1 探究式展品的发展

20世纪50年代末，美国教育学家施瓦布提出了“探究式学习”的方法，强调在动手实践中主动地发现问题、交流探索、获得知识、培养能力。与此同时，博物馆正在经历从“以藏品为中心”到“以观众为中心”的重大转型，博物馆三大功能的排序由以前的“收藏、研究、展览”变为“教育、研究、收藏”，教育成了博物馆的首要功能。因此，“探究式学习”得到了众多非正规教育机构的认可，以美国旧金山探索馆为首的一批科技馆将“动手参与”等理念作为展品设计的重要原则，开发了大量的探究式展品。经过半个多世纪的发展，与探究式学习高度契合的探究式展品已成为科技馆重要的展示形式。

有别于专业人士主导的宣讲活动，观众在科技馆展厅内直接与探究式展品互动，通过操作模拟再现科学研究的过程，从科学实验、科学观察中获得关于科学知识的直接经验。下面，笔者将对现有探究式展品的设计疏漏进行分析，并提出一些改良建议，以显著增强展品的探究效果，进一步提升科普场馆的公共服务水平。

2 三件探究式展品的设计疏漏

“人体导电”“水力发电”“记忆金属”这三件探究式展品均为企业设计制作，是当前声、光、电、磁、力学领域内较为成熟的展品。从近几年的运行情况来看，这批展品的耐用度高，不易损坏，深受观众欢迎，但美中不足的是，其存在着“按键设计不合理”“展示主题不直观”“等待时无反馈”等问题。

2.1 “人体导电”

如图1所示，“人体导电”展品由半球型透明亚克力罩、灯泡、玩具车和4个金属触点组成。正确的操作是观众直接触摸金属触点，通过人体导电将电路连通，使得罩内的灯泡被点亮，玩具车开始绕圈跑动。这一展品的设计疏漏在于外观设计不合理，设备开关键的位置错误。供管理方使用的展品电源开关与需要观众操作的4个金属触点在同一台面上，并且电源开关是非常醒目的红色按钮。许多观众未看展品说明就操作，第一反应是按下电源开关，经常将本来已经打开的展品关闭，导致后面的操作没有任何反应，这样探究式学习也就无从谈起。

  

图1 “人体导电”

2.2 “水力发电”

如图2所示，“水力发电”展品由抽水装置、储水装置、引水装置、水车、LED灯和捣米模块组成。观众按动开关之后，水被抽水机抬到高处的储水装置，然后受重力影响沿着引水管道流下，引发一系列连锁反应：水车旋转，产生电流，LED灯亮，捣米模块开始工作。该展品综合运用了多学科知识，值得观众驻足研究。可实际观察发现，动手操作展品的观众并不多。经询问得知，大部分观众只注意到按动按钮后LED灯亮、捣米开始，认为这与电子玩具的原理大同小异，而对展品中“水”的作用感受不明显，没有进一步探究的兴趣。这一展品的设计疏漏是展示主题不直观，不符合观众的认知结构。如果不用抽水机，而是让观众自己用盛具把水倒入高处容器，通过与水的直接接触，将有助于理解展品背后的科学原理。

  

图2 “水力发电”

2.3 “记忆金属”

如图3所示，“记忆金属”展品由加热设备和记忆金属制作的“花朵”组成。未打开加热设备前，“花朵”呈含苞待放的形态。待加热一段时间之后，记忆金属改变了形态，“花朵”绽放。该展品的说明牌主要介绍了记忆金属的科学原理，未明确提示观众在展品运行中需要等待。有的观众按下开关后，没等到“花朵”开放就离开了；还有的观众在“花朵”完全开放的情况下，不等“花瓣”冷却闭合，继续按动开关加热。这一展品的设计疏漏是没有给观众及时的反馈。由于展品的变化需要等待，应当通过某种方式将这一信息告诉观众。

  

图3 “记忆金属”

3 探究式展品的设计建议

观众在科技馆中的参观行为具有随意性的特点，既想要在有限的时间内体验更多展品，又不希望因为赶时间而造成太多心理压力。因此，强求每个观众在操作前，都能读完、读懂展品说明是不现实的。在探究式展品的设计之初，应对目标观众有所了解，以观众的认知水平为依据，适当调整探究难度。既能调动观众的积极性和主动性，又有一定的挑战性。而一旦探究难度过高，展品与观众的信息交流就会不通畅，观众在操作过程中会浪费大量的精力，造成注意力涣散，进而影响学习效果。

3.1 力求简约直观

工科新教师培训实践偏离的原因较为复杂，既有学校政策制度的影响又有学校管理体制与机制的制约，既有新教师个体培训动力不足又有培训组织实施不到位等原因。

在平日的生产生活中，人们会将许多操作习惯储存在潜意识里。例如见到螺丝，自然会想到顺时针是拧紧，逆时针是拧松；见到音量键，自然会想到按上面是提高音量，按下面是降低音量；见到时间条，自然会想到左边是之前的时间段，右边是之后的时间段；见到红色自然会想到警告，表示危险，不能触碰……因此，探究式展品应遵循“以人为本”的设计理念，尊重观众的使用习惯。

约束，是指对观众探究行为的限制。比如，通过机械结构，把活动部件约束在一定范围内移动。再如，调整活动部件的操作阻力，限制观众的危险行为。如果在展品设计中无法达到完全的约束，至少应保证当观众进行错误操作时是事倍功半的，并可被他人识别。

最后，简约直观体现在展品的展示形式上。通常来说，图像和文字是传递信息最准确、接收速度最快的方式。相比之下，声音则受到环境较大的制约。如果科技馆设置过多的发声展品，就会彼此干扰，甚至引发观众疲劳，使之丧失探究欲望。因此，图文信息应是展厅内主流的信息传播方式，而多媒体发声设备的数量要有所限制。另外，还要做到少而精，并且通俗易懂。假使说明中涉及过多的专业术语，可能会使观众产生某种程度的畏惧心理。

3.2 尊重用户习惯

“探究”是观众的具体行为，而想让观众“动手”，就要先让其“动心”“动脑”。因此，探究式展品除遵守展品的基本设计原则之外，还应根据“以人为本”的设计理念，力求简约直观、尊重用户习惯、精确约束反馈、避免过度娱乐。

其次，简约直观体现在展品的操作流程中。探究式展品是基于实物的体验式学习、基于实践的探究式学习，应尽量选择观众熟知的事物，易于其跨越常识与科学规律之间的鸿沟。一方面，观众见到新奇物件的特殊现象，会把注意力放在物件本身，而不是思考其中的科学道理。另一方面，特殊制作的物件也浪费了大量的布展经费。事实上，一些看似普通的展品却有着不一般的智慧，令人围观、称奇、沉思。例如，旧金山探索馆就通过精彩的诠释，将日常生活中的普通物件信手拈来，成为人们理解物质世界的实证。许多展品制作成本几乎不超过100美元，却呈现出不可思议的物理特性与运动状态。

主程序程序主要实现的两大内容分别是以太网和无线WIFI通信的连接,以及命令和数据的接收和发送。系统主要流程图如图3所示。

观众的年龄和身高也是展品设计中应当考虑的因素，以确定操作台的高度、活动部件的操作阻力、显示屏的角度等。科技馆是一个流动性很大的空间，观众在每个展品前操作或观看的时间都不会很长，一般以站立姿势为主，因此要保证观众可以在上肢活动所能达到的区域内完成各项操作。若操作台太低，则背部过分前屈；若操作台太高，则必须抬高肩部，易引起颈部的不适。另外，还要根据观众的年龄段，设计多层次的操作装置，以适应不同的群体。

探究式学习属于非强制性的学习，要想达到良好的科学传播效果，一个重要的方法是激发和保持观众的兴趣，这就要求展品的设计做到简约直观。首先，简约直观体现在展品的外观形态上。观众会根据他们对展品的第一印象，于无形中获取第一手的操作信息，从主观上避免与展品的“非理性”互动。要让观众一眼看到，就能知道展品的用途，以及哪个部件能动，哪个部件不能动，这样才能吸引他们参与进来。相反，如果展品的外形太过复杂，甚至连管理用的按键和观众用的按键都混在一起，就会使人无从下手，乃至丧失进一步探究的热情。

3.3 精确约束反馈

拍腰椎正侧位X光片是为了观察腰椎的生理性前凸是否存在，有没有腰椎的退行性侧凸，腰椎的前后缘增生是否加重，有没有腰椎的滑脱，有没有峡部裂。腰椎CT检查，做椎间盘层面的横断面横扫，可以判断椎间小关节的增生与否、增生的严重程度，还可以看到椎管狭窄的程度，突出的椎间盘是否有钙化。最全面的检查是什么呢？是腰椎核磁共振，从腰椎的核磁共振检查中我们可以看到：第一，是否有椎间盘的突出和膨出，椎间盘是否有退变，以及退变的严重程度。第二，可以看到椎间小关节增生内聚的情况，对神经根和马尾神经压迫的情况。还可以看到后方的黄韧带增厚的情况。这个时候能够全面地从左右前后各个位置来判断腰椎管狭窄的程度，以及在哪个阶段。

探究式展品应有一定的容错性。既要允许观众在有限的范围内进行错误操作，但也不能对他们的任何操作都放任不管。展品设计时需提前针对可预见的错误操作，限制试错范围，做好对观众和展品的保护，这就要用到约束与反馈机制。

⑥Ingmar Porn，Action Theory and Social Science，D．Reidel Publishing Company，1977，p．77．

反馈，是指对观众的每一次操作，展品都在第一时间作出准确的反应，知道自己的操作是否作用于展品，以及该操作是正确的还是错误的。比如按下开关后，指示灯会亮，表示展品接收到了观众的操作指令。展品反馈应具有及时性，不但要对正确的操作进行鼓励，对错误的操作给予报警，并且要让观众明确是哪一步操作引发了反馈。当展品需要运行一段时间才能产生现象的时候，应设有提示文字、声音或进度条等，告知观众耐心等待，并显示操作行为的有效性。

经验证，国外的被动式超低能耗绿色建筑已经成为长寿命的建筑，也已获得欧盟国家的认可，并开始实施立法，强行推动。但国内仍缺乏针对区域性尤其是严寒地区具有实践意义的绿色建筑技术指导路径。因此，探索被动式超低能耗绿色建筑的关键技术体系仍然是东北严寒地区发展绿色建筑的重要举措。

3.4 避免过度娱乐

观众从探究式展品中收获了多少知识，对此往往无法定量统计。现在，我们大多从观众停留时间、社会舆论报道等方面作为评价展品好坏的粗略依据。为顺应这种趋势，目前增加了不少合作性、对抗性内容，这种游戏化改进更容易引起公众的关注，成为探究式展品的一个突出卖点。生产商为销售需要，把展品设计得过于高大上，娱乐性不断增强，探究性却逐渐削弱，甚至有些展品所谓的“探究操作”仅为按下开关而已。如果科技馆展厅充斥着这种展品，表面上似乎人头攒动，实际上只是看个热闹。

4 结语

截至2016年，全国共有473个科技馆，但其中真正具备展品设计、制作能力的科技馆屈指可数。当下，绝大多数科技馆都没有设置相应的展品研发部门，也没有专职的策展人员，自行开发展览的能力尤为欠缺。不少科技馆在完成建设后就把工作重点局限在开放运行上，对策展工作缺乏重视，没有为科技馆的持续更新和未来发展做好组织保障。因此，大部分探究式展品是由馆方提出设计方案委托企业生产，或者直接购买企业生产的成品。相同的科学原理，采用不同的探究方法，这就必然导致各个展品的探究性存在差异。此外，在探究式展品投入运行后，展厅管理者作为第一监护人，应当根据观众反馈进一步完善展品。

分析“人体导电”“水力发电”“记忆金属”三件探究式展品中存在的问题，可以发现产生设计疏漏的主要原因是设计与使用脱节。这是由于展品生产商的设计水平良莠不齐，多数企业关注的重点是“能用”而不是“好用”，即只重视展品能否稳定运行、方便维修，至于展品与观众习惯的一致性、操作难度、误操作率等指标，并不在考虑范围内。场馆作为探究式展品的使用方，如果在采购时对展品的探究性缺乏足够的了解，布展后对使用情况又未注意，展品的设计疏漏就可能长期得不到解决，进而影响观众的探究效果。由此，笔者提出四条建议：力求简约直观；尊重用户习惯；精确约束反馈；避免过度娱乐。只有这样，设计出的探究式展品才能将探究式学习的优势发挥出来，达到应有的传播目标和传播效果。

参考文献

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[4]李博.科技馆展品的可探究性评价[J].科普研究，2017（5）：30-35.