關于科技館展示手段發展方向的思考

[摘 要]科技館的展示手段多樣，整體來說，可以分成兩個大方向，即實驗性展示手段和轉述性展示手段。實驗性手段是科技館區別于藏品類博物館的最主要特征。近些年，隨著視聽、網絡、多媒體技術的進步，轉述性展示手段的比例和質量不斷提升，本文分析二者的優勢和劣勢，認為轉述性手段的發展是市場需求的結果，但過度依賴轉述性手段也會使科技館面臨一些問題，科技館未來發展必須協調不同展示手段的使用。

[關鍵詞]科技館 展示手段 展品 開發

一、科技館展示手段的變化

科技館在國外也稱為“科學中心”（Science Center），脫胎于以展示具有歷史意義的科學技術成果藏品為主的技術博物館[1-2]。到20世紀60年代，隨著以舊金山探索館為代表的一批現代意義科技館的出現，傳統的靜態展示手段被動態、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象且易于復制的展示裝置，不同的場館和發展階段，展示手段也體現出不同的特色。

（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典展示手段，該館大量使用機械、聲音、光學、電磁等設備，表現物理學、生理學、數學等學科中的各種有趣現象和原理，這些展品被世界各國大量的科技館學習和借鑒，或經小型化改造成為教育活動中的教具或資源包。

法國巴黎發現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，館內除在“尤里卡”等展廳設有與探索館類似的“經典展品”外，還展示了大量活體生物或標本，與自然博物館、水族館和動物園的不同之處在于，這些活體生物或標本體積較小，并不珍稀，可用于來館學生開展觀察、培養等課程①。

芝加哥科學工業博物館與前兩者又有所不同，該館除了傳統的機械、聲音、光學、電磁手段，還使用了大量的顯示設備，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和剖面結構；將各階段胎兒的信息編制成連續畫面，觀眾可以通過操作轉盤選擇月份；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大方向。

1.實驗性手段。不管是各類機械、聲音、光學、電磁設備，還是可以用于觀察或培養的活體生物，均反映了真實且實時的科學過程，使參與者從實驗中獲得直接的科學經驗。實驗性手段又可以分為兩個類型：一種是其反映的科學過程完全真實，往往用于表現牛頓力學、幾何光學、電磁學、數學等領域，典型代表如錐體上滾、轉動慣量滾輪、法拉第籠、彩色的影子等；另一種是以實時的模擬或替代手段反映無法直接呈現的科學過程，常用于表現天體物理、微觀現象、具有危險性的現象或時間周期過長的現象，如以反比例函數曲面表現萬有引力、以小車由光滑平面駛入粗糙平面表現折射、以沙子灑在模具周圍形成空白區表現X射線透視等[3]。

2.轉述性手段。將要表現的內容事先整理、編排好，以某種方式轉述給觀眾的手段，可采用的方式包括圖文、視頻、錄音等，常用的設備或技術包括展板、顯示器、投影儀、3D電視、虛擬現實、增強現實、混合現實、幻影成像、拼圖游戲、射頻識別、仿真模型等。需要注意的是，實驗性手段和轉述性手段的根本區別在于，現象是實時發生的還是由展品設計者提前內置的。例如，3D電視通常屬于轉述性手段使用的設備，其播放的信息是要介紹的中心內容，立體效果只是形式，但如果將3D電視設備用于介紹3D電視技術，這時形式本身即為內容，屬于實驗性手段。

（三）國內科技館展示手段的變化

國內的科技館建設始于20世紀80年代，在建設過程中學習借鑒了舊金山探索館、安大略科學中心等國外知名科技館的成功經驗，也引進了一批以實驗性手段為主的優秀展品，在之后的發展中，隨著媒體、視聽、信息技術的不斷發展，國內科技館也開始大量使用轉述性手段表現科學內容。

行業展會往往能夠反映行業內的技術動態，在國內外的科技館行業均有相應的展會。其中，國內以安徽蕪湖科博會為代表，會上既有增強現實、3D電視等視聽設備的展示，也有旋轉的金蛋、離心力等使用實驗性手段的展品展示，整體來說，實驗性手段占很大比例。與之形成鮮明對比的是歐洲科學中心協會年會的配套展會，以2016年在奧地利格拉茨舉辦的年會為例，展會上展出的幾乎全部是模型、觸摸屏、混合現實、內投影球等采用轉述性手段的設備，只有極個別，如“雅各布天梯”等是采用實驗性手段的展品。

蕪湖科博會和歐洲科學中心協會年會上的產品類型對比，與各自服務對象的差別有很大關系，國內科技館行業近幾年得到快速發展，各地新館建設工程不斷推進，對于傳統表現手段和新的媒體技術需求均較大。在國內“四位一體”科技館體系建設中，流動科技館和科普大篷車也以攜帶成熟且易維護的實驗性手段展品為主，這些都為實驗性手段提供了市場。同時，也需注意到，歷屆蕪湖科博會中，轉述性手段的比例和質量均有所提升。

二、不同展示手段的優劣勢

盡管實驗性手段作為科技館的傳統表現手段在科技館占有較大比例，并受到各方的普遍好評，但轉述性手段近些年也取得了快速發展，其比例有所擴大，效果不斷提升。對于科技館來說，兩種展示手段各有優勢和不足，對比二者的優勢和不足是把握科技館展示手段未來發展方向的前提。

（一）實驗性展示手段的優勢和劣勢

1.實驗性展示手段的優勢。首先，可探究深度較高[4]。由于普遍采用較真實的方式，實時地再現或模擬科學過程，因此，其簡單現象背后蘊含的是海量的信息，即使展品故障或實驗失敗，也具有一定的科學意義，因此不同教育程度和背景的觀眾在操作展品時，會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“椎體的重心實際在下降”的結論，也可能思考出椎體頂角、軌道張角和仰角之間的關系[5]，可能獲得力學方面的知識，也可能取得視錯覺或心理學方面的收獲。因此，此類展品的內涵十分豐富。其次，展品生命周期長，這些展品的展示效果直觀、真實，富有趣味性，值得學習玩味，對不同代際的觀眾，這些經典展品可以一直保持新鮮度，而對于同樣的觀眾，隨著觀眾知識、閱歷的豐富，對展品的理解也會有所加深。因此，即使經過很長時間，使用這類手段的展品對于觀眾仍具有價值和吸引力。

2.實驗性展示手段的劣勢。首先，開發難度較大。這類展示手段需要開發者對于裝置設計、科普效果、科學原理均有深刻理解。縱觀這類展品的來源，其中有相當大一部分脫胎于科學家的經典實驗儀器，如“旋轉的金蛋”來自尼古拉·特斯拉為世博會設計的感應電機展示裝置[6]，“傅科擺”來自萊昂·傅科設計的驗證地球自轉的裝置。另外一部分展品則出自優秀的展項設計師之手，像舊金山探索館等展項研發實力較強的科技館，配備有專門的智囊團隊，這些設計師具有豐富的經驗和靈感，會在其展品上署名并對展品負責，在館內網站上還會公布這些設計師退休、逝世等動態信息，并將其平生設計的代表性展品作為體現其貢獻的重要內容[7]。國內的科技館在這方面還積累不足，普遍缺乏此類優秀設計師的作品。其次，表現領域受限。實驗類展示手段因為普遍采取真實再現科學過程的方式，因此其內容往往以能夠形成直觀、快速、安全的現象為前提，牛頓力學、幾何光學、數學、電磁學是其擅長的領域，而對相對論、量子物理等基礎學科領域以及航天、深海探測、超級計算機等復雜技術集成的表現效果欠佳。

（二）轉述性展示手段的優勢和劣勢

1.轉述性展示手段的優勢。首先，開發難度小。由于內容和形式彼此獨立，設計者只要掌握了相關的知識內容就可以對知識進行編排，并將其直接植入各種展示載體當中，相比實驗性手段開發中對直觀有趣現象的挖掘，編寫視頻腳本、制作模型的難度相對更低。其次，表現領域寬泛。人類發展歷史中所有能夠用語言描述的科學知識都能以聲音、圖文或視頻的方式呈現，因此，轉述性展示手段幾乎不受學科和領域的限制。對于轉述性展示手段來說，內容與形式可以自由搭配和組合。

2.轉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容是事先編排好的固定信息，與實驗性手段的實時現象不同，因此觀眾能夠獲得多少內容，很大程度取決于編排信息自身的內容多少，而難以隨著觀眾的深度挖掘和學習呈現出更豐富的內涵。轉述性手段與實驗性手段的深度差別，類似照片與真實風景的差別。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、信息等技術的發展水平，因此隨著新技術的不斷推陳出新，舊有的設備很快會在效果、穩定性等各方面顯示出不足，對觀眾失去吸引力，以致被新技術取代，對于科技館來說，越后期建設的科技館，越有機會選用更先進的技術，早期制作的此類展品往往承受著巨大的更新換代壓力。

三、轉述性手段發展的需求與問題

通過對比可以看出，實驗性手段和轉述性手段各有優劣，并能夠形成優勢互補。近些年，國內科技館中轉述性展示手段不斷發展，其背后是市場需求的推動。一方面，由于實驗性手段開發周期長、難度大，各館對此類展品的原創能力有限，普遍采用復制、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，而轉述性手段在同樣的表現技術中，可以植入完全不同的內容，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）的差異化內容建設提供了可能性。另一方面，隨著中國近些年不斷取得新的科技成就，科技館也擔負著向公眾展示新技術的責任，圍繞技術集成和科技前沿成果的短期展覽數量增多，而轉述性展示手段，以短、平、快的風格更加適應此類展覽需要，對于載人航天、深海探測、量子反常霍爾效應、中微子振蕩等成果，顯然制作模型、動畫要比再現科學過程更加容易。此外，隨著在G20峰會開幕式、春節聯歡晚會等場合中技術與藝術的結合展示增多，公眾對于新的媒體技術、視聽技術、信息技術的關注也有所增加，借助這些技術的轉述性展示手段能更快地吸引公眾關注，增強科技館的宣傳效果。同時也需注意，由于轉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觀眾的黏滯性差，吸引觀眾反復、深入探究的能力弱。

其次，由于內容與形式相分離，內容的編排完全依賴展品設計者掌握的知識，如果這些知識有誤，觀眾是無法通過探究加以判斷的，反觀實驗性手段的展品，因為整個過程是實時且接近真實的，形式與內容統一，即使實驗失敗，也是具有一定科學意義的。另外，內容與形式相分離還可能導致觀眾過于關注展品華麗的表現形式，而忽略其中的知識內容。

再次，由于此類手段通常需要由掌握相應技術的企業開發維護，如占據科技館展示手段的比例過大，可能造成科技館對于供貨商的依賴，使展品開發的核心能力由科技館向展品制作企業轉移。

最后，可能會導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、地質博物館等）也大量引入轉述性手段輔助展示，因此此類手段已成為各類博物館通用的手段，很多內容甚至可以直接通過互聯網傳播，不必借助實體場館。經典的實驗性展品才是科技館區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備取代，科技館的傳統優勢和特色也就喪失了。

四、科技館展示手段的未來發展

既然轉述性展示手段的發展是市場需求的結果，那么在未來階段，采用這類手段的展品還會繼續增加，并在科技館各類展覽中發揮作用。但同時也不能忽視轉述性手段可能帶來的問題，以及經典的實驗性手段的優勢。只有認識到二者的特點，并在此基礎上進行合理選擇，才能充分發揮每一種手段的優勢，保證科技館特色的同時提高科技館的展示水平。

（一）根據展覽特點和需要，合理選擇展示手段

兩種展示手段各有優勢和劣勢，應根據展覽要表現的學科，受眾群體、開發周期、更新周期等，選擇相適應的展示手段。反過來，也需要針對不同的展示手段，考慮其更新周期的差異。實驗性手段由于常常圍繞經典原理或現象，這些知識本身是極少發生變化的，其更新周期主要取決于對于觀眾的新鮮程度。而轉述性手段與之不同，一方面，隨著表現技術的進步，一些已有設備可能面臨淘汰；另一方面，由于所表現內容很多以最新科技動態為主，在科技動態信息更新時，可能需要在原有設備中重新植入更新的知識內容，這正發揮了其形式與手段相分離的優勢。

（二）通過拓展思路和創新，探索形式與內容的結合方式

盡管實驗性展示手段受到學科的局限，但通過創新，一些前沿科學、技術集成也可以通過此類手段加以表現。如前文提到的萬有引力井、表現折射光路的小車等，均體現出設計者對知識的深刻理解以及豐富的想象力，這種創新的關鍵在于圍繞要表現的知識中最核心內容的某些特點，以同樣具有這些特點的現象加以替代，如萬有引力井的核心在于力與距離的平方呈反比關系，而折射光路的小車的核心在于不同介質的速度差別。對于技術集成，可以在復雜的技術群體中剝離出最有特色的部分，尋找經典展品作為替代品。如青藏鐵路是一項浩大的工程，除常規的鐵路建設內容外，還涉及凍土保護、生態保護、供氧等課題，其中熱棒是解決凍土保護課題的代表性技術，熱棒的基本原理是工質氣化和液化導致的溫度單向傳遞[8]，經典展品中的“飲水鳥”與此類似，將二者類比展示，可傳達比單純的轉述性介紹更豐富的信息。

（三）基于長遠眼光，重視對表現手段開發方面的人才建設

在國內，科技觀眾展覽策劃和展品技術人員都不鮮見，但卻很少有像舊金山探索館等歐美科技館那樣高水平實驗性展項創新的人才。究其原因，國內科技館的開發和技術人員，大多從整體展覽策劃或具體技術細節考慮問題，卻很少圍繞特定領域的知識，就優秀的展示手段進行長期摸索和積累，國內在展品設計中，也沒有探索館那樣鮮明的個人標簽。優秀的人才隊伍不是短時間能夠培養出來的，因此在遠期的科技館建設中，應當考慮到此類問題，努力培養出具有高度原創能力的開發隊伍。人才的能力須有差異化側重，其開發成果應有所積累，并為接下來更高水平展品的問世提供基礎。

注釋

①本文撰寫階段，法國巴黎發現宮正處于閉館改造階段，本文內容為其閉館前情況。

參考文獻

[1]維克多·丹尼洛夫.科學與技術中心[M].北京：學苑出版社，1989.

[2]梁兆正，顧潔燕，忻歌，等.當代科技館的建設與運營[M].上海：上海科學技術出版社，2013.

[3]Anon.X-Ray Spectra[EB/OL].[2018-3-20].http：//www.exploratorium.edu/spectra_from_space/xray_activity.html.

[4]李博.科技館展品的可探究性評價[J].科普研究，2017（5）：30-35.

[5]李博.椎體如何才能上滾？——一道綜合運用多門類知識的受力分析題[J].高中數理化，2017，6（12）：26-27.

[6]Anon.Teslas Egg of Columbus[J].Electrical Experimenter Science and Invention，1919（3）：774-775.

[7]Anon. Light Walk： Bob Miller and the Exploratorium[EB/OL]. [2018-3-20]. https：//www.exploratorium.edu/visit/calendar/light-walk-bob-miller-and-exploratorium.

[8]陳宗舜，張憲.青藏鐵路[M].北京：化學工業出版社，2008.