关于竞赛式科普游戏互动展示设计的几点思考
洪唯佳 陈志刚
[摘 要]本文通过介绍国家科技支撑计划项目中竞赛式科普游戏互动展示技术课题所研发的“健康竞赛”展品的设计，提出了对竞赛式科普游戏互动展示设计的几点思考，以期对今后相关展品设计工作起到促进作用。
[关键词]竞赛式科普游戏 科技馆 展示设计
在科学普及场馆设置的展品，希望不仅能以易懂的方式将一些科技知识传播给公众，同时也希望展品的展示形式具有趣味性，增强对观众的吸引力，以发挥更好的展教效果。那些采用了互动展示技术的竞赛式科普游戏展品，因观众可以参与互动和竞赛，往往具有很强的趣味性和吸引力。
竞赛式科普游戏互动展示技术是指可供多人同时参与竞技的新型交互体验式科普展示技术。结合机电、自控、多媒体及无线网络等多种技术，通过趣味横生的可参与互动竞赛展示方式，在游戏中向公众传达相关科学知识。该技术还可与不同的展示内容相结合，具有一定的通用性。
当然，设计与制作出一个好的竞赛式互动科普游戏展品是有极大难度的。中國科学技术馆于2015年开始实施科技部支持的科技支撑计划项目，其中有一项展品名为“健康竞赛”，主要内容就是深入研究“竞赛式科普游戏互动展示技术”，并将该技术运用到“健康竞赛”项目的设计和制作中。展项着眼于健康这个全民关注的热点问题，采取“竞赛式科普游戏互动展示技术”进行展品设计。在执行该项目任务的过程中，笔者对“竞赛式科普游戏互动展示技术”有了更为深刻的思考和认识，项目组取得了一定的设计和研制经验，希望通过本文对研究和利用该展示技术的有关过程和情况进行梳理，以便今后能对此类展品的设计工作提供有益的帮助。
一、竞赛式科普游戏互动展示现状
目前，竞赛式游戏展示方式的应用多出现在电视节目的综艺栏目中，通过对相关竞赛形式进行调研，发现此类节目均有主持人主持，其形式大体有以下几类：
（1）按钮抢答，答题是否正确凭记分牌记录成绩。（2）按钮抢答，如果答错会有相应的娱乐性“惩罚”，如遭受落入台下的惩罚；比赛座椅会原地旋转或翻仰；向竞赛者泼水等惩罚措施。（3）按钮抢答，答对者座椅沿滑动轨道前进。科普游戏在科技馆展示的方式则较为单一，多为多媒体互动类抢答形式，即观众站在多媒体机前端，通过触摸屏或抢答按钮的形式与计算机或其他竞技者进行有关科普知识内容的抢答，对错与否，通过视频影像或声音提示展现。
以上几种形式存在的主要问题：一是抢答形式单一，基本均为按钮抢答，观众参与度不高；二是答题过程缺乏趣味性；三是答题者的竞赛感不强。
二、国家科技支撑计划项目“健康竞赛”展品介绍
在国家科技支撑计划项目中，通过前期的调研，我们对“健康竞赛”项目制定了展示原则即：（1）要有一定的普适性，既能符合大多数科普类答题的需求，同时也要兼顾健康竞赛本身的特点，突出“保持健康、健康生活、健康工作”。（2）要有一定的竞争性、娱乐性，要适合在科普场所展出。（3）要便于维护、运行，减少人员管理，尽可能使更多的观众获得更多相关的科普知识。（4）通过网络形式扩大参与范围。（5）在展示内容上下功夫，使得内容更为生动有趣。
依据以上原则，我们不断完善设计方案，如为了增强展品的趣味性，在方案中增设座椅前后左右振动的环节，对参赛者头像进行拍摄，投放到大屏幕；为了增强展品的游戏性，在方案中添加多媒体游戏环节；为了体现健康理念，在最后阶段增加蹬车竞赛到达终点的环节；采用虚拟主持人的方式，通过投影在大屏幕上，能让更多的观众看到和了解健康知识，达到了公众效益最大化。此外，在座椅外形上我们也数易其稿，既要满足外形美观，又要便于维护。在图纸设计阶段，我们聘请相关电气、机械专家进行严格把关，为绘制标准化图纸奠定基础。在制作阶段，课题组多次往返于制作厂家之间，严格把控制作质量。在专家指导下，课题组在计划时间内圆满完成了该展品的设计制作，展示形式如下：
（一）展品组成及功能
展品由三套运动座椅、轨道及激光投影和音响等设备组成“竞赛式科普游戏互动平台”，三套运动座椅安装于轨道之上，在系统控制下可前后移动。座椅底部设有振动装置，座椅能前后左右进行震动，且震动感较强。座椅前方，放置一个10寸平板电脑（含前置摄像头），用来采集三名参与观众头像，并在竞赛过程中配合投影显示竞赛题目、游戏场景、所处位置等信息。座椅前端设有脚踏板，当答题正确时，观众可通过蹬脚踏板控制座椅前进。座椅两侧设有扶手，用于参与者抓握以利于身体平衡和踩踏发力。两侧扶手上设有控制柄和确认键，具有方向控制和点击确定功能，用于与屏幕内容交互。平台前方设置激光投影大屏幕，显示屏中的虚拟主持人和参与者一起互动，完成竞答。
（二）互动操作流程及交互方式
现场设置单向出入闸机口，由专人负责，在展品出入口各设置一个二维码，观众通过扫描二维码，进入与健康知识相关的网页（内含即将参与竞赛的答题内容），并可文本下载竞赛知识内容，使观众可提前对展品内容进行了解。
知识问答由一个不少于50道题的题库组成，竞赛时将随机抽取题目。一场竞赛由5个健康知识内容组成，分为三道必答题（同时答题），两道抢答题，可供3位参与者同时竞技。
竞赛开始，参与者就坐，系好安全带，在虚拟主持人的引导下拍摄个人头像，了解比赛规则。三道必答题，其中两道题3位观众依次作答，第三道题采用游戏的方式，3名参与者同时参与以健康知识内容为背景的射击游戏，即打病毒游戏，设计5个病毒的不同界面，但游戏内核相同，每次只打1种病毒，病毒内容随机出现，如埃博拉病毒、狂犬病病毒等，通过摇杆瞄准有害病毒，确认键进行射击。规定时间内打的病毒数量多者获胜，如果打到好的细胞要减分。以上三题每答对1题，答对者获得5秒蹬车时间，座椅向大屏幕前进。答错者，座椅不能移动，且座椅还会产生较强的震动感，以此作为惩罚手段。两道抢答题，虚拟主持人出题后，参与者通过蹬踏板抢答，最先蹬满10圈者获得答题权。答对，获得5秒蹬车时间，使得座椅向大屏幕前进；答错，座椅向后倒退。当5道题全部答完后，即使全部答对者的座椅没有移动到轨道终点，那就要靠参与者蹬脚踏板，将座椅移动到比赛终点，之前答题正确率越高的参与者，离终点越近，越占优势。在主持人和现场观众的加油助威中，看看到底哪位参赛者最先到达终点，获取胜利。比赛结束后屏幕显示胜利者头像，配庆祝画面，欢庆胜利，颁发虚拟奖杯。
三、竞赛式科普游戏互动展示设计的几点思考
（一）竞赛式科普游戏互动展示设计应选取公众感兴趣的内容
竞赛式科普游戏互动展示设计之初要有明确的展示内容目标，如健康竞赛展品选取的就是近年来大家普遍关注的健康热点问题。2016年，全国卫生与健康大会上，习近平总书记发表重要讲话，强调没有全民健康，就没有全面小康，要把人民健康放在优先发展的战略地位。《“健康中国2030”规划纲要》、《中国公民健康素养——基本知识与技能（2015年版）》及《全民健康生活方式行动方案（2017—2025年）》等多项文件政策的出台，明确了全国健康科普的重要方向和目标。与此同时，老百姓的生活水平提高了，对健康科普内容有更强烈的需求。在此背景下，应进一步探讨“健康竞赛”展品的展示方式，这样展示效果会更好。
（二）竞赛式科普游戏互动展示设计应考虑游戏结构要素
游戏结构要素包括：动态视觉、交互作用、目标的呈现、控制的规则等。因此，在设计多媒体界面时应该清晰明了，色彩搭配得当，环节生动有趣，符合人们的视觉效果和思维习惯。同时，要平衡游戏的媒体元素和思维习惯。其次，交互是竞赛式科普游戏互动展示设计的核心，设计良好的交互，对科普内容的展示有重要的意义。它不仅能够吸引参与者的注意力，而且反馈的信息能够促使参与者思考。参与者从反馈的信息中可以了解自己的操作是否正确，如健康竞赛就是采用座椅的交互，使参观者获得答题对错的信息，增强趣味性。
（三）競赛式科普游戏互动展示中应运用激励性设计
在游戏中完成或答对某些选题后可以获得一定的奖励，这样可以引发游戏者兴趣，如健康竞赛采用的方式是答对题，座椅会向前移动，距离比赛终点更近，这样会给参赛者带来愉悦。
（四）竞赛式科普游戏互动展示应增强趣味性，扩大参与面
可充分利用信息技术，增强展品的趣味性。在“健康竞赛”展品中采用人像采集，在大屏幕播放获胜者头像；通过控制系统，判断参赛者的位置信息并显示在大屏幕上，增强了展品的趣味性；通过二维码扫描，可下载健康知识内容，从而使更多的人了解相关内容，扩大了参与群体。
综上所述，此次对“竞赛式科普游戏互动展示技术”的研究，突破了传统知识问答类展品多采用的触屏多媒体表现形式，研发了一种新型的互动体验式展示技术。展品将多媒体、无线网络等信息技术，与机电展示方式巧妙地融合为一体，采用竞赛游戏的形式提升观众的参与热情。同时，该平台还适用于各种竞赛式多媒体内容，具有一定的通用性。
参考文献
[1]黄月，董艳.教育游戏的叙事设计，教育游戏与虚拟现实理论及实践[M].北京：人民邮电出版社，2010.
[2]陈焰，谭焕焕.移动学习环境下手机教育游戏的设计研究，教育游戏与虚拟现实理论及实践[M].北京：人民邮电出版社，2010.
[摘 要]本文通过介绍国家科技支撑计划项目中竞赛式科普游戏互动展示技术课题所研发的“健康竞赛”展品的设计，提出了对竞赛式科普游戏互动展示设计的几点思考，以期对今后相关展品设计工作起到促进作用。
[关键词]竞赛式科普游戏 科技馆 展示设计
在科学普及场馆设置的展品，希望不仅能以易懂的方式将一些科技知识传播给公众，同时也希望展品的展示形式具有趣味性，增强对观众的吸引力，以发挥更好的展教效果。那些采用了互动展示技术的竞赛式科普游戏展品，因观众可以参与互动和竞赛，往往具有很强的趣味性和吸引力。
竞赛式科普游戏互动展示技术是指可供多人同时参与竞技的新型交互体验式科普展示技术。结合机电、自控、多媒体及无线网络等多种技术，通过趣味横生的可参与互动竞赛展示方式，在游戏中向公众传达相关科学知识。该技术还可与不同的展示内容相结合，具有一定的通用性。
当然，设计与制作出一个好的竞赛式互动科普游戏展品是有极大难度的。中國科学技术馆于2015年开始实施科技部支持的科技支撑计划项目，其中有一项展品名为“健康竞赛”，主要内容就是深入研究“竞赛式科普游戏互动展示技术”，并将该技术运用到“健康竞赛”项目的设计和制作中。展项着眼于健康这个全民关注的热点问题，采取“竞赛式科普游戏互动展示技术”进行展品设计。在执行该项目任务的过程中，笔者对“竞赛式科普游戏互动展示技术”有了更为深刻的思考和认识，项目组取得了一定的设计和研制经验，希望通过本文对研究和利用该展示技术的有关过程和情况进行梳理，以便今后能对此类展品的设计工作提供有益的帮助。
一、竞赛式科普游戏互动展示现状
目前，竞赛式游戏展示方式的应用多出现在电视节目的综艺栏目中，通过对相关竞赛形式进行调研，发现此类节目均有主持人主持，其形式大体有以下几类：
（1）按钮抢答，答题是否正确凭记分牌记录成绩。（2）按钮抢答，如果答错会有相应的娱乐性“惩罚”，如遭受落入台下的惩罚；比赛座椅会原地旋转或翻仰；向竞赛者泼水等惩罚措施。（3）按钮抢答，答对者座椅沿滑动轨道前进。科普游戏在科技馆展示的方式则较为单一，多为多媒体互动类抢答形式，即观众站在多媒体机前端，通过触摸屏或抢答按钮的形式与计算机或其他竞技者进行有关科普知识内容的抢答，对错与否，通过视频影像或声音提示展现。
以上几种形式存在的主要问题：一是抢答形式单一，基本均为按钮抢答，观众参与度不高；二是答题过程缺乏趣味性；三是答题者的竞赛感不强。
二、国家科技支撑计划项目“健康竞赛”展品介绍
在国家科技支撑计划项目中，通过前期的调研，我们对“健康竞赛”项目制定了展示原则即：（1）要有一定的普适性，既能符合大多数科普类答题的需求，同时也要兼顾健康竞赛本身的特点，突出“保持健康、健康生活、健康工作”。（2）要有一定的竞争性、娱乐性，要适合在科普场所展出。（3）要便于维护、运行，减少人员管理，尽可能使更多的观众获得更多相关的科普知识。（4）通过网络形式扩大参与范围。（5）在展示内容上下功夫，使得内容更为生动有趣。
依据以上原则，我们不断完善设计方案，如为了增强展品的趣味性，在方案中增设座椅前后左右振动的环节，对参赛者头像进行拍摄，投放到大屏幕；为了增强展品的游戏性，在方案中添加多媒体游戏环节；为了体现健康理念，在最后阶段增加蹬车竞赛到达终点的环节；采用虚拟主持人的方式，通过投影在大屏幕上，能让更多的观众看到和了解健康知识，达到了公众效益最大化。此外，在座椅外形上我们也数易其稿，既要满足外形美观，又要便于维护。在图纸设计阶段，我们聘请相关电气、机械专家进行严格把关，为绘制标准化图纸奠定基础。在制作阶段，课题组多次往返于制作厂家之间，严格把控制作质量。在专家指导下，课题组在计划时间内圆满完成了该展品的设计制作，展示形式如下：
（一）展品组成及功能
展品由三套运动座椅、轨道及激光投影和音响等设备组成“竞赛式科普游戏互动平台”，三套运动座椅安装于轨道之上，在系统控制下可前后移动。座椅底部设有振动装置，座椅能前后左右进行震动，且震动感较强。座椅前方，放置一个10寸平板电脑（含前置摄像头），用来采集三名参与观众头像，并在竞赛过程中配合投影显示竞赛题目、游戏场景、所处位置等信息。座椅前端设有脚踏板，当答题正确时，观众可通过蹬脚踏板控制座椅前进。座椅两侧设有扶手，用于参与者抓握以利于身体平衡和踩踏发力。两侧扶手上设有控制柄和确认键，具有方向控制和点击确定功能，用于与屏幕内容交互。平台前方设置激光投影大屏幕，显示屏中的虚拟主持人和参与者一起互动，完成竞答。
（二）互动操作流程及交互方式
现场设置单向出入闸机口，由专人负责，在展品出入口各设置一个二维码，观众通过扫描二维码，进入与健康知识相关的网页（内含即将参与竞赛的答题内容），并可文本下载竞赛知识内容，使观众可提前对展品内容进行了解。
知识问答由一个不少于50道题的题库组成，竞赛时将随机抽取题目。一场竞赛由5个健康知识内容组成，分为三道必答题（同时答题），两道抢答题，可供3位参与者同时竞技。
竞赛开始，参与者就坐，系好安全带，在虚拟主持人的引导下拍摄个人头像，了解比赛规则。三道必答题，其中两道题3位观众依次作答，第三道题采用游戏的方式，3名参与者同时参与以健康知识内容为背景的射击游戏，即打病毒游戏，设计5个病毒的不同界面，但游戏内核相同，每次只打1种病毒，病毒内容随机出现，如埃博拉病毒、狂犬病病毒等，通过摇杆瞄准有害病毒，确认键进行射击。规定时间内打的病毒数量多者获胜，如果打到好的细胞要减分。以上三题每答对1题，答对者获得5秒蹬车时间，座椅向大屏幕前进。答错者，座椅不能移动，且座椅还会产生较强的震动感，以此作为惩罚手段。两道抢答题，虚拟主持人出题后，参与者通过蹬踏板抢答，最先蹬满10圈者获得答题权。答对，获得5秒蹬车时间，使得座椅向大屏幕前进；答错，座椅向后倒退。当5道题全部答完后，即使全部答对者的座椅没有移动到轨道终点，那就要靠参与者蹬脚踏板，将座椅移动到比赛终点，之前答题正确率越高的参与者，离终点越近，越占优势。在主持人和现场观众的加油助威中，看看到底哪位参赛者最先到达终点，获取胜利。比赛结束后屏幕显示胜利者头像，配庆祝画面，欢庆胜利，颁发虚拟奖杯。
三、竞赛式科普游戏互动展示设计的几点思考
（一）竞赛式科普游戏互动展示设计应选取公众感兴趣的内容
竞赛式科普游戏互动展示设计之初要有明确的展示内容目标，如健康竞赛展品选取的就是近年来大家普遍关注的健康热点问题。2016年，全国卫生与健康大会上，习近平总书记发表重要讲话，强调没有全民健康，就没有全面小康，要把人民健康放在优先发展的战略地位。《“健康中国2030”规划纲要》、《中国公民健康素养——基本知识与技能（2015年版）》及《全民健康生活方式行动方案（2017—2025年）》等多项文件政策的出台，明确了全国健康科普的重要方向和目标。与此同时，老百姓的生活水平提高了，对健康科普内容有更强烈的需求。在此背景下，应进一步探讨“健康竞赛”展品的展示方式，这样展示效果会更好。
（二）竞赛式科普游戏互动展示设计应考虑游戏结构要素
游戏结构要素包括：动态视觉、交互作用、目标的呈现、控制的规则等。因此，在设计多媒体界面时应该清晰明了，色彩搭配得当，环节生动有趣，符合人们的视觉效果和思维习惯。同时，要平衡游戏的媒体元素和思维习惯。其次，交互是竞赛式科普游戏互动展示设计的核心，设计良好的交互，对科普内容的展示有重要的意义。它不仅能够吸引参与者的注意力，而且反馈的信息能够促使参与者思考。参与者从反馈的信息中可以了解自己的操作是否正确，如健康竞赛就是采用座椅的交互，使参观者获得答题对错的信息，增强趣味性。
（三）競赛式科普游戏互动展示中应运用激励性设计
在游戏中完成或答对某些选题后可以获得一定的奖励，这样可以引发游戏者兴趣，如健康竞赛采用的方式是答对题，座椅会向前移动，距离比赛终点更近，这样会给参赛者带来愉悦。
（四）竞赛式科普游戏互动展示应增强趣味性，扩大参与面
可充分利用信息技术，增强展品的趣味性。在“健康竞赛”展品中采用人像采集，在大屏幕播放获胜者头像；通过控制系统，判断参赛者的位置信息并显示在大屏幕上，增强了展品的趣味性；通过二维码扫描，可下载健康知识内容，从而使更多的人了解相关内容，扩大了参与群体。
综上所述，此次对“竞赛式科普游戏互动展示技术”的研究，突破了传统知识问答类展品多采用的触屏多媒体表现形式，研发了一种新型的互动体验式展示技术。展品将多媒体、无线网络等信息技术，与机电展示方式巧妙地融合为一体，采用竞赛游戏的形式提升观众的参与热情。同时，该平台还适用于各种竞赛式多媒体内容，具有一定的通用性。
参考文献
[1]黄月，董艳.教育游戏的叙事设计，教育游戏与虚拟现实理论及实践[M].北京：人民邮电出版社，2010.
[2]陈焰，谭焕焕.移动学习环境下手机教育游戏的设计研究，教育游戏与虚拟现实理论及实践[M].北京：人民邮电出版社，2010.
