科幻动画对科学素养影响的实证研究

赵晓健 马丽娜

[摘 要]动画作为科幻表现形式，具有独特优势，科幻的虚构未来通过动画的虚拟技术创作得以实现。科幻动画丰富的视听影像符号体系带给青少年心灵的触动和感知科学的力量。该文在传播符号学理论的支撑下，建构了科幻动画符号对科学素养影响的接受—认知模型，并采用因子分析和路径分析的研究方法，为符号学质化理论模型建构提供客观、有说服力的数据验证。研究结果表明，动画群体在科学接受度和认知偏差方面会受到动画中的符号影响。因此，要重视科幻动画的发展，研究科幻动画对提升科学素养的意义，并从中探究科幻动画创作的新思路。

[关键词]科幻动画 传播符号学 科学素养 因子分析 路径分析

[中图分类号]G315

[文献标识码]A[文章编号]1001-9596（2022）06-0051-10

近年来，我国科幻作品取得的诸多成就唤起了人们对科幻领域的重新关注，无论是小说形式的《三体》，还是电影形式的《流浪地球》，都在世界范围内广泛传播。在《哪吒之魔童降世》《姜子牙》等一批国产动画作品的影响下，我国的动画作品逐渐得到了更多关注，动画市场也得到进一步的开发。艾瑞咨询发布的《2020年中国动漫产业研究报告》显示，2020年中国在线动画市场规模将超过205亿元，我国的动画产业表现出广阔的发展空间和市场潜力。

曹思齐指出，动画作为视听艺术的一种形式，其“幻想”成分与“科幻”成分存在天生的默契[1]。科幻动画作为动画的子类形式，是利用数字化技术将科学与联想、现实与虚幻相连接所构成的超现实故事。《全美科学教育标准》曾为“科学素养”下过一个定义：“科学素养是关于科学概念和过程的知识和理解。”[2]科幻作品搭载动画形式，其内涵得到了体现和延伸。雨果·根斯巴克曾说：“科幻作品创作和表达要突出科学性。”科幻作品作为科普内容的一种传播形式，在弘扬科学精神、传递科学知识、启发科学意识等方面可以发挥一定价值。但随着动画类型的多样化发展，动画的受众群体和消费群体也进一步扩展，如何使科幻动画作品在体现艺术表达的基础上进一步发挥科普价值，在提升受众科学素养方面发挥作用，是值得学界研究的问题。本文研究对象是二次元科幻动画群体，主要是指依托网络社交平台展开互动交流的网络虚拟社群用户，主要用户是青年群体[3]。科幻动画是把抽象的科学精神内容作为“意象符号”编码进具体的动画符号中，本文运用符号学理论对科幻动画进行研究，旨在使科学“意象”变得形象具体，从而使象征科学意蕴和科学精神的内容得以表达。

目前有关科幻动画对群体影响的研究较为少见，已有研究更多集中在对单部科幻动画的文本叙事和视觉形象分析领域。其中，在科幻动画对于受众的影响方面，马中红等提到青少年在二次元的影响下由于其心智未成熟，会模糊虚拟和现实的差别，造成认知上的混乱，导致自身产生一些不合时宜的错误行为[4]。秦晨霏等指出，科幻影视独特的视觉体验会引起公众兴趣，其中科学知识、科学精神会传播给观众[5]。以上研究都从理论角度分析科幻作品的科普作用，并未明确提出科幻作品的哪些因素可以影响科普的传播效果，以及科幻动画如何影响受众的科学素养。因此，本文将论证科幻动画是否可以作为科学传播的一种手段和方式，以及如何使科幻动画所表达的科学精神具有影响力。同时，通过实证分析，了解国内受众对科幻动画中科学知识的理解程度，找到受众重点关注的科幻元素及影响科幻动画科普效果的因素，从而对受众及其关注的科学内容做进一步分析思考。

在科技与社会全面融合的新时代，科幻动画作为科学传播的媒介形式，一方面有利于提高我国青少年的科学素养，提高他们对科幻动画中的科学知识和科学精神的理解程度，丰富我国的科普内容传播形式;另一方面，有利于探究中国特色的科学文化新内涵，促进人们对于科学技术与科学制度的了解，实现可持续的科学普及。由此观之，本研究具有一定的现实意义和参考价值。

一、接受—认知模型建构

人们认识世界是对世界上可感知的物质和事物进行编码，以自身经验对其解码并理解其意义。科幻动画的符号化使得人们对现实的接受产生了空间上的置换。正如学者赵毅衡所言，“符号是人作为人存在于世的基本方式，任何意义必须用符号才能表达，既没有不用符号的意义，也没有缺乏意义的符号”[6]。动画从出现开始就是符号的集合体，同理，科幻动画作为一种符号的集合体也发挥自身的意义和价值。传播符号学认为符号是传播的基础，传播的过程就是符号意义的生产与交换[7]。科幻動画的表达是意义生产和传授双方在交换互动下彼此相互了解，实现意义的保真。从“科幻动画片符号”这个传播主体到“科幻动画受众的意义”的传播接收主体之间，还有一个重要的传播步骤，就是文本符号的“解释义”过程。符号学家皮尔斯在谈论“解释义”的传播动态时谈到，“适当的指意作用”是指传递过程中生产意义的心理过程[8]。在科幻动画中，由于每个人生存环境和知识结构的差异，在科幻动画的“解释义”这一心理过程中也存在差异性，接受意愿和认知程度是影响彼此互动交流过程状态的重要因素。

如图1所示，为了能够探析科幻动画的符号意义，本研究重点分析了动画符号与受众在互动中如何达到意义的交换。动画片中的价值符号最终由动画受众消化吸收，动画受众获得其意义。对于科幻动画这一媒介载体来讲，科幻符号就是把科学器物、科学技术、科学理念等基础要素进行创造性合理想象并编码为动画形式的符号集合体。从科幻符号复杂的科学象征意义编码，到动画受众在与动画符号意义的互动中解码，这一过程会产生认知意义上的偏差和对科学知识接受程度上的差距，进而影响符号意义的转化。因此，受众科学素养的掌握程度也会因为“解释义”而造成意义上的缺失。

基于此，本研究给出如下研究假设。

假设1：科幻动画会影响二次元科幻群体科学素养的发展。

假设2：科幻动画中呈现的科学原理会被二次元科幻群体正确认知和接受。

假设3：科幻动画会影响二次元科幻群体对现实生活中科学理论和技术的相关看法。

二、研究设计与过程

（一）研究方法

针对接受—认知模型下科幻动画对受众科学素养影响这一问题，对科幻动画传播过程中动画符号的编码解码这一心理过程进行测量和把握。本研究采用量化方法，通过各路径之间的关系，结合结构方程模型[9]来检验研究结果。本文以科幻动画这一载体为出发点，建立相关的线性路径，并展开分析，研究在接受科学意义和认知偏差变量之间的因果关系及其相关强度，同时将变量关系模型化进行分析统计，检验因果模型的准确性和可靠程度，并测量变量间因果关系的强弱。最终，验证科幻动画对受众科学素养影响的相关假设。

（二）研究对象

本文在前期进行了线上大范围的问卷投放与数据收集，通过对近几年的动画类型进行分析，发现当前国产动画仍以古风奇幻作品为主，科幻动画这一细分领域创作关注度不高[10]。为了使受众人群集中、问卷收回有效，同时增加数据的准确性，问卷设计和发放对象主要以对科幻动画有一定接触和观看经验的二次元群体。他们应当是微信群、QQ群、微博、百度贴吧、豆瓣等社交平台中的动画爱好者社群。最终收到问卷552份，剔除其中回答不完整和未有过二次元动画接触的数据，最终得到有效数据509份，其中男性330人，女性179人，学生群体占总人数80.2%，这为接下来研究分析提供了数据价值。

（三）问卷设计

科幻动画与科学素养是有关联的。首先，科学素养是一个范畴概念，对于它的测量没有明确的标准。其次，科学素养需要界定，美国著名学者Miller曾提出“三维度模型”，界定科学素养：①对科学知识与概念术语的理解;②对科学规范与科学方法的理解;③了解认识科学对社会的影响[11]。本研究认为这一模型具有一定的合理性和科学性，因此沿用这一模型开展研究，并在此基础上进行相应题项的设计。在对科幻动画进行分析与归纳的基础上，本研究关于受众科学素养的问卷调查，主要从受众对科幻动画传播科学价值的态度（满意度）、受众对出现在科幻动画中的科技原理与技术的掌握程度（接受度），以及受众在接受了科幻动画中的价值体系后对现实社会的认知偏差（认知）等方面进行设计。

探索性因子分析和路径研究则部分采用李克特量表的五点量表进行问卷设计。该量表由一组陈述组成，每一句陈述有“非常不同意”“不同意”“不一定”“同意”“非常同意”5个回答选项，受众可以选择其中一项。每道题分别设置相应的分数，来说明受访者的态度强弱对量表问题的不同状态。其中包括一部分人口学问题和对科幻动画基础了解的非量表型题项。问卷编制完成后，于2021年8月1日到31日间使用问卷星发放收集，后期通过统计工具SPSS 25.0进行数据处理与分析检验。

三、结果分析

（一）因子检验

由于前期并未有涉及科幻动画对受众影响的相关研究以及相应合理的问卷提供参考，因此在收集资料和阅读文献后，通过探索性因子分析进行排除筛选，以此来构建模型的各因子。KMO值越接近1，代表变量间的相互关系越强。

巴特利特检验是将原始数据设为一个对角矩阵，假如结果的观测值较大，且相伴概率（sig）小于显示的显著性水平（df），则代表原假设不成立，选取的数据具有某种联系，适合进行因子分析[12]。通过对数据的降维因子进行分析，删除共同公因子低于0.5、因子负荷数低于0.4的项目，以及明显重复负荷和逻辑上难以解释的项目，最终得到相应结果。

KMO值为0.728，处于0.5～0.7范围，代表一般适合做因子分析;巴特利特球形检验中，近似卡方值为1229.314，表示结果的观测值较大，相伴概率自由度（sig）为0，小于显著性水平（df）78，代表拒绝原假设，证明数据适合接受因子分析。

完成因子分析的操作后，系统会自动在原始指标中选取共同因子。碎石图横轴代表成分数（也就是指标数），一共11个;纵坐标代表特征值，也就是提取的特征根;可以看到前4个成分特征值均大于1，占有显著的因子地位，后9个成分特征值均小于1，占据的因子地位不是太明显。

然后再经过主成分法结合正交旋转进行分析，所得项目聚合情况基本符合预设分类，在删掉不合适的项目后，共得到4个主因子。最终保留下11个有效因子，详见表1。

从表1得知，提取的成分因子之间的内在联系可以通过观察旋转成分矩阵中的因子載荷得分绝对值来研究。因子载荷得分绝对值越高，则代表该指标与提取的因子内在联系越紧密，相关程度越高，越能代表该因子成分。通常因子载荷得分绝对值大于0.7就说明相关程度满足代表该成分，也即能通过这些指标来给提取出的因子命名。

在提取出的因子1中可以看出，sda1“科学家利用科技将统治人类”、sda2“机器人将会有自我思想并最终统治人类”、sda3“病毒感染会把人类变成丧尸”的载荷得分分别是0.847、0.829、0.805，远大于0.7，所以这3个指标能代表因子1。这三个指标代表受众在接受了科幻动画中的价值体系后对现实社会的认知偏见因子，因此，因子1简称为SDA。

提取出的成分因子2中，sa3“科学技术的进步有助于治疗艾滋病和癌症等疾病”，sa1“科学技术使人们的生活更健康、更便捷、更舒适”，sa2“科学技术是第一生产力”，三者的载荷得分分别是0.782、0.770、0.737，也远大于0.7，所以这3个指标能代表因子2，它们从科学知识、科学方法、科学态度上具有一致性，因此，因子2可以称为科学素养，因子，简称SU。

提取出的成分因子3中，sdk3“基因克隆人”、sdk2“曲率驱动飞船”、sdk1“虚拟现实（VR）装备”的载荷得分分别是0.796、0.789、0.718，均大于0.7，所以这3个因子指标可以代表因子3。这3个属于受众对源自科幻动画中的科学原理和技术的掌握接受方面，所以因子3可以称为接受度因子，简称SDK。

提取出的成分因子4中，sdt1“科幻动画中的弹幕会让你对其科学的理解有帮助”，sdt2“科幻动画会成为未来想象力和科技发展的土壤”，二者的载荷得分分别是0.875、0.757，均大于0.7，所以这两个指标可以代表因子4。从科幻动画载体看待科学传播，所以因子4可以称为科学媒介载体，简称SDT。

（二）模型适配

利用皮尔逊相关系数可以判断相关性，通过比较可以明显看出两个变量之间的关系;P值（也称显著性值或Sig值）用于描述事件发生的概率。为验证各主因子间是否有相关性，各变量之间的线性相关系数详见表2。

从表2可以看到，SDK与SDT、SDA、SU之间的皮尔逊值分别为0.199、0.134、0.256，均在-1～1，说明SDK与SDT、SDA、SU之间有一定的正相关性，且有明显的显著性关系;

SDT与SDK、SDA、SU之间的皮尔逊值分别为0.199、0.196、0.257，均在-1～1，说明SDT与SDK、SDA、SU之间有一定的正相关性，且有明显的显著性关系;

SDA与SDK、SDT、SU之间的皮尔逊值分别为0.134、0.196、-0.146，均在-1～1，说明SDA与SDK、SDT之间有一定的正相关性，与SU的值具有负相关，且均有明显的显著性关系;

SU与SDK、SDT、SDA之间的皮尔逊值分别为0.256、0.257、-0.146，均在-1～1，说明SU与SDK、SDT之间有一定的正相关性，与SDA的值具有负相关性，且有明显的显著性关系。

由此得出，科幻动画（SDT）会对二次元群体理解、接受科学相关知识（SDK）有正向关系，对纠正现实的科学认知偏见（SDA）有负向影响，科幻动画与提高二次元群体的科学素养（SU）呈正相关关系。

根据皮尔逊相关分析的结果可知，各项变量之间都会产生相关的影响。为研究各个变量之间的关系，建立了各个变量之间的线性回归模型，并对其拟合程度合理性进行检验解释。根据模型之间的拟合匹配程度，可以把路径之间的相关性进行数据上的处理完善。如图2所示，在该路径下可以看到路径之间的有效性关系。

对该模型进行多元回归分析的相关参数分析得到VIF值，从表3可见，VIF值全部小于5，则说明该模型没有多重共线性问题，模型构建良好，且三者的显著性P<0.05，表明多元回归模型通过了显著性检验，得到的模型的拟合优度[WTBX]R[WTBZ]2=0.399，具有中度的解释能力。

因此可以得到相应的模型回归方程为：

SDK=2.707+0.215SDT（1）

SDA=1.391+0.206SDT+0.106SDK（2）

SU=3.156+0.172SDT+0.159SDK-0.157SDA（3）

从表3可以看出，从SDA与SDT、SDK之间的关系看，SDT的回归系数值为0.206，并且呈现出0.001水平的显著性，意味着SDT会对SDA产生显著的正向影响。SDK的回归系数为0.106，并呈现0.027水平的显著性，意味着SDK会对SDA产生一般的正向影响关系。这表明，当主成分SDK不变时，主成分SDT每增加（减少）1个单位，SDA增加（减少）0.206个单位。它也从侧面反映了SDA与SDT呈正相关;当主成分SDT不变时，主成分SDK每增加或减少1个单位，SDA也增加或减少0.106个单位，侧面说明SDK与SDA呈正相关。

从表3还可以看出SDT、SDK、SDA与SU之间的关系。其中，SDT的回归系数值为0.172，并且呈现出0.001水平的显著性，意味着SDT会对SU产生显著的正向影响。SDK的回归系数为0.159，并且呈现出0.001水平的显著性，意味着SDK会对SU產生显著的正向影响关系。SDA的回归系数为-0.157，并且呈现出0.001水平的显著性，意味着SDA会对SU产生显著的反向影响。当主成分SDK与SDA不变时，主成分SDT每增加或减少1个单位，SU增加或减少0.172个单位，说明SU与SDT呈正相关;当主成分SDT与SDA不变时，主成分SDK每增加或减少1个单位，SU增加或减少0.159个单位，说明了SU与SDK呈正相关;当SDT与SDK不变时，主成分SDA每增加或减少1个单位，SU就减少或增加0.157个单位，说明SU与SDA呈负相关。

通过对模型拟配程度的检验，该模型的合理性和科学性得到了证实。科幻以动画形式作为载体，其中的科学知识对观看者（二次元群体）的科学素养造成一定的影响。观看科幻动画的人群在面对新技术和新科学思想时，能够在现实生活中去接受和理解，并且逐渐改变有关科学在现实生活中产生影响的认知和看法。

四、结论与讨论

此次调查所得数据及路径分析结果较为清晰地展现了科幻动画对科学素养的影响过程。该模型可以用于解释科幻动画这一载体对科学的接受程度及科学认知偏差的中间过程产生的影响，使得科幻符号意义对于主体接受的差异有明显区别。本研究在没有预设模型的情况下，使用探索性因子分析法提取出相关研究要素，并在多元线性回归的相关性检验下，得出此前预设的假想结果。这说明在路径分析方式下构建的理论模型在一定程度上具有有效性和合理性。

（一）科幻动画成为一种提升科学素养的教育方式

对科幻动画中科学器物和理念的理解接受程度会影响受众科学素养的发展。科幻动画作为一种传播媒介载体，对于接触二次元动画的群体来讲，可以带给他们科学上的思考。动画中出现的科幻符号是虚构下的创作，这些符号隐喻下的科学观念和价值，又在潜移默化地影响着受众，尤其是对二次元热衷的群体。受调查者对“科幻动画中出现的虚拟现实VR装备”“曲率驱动飞船”“基因克隆人”等科学理论和技术已有较多了解，在了解其基本的原理技术方面分别占46.77%、22.31%、47.75%。从数据中可以看出，经常观看科幻动画的受众能够乐于接受这些科技设定，并且可以对所涉及的科学知识进行分享和交流。著名科幻作家郑文光先生曾说，“一个科学的大脑，一种科学的精神，一种科学的态度，是首要的。通过科普文章去宣传，不如通过艺术作品去感染、去渗透、去熏陶来得好。”教育不应该限制人们的思维，搞强硬的灌输，而应该让人们懂得自己去理性选择。科幻题材动画的教育意义也正在于此[13]。随着受众对科幻类动画作品喜爱程度的增加，他们对动画当中出现的科学技术和器物也会更加具有好奇心和探索欲，从而接受动画表达的科学内涵并采取行动。经调查，大多数人会通过查阅相关科普网站和科学书籍进一步了解，这对其科学素养提升有一定影响。

（二）科幻动画符号的创作要符合科学内涵

科幻动画的传播意义是在动画符号与接受主体之间产生的。动画中出现的科幻符号如果没有相应的科学理论基础，受众主体在观看时就很容易对科幻符号表达的意义产生偏差认识，使传播效果失真。另外，由于主体自身的科学素养层次不同，在符号的互动和掌握方面容易产生偏差，这就会对动画符号产生误差性理解。分析本研究得到的数据发现，受众对于科幻动画中的一些现象产生了疑惑，这些现象包括“科学家将利用科技统治人类”“机器人将会有自我思想并最终统治人类”“病毒感染会把人类变成丧尸”。调查发现，关于以上现象选择“不一定”的受众比例分别占38.36%、43.44%、41.49%。受众在这种犹豫和怀疑中容易对科学的态度发生转变，从而抵触科学带来的变化。观察当下，我国当前科幻动画故事内容在创作时有部分作品只追求画面风格的绚丽，而忽略了内容的科学性和常识性的符号表达，甚至有一些科幻动画作品缺少了专业科学人员在理论和逻辑层面的把关，导致科幻内容与产出内容发生偏差。科幻动画的畸形化发展不仅会导致动画作品脱离科学价值，也会使受众丧失对科学的追寻和求索。这种思维惯性长期发展深植于受众心里将难以纠正，对受众科学素养的提升也将产生消极影响。这就要求科幻动画的创作要以科幻动画语言符号系统为基础进行合理设计，运用规范的符号系统让受众在无国界的科幻动画传播中产生科学认知价值。

（三）受众与科幻动画双向互动下加深对科学的理解

科幻动画的意义不仅是让科学从狭小的实验室和隐秘科学工程走向人们的日常生活，还在于将科幻动画情节中运用的量子力学、克隆技术、人工智能等科技元素以一种更加直观的符号形式走进人们的视野，帮助受众在与动画互动过程中接近科学、了解科技进展和应用。受众还可以通过分享交流科幻动画中的科幻符号形成互动圈子，结识志同道合的科幻迷友。在交流互动中，他们对科幻动画的情感将再次升级。由于各自科幻理念的不同，使他们在冲突语境下维护自身立场，进行对抗式表达，对科幻动画的科学价值和未来场景进行解读，从而得到对科学价值的理性认识。通过分析问卷数据发现，被调查者对“科学和技术的进步有助于治疗艾滋病和癌症等疾病”“科学技术使我们的生活更健康、更便捷、更舒适”“科学技术是第一生产力”三项之一表示认同的，依次为65.75%、48.53%、55.77%，可见他们从科幻作品中能够感受到科学技术发展给人们生活带来的影响。这些科幻作品不仅通过传播科学文化向受众传递不同领域的科学知识，也让受众有机会从现实角度了解科学发展带来的正面影响和负面影响，即让受众认识到科学的潜力和局限性[14]。科幻动画以感性的手段增加了受众对科学的理解，动画的形式也更能引起二次元群体的感情共鸣。他们通过互相交流获得对科学更加深入、全面的了解。因此，科幻动画在故事内容情节的创作上，要注重故事性、可读性，以吸引受众为前提，以相对完善的社会背景和历史常识为基础，以逻辑严谨的科学性符码为支撑，让动画作品能够更加自然地融入受众的生活中，实现一种未来已至，却不曾发现的科学状态。

（四）动画的科幻语境凸显人类命运共同体思考

无论是末日生存，还是抗击外星侵略，再如星际探索，科幻动画的这种代入感把人类不分人种团结起来，互利共生的人类命运共同体精神让受众深切感受领悟。未来的世界不论是能源枯竭的地球，还是共同探索新家园的远景，在携手同心、共克难关的科幻语境下，人类命运共同体的精神价值将得到展示。这无不是对当下时代的一种映照和反思。动画受众不论是阅听人或是讯息的来源，均由动画符码的使用融入文化之中，并维持动画文化的生命力和延续性。动画传播中的符号系统包括动画语言符号系统和价值观念符号系统，符码和惯例构成了文化经验的核心。问卷调查发现，68.42%的受访者认为科幻动画会成为未来想象力和科技发展的土壤，科幻让他们认为未来会有多种可能性，科幻的符号出现不仅会帮助受众接受科学知识和理念，还会传达出更高层次的人文道德价值。这种科幻文化的存在方式，需要创作者以科学的态度讲述科幻符码的故事情节。遵循科学价值观念，触动人类心灵深处，体现中华文化的人类命运共同体精神，才有探索、拓展具有中国本土特色的科幻动画新发展之路，创作更多好的作品。

五、结束语

研究发现，科幻动画对科学素养的影响有着较为清晰的邏辑路线，反馈数据也具有明显的线性关系。该模型在模型解释度上表现一般，但本文主要探究二者之间是否存在相关性，只为从相关数据证实其因果结论，并说明模型的合理性。本研究采用量化的方式结合传播符号学的理论支持，构建出相关模型并证实了其合理之处，希望能为动画传播符号学的发展提供新的研究思路和方向。这种在科幻动画领域中的研究方式能够避免质化研究的任意性和随意解释带来的弊端。量化分析可以使本研究更具说服力，使科学检验更具真实客观性。

本次研究的局限在于选取的样本较为单一。本文选择了经常接触二次元动画的特定人群作为样本，在研究对象的全面性、覆盖性和代表性方面仍有不足。后续研究将会在原有的基础上向外扩展，进一步探讨研究对象是否具有广泛性和普适性。同时，将针对不同地区不同阶段的群体进行调研，扩大样本的容量和覆盖面，希望能在丰富我国科幻动画作品类型、传播和科普受众易于接受的科幻符码形式，在探索我国本土特色的科幻动画风格等方面发挥作用。

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