浅析科技馆基础科学展品的创新研发及教育活动设计
孙晓军
[摘 要]本文针对基础科学展品的创新类型及方法进行简要论述，并以创新展品“随风而动”的研发过程为例，论证展示形式的创新过程，同时也对展品设计中在同步进行教育活动及网络延展开发的设计思路进行了说明，以期能为科技馆基础科学展品设计开发起到参考和借鉴作用。
[关键词]科技馆 基础科学展品 创新研发 教育活动
近年来，我国科技馆行业蓬勃发展，各地科技馆、科技馆展品设计制作企业如雨后春笋般建立起来，这对开发基础科学方面真正意义上的优质创新展品提出了迫切的需求。本文从展品创新方法出发，并以创新展品“随风而动”为例，对展品的创新方法及教育设计思路进行阐述，以期为科技馆基础科学展品创新设计开发起到参考和借鉴作用。
一、关于展品设计的创新方法
（一）创新展示内容
科普展示内容是科普场馆展览功能的核心，科普展示内容的创新是科普场馆生存和发展的关键[2]。展品内容创新，即对展品展示内容进行创新，常见的有原始创新、集成创新。
1.原始创新。即展示在科技馆尚未出现的科学内容。科学知识的海洋无边无际，科技馆也未能解读其冰山一角。虽尚未在科技馆展示的科学内容斗量车载，但易于转化为展品的基础科学内容已被深入挖掘，被很多科普场馆列为常规展品，故基础科学原始创新展品的研发是一个艰难的过程，需要设计人员仔细判断，寻找易于用科技馆擅长的互动形式表达的合适创意。
在选择展品创意时，需要设计人员对某一学科进行深入研究，密切关注科学技术的发展及新的科技成果，学习新的科学知识，扩大视野。同时，设计人员要主动与科研院所、大专院校保持联系与合作，及时了解科技发展的新成果，通过分析比较，从中筛选出较成熟的、公众感兴趣的、可能具有展教意义的科研成果，并结合适宜的展示形式，形成原始创新展品。当然，在这个过程中，应关注国内外科普场馆不断出现的原创展品，分析其设计思路的创新性，这对开拓设计人员的思路将有帮助。
2.集成创新。即将两件或两件以上的现有展品或展示内容进行重组和搭配，集成为一件具有创新意义的展品。集成创新不只是简单地将已有展示内容进行堆积，而是根据展示内容的特点，筛选具有内在联系的内容，通过一种或多种展示手段进行新的组合规划，并以合理且更有趣的形式包装，进行有机集成展示，形成具有新意的和更好展教效果的展品。
在开展展品集成创新的过程中，设计人员应对集成内容进行优选搭配。集成内容应具有相关的特点、相似的规律或相同的类别等，集成内容之间的有机结合，可以按照某一集成规律进行组合和构造，可以是并列的集成展示，也可以是互为包含的关系，旨在提高集成展品的整体展教功能。
（二）创新展示形式
展品的展示形式对展品起着至关重要的作用，恰当的展示形式对科普知识的传播能达到事半功倍的效果，使展品更易于吸引参与者进行体验，于体验中主动思考、探究，激发参与者对科学的探索兴趣。
展品展示形式创新，即常说的引进、消化、吸收、再创新，是为原有展品设计能有更好的表现形式赋予新的活力，使展示效果得以更充分体现。展示形式创新是最为常见、最基本的创新方法，基于对原有相关展品的深入分析，对其缺点及不足提出针对性的改进方案，创新更优的展示形式，使展品展示更直观，体验更具有吸引力，有利于参与者的主动体验、思考，更好地激发参与者对科学的探索兴趣。下面以展品“随风而动”为例，论证展示形式创新方法在展品创新设计中的实际应用。
二、以展品“随风而动”为案例论证创新方法
展品“随风而动”为典型的展示形式创新的案例，展示了力学中的牛顿第三运动定律。牛顿第三运动定律在科普展品中已有成熟的展示，其展示形式主要为参与者第三视角的观看现象类互动展示，参与者难以亲手感受，互动体验感弱，展示现象中受力物体沿单维度直线方向运动，可拓展性受到较大限制。如科普展品“作用力与反作用力”，可沿固定轨道运动的小车上有发射小球的装置，小球射出后，产生的反作用力使小车沿固定轨道后退一段距离，参与者通过观看发射小球后小车的运动来领会和认识牛顿第三运动定律，无疑在这个过程中缺乏参与者与展品的互动，趣味性是不够的。
針对以上展示不足，展品“随风而动”创新更优的展示形式，采用了载人气浮平台作为展示手段。展品通过气浮平台将参与者稳定悬浮，显著降低了平台与地面之间的摩擦力，在平台上方设置可旋转方向的风机，平台上的参与者可采用控制可旋转方向的风机改变吹风方向、外力推动等方式，实现平台沿作用力的反方向，即反作用力的方向运动。载人气浮平台的运用，突破了传统的牛顿第三运动定律展示形式，使参与者可以第一视角亲身体验，更加真切地体会和理解作用力与反作用力的特性，且气浮平台可以实现多向移动，移动范围广，便于展品进一步拓展，互动性、参与性、拓展性更强。
为增加展品体验的目的性、趣味性，设置了“追踪光斑”任务。展品顶部设置若干光斑灯，随机在地面垂直投射三个颜色不同的光斑，参与者调节平台上的方向风机带动平台移动，追踪地面光斑，当光斑投射到平台上的接收器时，相应灯光熄灭，光斑消失，任务成功。这个过程可极大地增强对参与者的吸引力，使参与者在完成任务的成就感中愉快地体会牛顿第三运动定律反映的物理规律，达到很好的展教效果。
三、展品“随风而动”设计中的教育延展
Leinhardt和Knutson主张，博物馆中的学习是通过解释性对话作用于最后学习结果的。我们理解，“解释性对话”就是帮助观众理解展览、展品的教育活动[3]。因此，展品创新设计中，不仅要思考展品的科学性、互动性，也需要同时考虑其教育的延伸性，使其易于辅助教育活动，更好地挖掘展教效果。
（一）教育活动延伸
展品“随风而动”的载人气浮平台，可实现多向移动，展示具有通用性，便于开发各种教育活动。如摩擦力展示，通过对比感受推动浮起平台与无气体支撑平台的难易程度，体会摩擦力和摩擦因子的概念，以及摩擦因子变化与摩擦力变化的关系。多人互推，一人或多人通过坐在浮起平台上的人与不在浮起平台上人之间击掌互推的形式，对载人气浮平台施加外力，一人施加外力可感受作用力与反作用力；多人施加外力，可感受力的合成及不同因素引起的合力方向的变化。
（二）网络延伸
“互联网+”已成为时下许多领域创新发展的新方向，展品设计中可充分运用网络手段，拓展展品的展示内容，同时创新、丰富教育活动形式。
展品“随风而动”设计中同步开发线上知识拓展、相关小游戏，并设置二维码拓展通道。观众在排队等待过程中通过扫描二维码，了解展品操作规则和相关知识拓展，体验线上游戏，使得观众充分体验展品，有效地提高观众接受科普知识传播的兴趣和效率，使展品获得更好的展教效果，且线上的知识及游戏拓展也为教育活动的开展提供更多形式选择，可以以线上拓展与线下实物展品相结合的形式开发教育活动，增加教育活动的多变性，赋予其活动类型更多可能。
四、结束语
本文对基础科学展品创新方法进行简单讨论，并以创新展品“随风而动”为例，分析其创新过程、论证创新方法，并对其同步设计教育活动的方式进行了简要介绍。基础科学展品创新不是一件特别困难的事情，可以是对科学知识的深入挖掘或基础科学高新研究成果的转化，也可以是对原有展项的集成或者改进。展品创新开发应是每个设计人员的日常行为，需要研发人员广泛的知识积累，刻苦钻研的精神，自觉将创新思维融化在日常设计工作中，且展品创新应与教育活动同步设计，在保证展品效果的同时，易于进行教育拓展，充分发挥创新展品的最大展教效应。
参考文献
[1]黄体茂.关于科技馆展项创新的若干认识问题[J].科协论坛，2011（1）：33-37.
[2]张军，刘艳.浅析科普场馆展示形式、内容、手段的创新[J].科学教育，2008.（8）：110-111.
[3]王晶.如何通过教育活动使科技馆常设展览的固定展示内容更丰富灵活[J].科学与信息化，2016（12）：66-68.
[摘 要]本文针对基础科学展品的创新类型及方法进行简要论述，并以创新展品“随风而动”的研发过程为例，论证展示形式的创新过程，同时也对展品设计中在同步进行教育活动及网络延展开发的设计思路进行了说明，以期能为科技馆基础科学展品设计开发起到参考和借鉴作用。
[关键词]科技馆 基础科学展品 创新研发 教育活动
近年来，我国科技馆行业蓬勃发展，各地科技馆、科技馆展品设计制作企业如雨后春笋般建立起来，这对开发基础科学方面真正意义上的优质创新展品提出了迫切的需求。本文从展品创新方法出发，并以创新展品“随风而动”为例，对展品的创新方法及教育设计思路进行阐述，以期为科技馆基础科学展品创新设计开发起到参考和借鉴作用。
一、关于展品设计的创新方法
（一）创新展示内容
科普展示内容是科普场馆展览功能的核心，科普展示内容的创新是科普场馆生存和发展的关键[2]。展品内容创新，即对展品展示内容进行创新，常见的有原始创新、集成创新。
1.原始创新。即展示在科技馆尚未出现的科学内容。科学知识的海洋无边无际，科技馆也未能解读其冰山一角。虽尚未在科技馆展示的科学内容斗量车载，但易于转化为展品的基础科学内容已被深入挖掘，被很多科普场馆列为常规展品，故基础科学原始创新展品的研发是一个艰难的过程，需要设计人员仔细判断，寻找易于用科技馆擅长的互动形式表达的合适创意。
在选择展品创意时，需要设计人员对某一学科进行深入研究，密切关注科学技术的发展及新的科技成果，学习新的科学知识，扩大视野。同时，设计人员要主动与科研院所、大专院校保持联系与合作，及时了解科技发展的新成果，通过分析比较，从中筛选出较成熟的、公众感兴趣的、可能具有展教意义的科研成果，并结合适宜的展示形式，形成原始创新展品。当然，在这个过程中，应关注国内外科普场馆不断出现的原创展品，分析其设计思路的创新性，这对开拓设计人员的思路将有帮助。
2.集成创新。即将两件或两件以上的现有展品或展示内容进行重组和搭配，集成为一件具有创新意义的展品。集成创新不只是简单地将已有展示内容进行堆积，而是根据展示内容的特点，筛选具有内在联系的内容，通过一种或多种展示手段进行新的组合规划，并以合理且更有趣的形式包装，进行有机集成展示，形成具有新意的和更好展教效果的展品。
在开展展品集成创新的过程中，设计人员应对集成内容进行优选搭配。集成内容应具有相关的特点、相似的规律或相同的类别等，集成内容之间的有机结合，可以按照某一集成规律进行组合和构造，可以是并列的集成展示，也可以是互为包含的关系，旨在提高集成展品的整体展教功能。
（二）创新展示形式
展品的展示形式对展品起着至关重要的作用，恰当的展示形式对科普知识的传播能达到事半功倍的效果，使展品更易于吸引参与者进行体验，于体验中主动思考、探究，激发参与者对科学的探索兴趣。
展品展示形式创新，即常说的引进、消化、吸收、再创新，是为原有展品设计能有更好的表现形式赋予新的活力，使展示效果得以更充分体现。展示形式创新是最为常见、最基本的创新方法，基于对原有相关展品的深入分析，对其缺点及不足提出针对性的改进方案，创新更优的展示形式，使展品展示更直观，体验更具有吸引力，有利于参与者的主动体验、思考，更好地激发参与者对科学的探索兴趣。下面以展品“随风而动”为例，论证展示形式创新方法在展品创新设计中的实际应用。
二、以展品“随风而动”为案例论证创新方法
展品“随风而动”为典型的展示形式创新的案例，展示了力学中的牛顿第三运动定律。牛顿第三运动定律在科普展品中已有成熟的展示，其展示形式主要为参与者第三视角的观看现象类互动展示，参与者难以亲手感受，互动体验感弱，展示现象中受力物体沿单维度直线方向运动，可拓展性受到较大限制。如科普展品“作用力与反作用力”，可沿固定轨道运动的小车上有发射小球的装置，小球射出后，产生的反作用力使小车沿固定轨道后退一段距离，参与者通过观看发射小球后小车的运动来领会和认识牛顿第三运动定律，无疑在这个过程中缺乏参与者与展品的互动，趣味性是不够的。
針对以上展示不足，展品“随风而动”创新更优的展示形式，采用了载人气浮平台作为展示手段。展品通过气浮平台将参与者稳定悬浮，显著降低了平台与地面之间的摩擦力，在平台上方设置可旋转方向的风机，平台上的参与者可采用控制可旋转方向的风机改变吹风方向、外力推动等方式，实现平台沿作用力的反方向，即反作用力的方向运动。载人气浮平台的运用，突破了传统的牛顿第三运动定律展示形式，使参与者可以第一视角亲身体验，更加真切地体会和理解作用力与反作用力的特性，且气浮平台可以实现多向移动，移动范围广，便于展品进一步拓展，互动性、参与性、拓展性更强。
为增加展品体验的目的性、趣味性，设置了“追踪光斑”任务。展品顶部设置若干光斑灯，随机在地面垂直投射三个颜色不同的光斑，参与者调节平台上的方向风机带动平台移动，追踪地面光斑，当光斑投射到平台上的接收器时，相应灯光熄灭，光斑消失，任务成功。这个过程可极大地增强对参与者的吸引力，使参与者在完成任务的成就感中愉快地体会牛顿第三运动定律反映的物理规律，达到很好的展教效果。
三、展品“随风而动”设计中的教育延展
Leinhardt和Knutson主张，博物馆中的学习是通过解释性对话作用于最后学习结果的。我们理解，“解释性对话”就是帮助观众理解展览、展品的教育活动[3]。因此，展品创新设计中，不仅要思考展品的科学性、互动性，也需要同时考虑其教育的延伸性，使其易于辅助教育活动，更好地挖掘展教效果。
（一）教育活动延伸
展品“随风而动”的载人气浮平台，可实现多向移动，展示具有通用性，便于开发各种教育活动。如摩擦力展示，通过对比感受推动浮起平台与无气体支撑平台的难易程度，体会摩擦力和摩擦因子的概念，以及摩擦因子变化与摩擦力变化的关系。多人互推，一人或多人通过坐在浮起平台上的人与不在浮起平台上人之间击掌互推的形式，对载人气浮平台施加外力，一人施加外力可感受作用力与反作用力；多人施加外力，可感受力的合成及不同因素引起的合力方向的变化。
（二）网络延伸
“互联网+”已成为时下许多领域创新发展的新方向，展品设计中可充分运用网络手段，拓展展品的展示内容，同时创新、丰富教育活动形式。
展品“随风而动”设计中同步开发线上知识拓展、相关小游戏，并设置二维码拓展通道。观众在排队等待过程中通过扫描二维码，了解展品操作规则和相关知识拓展，体验线上游戏，使得观众充分体验展品，有效地提高观众接受科普知识传播的兴趣和效率，使展品获得更好的展教效果，且线上的知识及游戏拓展也为教育活动的开展提供更多形式选择，可以以线上拓展与线下实物展品相结合的形式开发教育活动，增加教育活动的多变性，赋予其活动类型更多可能。
四、结束语
本文对基础科学展品创新方法进行简单讨论，并以创新展品“随风而动”为例，分析其创新过程、论证创新方法，并对其同步设计教育活动的方式进行了简要介绍。基础科学展品创新不是一件特别困难的事情，可以是对科学知识的深入挖掘或基础科学高新研究成果的转化，也可以是对原有展项的集成或者改进。展品创新开发应是每个设计人员的日常行为，需要研发人员广泛的知识积累，刻苦钻研的精神，自觉将创新思维融化在日常设计工作中，且展品创新应与教育活动同步设计，在保证展品效果的同时，易于进行教育拓展，充分发挥创新展品的最大展教效应。
参考文献
[1]黄体茂.关于科技馆展项创新的若干认识问题[J].科协论坛，2011（1）：33-37.
[2]张军，刘艳.浅析科普场馆展示形式、内容、手段的创新[J].科学教育，2008.（8）：110-111.
[3]王晶.如何通过教育活动使科技馆常设展览的固定展示内容更丰富灵活[J].科学与信息化，2016（12）：66-68.
