科技馆科普展示方法的探索实践——以广东科学中心为例

文/邱银忠 勾文增 张娜 郭羽丰

0 引言

科普场馆在经历几年的新馆效应后，普遍会随着展示内容和形式的落后、展品的损坏以及展馆的陈旧，参观人流量逐步下降，进而面临持续发展难题。2010－2019年，广东科学中心就如何破解科普场馆持续发展难题,积极探索展览项目建设创新，特别是在开发原创展览项目、开展展馆更新改造、组织展览国内巡展等方面，进行了富有成效的创新实践，取得了显著的社会和经济效益，并总结出一套科学内容科普展示转化的方法路径，实现了场馆的持续创新发展。

1 科技馆科普展示设计的特征及要求

由于涉及的知识点很多，科技馆科普展示是一个多程序、专业性强、涉及面广的系统工程,要确保展示内容的科学性、艺术性以及展示设计制作工艺技术的可靠性等，因此科技馆的展示设计有着其特有的工作程序。科普展示通过选取“主题—凝练主题思想—构建展示线索—臻选展示知识点”等步骤，完成展示内容规划。由于内容规划决定了设计的思路和方向，因此首先需要确定所展示的具体主题名称，以充分阐述主题思想内涵，同时，需构建一定的逻辑线索作为展示的脉络，搭建逻辑体系，并列出每一个展区下的展示内容知识点，形成展示内容的基本架构；另外，还需要创作一些表达展示内容的核心展项，作为展示创意的支撑。

2 广东科学中心科普展示方法创新

广东科学中心近年在科普展示项目建设方面积极开展实践探索。2010－2019年间，广东科学中心陆续对“实验与发现”“儿童天地”等一期建设的7个主题展馆进行了更新改造，并新增了“岭南科技纵横”“LED 体验馆”2个主题展馆，自主研发了“用眼看世界”“人与健康”等6个巡展项目，研发展项数量近600件。

通过实践探索积累，广东科学中心结合展项相关知识点应用多种展示技术，如数字技术、人工智能感官交互技术、虚实结合多媒体交互技术等，将展项要普及的科学知识、要倡导的科学方法、要传播的科学思想、要弘扬的科学精神（以下简称“四科”）外化于观众可体验、可理解、可思考的展示创意中。主要包括以下4个方面。

2.1 科学知识的数媒化和模型化

科学知识是建立在感性经验基础上，结合理性思维方式、方法和科学实验抽象、概括而成的，由概念、术语、命题、陈述、定律、定理组成理论体系。对科学知识的普及，长久以来一直是科学普及的重要内容，占据着科普工作的核心位置。不同于学校正式教育中基于课本教材的知识传授，科技馆作为典型的非正式教育场所，以科普展项作为物质媒介，通过设计互动式、沉浸式展项，让观众在具身（embodied）交互的展项体验中，对抽象的科学知识进行具象化的感知，激发观众自主将感知体验上升至理性认知。

为了充分发挥科普展览的场馆优势、技术优势和设计优势，更为有效地实现科学知识的传播，广东科学中心在展项创意设计上，利用数字媒体技术和仿真建模技术，以多种数字化的媒体形式通过二维图表、图示或三维视频、造型，在观众较短的学习过程中，将相对抽象的科学知识转化为生动形象的科普传播信息，从而达到更好的传播和教育效果。

科普展项是集机械设备、电子设备、媒体设备等多种设备于一体的工程系统，因此极为适合用于表达科学模型或技术模型，其不仅能在三维空间上表达复杂的模型结构，也能在互动操作中再现复杂的模型过程。广东科学中心充分把握科普展项的这一重要特点，以此作为传播科学知识和启迪科学思维的重要途经，将科学知识的模型化展示传播作为创意设计的一个重要思路。在展项的设计过程中，充分思考与展项相关的科学知识的模型化特征，并以此来确定构建展项的核心设备、关键技术和艺术手法，从而更好地在展项设计中实现科学性、生动性和艺术性的融合，从而实现传播科学的使命和功能。

2.2 科学方法的感官化和装置化

科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段，包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的观察、归纳、演绎等思路、程序、规则、技巧和模式。倡导科学方法也是科学普及的“四科”内涵之一。科学方法具有明确性、可学习性、结果导向、可靠性等特征，这就决定了科普展示需要设计具有可操作性的、分步骤的互动体验，才能让观众在具身参与科普展项的操作中学习科学方法。

多感官交互技术的创新与应用，是推动当代展示设计发展的重要技术驱动力量。广东科学中心基于多感官交互技术的创意设计，通过展项创新来实现倡导科学方法的传播目标和教育功能。通过科学方法的感官化表达，来表现观察方法的感官特征，进而揭示科学仪器作为人类感官拓展的重要认识论意义。

此外，广东科学中心也充分借鉴了各类当代文化、历史和艺术展览中广泛应用的互动装置设计，充分使用触摸传感器、运动传感器、深度传感器、视觉传感器等传感设备，以文本、图像、音频、视频、具象等综合互动呈现输出“视觉信息－视觉体验”“听觉信息－听觉体验”“触觉信息－触觉体验”。通过科学方法的装置化呈现，来再现实验方法和测量方法，进而揭示实验方法在科学理论选择中的判定作用，以及测量方法在科学理论建构中的重要作用。

2.3 科学思想的探究化和体悟化

传播科学思想是科技馆科学普及工作的重要宗旨，而通过具象、实体的科普展项来传播抽象、观念性的科学思想，对于科普展项创意设计是一项挑战。广东科学中心主要通过两个层面的创意设计来回应这一挑战。首先，在展馆主题思想设定上，以“自然、人类、科学、文明”为主题，从而充分地回应了科学思想的广延性。其次，在展项的创意设计思路上，以探究化和体悟化两种创意思路，来回应科学思想的多维性。从某种意义而言，实体类科普展项类似于正规科学教育中的教学用具，活动科普展项类似于正规科学教育的教学游戏。

科学探究被认为是科学思想的过程外化。实体类科普展项作为复杂的工程系统，在方案架构设计上可以充分表现形式与功能、变化与守恒、演变与平衡、结构与秩序等用以构建科学思想的重要科学观念体系，在交互设计上则可以充分再现设置问题、实施观察、作出假设、提出预测、获得结论等科学探究过程的重要环节。活动类科普展项，则可以在主题线索或故事线索的设定上，更加充分地揭示科学探究的猜测性和验证性、计划性和探索性、分析性和解释性，从而更加广泛和深刻地向观众传递科学思想中具有程序性、原则性、逻辑性和模式性的内涵。

科学思维是科学思想在科学活动中的动态体现。在密切把握科学思想的规范性和逻辑性的基础上，广东科学中心也充分关注到科学思维的开放性、自由性和灵活性，以及其中蕴涵的直觉、灵感、想象的维度。广东科学中心在展项创意设计上，从体悟的层面来表达科学思想中直觉、灵感、想象等重要元素，并将这些重要的思想元素融入展项的内容设计、形式设计、艺术手法之中。

2.4 科学精神的场景化和艺术化

弘扬科学精神是科普教育和科普传播的长期目标与重要任务。科学主体研究实践取向的科学精神和科学事业社会价值取向的科学精神，更是成为大多数科普场馆在弘扬科学精神具体活动中的主旋律。科学精神自身的抽象性和无形性，以及弘扬科学精神的复杂性和艰难性，是在科普展览创意设计过程中所面临的巨大挑战。

广东科学中心在新增常设展馆的建设过程中，逐渐探索出以场景激发和艺术共鸣的展示方法来弘扬科学精神的创意设计思路。以场景激发来弘扬科学精神的创意设计思路，主要通过实体场景、行为场景（参观者之间、参观者与讲解者之间）和虚拟场景的设置，在氛围营造、启迪想象、活动体验、意义生成之中，以多种形式的外延表达循序渐进地感受科学精神的内涵，特别是实现人与自身、人与社会、人与自然至善关系的伦理精神，以及实现造福国家、造福民族、造福人类的价值追求。

历史上，科学技术和艺术之间长期存在着密切的互动关系；而现代科学技术的发展，也为艺术提供了更加丰富的创意空间和表现手段。以艺术共鸣来弘扬科学精神的创意设计思路，主要通过展项展示过程中的美学表达，来激发科学探索精神和科学创新精神，通过审美激发的情感作用来培养观众对科学探索和科学创新的兴趣与爱好。通过展览、展项或展品的艺术设计，来传达对科学的审美意识、审美感知、审美创造，让观众能够从美学的概念、原则、特征去感悟自然世界、陶冶科学精神。

3 结语

经过近年来的实践探索，广东科学中心总结出了通过科学知识的数媒化和模型化普及科学知识，通过科学方法的感官化和装置化倡导科学方法，通过科学思想的探究化和体悟化传播科学思想，通过科学精神的场景化和艺术弘扬科学精神。将科普展项要普及的科学知识、要倡导的科学方法、要传播的科学思想、要弘扬的科学精神外化于观众可体验、可理解、可思考的展示创意中，从而实现展览项目展示方法的创新，帮助广东科学中心实现基于一期展馆的更新改造等建设的可持续发展，并在行业内发挥示范带动作用，为国内其他科技馆的可持续发展提供参考。