關(guān)于科技館展示手段發(fā)展方向的思考

[摘 要]科技館的展示手段多樣，整體來說，可以分成兩個(gè)大方向，即實(shí)驗(yàn)性展示手段和轉(zhuǎn)述性展示手段。實(shí)驗(yàn)性手段是科技館區(qū)別于藏品類博物館的最主要特征。近些年，隨著視聽、網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)的進(jìn)步，轉(zhuǎn)述性展示手段的比例和質(zhì)量不斷提升，本文分析二者的優(yōu)勢和劣勢，認(rèn)為轉(zhuǎn)述性手段的發(fā)展是市場需求的結(jié)果，但過度依賴轉(zhuǎn)述性手段也會(huì)使科技館面臨一些問題，科技館未來發(fā)展必須協(xié)調(diào)不同展示手段的使用。

[關(guān)鍵詞]科技館 展示手段 展品 開發(fā)

一、科技館展示手段的變化

科技館在國外也稱為“科學(xué)中心”（Science Center），脫胎于以展示具有歷史意義的科學(xué)技術(shù)成果藏品為主的技術(shù)博物館[1-2]。到20世紀(jì)60年代，隨著以舊金山探索館為代表的一批現(xiàn)代意義科技館的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的靜態(tài)展示手段被動(dòng)態(tài)、可參與的手段所取代，珍稀的藏品也逐漸讓位于各種帶有現(xiàn)象且易于復(fù)制的展示裝置，不同的場館和發(fā)展階段，展示手段也體現(xiàn)出不同的特色。

（一）國外科技館的展示手段

舊金山探索館作為世界科技館的代表，其展品充分反映了科技館的經(jīng)典展示手段，該館大量使用機(jī)械、聲音、光學(xué)、電磁等設(shè)備，表現(xiàn)物理學(xué)、生理學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科中的各種有趣現(xiàn)象和原理，這些展品被世界各國大量的科技館學(xué)習(xí)和借鑒，或經(jīng)小型化改造成為教育活動(dòng)中的教具或資源包。

法國巴黎發(fā)現(xiàn)宮是早期科技館的又一代表，該館的展示手段與舊金山探索館有所不同，館內(nèi)除在“尤里卡”等展廳設(shè)有與探索館類似的“經(jīng)典展品”外，還展示了大量活體生物或標(biāo)本，與自然博物館、水族館和動(dòng)物園的不同之處在于，這些活體生物或標(biāo)本體積較小，并不珍稀，可用于來館學(xué)生開展觀察、培養(yǎng)等課程①。

芝加哥科學(xué)工業(yè)博物館與前兩者又有所不同，該館除了傳統(tǒng)的機(jī)械、聲音、光學(xué)、電磁手段，還使用了大量的顯示設(shè)備，如將心臟圖案投影在異型屏幕上，觀眾可以操作觀看心臟的跳動(dòng)和剖面結(jié)構(gòu)；將各階段胎兒的信息編制成連續(xù)畫面，觀眾可以通過操作轉(zhuǎn)盤選擇月份；可以通過屏幕觀看胎兒從孕育到分娩的一系列信息。

（二）科技館展示手段的兩大方向

綜合各家科技館的情況，可以將科技館的常見展示手段分成兩個(gè)大方向。

1.實(shí)驗(yàn)性手段。不管是各類機(jī)械、聲音、光學(xué)、電磁設(shè)備，還是可以用于觀察或培養(yǎng)的活體生物，均反映了真實(shí)且實(shí)時(shí)的科學(xué)過程，使參與者從實(shí)驗(yàn)中獲得直接的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)性手段又可以分為兩個(gè)類型：一種是其反映的科學(xué)過程完全真實(shí)，往往用于表現(xiàn)牛頓力學(xué)、幾何光學(xué)、電磁學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域，典型代表如錐體上滾、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量滾輪、法拉第籠、彩色的影子等；另一種是以實(shí)時(shí)的模擬或替代手段反映無法直接呈現(xiàn)的科學(xué)過程，常用于表現(xiàn)天體物理、微觀現(xiàn)象、具有危險(xiǎn)性的現(xiàn)象或時(shí)間周期過長的現(xiàn)象，如以反比例函數(shù)曲面表現(xiàn)萬有引力、以小車由光滑平面駛?cè)氪植谄矫姹憩F(xiàn)折射、以沙子灑在模具周圍形成空白區(qū)表現(xiàn)X射線透視等[3]。

2.轉(zhuǎn)述性手段。將要表現(xiàn)的內(nèi)容事先整理、編排好，以某種方式轉(zhuǎn)述給觀眾的手段，可采用的方式包括圖文、視頻、錄音等，常用的設(shè)備或技術(shù)包括展板、顯示器、投影儀、3D電視、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)、幻影成像、拼圖游戲、射頻識(shí)別、仿真模型等。需要注意的是，實(shí)驗(yàn)性手段和轉(zhuǎn)述性手段的根本區(qū)別在于，現(xiàn)象是實(shí)時(shí)發(fā)生的還是由展品設(shè)計(jì)者提前內(nèi)置的。例如，3D電視通常屬于轉(zhuǎn)述性手段使用的設(shè)備，其播放的信息是要介紹的中心內(nèi)容，立體效果只是形式，但如果將3D電視設(shè)備用于介紹3D電視技術(shù)，這時(shí)形式本身即為內(nèi)容，屬于實(shí)驗(yàn)性手段。

（三）國內(nèi)科技館展示手段的變化

國內(nèi)的科技館建設(shè)始于20世紀(jì)80年代，在建設(shè)過程中學(xué)習(xí)借鑒了舊金山探索館、安大略科學(xué)中心等國外知名科技館的成功經(jīng)驗(yàn)，也引進(jìn)了一批以實(shí)驗(yàn)性手段為主的優(yōu)秀展品，在之后的發(fā)展中，隨著媒體、視聽、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)科技館也開始大量使用轉(zhuǎn)述性手段表現(xiàn)科學(xué)內(nèi)容。

行業(yè)展會(huì)往往能夠反映行業(yè)內(nèi)的技術(shù)動(dòng)態(tài)，在國內(nèi)外的科技館行業(yè)均有相應(yīng)的展會(huì)。其中，國內(nèi)以安徽蕪湖科博會(huì)為代表，會(huì)上既有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、3D電視等視聽設(shè)備的展示，也有旋轉(zhuǎn)的金蛋、離心力等使用實(shí)驗(yàn)性手段的展品展示，整體來說，實(shí)驗(yàn)性手段占很大比例。與之形成鮮明對(duì)比的是歐洲科學(xué)中心協(xié)會(huì)年會(huì)的配套展會(huì)，以2016年在奧地利格拉茨舉辦的年會(huì)為例，展會(huì)上展出的幾乎全部是模型、觸摸屏、混合現(xiàn)實(shí)、內(nèi)投影球等采用轉(zhuǎn)述性手段的設(shè)備，只有極個(gè)別，如“雅各布天梯”等是采用實(shí)驗(yàn)性手段的展品。

蕪湖科博會(huì)和歐洲科學(xué)中心協(xié)會(huì)年會(huì)上的產(chǎn)品類型對(duì)比，與各自服務(wù)對(duì)象的差別有很大關(guān)系，國內(nèi)科技館行業(yè)近幾年得到快速發(fā)展，各地新館建設(shè)工程不斷推進(jìn)，對(duì)于傳統(tǒng)表現(xiàn)手段和新的媒體技術(shù)需求均較大。在國內(nèi)“四位一體”科技館體系建設(shè)中，流動(dòng)科技館和科普大篷車也以攜帶成熟且易維護(hù)的實(shí)驗(yàn)性手段展品為主，這些都為實(shí)驗(yàn)性手段提供了市場。同時(shí)，也需注意到，歷屆蕪湖科博會(huì)中，轉(zhuǎn)述性手段的比例和質(zhì)量均有所提升。

二、不同展示手段的優(yōu)劣勢

盡管實(shí)驗(yàn)性手段作為科技館的傳統(tǒng)表現(xiàn)手段在科技館占有較大比例，并受到各方的普遍好評(píng)，但轉(zhuǎn)述性手段近些年也取得了快速發(fā)展，其比例有所擴(kuò)大，效果不斷提升。對(duì)于科技館來說，兩種展示手段各有優(yōu)勢和不足，對(duì)比二者的優(yōu)勢和不足是把握科技館展示手段未來發(fā)展方向的前提。

（一）實(shí)驗(yàn)性展示手段的優(yōu)勢和劣勢

1.實(shí)驗(yàn)性展示手段的優(yōu)勢。首先，可探究深度較高[4]。由于普遍采用較真實(shí)的方式，實(shí)時(shí)地再現(xiàn)或模擬科學(xué)過程，因此，其簡單現(xiàn)象背后蘊(yùn)含的是海量的信息，即使展品故障或?qū)嶒?yàn)失敗，也具有一定的科學(xué)意義，因此不同教育程度和背景的觀眾在操作展品時(shí)，會(huì)得到不同方向和程度的收獲。以“椎體上滾”為例，觀眾可能僅獲得“椎體的重心實(shí)際在下降”的結(jié)論，也可能思考出椎體頂角、軌道張角和仰角之間的關(guān)系[5]，可能獲得力學(xué)方面的知識(shí)，也可能取得視錯(cuò)覺或心理學(xué)方面的收獲。因此，此類展品的內(nèi)涵十分豐富。其次，展品生命周期長，這些展品的展示效果直觀、真實(shí)，富有趣味性，值得學(xué)習(xí)玩味，對(duì)不同代際的觀眾，這些經(jīng)典展品可以一直保持新鮮度，而對(duì)于同樣的觀眾，隨著觀眾知識(shí)、閱歷的豐富，對(duì)展品的理解也會(huì)有所加深。因此，即使經(jīng)過很長時(shí)間，使用這類手段的展品對(duì)于觀眾仍具有價(jià)值和吸引力。

2.實(shí)驗(yàn)性展示手段的劣勢。首先，開發(fā)難度較大。這類展示手段需要開發(fā)者對(duì)于裝置設(shè)計(jì)、科普效果、科學(xué)原理均有深刻理解?？v觀這類展品的來源，其中有相當(dāng)大一部分脫胎于科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)儀器，如“旋轉(zhuǎn)的金蛋”來自尼古拉·特斯拉為世博會(huì)設(shè)計(jì)的感應(yīng)電機(jī)展示裝置[6]，“傅科擺”來自萊昂·傅科設(shè)計(jì)的驗(yàn)證地球自轉(zhuǎn)的裝置。另外一部分展品則出自優(yōu)秀的展項(xiàng)設(shè)計(jì)師之手，像舊金山探索館等展項(xiàng)研發(fā)實(shí)力較強(qiáng)的科技館，配備有專門的智囊團(tuán)隊(duì)，這些設(shè)計(jì)師具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和靈感，會(huì)在其展品上署名并對(duì)展品負(fù)責(zé)，在館內(nèi)網(wǎng)站上還會(huì)公布這些設(shè)計(jì)師退休、逝世等動(dòng)態(tài)信息，并將其平生設(shè)計(jì)的代表性展品作為體現(xiàn)其貢獻(xiàn)的重要內(nèi)容[7]。國內(nèi)的科技館在這方面還積累不足，普遍缺乏此類優(yōu)秀設(shè)計(jì)師的作品。其次，表現(xiàn)領(lǐng)域受限。實(shí)驗(yàn)類展示手段因?yàn)槠毡椴扇≌鎸?shí)再現(xiàn)科學(xué)過程的方式，因此其內(nèi)容往往以能夠形成直觀、快速、安全的現(xiàn)象為前提，牛頓力學(xué)、幾何光學(xué)、數(shù)學(xué)、電磁學(xué)是其擅長的領(lǐng)域，而對(duì)相對(duì)論、量子物理等基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域以及航天、深海探測、超級(jí)計(jì)算機(jī)等復(fù)雜技術(shù)集成的表現(xiàn)效果欠佳。

（二）轉(zhuǎn)述性展示手段的優(yōu)勢和劣勢

1.轉(zhuǎn)述性展示手段的優(yōu)勢。首先，開發(fā)難度小。由于內(nèi)容和形式彼此獨(dú)立，設(shè)計(jì)者只要掌握了相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容就可以對(duì)知識(shí)進(jìn)行編排，并將其直接植入各種展示載體當(dāng)中，相比實(shí)驗(yàn)性手段開發(fā)中對(duì)直觀有趣現(xiàn)象的挖掘，編寫視頻腳本、制作模型的難度相對(duì)更低。其次，表現(xiàn)領(lǐng)域?qū)挿?。人類發(fā)展歷史中所有能夠用語言描述的科學(xué)知識(shí)都能以聲音、圖文或視頻的方式呈現(xiàn)，因此，轉(zhuǎn)述性展示手段幾乎不受學(xué)科和領(lǐng)域的限制。對(duì)于轉(zhuǎn)述性展示手段來說，內(nèi)容與形式可以自由搭配和組合。

2.轉(zhuǎn)述性展示手段的劣勢。首先，可探究深度較低。由于此類手段所承載的內(nèi)容是事先編排好的固定信息，與實(shí)驗(yàn)性手段的實(shí)時(shí)現(xiàn)象不同，因此觀眾能夠獲得多少內(nèi)容，很大程度取決于編排信息自身的內(nèi)容多少，而難以隨著觀眾的深度挖掘和學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出更豐富的內(nèi)涵。轉(zhuǎn)述性手段與實(shí)驗(yàn)性手段的深度差別，類似照片與真實(shí)風(fēng)景的差別。其次，生命周期短。由于此類手段的效果很大程度上依托于視聽、信息等技術(shù)的發(fā)展水平，因此隨著新技術(shù)的不斷推陳出新，舊有的設(shè)備很快會(huì)在效果、穩(wěn)定性等各方面顯示出不足，對(duì)觀眾失去吸引力，以致被新技術(shù)取代，對(duì)于科技館來說，越后期建設(shè)的科技館，越有機(jī)會(huì)選用更先進(jìn)的技術(shù)，早期制作的此類展品往往承受著巨大的更新?lián)Q代壓力。

三、轉(zhuǎn)述性手段發(fā)展的需求與問題

通過對(duì)比可以看出，實(shí)驗(yàn)性手段和轉(zhuǎn)述性手段各有優(yōu)劣，并能夠形成優(yōu)勢互補(bǔ)。近些年，國內(nèi)科技館中轉(zhuǎn)述性展示手段不斷發(fā)展，其背后是市場需求的推動(dòng)。一方面，由于實(shí)驗(yàn)性手段開發(fā)周期長、難度大，各館對(duì)此類展品的原創(chuàng)能力有限，普遍采用復(fù)制、照搬或局部改良的方式，如全部選擇此類展品很容易形成“千館一面”的狀況，而轉(zhuǎn)述性手段在同樣的表現(xiàn)技術(shù)中，可以植入完全不同的內(nèi)容，為很多科技館，特別是一些專題性科技館（如中國杭州低碳科技館）的差異化內(nèi)容建設(shè)提供了可能性。另一方面，隨著中國近些年不斷取得新的科技成就，科技館也擔(dān)負(fù)著向公眾展示新技術(shù)的責(zé)任，圍繞技術(shù)集成和科技前沿成果的短期展覽數(shù)量增多，而轉(zhuǎn)述性展示手段，以短、平、快的風(fēng)格更加適應(yīng)此類展覽需要，對(duì)于載人航天、深海探測、量子反?；魻栃?yīng)、中微子振蕩等成果，顯然制作模型、動(dòng)畫要比再現(xiàn)科學(xué)過程更加容易。此外，隨著在G20峰會(huì)開幕式、春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)等場合中技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合展示增多，公眾對(duì)于新的媒體技術(shù)、視聽技術(shù)、信息技術(shù)的關(guān)注也有所增加，借助這些技術(shù)的轉(zhuǎn)述性展示手段能更快地吸引公眾關(guān)注，增強(qiáng)科技館的宣傳效果。同時(shí)也需注意，由于轉(zhuǎn)述性展示手段的劣勢，科技館如果完全依賴此類手段，勢必面臨諸多問題。

首先，影響教育效果。使用此類手段的展品普遍對(duì)觀眾的黏滯性差，吸引觀眾反復(fù)、深入探究的能力弱。

其次，由于內(nèi)容與形式相分離，內(nèi)容的編排完全依賴展品設(shè)計(jì)者掌握的知識(shí)，如果這些知識(shí)有誤，觀眾是無法通過探究加以判斷的，反觀實(shí)驗(yàn)性手段的展品，因?yàn)檎麄€(gè)過程是實(shí)時(shí)且接近真實(shí)的，形式與內(nèi)容統(tǒng)一，即使實(shí)驗(yàn)失敗，也是具有一定科學(xué)意義的。另外，內(nèi)容與形式相分離還可能導(dǎo)致觀眾過于關(guān)注展品華麗的表現(xiàn)形式，而忽略其中的知識(shí)內(nèi)容。

再次，由于此類手段通常需要由掌握相應(yīng)技術(shù)的企業(yè)開發(fā)維護(hù)，如占據(jù)科技館展示手段的比例過大，可能造成科技館對(duì)于供貨商的依賴，使展品開發(fā)的核心能力由科技館向展品制作企業(yè)轉(zhuǎn)移。

最后，可能會(huì)導(dǎo)致科技館作為一種博物館類型的特色喪失，不僅科技館，其他以展示藏品為主的博物館（如歷史博物館、自然博物館、地質(zhì)博物館等）也大量引入轉(zhuǎn)述性手段輔助展示，因此此類手段已成為各類博物館通用的手段，很多內(nèi)容甚至可以直接通過互聯(lián)網(wǎng)傳播，不必借助實(shí)體場館。經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)性展品才是科技館區(qū)別于其他博物館的最重要特色，如果科技館的展品被大量以視聽設(shè)備取代，科技館的傳統(tǒng)優(yōu)勢和特色也就喪失了。

四、科技館展示手段的未來發(fā)展

既然轉(zhuǎn)述性展示手段的發(fā)展是市場需求的結(jié)果，那么在未來階段，采用這類手段的展品還會(huì)繼續(xù)增加，并在科技館各類展覽中發(fā)揮作用。但同時(shí)也不能忽視轉(zhuǎn)述性手段可能帶來的問題，以及經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)性手段的優(yōu)勢。只有認(rèn)識(shí)到二者的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理選擇，才能充分發(fā)揮每一種手段的優(yōu)勢，保證科技館特色的同時(shí)提高科技館的展示水平。

（一）根據(jù)展覽特點(diǎn)和需要，合理選擇展示手段

兩種展示手段各有優(yōu)勢和劣勢，應(yīng)根據(jù)展覽要表現(xiàn)的學(xué)科，受眾群體、開發(fā)周期、更新周期等，選擇相適應(yīng)的展示手段。反過來，也需要針對(duì)不同的展示手段，考慮其更新周期的差異。實(shí)驗(yàn)性手段由于常常圍繞經(jīng)典原理或現(xiàn)象，這些知識(shí)本身是極少發(fā)生變化的，其更新周期主要取決于對(duì)于觀眾的新鮮程度。而轉(zhuǎn)述性手段與之不同，一方面，隨著表現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步，一些已有設(shè)備可能面臨淘汰；另一方面，由于所表現(xiàn)內(nèi)容很多以最新科技動(dòng)態(tài)為主，在科技動(dòng)態(tài)信息更新時(shí)，可能需要在原有設(shè)備中重新植入更新的知識(shí)內(nèi)容，這正發(fā)揮了其形式與手段相分離的優(yōu)勢。

（二）通過拓展思路和創(chuàng)新，探索形式與內(nèi)容的結(jié)合方式

盡管實(shí)驗(yàn)性展示手段受到學(xué)科的局限，但通過創(chuàng)新，一些前沿科學(xué)、技術(shù)集成也可以通過此類手段加以表現(xiàn)。如前文提到的萬有引力井、表現(xiàn)折射光路的小車等，均體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者對(duì)知識(shí)的深刻理解以及豐富的想象力，這種創(chuàng)新的關(guān)鍵在于圍繞要表現(xiàn)的知識(shí)中最核心內(nèi)容的某些特點(diǎn)，以同樣具有這些特點(diǎn)的現(xiàn)象加以替代，如萬有引力井的核心在于力與距離的平方呈反比關(guān)系，而折射光路的小車的核心在于不同介質(zhì)的速度差別。對(duì)于技術(shù)集成，可以在復(fù)雜的技術(shù)群體中剝離出最有特色的部分，尋找經(jīng)典展品作為替代品。如青藏鐵路是一項(xiàng)浩大的工程，除常規(guī)的鐵路建設(shè)內(nèi)容外，還涉及凍土保護(hù)、生態(tài)保護(hù)、供氧等課題，其中熱棒是解決凍土保護(hù)課題的代表性技術(shù)，熱棒的基本原理是工質(zhì)氣化和液化導(dǎo)致的溫度單向傳遞[8]，經(jīng)典展品中的“飲水鳥”與此類似，將二者類比展示，可傳達(dá)比單純的轉(zhuǎn)述性介紹更豐富的信息。

（三）基于長遠(yuǎn)眼光，重視對(duì)表現(xiàn)手段開發(fā)方面的人才建設(shè)

在國內(nèi)，科技觀眾展覽策劃和展品技術(shù)人員都不鮮見，但卻很少有像舊金山探索館等歐美科技館那樣高水平實(shí)驗(yàn)性展項(xiàng)創(chuàng)新的人才。究其原因，國內(nèi)科技館的開發(fā)和技術(shù)人員，大多從整體展覽策劃或具體技術(shù)細(xì)節(jié)考慮問題，卻很少圍繞特定領(lǐng)域的知識(shí)，就優(yōu)秀的展示手段進(jìn)行長期摸索和積累，國內(nèi)在展品設(shè)計(jì)中，也沒有探索館那樣鮮明的個(gè)人標(biāo)簽。優(yōu)秀的人才隊(duì)伍不是短時(shí)間能夠培養(yǎng)出來的，因此在遠(yuǎn)期的科技館建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)考慮到此類問題，努力培養(yǎng)出具有高度原創(chuàng)能力的開發(fā)隊(duì)伍。人才的能力須有差異化側(cè)重，其開發(fā)成果應(yīng)有所積累，并為接下來更高水平展品的問世提供基礎(chǔ)。

注釋

①本文撰寫階段，法國巴黎發(fā)現(xiàn)宮正處于閉館改造階段，本文內(nèi)容為其閉館前情況。

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