以划分为以下几类。

一是基于用户需求的交互设计，强调从用户角度出发，关注产品功能与用户体验的契合;二是基于技术的交互设计，关注新兴技术在交互设计中的应用，如人工智能、虚拟现实等;三是基于视觉艺术的交互设计，注重界面美观与视觉效果;四是基于社会文化的交互设计，强调文化背景对交互设计的影响。本文的研究属于基于视觉艺术的交互设计，将交互设计与科普类信息图表设计结合。

交互设计趣味化是一种以用户为中心，关注情感、创新与实用的设计理念[8]。在科普类信息图表设计中添加趣味化的交互设计，不仅能够以创新、有趣的方式为读者带来愉悦的体验，还能使读者主动探索和发现信息，提高参与度，让1ygX9uRs18MyZZSuiQAooekKrRdhp+2w/GGMk7NiIq4=读者理解和明白科学信息，以及加深对科学信息的印象。

3.2.4 色彩运用层次化

在一般的设计实践中，设计师可能会通过先天的色彩感觉来选用色彩，但是，在信息图表设计中色彩的使用是有目的、有逻辑的，特定的色彩被赋予特定的对象和特定的含义[9]。色彩是一种语言、一种信息，它对视觉有刺激作用，色彩通过眼睛传达到人脑中，刺激人的大脑而使人产生共鸣[10]。在科普类信息图表设计中，为了更有效地传达信息，常常通过使用色彩对比的方式表达或突出信息，运用色彩三要素即色相、明度和纯度的变化来区分信息的主次关系，方便读者从中发现信息，提取信息。

综上综述，在设计科普类信息图表时，应遵循以上原则和设计方法，吸引读者主动观察，引发他们主动思考，在自身的认知基础上加深对信息图表中所传达的科普内容的理解与记忆，从而真正发挥科普类信息图表设计的作用（见图3）。以期提升科普类信息图表设计作品的审美价值与传播效率，更好地帮助社会大众通过使用与浏览科普类信息图表，省时高效地获取资源信息，从而为提升全民科学文化素质添砖加瓦。

4 结束语

随着全球科学技术的飞速发展与我国建设科技强国的时代需要，科普教育日益受到推崇与推广，信息图表作为科普教育中应用广泛的知识传播形式之一，科普类信息图表设计的重要性日益凸显。本文主要针对现有的科普类信息图表设计中存在的视觉焦点不够突出、信息内容冗余繁杂、视觉设计审美不足等问题进行剖析，引入视觉思维理论，研究和归纳优化科普类信息图表设计的原则和方法，探索以视觉思维为基础的科普类信息图表设计的可视化设计原则与设计方法，提出具有针对性的改善方法来推动科普类信息图表设计的创新与发展，总结出视觉思维理论对改善科普类信息图表设计有着重要价值和意义。总而言之，将视觉思维融入科普类信息图表设计的研究，能有效优化科普类信息图表设计的现存问题，为科普类信息图表设计的进步提供了新的思考路径与实践方法，有助于提升全民科学素质，助力我国科技发展的自立自强。

参考文献

[1] 鲁道夫·阿恩海姆.视觉思维：审美直觉心理学[M].滕守尧，译.成都：四川人民出版社，1998.

[2] 朱蔚君.基于视觉思维的信息图表设计研究[D].郑州：河南大学，2022.

[3] 杜鹤民，蒋俊杰.认知思维与视觉思维下的信息可视化设计[J].包装工程，2022，43（8）：217-224.

[4] 木村博之.图解力：跟顶级设计师学作信息图[M].北京：人民邮电出版社，2013.

[5] 顾于程，张大鲁.叙事逻辑在信息图表设计中的应用[J].湖南包装，2020，35（5）：131-134.

[6] 维根，孙楠.视觉思维[M].张伟，译.辽宁：大连理工大学出版社，2007.

[7] 周捷.视觉图形在可视化信息图表中的应用研究[D].太原：中北大学，2021.

[8] 谢宇蒙.科普领域中创意图表应用数据[D].太原：中北大学，2018.

[9] 陈涛.面向儿童科普教育的信息图表交互系统设计研究[D].北京：北京邮电大学，2023.

[10]关文.可视化信息图表设计研究：以“济宁旅游信息图表”为例[D].济南：山东工艺美术学院，2017.

作者简介：章砚文（1992-），女，江苏连云港人，硕士，讲师。研究方向：视觉传达设计，信息设计。