認知圖式理論下少兒圖解類科普書籍的設計研究

高姍姍

(武漢工程大學郵電與信息工程學院, 湖北 武漢 430000)

自1999年“2049”計劃的提出，至2021年6月《全民科學素質行動規劃綱要(2021—2035年)》的發布，這二十多年來國家一直在強調科普工作的開展和全民科學素養的提升。在日益豐富的科學普及工作建設中，科普圖書具有制作周期短且含專業科學知識的特點，并且相對其他形式有較強傳播性。未成年人作為科普工作中的重點人群，近幾年來少兒科普圖書無論是國外引進還是國內原創都有所增長，整體市場上呈迅速發展的趨勢[1]。

優質的科學讀物能增強未成年人對科學的興趣，未成年人由于思維、認知、心理在變化成長期，少兒科普讀物不僅要具有簡單易懂、深入淺出的特點，還應根據讀者年齡和認知事物階段，給予教育、認知的功能，在圖文內容設計中考慮引導性、互動性、可視性，趣味性來培養少兒讀者的形象思維、邏輯思維和創新意識[2]。

一、認知圖式理論概述

圖式理論是認知心理學研究的一個重要方向，多用于教育心理的應用。在認知心理學研究發展和演變的過程中，同時期的心理學家結合各自的研究背景和研究方法對圖式進行了探索[3]。圖式理論最早是由德國哲學家、心理學家康德提出，他認為圖式是連接概念和感知對象的紐帶[4]。而讓·皮亞杰作為兒童心理學專家，提出了兒童認知發展視角下的圖式的理論，認知圖式的構建過程包括同化、平衡和順應，由初級圖式向高級圖式發展。同化指將新的知識納入到原有的知識體系來理解事物的過程；順應指為適應新情境必須改變原有的圖式；平衡指檢測思維過程是否恰當并起作用[5]。

此外，由于同化和順應的作用，皮亞杰認為在兒童成長發展的過程中個體認知分可為四個階段。第一個階段是感知運動時期即感知運動圖式，相對應的年齡是0-2歲；第二個階段是前運算時期即表象圖式，相對應的年齡是2-7歲；第三個階段是具體運算時期即具體思維圖式，相對應的年齡是7-11歲；第四個階段是前運算時期即形式思維圖式，相對應的年齡是11-15歲[6]。因此，為了讓少兒讀者學習科普書的較復雜知識體系，這就要求書籍設計要注重的少兒易于認知模式，有漸進學習和接受的過程[7]。

目前，國內的認知圖式理論的應用研究主要集中在中外語言文字、教育學、心理學等方向。在知網的數據庫中，外國語言文字和中國語言文字占據了學科類別的約39%，應用研究為閱讀、翻譯的內容居多。整體設計類別中的認知圖式理論研究較少，學科數據占比約為0.72%，相對集中在App、界面、交互等方向，就用戶的認知方式來展開設計內容的探討。而在少兒科普設計中，認知圖式發展理論的應用研究較少，產品、信息、讀物的方向設計研究的文章只有數篇，從廣度和深度都尚待發展。因此，科普書籍內容的設計需細化深入，針對讀者的年齡不同根據認知發展設計圖文方式，才更有效傳遞知識和信息。

二、市場少兒科普書籍現狀分析

近年來，少兒科普讀物市場整體呈迅速發展狀態，在2020 年兒童閱讀大會上，北京開卷信息技術有限公司副董事長、總裁蔣艷平指出，2020年少兒科普百科類圖書規模比重增幅明顯，在少兒類圖書中占比超過 20%，首次超過少兒繪本，僅次于少兒文學位居第二[8]。根據京東電商平臺的數據得知，網店渠道已經比實體店售書數量規模更多，針對科普圖書，實體店內較少有科普專區及知識內容歸類，而網店對科普讀物則有更為細致的品類劃分，因此，本文研究數據以科普讀物在網店平臺可查的少兒科普書籍為對象。

1.少兒科普書籍的年齡階段

分級制閱讀是兒童讀物的較為科學分類方式，從2008年開始，國內借鑒國外經驗開始探討我國少兒圖書的閱讀分級,但目前體系尚不夠完整，分級制度也主要以出版社推進[9]?！度耖喿x“十三五”時期發展規劃》就指出“借鑒國外閱讀能力測試、分級閱讀等科學方法,探索建立中國兒童階梯閱讀體系,加快提高我國少年兒童的整體閱讀水平”[10]。在圖書館為少兒組織藏書時,一般以0-12歲的孩子為閱讀主體,細分0-3歲、4-6歲、7-8歲、9-10歲、11-12歲五個年齡段[11]，較早研究國內分級閱讀的接力出版社對于少兒參考書目的年齡劃分也如上五個階段。

針對科普讀物，國內圖書還沒有統一的少兒讀者年齡階段劃分，根據當當、京東電商平臺搜索顯示，無論是童書推薦的年齡還是科普書年齡的詳細劃分，兩個平臺都為0-2歲,3-6歲，7-10歲，11-14歲，基本相對應皮亞杰認知圖式發展理論的四個階段。就少兒科普而言，在京東和當當的數據顯示 0-2歲年齡的低幼科普讀物較少，此階段主要是啟蒙童書，而少兒科普讀物的市場人群主要集中在3-6歲，7-10歲，11-14歲。此外，科普書籍還有網站和出版社編輯推薦的年齡分級，少兒薦閱讀人群年齡分類也是主要以3-6歲、5-10歲、6-12歲和7歲加這四個階段為主。一些書籍的推薦年齡跨度較大，可能跨過前運算、具體運算階段，但是書籍的互動、圖文知識是適合推薦讀者的最低年齡兒童，書中知識內容層次由淺至深，可待兒童的年齡提升來學習，此類科普書的閱讀空間較大。

2.少兒科普書籍的知識內容

在科普書籍內容方面，京東和當當也有較為詳細的分類，如當當的少兒科普百科館詳細分類是自然探秘、宇宙星空、百科全書、動物世界、地理旅行、歷史人文、數理化、實驗、生活常識9種；京東則是科普全書、數理化、生物世界、科學技術、人文地理、宇宙探秘、人體奧秘、歷史讀物、生活常識、百科全書10種[12]。綜合兩個平臺的科普書籍內容比較歸納所知，目前市場上科普讀物的知識以自然科學、生活常識、歷史人文三大門類居多，其三種門類下再細化分類如表1。 根據京東數據發布的2019年科普圖書報告顯示，科普種類的圖書的銷售增長情況，數理化、天文航天、百科知識、生物世界這四類科普書增幅情況較好。

表1 少兒科普知識內容分類

3.少兒科普書籍的形式分類

少兒科普書籍的定位是向讀者傳播科學知識，書籍的內容信息主要是文字、圖像形式存在，圖文組合是少兒科普圖書的基本形態，也是目前大多數科普書所采用的形式[13]。但根據書籍的知識內容和讀者畫像，讀物形式會有不同的組合，概括目前市場上常見的少兒科普圖書內容主要有文字類型、圖像類型、互動類型。

(1)文字類型

文字類型的少兒科普圖書一般以文本信息為主，文字篇幅占據書籍的主要地位，書中有輔助配圖，并且圖片較少，這類書籍內容主要是含專業性較強的科普知識和科普故事講解。這類文字為主導型的圖書以經典《十萬個為什么》為代表的，偏向于早期傳統科普讀物，知識信息量較多，適合一定知識基礎的少兒讀者閱讀。根據京東平臺數據顯示，現今文字類型為主的科普圖書已經不多，此類科普書由于書籍的裝幀設計和印刷相對簡約，價格普遍不高。

(2)圖像類型

圖像類少兒科普書籍常見類型有繪本、百科、圖解、圖鑒、漫畫類的圖書為主，書中內容以視覺圖像為主，文字是解釋圖片的效果，從分量占比看，圖像類科普書籍圖片遠多于文字。據不完全統計，京東平臺少兒科普銷量前100的書籍中，約95%都是圖像類型的科普讀物。尤其，一些引進的經典外國科普讀物都是以視覺圖像為主，如《DK兒童百科全書》系列、繪本《萬能工程師麥克》、百科漫畫《環球尋寶記》等。

在圖像類型的少兒科普讀物中，圖版率較高，也就是圖像占據重要比例(一般80%-100%)，常見形式有繪本和漫畫，主要利用圖像傳播科普知識信息，文字較少或者文字介紹是圖片的補充。書中的圖像一般是再創作的插畫、漫畫，并且具有繪畫特點和鮮明風格，從造型和色彩上有較強的感官吸引力，整體視覺的效果生動有趣。圖解類圖書則是運用圖像化的視覺語言作為圖書內容的表現形式[14]，書中內容往往圖文并茂，文字與圖片相互補充，書中的圖片類型多樣(含插畫或真實圖片)，知識信息利用圖像詳細解釋文字內容，一般多是百科類、圖解百科、圖鑒等讀物。

(3)互動類型

互動型少兒科普圖書一般圖像多于文字內容，以趣味性和互動性為主。常見有立體書、翻翻書、貼紙書的形式，近年來，還有將AR技術融合的互動型科普讀物，然而隨著科技創新發展,新技術、新媒體、新材料在圖書的創作和出版中得以運用,單一、平面、靜態的閱讀轉化為了多元、立體、互動的閱讀[15]。此外也還有在書籍中融于互動的實驗、模型制作，在閱讀中引導孩子培養觀察和實踐能力。

目前市場上的少兒科普讀物不止傳遞知識信息，更含有啟發思考、動手探索的功能，鍛煉孩子科學思維能力，形成認知結構和知識系統。綜合上述內容，根據年齡、內容、類型和認識圖式理論的條件，總結常見的少兒科普讀物得知大部分科普圖書在相應的年齡和認知情況下，會有不同的科普書特點設計，詳細分析見表2。

表2 少兒科普書籍認識圖式分析

三、基于認知圖式的圖解類少兒科普圖書設計

在少兒科普書中，絕大多數讀物都是圖文結合，圖像起到解釋補充文字的功能，在認知上能更好幫讀者樹立具象的視覺形象，并幫助理解文字內容。圖書類型繪本、圖解和百科，這三種書圖片的數量一般隨著知識內容信息而逐漸增多，繪本往往是版面大圖，而圖解、百科類每頁面中就有多張圖組合而成，圖文信息量龐大，對于知識的構架、邏輯整理需要結合讀者的認知發展綜合考慮，因此圖解類科普圖書的圖像及版面視覺設計極為重要。

1.圖解類少兒科普圖書

在漢語體系中，圖解意為利用圖形客觀地表達闡述內容，和一般用文字表述信息不同，圖解重在圖像而非文字。從廣義上來講，根據圖文釋義的特點，科普的圖解類書籍主要有百科、圖解、圖鑒、繪本，廣義的“以圖釋義”功能是一種圖文互解的方式和手法。從狹義的視角，特點為系列書名或關鍵詞是圖解二字，書中各種形式的圖片詳細解釋知識信息，并且圖片和知識構架成體系。狹義角度的圖解科普書籍主要有圖解和圖解百科兩類，雖圖片形式可能是手繪插畫、照片或電腦作圖，但相較于繪本、漫畫和圖文書籍，圖解科普書的圖版率略低(約在60%左右)，由于知識信息量和圖片數量較多，知識和圖片且存在邏輯關系。故與一般百科和圖鑒系列科普書籍相比，圖解類讀物知識更具有體系化、專業化、深入化，本文以狹義角度的科普圖解探討為主。

表3 圖解類型科普讀物分析

根據上節少兒科普圖書的分析，可知圖解類科普圖書的年齡主要起始于7歲以上，此階段少兒及青少年在認知上已經有一定的邏輯能力和抽象思維能力，屬于具體運算階段，推算能力尚待發展?？破請D解類書籍的知識內容由于專業性更強及閱讀信息量較大，利用圖文結合的形式來幫助理解的同時，不僅文本知識的邏輯要清晰，圖版信息的編輯設計也要符合該階段年齡讀者的認知習慣。除了準確的專業性知識，較好的圖像轉化科普過程的設計對圖解類型圖書要求較高。從國內出版和國外引進的圖解類少兒科普書來看，目前市場上圖解類圖書以國外引進書籍較多，著名的科普百科出版社DK就有很多銷售量和口碑兼具的圖解類百科，如《DK兒童圖解百科全書》《DK圖解科學簡史》等。而國內圖解類型的科普書較少，整體情況從數量和質量上都亟待擴展。

2.圖解類科普讀物的圖片及版式分析

(1)圖片類型

圖解類科普讀物中的圖片無論是插畫還是照片，都清晰易懂，閱讀性和可視性較高，能夠結合文字深入淺出將豐富內容信息傳遞。由于科普專業知識信息成體系化且細節復雜，往往一本書中采用多種樣式的圖片來詮釋知識內容，常見有透視圖、場景圖、分解圖、剖面圖(具體如圖1)。尺寸大的場景圖以放大的形式呈現出來，這種呈現方式有一種將感知對象推向讀者的推力，有更強的視覺沖擊感。透視、剖面等細節圖則表現了事物層次構架，讓讀者觀察到平時難以注意的細節部分[16]。

圖1 圖解科普書籍的圖片類型

(2)版式編輯

圖解類科普讀物由于知識信息和圖片量較多，一本讀物的圖像約有上千幅，因此在版面設計中常見的有單頁和整版兩種版式(圖2)。整版形式多用于跨頁圖的設計，版面中心為重要的圖像內容，如尺寸較大的場景圖、透視圖、刨面圖，其他知識點圍繞中心排列，這種構圖從視覺吸引度和全面展示性的效果更強，但有時在閱讀的視覺流程上表現略不明確。單頁版式設計更好排版知識內容信息，在閱讀秩序上更為輕松易識，每個頁面的主題信息相對明確，結構圖、分解圖也能以出血圖或去底的圖方式清晰展示。

圖2 圖解科普世界的版面類型

已知7歲以上的兒童雖有一定邏輯、思維能力，但面對新知識信息的學習，需要一定的引導和層級設計，才能讓讀者在閱讀時能較好地接收科普專業知識。由于版面內的知識文字和圖片數量較多，內容需要群化的方式編輯設計，重要的圖解知識部分需要明確顯示，如主要信息的分解圖、剖面圖等不僅構圖位置醒目，尺寸和版面占比也要有明顯的視覺吸引度。文字部分的標題、副標題、小標題和正文的內容也需要字號及色彩來分別，主標題文字屬于一級標題，副標題屬于二級標題，文字按分層等級高低來設計字號從大到小，也可以通過上色彩、字形、線框等元素體現。其次，應注重版面的分區，梳理出標題、圖片不同的知識點區域；不同的圖文信息用不同色塊或線框來區分，如在知識閱讀需固定的順序則可以用圖標、符號來引導，也可用數字標識閱覽的順序。(見圖3)

圖3 群化設計

四、認知圖式理論下圖解類少兒科普圖書的視覺設計原則

1.認知圖式理論

圖解少兒科普圖書知識內容主要針對7歲以上兒童，從認知圖式理論的視角得知，該年齡階段是具體運算階段和形式運算階段，這兩個階段年齡的少兒已經有一定閱讀和邏輯、判斷能力，但圖解類科普書的內容一般較為專業和復雜性，科普知識信息往往成體系，包含定義、性質、種類等繁復知識。因此，從認知圖式發展的角度來講，圖解類少兒科普書籍在內容信息設計時一定需要把知識點分解構成，圖文的呼應配合由簡易到深度有順序且漸進而成。在版面內由知識點的專題作為整版知識的引首，分解歸納的知識圖片內容則圍繞版面知識主題形成較完整的知識結構，便于少兒在閱讀時能培養系統化的思維模式。

由于現在社會發展和教育的重視，少兒整體的認知發展相對之間有較大提升，個體也并不完全相同，這就需按科普讀物的圖文內容和專業性知識劃分更為細致的年齡分級，如6、7歲至10歲，6歲至12歲，11歲以上等階段。低年齡階段的圖文密度和版面率應低于高年齡層級的，版面率越高，版面的圖文內容就更多，對閱讀要求的水平也相對較高。圖4中列舉了兩本不同的圖解類科普圖書，雖都是插畫風格，但是讀者的年齡定位和書中信息設計都有所不同。低年齡階段讀物的昆蟲知識量較少，版面率留白多，且圖文內容清晰，閱讀體驗更舒服自然；而高年齡階段的地質知識讀物，圖文版面率高，復雜的剖面圖、分解圖要求讀者具備一定知識基礎和邏輯能力。(見圖4)

圖4 不同年齡分級的圖解類型

2.結構層次

圖解類科普書籍重在圖解部分，以圖釋義的知識內容也應隨著認知圖式的結構完善設計。在版面內信息和整書的知識體量設計中遵循同化、順應、平衡三個認知階段。首先，在版面內的知識圖文信息設計中，知識和圖文內容要有主次重要的層次區分，比較重要的圖片可以放大處理，重要的文字標題部分則可以利用色塊、圖形、顏色來區分。然后，在整本書的知識體系除了遵循由易到難的結構，圖文的設計包含的圖文樣式，如結構圖、分解圖、剖面圖等樣式也應按照難易程度組合。同化層安排讀者易懂的結構和透視圖掌握部分知識，順應層結合剖面圖、分解圖及整合圖表，這樣由分解閱讀到歸納總結，再到平衡階段，利用可視化實現少兒思維領悟認知過程，便于認知、理解、建立圖像記憶，并鍛煉形象思維和比較、分析、抽象等邏輯思維能力[17]。(見圖5)

圖5 圖解類科普圖書的認知圖式

3.視覺引導

版面的視覺形成是由眼睛的視覺特點決定，在版面知識內容進行安排時，根據一個焦點，需要準確把握各個部分之間的關系，使版面層次脈絡清晰，才能更好引導讀者的視線。在圖文信息的編排組織中，先大后小、從上到下、由左到右的閱讀流程，具有一般的普適性[18]。但是每一個少兒不一定有標準統一的閱讀順序，因此在內容階層部分需要統一劃分，同樣層次內容以同樣設計標識，讓讀者雖沒有固定的閱讀順序，但是需意識到不同內容的層次，以便整體掌握知識體系。科普圖文內容則以認知圖式安排，知識部分是由導向和層次區分的，如果由于版面空間有限需進行跨頁設計，因此版面內的視覺引導更要有指示和引導性。不同部分的標題可用少兒視覺更敏感的字號大小形成順序或色彩指引，更直觀的方法是用數字符號圖形來制定閱讀順序。這樣，圖解類科普圖書可以從頭到尾的閱覽，即使隨意翻開一頁閱讀，每頁的知識內容也引導清晰，信息明確可讀。

五、結語

科普讀物對于未成年人的科學知識普及起到重要作用，雖然少兒科普圖書較之前有明顯迅速發展，但是國內原創優質的科普讀物仍有較大提升空間，圖解類科普讀物正是其中一種，由于圖解類型需要甚至上千幅圖像，因此，圖像與文字互釋、圖像版式的良好設計都需要根據未成年讀者的特點來決定。本文研究在認知圖式理論下，先是整理了常見的科普圖書類型，歸納出不同類型圖書的特點；然后總結圖解類科普讀物的圖像類型、版面設計及視覺設計原則，探討了少兒圖解類科普讀物設計需符合未成年人認知發展的科學性和規律性。