認知負荷理論視域下工業(yè)建筑遺產(chǎn)的更新研究
——以“中國工業(yè)博物館”為例

王 瑋，查 艷，林 琳

(1.東北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，沈陽 110819；2.蘇州大學(xué)藝術(shù)學(xué)院 蘇州 215123）

工業(yè)建筑遺產(chǎn)作為物質(zhì)文化遺產(chǎn)的重要組成部分，在遺產(chǎn)價值取向上與傳統(tǒng)遺產(chǎn)明顯不同[1]。將工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新改造為博物館作為一種兼顧建筑保護與公共服務(wù)的發(fā)展模式，令博物館建設(shè)由早期的以“物”為中心轉(zhuǎn)向以“人”與“物”的交流互動為主流。在部分博物館的功能轉(zhuǎn)化過程中，由于相關(guān)工作人員對工業(yè)遺產(chǎn)展示過程中的認知壓力考慮較弱，雖已運用智能化的科技手段與多樣化的展陳方式，但仍呈現(xiàn)出“博物館疲勞”等困窘現(xiàn)象。

1 概念闡釋與問題提出

1.1 廓清“工業(yè)建筑遺產(chǎn)”的概念

“工業(yè)遺產(chǎn)”這一概念首次出現(xiàn)在由“國際工業(yè)遺產(chǎn)保護聯(lián)合會”于2003年通過的《下塔吉爾憲章》中，特指具有歷史價值、社會價值、建筑價值、科學(xué)價值、科技價值的工業(yè)文明遺存，包含工廠、建筑、車間、機械、選礦和冶煉的礦山、場地、倉庫，供于能源使用和生產(chǎn)傳輸?shù)膱鏊?，以及與工業(yè)相關(guān)的住宅、教育設(shè)施等社會活動場所[2]。而“工業(yè)建筑遺產(chǎn)”是與“工業(yè)遺產(chǎn)”密切相關(guān)的基本概念，作為特殊的遺產(chǎn)，其保護與更新方式有自身的特點[3]，大致可分為“空間”與“實體”兩類?？臻g部分主要包含對舊工業(yè)建筑主體、生產(chǎn)流線、場館構(gòu)架、室內(nèi)空間等方面的保護與更新；實體部分則包含對工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、器械等方面的修復(fù)與再利用。在更新具有歷史風(fēng)貌的工業(yè)建筑遺產(chǎn)時，往往依據(jù)需求留存其原有建筑表皮或空間構(gòu)架，改造與再利用內(nèi)部工業(yè)遺存與機械設(shè)備，兼顧保留歷史建筑原有風(fēng)貌、延續(xù)工業(yè)文明與促進社會持續(xù)發(fā)展等諸多需求[4]。

■圖1 遼寧工業(yè)類博物館認知總負荷對比分析

■圖2 中國工業(yè)博物館認知負荷分維度對比分析

1.2 遼寧老工業(yè)基地工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新的發(fā)展模式及現(xiàn)存問題

國內(nèi)外工業(yè)建筑遺產(chǎn)保護與更新方式主要為將工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新為“工業(yè)遺址博物館”“創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)”“景觀公園”[5]。對于遼寧老工業(yè)基地工業(yè)建筑遺產(chǎn)的保護與更新，亦可從以上三種模式著手進行歸類分析。

第一，將工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新為“工業(yè)遺址博物館”模式。該模式在保證舊工業(yè)建筑完整真實的前提下，旨在以其實體作為保護與更新的基礎(chǔ)，將其改造為以保藏、教育、研究、休閑為目的的博物館、展覽館等，如“中國工業(yè)博物館”“鞍鋼博物館”“撫順煤礦博物館”“沈陽鐵路陳列館”“沈陽航空博物館”等。此模式側(cè)重于保護工業(yè)建筑遺產(chǎn)與提供公共文化服務(wù)，其合理性一方面是舊工業(yè)建筑主體跨度大、凈空高、結(jié)構(gòu)堅固、空間靈活，適宜做展示性場所；另一方面是博物館、展示館等場所可更好地發(fā)揮展示、收藏及傳播工業(yè)文化等功能。

第二，將工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新為“創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)”模式。該模式旨在更新一大批老工業(yè)廠房園區(qū)的集中地，通過保護留存與設(shè)計改建，令其轉(zhuǎn)換為具有工業(yè)風(fēng)格的商業(yè)空間，成為藝術(shù)家工作室與青年創(chuàng)業(yè)者孵化基地，如“沈陽鐵西1905文創(chuàng)園”“沈陽紅梅1939文創(chuàng)園”“奉天工廠·鐵西印象文創(chuàng)園”“鐵西工巢文化園”“奉天記憶文化創(chuàng)意園”“大連緣起1983文創(chuàng)園”“大連金二街文創(chuàng)園”等，均是將老工業(yè)基地重型機器廠更新為集文創(chuàng)體驗與商業(yè)消費于一體的復(fù)合型空間。

第三，將工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新為“景觀公園”模式。該模式旨在對工業(yè)廠房進行適應(yīng)性改造，使原有廠區(qū)及內(nèi)部設(shè)施轉(zhuǎn)化為城市公共景觀，如“阜新海州露天礦國家礦山公園”“撫順東北記憶工業(yè)主題公園”“撫順西露天煤礦主題公園”“鞍山大孤山鐵礦”“沈陽城市之夢冶金公園”“大連灣工業(yè)遺址公園（擬建中）”等，均是保留工業(yè)廠區(qū)、礦區(qū)原有工業(yè)遺存，使其與周圍自然景觀相融合。

整體來看，遼寧老工業(yè)基地工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新的發(fā)展模式取得顯著成效，在舊工業(yè)建筑原有格局基礎(chǔ)上，采用合理的模式進行保護與再利用，對城市歷史文脈的延續(xù)與生態(tài)文明的發(fā)展均具有積極意義。與此同時，也暴露出一些亟須解決的現(xiàn)實問題：個別工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新后雖形成“新型城市公共空間”，卻未能通過發(fā)展文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)達到盤活地方經(jīng)濟發(fā)展的預(yù)期成效；個別工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新后所形成的“文化創(chuàng)意空間”日益蕭瑟、名存實亡，昔日“工業(yè)區(qū)”中的創(chuàng)意景觀雖能使民眾自豪于城市的“工業(yè)文明”，卻未能喚起人們對社會主義工業(yè)化曾鍛造的城市社會主體的想象與認同。

1.3 認知負荷理論指導(dǎo)工業(yè)建筑遺產(chǎn)改造設(shè)計的合理性

認知負荷理論是由新南威爾士大學(xué)認知心理學(xué)家約翰·斯威勒（John Sweller）于1988年首次提出，特指在某一特定作業(yè)時間里施加于個體的認知系統(tǒng)的心理活動總量[6]。該理論以圖式理論與資源有限理論為理論基礎(chǔ)，認為人的認知結(jié)構(gòu)主要是由“工作記憶”和“長時記憶”兩部分組成?！肮ぷ饔洃洝必撠?zé)信息的提取與加工，持續(xù)時間的單位以秒測算，通常一個單位時間可提取信息數(shù)為7±2個，如5至9個相互間并無關(guān)聯(lián)的文字或圖像等?！伴L時記憶”主要是對信息存儲進行處理，當(dāng)無關(guān)的學(xué)習(xí)材料低于5個時會造成認知資源浪費，高于9個時則會使認知負荷產(chǎn)生超載。本文主要從認知心理學(xué)的范疇來闡釋認知負荷理論概念，主要指觀者在博物館參觀過程中大腦所需要加工和存儲的信息總量。

從認知負荷視角對博物館空間進行分析，博物館內(nèi)獨特的空間構(gòu)造與充滿歷史感的文物使觀者保持活力與興趣，但長時間處于相似的環(huán)境，接收單一而又枯燥的信息，容易造成觀者注意力不集中、精神疲憊等現(xiàn)象。在博物館學(xué)研究中，“博物館疲勞”(Museum Fatigue)的相關(guān)前期研究成果就曾涉及了認知資源有限等諸多問題，心理學(xué)教授斯蒂芬·比特古德（Stephen Bitgood）曾指出：“博物館疲勞”現(xiàn)象產(chǎn)生的主因是認知能力的受限，認為觀者在進行認知加工的進程中，觀者處理信息的能力是有最高峰值，或稱為上限的。若觀者面對過量的信息時，則會造成認知負荷超載，導(dǎo)致學(xué)習(xí)及體驗效果下降。如何合理調(diào)節(jié)觀者在博物館參觀過程中的認知負荷，提高觀者的觀展質(zhì)量，實現(xiàn)博物館的教育意義成為關(guān)鍵性問題。

■圖3 沈陽鑄造博物館入口

■圖4 沈陽鑄造博物館展廳實景

■圖6 中國工業(yè)博物館整體建筑平面圖

■圖7 機床館內(nèi)各類型工業(yè)機床

■圖8 鑄造館內(nèi)巨型鋼架結(jié)構(gòu)

從認知負荷理論來看，其主要劃分為“內(nèi)在認知負荷”“外在認知負荷”和“相關(guān)認知負荷”這三種類型，且對于指導(dǎo)博物館模式下工業(yè)建筑遺產(chǎn)的保留、利用和再生有著重要意義。（1）“內(nèi)在認知負荷”主要受學(xué)習(xí)者前期理論知識和學(xué)習(xí)對象復(fù)雜程度的影響[7]，反映出在工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新為博物館過程中，首要步驟是保護，在展覽過程中無法確定觀者的認知水平，應(yīng)注意從控制保留工業(yè)遺存數(shù)量與不同工業(yè)遺存之間的交互性出發(fā)。（2）“外在認知負荷”是由學(xué)習(xí)材料呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者的組織方式所決定，美國心理學(xué)家理理查德·E·邁耶（Richard E.Mayer）在《多媒體學(xué)習(xí)》中曾提到：“當(dāng)學(xué)習(xí)材料由動畫加解說再加屏幕文本的組合形式呈現(xiàn)時，并且解說的內(nèi)容與屏幕文本內(nèi)容一致，學(xué)習(xí)者就會產(chǎn)生冗余效應(yīng)，學(xué)習(xí)效果就會下降”[8]。這就表明在工業(yè)建筑遺產(chǎn)再利用的過程中，采用恰當(dāng)?shù)某尸F(xiàn)形式，不盲目的堆砌呈現(xiàn)手法，有助于降低外在認知負荷。（3）“相關(guān)認知負荷”是指學(xué)習(xí)者自身投入的認知資源程度比較低時，可以將額外的認知資源用以促進圖式的建構(gòu)和自動化[9]。這對于指導(dǎo)工業(yè)建筑遺產(chǎn)的“再生”有重要意義，在更新設(shè)計為博物館過程中適當(dāng)增加展覽過程中的互動體驗環(huán)節(jié)，可以幫助調(diào)動相關(guān)認知負荷[10]。三類認知負荷相互聯(lián)系又彼此制約，在工業(yè)建筑遺產(chǎn)的更新設(shè)計過程中應(yīng)將三類認知負荷間關(guān)系進行合理安排，即降低內(nèi)在認知負荷、降低外在認知負荷、增加相關(guān)認知負荷，使認知負荷避免出現(xiàn)超載，更好的實現(xiàn)工業(yè)建筑遺產(chǎn)的保護和再生。

1.4 運用NASA-TLX評價量表分析工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新中認知負荷情況

在城市發(fā)展進程中，城市居民對于工業(yè)建筑遺產(chǎn)的認知和見解往往是研究最直觀的意見和建議。為更充分了解工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新中的認識負荷情況，筆者借助于NASA-TLX評價量表進行了相關(guān)問卷調(diào)查，分別從六個維度（時間需求、心智需求、受挫程度、體力需求、努力程度、自我績效）對認知負荷進行測度，0-20分為每條的分值，每條用20等分的直線標(biāo)示，將低、高等字樣分別標(biāo)記于直線兩端。編制的調(diào)查問卷中對受調(diào)查人員提供遼寧省五座最具代表性的工業(yè)博物館，選取不同年齡，不同學(xué)歷的調(diào)查對象。調(diào)查結(jié)果（圖1）顯示，中國工業(yè)博物館的總認知負荷最低，為37.37，其次是沈陽航空博物館43.27、撫順煤礦博物館48.55、鞍鋼博物館48.67，而沈陽鐵路陳列館認知負荷則較高，為54.24。

基于以上調(diào)查分析，筆者選取認知負荷最低的中國工業(yè)博物館為考察對象，選取保留、利用與再生的三個典型場景，包括保留沈陽鑄造廠車間舊貌的“鑄造館”；展示新中國第一枚國徽的“國徽展室”；內(nèi)含互動體驗項目的“重裝館”三個案例，將工業(yè)建筑遺產(chǎn)的更新策略應(yīng)用其中。對比認知負荷測量數(shù)據(jù)，得到三個場景的認知負荷分維度對比（圖2）。從數(shù)據(jù)所反映的問題來分析：（1）在“鑄造館”中，績效負荷和受挫負荷的數(shù)值呈現(xiàn)出較為合理的狀態(tài)，而腦力負荷數(shù)值較低，說明觀者在參觀過程中所耗費的心理資源比較少，在此類場景中觀者可以輕松接受展覽傳達的信息，但其中小部分工業(yè)遺存單純的復(fù)原，也使觀者的情緒產(chǎn)生了不同程度波動。（2）在“國徽展室”中，績效負荷、受挫負荷的數(shù)值較低，而腦力負荷的數(shù)值較高，這充分說明在展廳內(nèi)多種附屬信息的輔助下，觀者在參觀過程中對信息認知所承受了較大的時間壓力，觀者的腦力負荷比較突出。與此同時，展廳中較為直觀的展覽信息使觀者獲取信息滿意度較高，因而所產(chǎn)生的負面情緒較弱。（3）在“重裝館”中，腦力負荷、體力負荷、努力負荷的數(shù)值較高，受挫負荷數(shù)值處于較低水平，館中的互動體驗項目需要觀者主動獲取信息與參與展覽體驗，故腦力與體力方面都需要觀者分配較多的心理資源，相應(yīng)觀者的積極性也被調(diào)動起來。

2 從工業(yè)文脈保護到認知負荷指導(dǎo)的更新策略分析

2.1 工業(yè)文脈的保護：沈陽鑄造博物館緣起時的“逆向798”模式

眾所周知，經(jīng)過20世紀末期至新世紀初期的市場化改革，沈陽市內(nèi)一大批原公有制工廠出現(xiàn)停產(chǎn)、破產(chǎn)現(xiàn)象，部分工廠隨城市更新與規(guī)劃搬遷至偏遠的郊區(qū)，城市內(nèi)遺存了大量舊工業(yè)建筑和文物標(biāo)本。新世紀以來，沈陽市逐漸從尊重地域文化、傳承工業(yè)歷史文脈、發(fā)展文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、舊工業(yè)建筑再生利用等多視域出發(fā)，一大批由工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新設(shè)計而成的“新型城市空間”相繼落地，從而帶動了地區(qū)經(jīng)濟和文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的再興發(fā)展，“沈陽鑄造博物館”即是在此背景下應(yīng)運而生。

沈陽鑄造博物館前身是1939年日資“高砂磨鋼帶制作所”，至1946年，包含“高砂制作所”在內(nèi)的7家日資企業(yè)合并為“沈陽機器廠”，后于1956年組建更名為“沈陽鑄造廠”。2002年沈陽鐵西區(qū)實施“東遷西建”計劃，2007年4月工廠整體搬遷，而舊車間則被保留改建，一座集中展現(xiàn)東北老工業(yè)基地工業(yè)文脈的“沈陽鑄造博物館”(圖3)順勢被更新改造，并于2007年6月18日正式開館。2010年，該館所在地“原沈陽鑄造廠翻砂車間”被評定為遼寧省第八批省級文物保護單位。

■圖9 通史館入口處

■圖10 通史館內(nèi)展覽效果

■圖11 重裝館內(nèi)的展示形式

■圖12 汽車館內(nèi)的展示形式

■圖13 1940年代德國產(chǎn)自行車

■圖14 鐵西百年記憶展覽”

沈陽通過更新工業(yè)建筑遺產(chǎn)發(fā)展文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，得益于“北京798藝術(shù)區(qū)”的示范效應(yīng)，“沈陽鑄造博物館”亦被稱為沈陽第一個本地“798”的創(chuàng)意文化空間[11]。對比來看，從“沈陽鑄造廠”到“鑄造博物館”的更新不同于“北京798藝術(shù)區(qū)”，其中并沒有經(jīng)歷像藝術(shù)史學(xué)家巫鴻所描述的一批獨立藝術(shù)家參與“北京798藝術(shù)區(qū)”的前三個階段，而直接進入巫鴻所描述的第四個階段，即為“商業(yè)化和體制化”[12]，從規(guī)劃伊始就屬于地方政府重視文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措?！吧蜿栬T造博物館”在規(guī)劃之初所呈現(xiàn)的是將單純的物質(zhì)現(xiàn)實進行復(fù)原，整體保留了鑄造廠的地坑爐、電爐、烘干窯、沖天爐和燜火爐等工業(yè)遺跡原貌，以及砂處理流水線上的各類型設(shè)備（圖4），將鑄造的工藝流程以及近兩千余件展品完整地呈現(xiàn)于1.78萬的展館之中。此外，博物館展覽中運用波普藝術(shù)風(fēng)格，由各種工業(yè)器物、文化符號改造的泛波普裝置散置館中。隨后幾年，“鑄造博物館”相繼承辦各類商業(yè)會展活動，計劃引進藝術(shù)家工作室、廣告?zhèn)髅焦ぷ魇?、動漫?chuàng)作工作室等，希望實現(xiàn)工業(yè)文化、城市文化、現(xiàn)代時尚文化的完美契合?？梢哉f，“沈陽鑄造博物館”在緣起之時代表了工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新設(shè)計的一種逆向“798”模式，在此發(fā)展模式下，由于缺少多元主體的參與，空間的活力性不足，單純的物質(zhì)復(fù)原也使得博物館的觀賞性及觀者的學(xué)習(xí)興趣亟待提高。

2.2 文化形象的重塑：從沈陽鑄造博物館向中國工業(yè)博物館的智慧轉(zhuǎn)型

沈陽鑄造博物館的逆向“798”規(guī)劃發(fā)展模式可稱之為一項未完成的更新計劃，并未等到其進一步實現(xiàn)規(guī)劃伊始的目標(biāo)，便向著另一項截然不同的工程開始了“智慧轉(zhuǎn)型”。沈陽鑄造博物館于2011年閉館施工，改擴建為中國工業(yè)博物館，并于2012年5月正式對外開放（圖5）。新館相較于老館產(chǎn)生了顯著的變化，總占地面積增至8萬，建筑面積增至約6萬，藏品約1.5萬余件。新館取代原鑄造廠舊廠房成為主體建筑，工業(yè)、制造業(yè)的編年史展覽取代物質(zhì)復(fù)原，之前的波普空間亦不見蹤跡。博物館主體建筑采用新老結(jié)合的手法進行空間規(guī)模加建，保留鑄造廠原址作為舊空間嵌入新空間內(nèi)，加建的入口部分采用與混凝土對比強烈的玻璃、鋼等通透、現(xiàn)代的材料，銀色鋼構(gòu)架的入口與保留下來舊廠房形成鮮明對比，帶來室內(nèi)與室外的沖擊力，體現(xiàn)了中國工業(yè)一脈相承，新老同根的設(shè)計理念。

中國工業(yè)博物館是中國首家以綜合性工業(yè)實物藏品為題材的國家級博物館，于2020年12月普升為國家二級博物館，常設(shè)有五大展館（鑄造館、通史館、機床館、鐵西館、汽車館）和冶金機械展區(qū)（圖6）。各展館在展示方式上各有側(cè)重，“鑄造館”延續(xù)了“沈陽鑄造博物館”產(chǎn)生新變化，在回顧中國古代鑄造歷史的同時，增加新世紀鑄件成果；“通史館”主要圍繞世界工業(yè)史與中國工業(yè)史雙線敘事；“機床館”則表現(xiàn)出通史敘事的行業(yè)個案，依托各類機床模型展示了沈陽的機床制造的發(fā)展歷程。各展館保持了工業(yè)舊廠房的原貌，并在此基礎(chǔ)上進行了適當(dāng)修善，全新規(guī)劃舊廠房空間序列并更新展廳參觀流線。從縱向參觀流線來看，利用“鑄造館”的鋼構(gòu)架屋頂縱向連接起“鐵西館”“汽車館”，使其成為有代表性的空間節(jié)點。從橫向參觀流線來看，利用互動性高的公共空間貫通整個場館，合理設(shè)置休閑、娛樂等多功能服務(wù)設(shè)施，充分滿足觀者的不同需求，增添博物館內(nèi)的生機與活力。

相較于沈陽鑄造博物館，中國工業(yè)博物館可謂是從歷史意義和視覺呈現(xiàn)上的雙重系統(tǒng)性更新。從認知負荷視域來看，沈陽鑄造博物館表現(xiàn)出的單純物質(zhì)復(fù)原與消費主義的工業(yè)廢墟并不利于工業(yè)文明的保護與傳播，而改造后的中國工業(yè)博物館呈現(xiàn)的則是系統(tǒng)的、多樣的工業(yè)遺產(chǎn)展示，講述的是隨時間、空間不斷進步的歷史，更有利于觀者在參觀過程中建立起對工業(yè)歷史相關(guān)的系統(tǒng)性認知，使認知負荷處于一種合理的狀態(tài)。

2.3 認知負荷的指導(dǎo)：中國工業(yè)博物館更新的“新舊融合”

2.3.1 保留——維舊翻新，修舊如舊

在中國工業(yè)博物館更新過程中，著重選取了一部分具有時代特色和歷史價值的舊工業(yè)建筑、設(shè)備等，保留工業(yè)建筑遺產(chǎn)原貌，并進行必要維修加固和翻新，最大程度的尊重與還原歷史[13]。從“內(nèi)在認知負荷”來看，考慮其產(chǎn)生是與學(xué)習(xí)者前期的理論知識與經(jīng)驗，以及學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜程度相關(guān)，學(xué)習(xí)材料越簡單，不同學(xué)習(xí)材料之間的相關(guān)性越強，產(chǎn)生的內(nèi)在認知負荷越小，因此，中國工業(yè)博物館的更新從控制保留工業(yè)遺存的數(shù)量與不同工業(yè)遺存之間的交互性切入。

從實體層面來看，建館伊始館內(nèi)共征集大中小型實體文物1300多件，依據(jù)時間或空間故事線組織系列文物展示，展品不乏多個“中國第一”。如“機床館”（圖7）內(nèi)展示了中國一步步經(jīng)購買、仿制、革新、創(chuàng)新而走向世界機床大國進程的各類型機床實物，既有中國最早的“木質(zhì)機床”，又有沈陽第一機床廠生產(chǎn)的“C650型車床”，還有緊跟時代的“數(shù)控銑床”等。采用中國機床的發(fā)展歷程組織展覽，參觀流線與發(fā)展歷程相重合，引導(dǎo)觀者生動地了解到中國工業(yè)機床生產(chǎn)及機械設(shè)備在不同歷史時期的發(fā)展動態(tài)，建立展品間的相互關(guān)系，促使觀者進行系統(tǒng)性觀展，從而減輕認知壓力，降低內(nèi)在認知負荷。

從空間層面來看，中國工業(yè)博物館充分利用舊廠房原有空間形態(tài)，對內(nèi)部空間的機器構(gòu)件和工業(yè)材料進行必要的維護和更新，將其改造為展廳?！拌T造館”（圖8）橫跨整個生產(chǎn)車間，保留了“沈陽鑄造廠一車間”的原貌。廠房為巨型鋼架結(jié)構(gòu)，高大寬敞，承載主要展覽功能，空間的巨大與觀者自身的渺小對比帶來視覺體驗上的沖擊。而留存下來的大型機器設(shè)備作為主要展品，通過放坡、挑出、懸空、環(huán)繞等設(shè)計手段進行改造，使之符合觀展交通流線需求，同時打破原有空間簡單排布的單調(diào)布局，敘述豐富的空間故事，打造工業(yè)主題空間[14]。參觀者在舊廠房的構(gòu)架下參觀，有助于理解工業(yè)的生產(chǎn)流程，減少觀展過程中的認知付出。

2.3.2 再利用——新舊融合，交織共生

中國工業(yè)博物館在對工業(yè)建筑遺產(chǎn)的利用上，一方面對原有工業(yè)遺存進行改造來滿足新的功能需求，另一方面置入新的介質(zhì)輔助舊工業(yè)遺存的呈現(xiàn)，將歷史記憶用現(xiàn)代材料與現(xiàn)代設(shè)計手法封存起來[15]。聯(lián)系“外在認知負荷”，考慮到學(xué)習(xí)材料的組織方式對其影響，學(xué)習(xí)材料若無序呈現(xiàn)不能向觀者有效傳達信息，反而會造成觀者注意力分散，外在認知負荷增加。因此，中國工業(yè)博物館在進行工業(yè)建筑遺產(chǎn)的更新設(shè)計時選取恰當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)語言與合理的組織方式，有效的降低了外在認知負荷。

從實體層面來看，中國工業(yè)博物館的展品陳列表現(xiàn)出多通道呈現(xiàn)方式，并合理安排各呈現(xiàn)方式之間的關(guān)系，避免單一與過度呈現(xiàn)。展覽內(nèi)容或者空間往往直接依附于舊建筑、舊機器，輔助燈光設(shè)計、電化教育與非人工解說等多種呈現(xiàn)方式，減少外在認知負荷?！巴ㄊ佛^”的設(shè)計手法主要選用了嵌套子空間，在原有開闊高大的工業(yè)廠房內(nèi)設(shè)置了圍閉較為完整的獨立空間，創(chuàng)造與大廠房內(nèi)不同的空間體驗。館內(nèi)陳列著由沈陽第一機床廠制造的新中國第一枚國徽，鮮艷醒目的紅色禮盒造型在昏暗工廠環(huán)境中格外顯眼，強烈燈光照耀下的國徽吸引觀者進入，左右兩側(cè)國徽背后的故事娓娓道來，多種呈現(xiàn)方式的綜合運用，給予觀者更好的情境代入感和多方位多角度的信息傳達。同時，中國工業(yè)博物館也保留了一些廢舊工業(yè)零件與工業(yè)元素，并與博物館空間相結(jié)合，其本身既是展覽品，同時也作為展覽的背景。如“通史館”入口背景處（圖9），兩扇開啟的鐵門上拼貼各種機器零件和機械浮雕，巧用舊材將工業(yè)遺產(chǎn)設(shè)計成空間的特殊裝飾物，既烘托了工業(yè)氛圍，增加代入感，又在無形中輔助觀者認知，可以有效減少外在認知負荷的產(chǎn)生。

從空間層面來看，利用工業(yè)建筑遺產(chǎn)原廠房龍骨作為展廳骨架，引導(dǎo)展覽空間的展開。中國工業(yè)博物館根據(jù)原廠房內(nèi)部構(gòu)造、工藝流程，以及發(fā)展歷史為線索布置陳列，依附展陳線索形成層層遞進的游覽動線，將觀眾引入其中，輔助觀者對歷史發(fā)展的把握，從而降低內(nèi)在認知負荷。館內(nèi)展陳多采用敘事性設(shè)計手法，其中“通史館”（圖10）選取平行敘事手法，以中國和世界工業(yè)雙線并舉，又兼有側(cè)重的陳列方式，展館將中西方工業(yè)的歷史展示在觀展空間兩側(cè)，在對立中突顯出中國工業(yè)文明的特點，較好地激發(fā)觀賞興趣，有效降低外在認知負荷。

2.3.3 再生——新生于舊，引新懷舊

中國工業(yè)博物館對于工業(yè)建筑遺產(chǎn)的更新多停留于對舊廠房和部分機器的改造上，近年來，在相關(guān)部門的支持與引導(dǎo)下逐步達到更深層次的融合，即對工業(yè)技術(shù)等非物質(zhì)遺產(chǎn)進行整理、整合和保護，以及對工業(yè)文化要素和理念的應(yīng)用等。聯(lián)系相關(guān)認知負荷，考慮到觀者在參觀中會有剩余的認知資源，可利用觀者額外的認知資源來促進圖式構(gòu)建和自動化，通過設(shè)計幫助其進行資源投入，進而增加相關(guān)認知負荷。因此，中國工業(yè)博物館在進行工業(yè)建筑遺產(chǎn)的更新設(shè)計時注重互動體驗與增設(shè)臨時展覽，幫助觀者更好地學(xué)習(xí)與交流。

中國工業(yè)博物館依托展品開設(shè)互動體驗項目，變靜態(tài)陳列為動態(tài)陳列，通過空間環(huán)境的營造，重現(xiàn)當(dāng)時工業(yè)生產(chǎn)勞作場景，讓觀者參與其中，使得學(xué)習(xí)者自愿發(fā)揮自身主觀能動性，并付出更多的認知努力。如“重裝館”（圖11）設(shè)置有航母艦載機起飛演示、斗輪挖掘機、萬噸水壓機、火箭發(fā)射架演示等多種演示項目，通過二維半的演示手法，增加受眾與工業(yè)元素的互動，對舊工業(yè)設(shè)備形成更深刻的感受，提高學(xué)習(xí)積極性。“汽車館”（圖12）中設(shè)置有汽車制動器和汽車變速器等主要演示項目，通過電動機械原理將展示內(nèi)容陳列出來，如掀板問答、機械按鈕、軸承翻轉(zhuǎn)等。同時，中國工業(yè)博物館深入挖掘工業(yè)文化，根據(jù)時代需求與科技發(fā)展設(shè)置了臨時展覽與演出，有機更新展陳空間，增添博物館活力，如2021年中國工業(yè)博物館巨幅數(shù)字全息展演首演，數(shù)字全息技術(shù)運用到展覽演出中，激發(fā)了觀者的學(xué)習(xí)興趣，利用科技產(chǎn)品中蘊藏的工業(yè)文化信息傳達工業(yè)文化精神，增加了觀者相關(guān)認知負荷。

3 認知負荷理論下工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新設(shè)計方法的建構(gòu)

3.1 降低內(nèi)在認知負荷

工業(yè)建筑遺產(chǎn)所包含信息類別豐雜，數(shù)量龐大，受眾的認知水平又呈現(xiàn)出高低不均的特點?？紤]到觀者在參觀過程及接收新內(nèi)容之前，因受先知經(jīng)驗的制約，容易造成認知負荷超載，不能充分理解展覽內(nèi)容。同樣，對于工業(yè)建筑遺產(chǎn)為主體更新后的博物館，應(yīng)選取便于理解且相互關(guān)聯(lián)的展品樣例，逐步呈現(xiàn)信息全貌，為觀眾提供合理的參觀思路，建構(gòu)有效的圖式信息，從而使觀眾在短時間內(nèi)以較少的腦力勞動進行思考和學(xué)習(xí)，減輕復(fù)雜無效的認知努力，如在展示工業(yè)化發(fā)展歷程時，除大型機器零件外，配合選取一系列與日常生活密切相關(guān)的展品進行展出（圖13），如銀元、火柴、手表、自行車等。這類物品既貼近觀者的生活又折射出歷史的痕跡，能夠使觀者輕松的接收展品傳遞的信息，激發(fā)觀賞興趣。

早在1966年，國際博物館協(xié)會就曾提出了“為未來而征集”的號召，提倡博物館征集藏品的預(yù)見性，中國工業(yè)博物館作為中國首個工業(yè)博物館理應(yīng)積極響應(yīng)號召，起好模范引領(lǐng)作用。工業(yè)遺址類博物館在展示工業(yè)歷史的同時，應(yīng)積極建構(gòu)時代語境，強化歷史與當(dāng)代工業(yè)發(fā)展的聯(lián)系，如在征集計劃中認真考慮,可以有目的的收集展示近些年的工業(yè)技術(shù)進步成果,以保持博物館的活力與持續(xù)發(fā)展。建立觀者與展品，展品與展品間的聯(lián)系，使觀者了解展品，建立系統(tǒng)性的觀展框架，減少觀者對展覽不感興趣、不能理解的情況，增強觀者對展覽的興趣與理解，從而降低認知壓力。

3.2 降低外在認知負荷

工業(yè)遺址類博物館利用原有空間形態(tài)形成的場地構(gòu)架大，空間廣闊，同一空間內(nèi)展品眾多，呈現(xiàn)方式多種多樣，若不能采用恰當(dāng)方式呈現(xiàn)信息，將導(dǎo)致觀者在參觀過程中付出額外的認知資源，造成外在認知負荷增加。因此，在嘗試將工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新設(shè)計為博物館過程中，應(yīng)注意展覽信息整合，利用整合的信息源代替分散無序的信息呈現(xiàn)，注重不同展品間的信息整合，突出主題。如在進行特定歷史主題展覽時（圖14），可采用敘事性設(shè)計方法，以時間、地點或人物為主線，使用文字說明、聲音、互動裝置等多種藝術(shù)表現(xiàn)形式有機串聯(lián)展品，達到重新展現(xiàn)歷史的目的。同時，注重展品的輔助展示手段間的信息整合，不同展品間交叉呈現(xiàn)，使觀者有效完整地對特定對象加以認知，避免認知資源的浪費。

工業(yè)遺址類博物館應(yīng)嘗試多通道呈現(xiàn)展覽信息，省去無用裝飾信息，避免信息過度呈現(xiàn)。運用視覺與聽覺相結(jié)合的方式進行信息呈現(xiàn)，代替原有單一的如文字、圖像、表格等視覺信息源時，觀者方可達到更好地接受信息的效果[16]，同一展品在呈現(xiàn)的過程中除視聽通道外，還可以輔以插畫、模型、沙盤、多媒體互動裝置等表達方式，使觀者從多感官的角度理解展覽，減少外在認知負荷的產(chǎn)生。如“鐵西館”主題展板中心位置播放的名為《困境》的宣傳片，視頻展示的形式改善了館內(nèi)實物展示的單一性，促進了觀眾對鐵西區(qū)工業(yè)發(fā)展的綜合認知。博物館可播放易引起觀者共鳴的多媒體影片，視聽結(jié)合，使觀者仿佛步入了當(dāng)時頹廢、灰暗的社會情景中，直觀感受到時代的興衰，從而留下深刻的印象。

3.3 增加相關(guān)認知負荷

增加相關(guān)認知負荷主要是通過設(shè)計更新，將個體多余的認知資源投入所需的認知活動之中，從而促進觀者的認知并提升展覽效果。目前，國內(nèi)部分工業(yè)遺址類博物館對增加相關(guān)認知負荷的嘗試較少，針對這一問題，可以通過設(shè)置動態(tài)交互陳列，讓觀眾參與到博物館展示當(dāng)中，親自體驗動手操作，從而增加相關(guān)認知負荷[17]。因此，在將工業(yè)建筑遺產(chǎn)更新設(shè)計為博物館的過程中，應(yīng)增加互動體驗項目，如增設(shè)與展覽相關(guān)的互動體驗或游戲，為整個博物館陳列和展覽增添娛樂的氣氛，鼓勵觀者展現(xiàn)自己，將被動的參觀過程轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃芋w驗、感受、思考的學(xué)習(xí)過程，促使觀眾投入必要的認知資源，實現(xiàn)博物館教育功能最大化。但目前“中國工業(yè)博物館”內(nèi)許多互動體驗項目并未開放，其趣味性仍需提升。

工業(yè)遺址類博物館開發(fā)文化與科技衍生項目；開發(fā)具有地域特色、文化內(nèi)涵的文創(chuàng)產(chǎn)品；承辦文化創(chuàng)意活動；嘗試采用科學(xué)技術(shù)手段進行數(shù)字化陳列，開設(shè)線上虛擬博物館，使觀眾通過網(wǎng)絡(luò)終端及時“云端參觀”博物館內(nèi)各類型工業(yè)藏品，使觀眾投入相應(yīng)的認知資源，以增加相關(guān)認知負荷、促進學(xué)習(xí)，深刻感受工業(yè)文化。正如在2021年，中國工業(yè)博物館就承辦過電競主題線上活動“嗨FUN電競娛樂嘉年華”，嘗試了將工業(yè)展示與時代新文化緊密結(jié)合，取得了前所未有的線上互動體驗效果。線上虛擬博物館通過VR、AR等技術(shù)手段打造具有新鮮感與刺激感的感受體驗、向觀眾提供無限的信息資源，參觀的能動性進一步提高，觀眾對博物館展覽的認知投入被充分調(diào)動。

4 結(jié)語

中國工業(yè)博物館的更新設(shè)計策略表明：認知負荷理論是研究工業(yè)建筑遺產(chǎn)保護與更新的一項研究方法，有其重要的合理性。從工業(yè)建筑遺產(chǎn)到工業(yè)主題博物館設(shè)計再生的這一“工業(yè)形象演化”的歷程中，首先，應(yīng)尊重其歷史發(fā)展脈絡(luò)，將利于觀者認知的工業(yè)建筑遺產(chǎn)進行選擇性保留，增強不同工業(yè)遺存之間的交互性，降低其內(nèi)在認知負荷；其次，應(yīng)選取恰當(dāng)?shù)恼龟惙绞?，運用維舊翻新、新舊融合、引新懷舊三類方法，如運用多通道呈現(xiàn)、工業(yè)元素與展覽空間相結(jié)合、采用建筑結(jié)構(gòu)骨架引導(dǎo)展覽等方法進行呈現(xiàn)，促進觀者對展品的綜合認知，減少其外在認知負荷；再次，應(yīng)注重展覽過程中互動體驗手段與文化衍生產(chǎn)品的推陳出新，發(fā)揮觀者自身主觀能動性，增加其相關(guān)認知負荷，從而提升工業(yè)文化傳播、公共文化服務(wù)的質(zhì)量與效果。