科技成就類科普展品的展示創(chuàng)意
——以“創(chuàng)新決勝未來——慶祝改革開放40周年科技成就科普展”為例①

李 博

隨著我國(guó)科技事業(yè)日益進(jìn)步，近年來，關(guān)于當(dāng)代科技成就的展覽不斷增多?？萍拣^推出了諸多以科普為目的科技成就展。鑒于科技館的科普工作性質(zhì)，以及觀眾以青少年為主的實(shí)際情況，與其他博物館或展會(huì)相比，科技館的此類展覽往往更注重觀眾互動(dòng)體驗(yàn)水平及獲得的觀展體驗(yàn)[1]，并且更傾向于科技知識(shí)傳播。目前，國(guó)內(nèi)專門針對(duì)科技成就類科普展的討論很少，在中國(guó)知網(wǎng)以“科技館”“科技成就”“展覽”“展品”等關(guān)鍵詞組合搜索，絕大多數(shù)文章為新聞報(bào)道，鮮有學(xué)術(shù)討論或經(jīng)驗(yàn)總結(jié)類論文。

一、 科技成就展的現(xiàn)狀及問題

(一) 科技成就展面對(duì)的難題

科技館擅長(zhǎng)表現(xiàn)牛頓力學(xué)、幾何光學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，形成了一批符合“傳遞直接經(jīng)驗(yàn)、再現(xiàn)科學(xué)過程”理念的“經(jīng)典展品”。而在表現(xiàn)高新科技成就時(shí)，科技館需要面對(duì)一系列不同于以上學(xué)科領(lǐng)域的難題。高新科技成就，根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域及功能，可分為側(cè)重技術(shù)應(yīng)用和側(cè)重基礎(chǔ)研究?jī)煞N方向。二者有一定區(qū)別，也有聯(lián)系和共性。

1. 關(guān)于技術(shù)應(yīng)用類成就的主要難題

其一，更新迭代快。技術(shù)成就不同于經(jīng)典基礎(chǔ)科學(xué)理論，后者通常在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)大幅更新或被替代，但技術(shù)成就迭代速度很快，層出不窮的技術(shù)方法、不斷刷新的應(yīng)用數(shù)據(jù)，造成此類展品策劃不宜耗費(fèi)過長(zhǎng)時(shí)間，相比經(jīng)典展品，更有必要探索展品創(chuàng)意的通用模式。

其二，技術(shù)集成度高?？萍拣^經(jīng)典展品主要關(guān)注單一原理或現(xiàn)象。而技術(shù)成就可能來自跨學(xué)科和領(lǐng)域的合作，是大量技術(shù)方案和細(xì)節(jié)的綜合結(jié)果，因此，要完整細(xì)致地解釋清楚成就背后的全部技術(shù)支撐是不現(xiàn)實(shí)的。同時(shí)，復(fù)雜的細(xì)節(jié)也限制了對(duì)成就的直接復(fù)制展示，因?yàn)閺?fù)制品往往存在細(xì)節(jié)簡(jiǎn)化和失真。此外，在科技館這類強(qiáng)調(diào)交互的場(chǎng)館中，簡(jiǎn)單復(fù)制很難滿足高強(qiáng)度高頻率操作下對(duì)展品的穩(wěn)定性要求。

2. 關(guān)于基礎(chǔ)科學(xué)類成就的主要難題

基礎(chǔ)科學(xué)類，特別是在物理學(xué)領(lǐng)域的一些前沿突破，最突出難題在于抽象性，不僅可能涉及過于宏觀或微觀的尺度，而且可能具有反直覺屬性，需借助數(shù)學(xué)語言才能準(zhǔn)確闡釋，相關(guān)現(xiàn)象難以在現(xiàn)場(chǎng)直接呈現(xiàn)。

3. 兩類科技成就的聯(lián)系與共性

技術(shù)應(yīng)用類和基礎(chǔ)科學(xué)類成就雖是兩個(gè)不同方向，但二者并非全無交集，基礎(chǔ)科學(xué)需要以技術(shù)工具(如試驗(yàn)或觀測(cè)設(shè)備)為輔助手段，技術(shù)應(yīng)用則以科學(xué)定律或原理為基礎(chǔ)。部分成果既體現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用屬性，也體現(xiàn)基礎(chǔ)科學(xué)屬性，“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)”即屬此類?；A(chǔ)科學(xué)類成就的抽象性特點(diǎn)也存在于部分技術(shù)領(lǐng)域，尤其是在電子信息技術(shù)領(lǐng)域(如超級(jí)計(jì)算機(jī)、漢字激光照排等)特別突出。

前沿成就，不管屬于技術(shù)應(yīng)用類還是基礎(chǔ)科學(xué)類，都可能有極強(qiáng)的專業(yè)性。而且部分成果尚未達(dá)到應(yīng)用轉(zhuǎn)化條件，不容易與日常生活建立聯(lián)系，或不適合通過簡(jiǎn)單操作即呈現(xiàn)效果，這為科技成就向展品轉(zhuǎn)化帶來困難。

(二) 展品的現(xiàn)狀與問題

以上情況，增加了科技成就類展品的設(shè)計(jì)難度。策展人員如仍按簡(jiǎn)單直接的思路對(duì)成就進(jìn)行復(fù)刻，可能造成一些共性問題。事實(shí)上，很多相關(guān)展品走向了類似方向，造成大量展品手段單一集中，內(nèi)容晦澀又試圖面面俱到的情況。

1. 技術(shù)性成就相關(guān)展品的問題

對(duì)于技術(shù)性成就，策展人往往大量直接使用實(shí)物、模型及紀(jì)錄片視頻，或在圖文中以專業(yè)語言進(jìn)行長(zhǎng)篇大論地闡述。對(duì)于具有首創(chuàng)意義且外形特點(diǎn)鮮明的成果，直接呈現(xiàn)的確可以給觀眾留下深刻印象，但對(duì)于如電子設(shè)備、專業(yè)工具等強(qiáng)調(diào)小精尖的成果，普通觀眾僅從外形看不出和以往所見類似產(chǎn)品的區(qū)別。

2. 基礎(chǔ)科學(xué)突破相關(guān)展品的問題

盡管基礎(chǔ)科學(xué)類成就在綜合性科技成就展中占比較少，但在一些展覽中，重大、前沿、開創(chuàng)性基礎(chǔ)科學(xué)突破仍是難以回避的話題。策展人往往費(fèi)盡心力，希望闡釋清楚其中的深?yuàn)W原理，結(jié)果要么止步于該學(xué)科領(lǐng)域的早期基礎(chǔ)知識(shí)介紹，要么僅能提供一些使觀眾難以產(chǎn)生共鳴的晦澀數(shù)據(jù)或圖表。

二、 展品創(chuàng)意需考慮的要素

以上現(xiàn)狀，固然源于科技成就自身特點(diǎn)帶來的難題，也與策劃者對(duì)展品定位不明確，對(duì)展示目的及其與觀眾聯(lián)系的思考不清晰有關(guān)?？萍拣^強(qiáng)調(diào)“直接經(jīng)驗(yàn)”，但面對(duì)復(fù)雜抽象或高度集成的前沿成果，應(yīng)尊重客觀規(guī)律，不必強(qiáng)求以經(jīng)典展示方式呈現(xiàn)所有內(nèi)容。對(duì)展品的定位需要注意觀眾特點(diǎn)，與其他場(chǎng)館相比，科技館觀眾更多帶著“動(dòng)手”“有趣”“零距離”等心理預(yù)期，如果只提供圍著護(hù)欄的沙盤、展柜里的實(shí)物或模型、在網(wǎng)絡(luò)上同樣可以獲取的視頻，顯然不能滿足觀眾需求。與其他場(chǎng)館相比，科技館更需要注意避免單純外形復(fù)制或信息羅列，應(yīng)首先明確展示目的及其與觀眾的聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上，捕捉符合觀眾需要的展示點(diǎn)，適當(dāng)舍棄于展示目的及觀眾意義不大的內(nèi)容，并巧妙配合展示形式和手段。

(一) 明確展示目的

在科技成就展中，經(jīng)常存在兩個(gè)誤區(qū)：一是在內(nèi)容上，希望盡可能把所有信息全部傳遞給觀眾，使觀眾難以把握重點(diǎn)；二是在手段上，認(rèn)為互動(dòng)越多越好，將互動(dòng)等同于探究，事實(shí)上，應(yīng)避免“為互動(dòng)而互動(dòng)”或互動(dòng)性偏離知識(shí)傳達(dá)目的等情況[2]，對(duì)互動(dòng)的理解不應(yīng)局限于機(jī)械裝置或互動(dòng)屏，舊金山探索館認(rèn)為，文字圖形同樣可以實(shí)現(xiàn)互動(dòng)或參與[3]。美國(guó)“非正式環(huán)境下的科學(xué)學(xué)習(xí)委員會(huì)”概括了非正式科學(xué)學(xué)習(xí)六方面目標(biāo)，即：發(fā)展科學(xué)興趣、理解科學(xué)知識(shí)、從事科學(xué)推理、反思科學(xué)、參與科學(xué)實(shí)踐、認(rèn)同科學(xué)事業(yè)[4]。對(duì)于現(xiàn)階段大多數(shù)科技成就展來說，理解科學(xué)知識(shí)和認(rèn)同科學(xué)事業(yè)的目標(biāo)尤為突出，此外，激發(fā)興趣可能是容易被忽視的方面。下面從這三方面進(jìn)行討論。

1. 理解科學(xué)知識(shí)

傳遞知識(shí)是展品最常見目的之一。與經(jīng)典展品相比，成就類展品承載的是多學(xué)科和領(lǐng)域的綜合體，需避免面面俱到，或者過于糾結(jié)深?yuàn)W原理或細(xì)節(jié)，將簡(jiǎn)單問題復(fù)雜化，而應(yīng)考慮是否有助于觀眾把握成就最核心的技術(shù)方法、最重要的科學(xué)原理、最顯著的應(yīng)用效果，或者是否有助于彌補(bǔ)觀眾最可能缺失或混淆的知識(shí)空白，進(jìn)而幫助觀眾以點(diǎn)帶面，整體把握相關(guān)知識(shí)。

2. 認(rèn)同科學(xué)事業(yè)

科技成就背后，往往有特定的需求環(huán)境、感人的研發(fā)過程、重要的社會(huì)影響等。與經(jīng)典科學(xué)內(nèi)容相比，新成就的時(shí)代更近，更容易引起觀眾共鳴。以提升觀眾對(duì)科技成就的認(rèn)可為目的，可以使其在情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面有所觸動(dòng)。例如發(fā)揚(yáng)求真務(wù)實(shí)精神、激發(fā)對(duì)科技工作者的敬意等。

3. 發(fā)展科學(xué)興趣

與經(jīng)典展品相比，成就類展品在激發(fā)興趣方面的作用可能被忽視，事實(shí)上，對(duì)于此類展品，以激發(fā)觀眾興趣為目的，有助于引導(dǎo)觀眾對(duì)相關(guān)信息持續(xù)關(guān)注。

(二) 與觀眾的聯(lián)系

皮亞杰早在20世紀(jì)60年代就提出，認(rèn)識(shí)決定于認(rèn)知者和物體之間的交流和相互影響[5]。美國(guó)博物館協(xié)會(huì)(AAM)的Serrell等學(xué)者強(qiáng)調(diào)對(duì)展覽的評(píng)價(jià)應(yīng)著眼于構(gòu)建觀眾體驗(yàn)[6]。因此，不能忽視展品與觀眾的聯(lián)系?？萍拣^觀眾以自由參觀為主，與有趣的聲、光、電、磁現(xiàn)象相比，高新科技成就往往顯得曲高和寡，展品要吸引觀眾駐足，尤其需要注意與觀眾的聯(lián)系?？梢詮囊韵路矫婵紤]與觀眾建立聯(lián)系的渠道。

1. 生活經(jīng)驗(yàn)

考慮科技成就是否與觀眾自身生活相關(guān)，是否能夠引起觀眾對(duì)某些經(jīng)歷的聯(lián)想，或者在未來階段，可能對(duì)觀眾的生活質(zhì)量產(chǎn)生積極影響。

2. 社會(huì)影響

如科技成就與觀眾生活較遠(yuǎn)，不易建立直接聯(lián)系，也可考慮是否會(huì)為整個(gè)社會(huì)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響，展品如能闡釋清楚這方面內(nèi)容，同樣可以讓觀眾感覺與科技成就建立了關(guān)聯(lián)。

3. 興趣與好奇心

部分科技成就不僅與觀眾生活難以建立聯(lián)系，且短期內(nèi)看不到明顯的應(yīng)用前景或社會(huì)影響，這種情況多集中在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，這時(shí)候，可以挖掘成就背后出人意料的發(fā)現(xiàn)、現(xiàn)象、故事等適合激發(fā)觀眾興趣的內(nèi)容，拉近展品與觀眾的距離。

三、 選擇合適的內(nèi)容展示點(diǎn)

在明確展示目的及其與觀眾的聯(lián)系后，應(yīng)在大量相關(guān)內(nèi)容中選取適當(dāng)?shù)恼故军c(diǎn)和展示手段以實(shí)現(xiàn)目的。展示點(diǎn)關(guān)聯(lián)到對(duì)內(nèi)容重點(diǎn)的把握、敘事模式的構(gòu)建、詳略層次的控制。適當(dāng)?shù)恼故军c(diǎn)，有助于形成詳略得當(dāng)?shù)男畔鬟f層次，幫助觀眾建立理解，回避過于復(fù)雜而對(duì)觀眾缺乏意義的細(xì)節(jié)。

整體來說，展示點(diǎn)可能來自成就研發(fā)周期的前段(問題段)、中段(過程段)和后段(效果段)，不同展示點(diǎn)適配不同成就。

(一) 問題段

科技成就往往是基于特定需要而誕生的。所謂從問題段切入，就是將科技成就面對(duì)的或要解決的問題作為核心內(nèi)容。這有助于激發(fā)觀眾興趣，培養(yǎng)觀眾對(duì)科技工作者的共情心理。具體分為從要解決的問題和須面對(duì)的環(huán)境切入。

1. 從要解決的問題切入

各類科技成就在投入研發(fā)前，已經(jīng)有較明確的目的，例如，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，絕不是漫無邊際的盲目嘗試，其目的往往是驗(yàn)證某種科學(xué)假設(shè)。如能對(duì)這一科學(xué)假設(shè)加以呈現(xiàn)，既能讓觀眾更準(zhǔn)確地把握科技成就的核心目標(biāo)，也有助于激發(fā)觀眾的好奇心和求知欲。

2. 從需面對(duì)的環(huán)境切入

很多技術(shù)成就要進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，不得不考慮特殊的工作環(huán)境。例如，深海探測(cè)器需要面對(duì)高壓、低溫、黑暗環(huán)境；高原鐵路需要面對(duì)缺氧、凍土等環(huán)境；深空探測(cè)需要面對(duì)失重、真空、宇宙射線等環(huán)境……將這些特殊環(huán)境展示給觀眾，可以讓觀眾更直觀地理解和體會(huì)成果的來之不易，從中獲得對(duì)科學(xué)精神的感悟和認(rèn)同。

(二) 過程段

所謂從過程段切入，即從研發(fā)過程和關(guān)鍵技術(shù)中尋找展示點(diǎn)，這有助于反映成就的核心原理和技術(shù)。具體可分為從關(guān)鍵環(huán)節(jié)、通用原理、歷史沿革切入。

1. 從關(guān)鍵環(huán)節(jié)切入

科技成果雖然高度集成，但其中往往有最核心或最有特色的方法或技術(shù)，能夠代表該項(xiàng)成果。例如，“輪廓+參數(shù)”技術(shù)路線，對(duì)于漢字信息處理與激光照排，就是關(guān)鍵環(huán)節(jié)[7]。從關(guān)鍵環(huán)節(jié)切入，適用于關(guān)鍵環(huán)節(jié)可以高度凝練、易于理解或直觀呈現(xiàn)的成果。

2. 從通用原理切入

出于科學(xué)普及的目的，成果所屬技術(shù)方向的通用原理可作為展示點(diǎn)，使觀眾了解這一技術(shù)領(lǐng)域的一般方法。例如，彩色印刷技術(shù)的減法三原色原理、壓水堆核電站的回路構(gòu)成[8]等，都屬于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的通用原理。在選取通用原理時(shí)，應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是原理對(duì)于科技成就應(yīng)具有獨(dú)特性，例如介紹壓水堆核電站時(shí)，卻聚焦電磁感應(yīng)這種發(fā)電機(jī)一般原理，會(huì)讓觀眾感覺過于膚淺，甚至跑題；二是對(duì)原理的選擇應(yīng)以服務(wù)展示目的和同觀眾建立聯(lián)系為前提，例如對(duì)一些應(yīng)用性強(qiáng)的技術(shù)成果，觀眾可能更希望了解其應(yīng)用效果，如展品泛泛講述其中涉及的摩擦力、離心力、慣性等一般力學(xué)知識(shí)，就屬于沒有考慮清楚觀眾的關(guān)注點(diǎn)，疏遠(yuǎn)了與觀眾的聯(lián)系，使本來有趣的成果也變得冷漠、乏味，如同“焚琴煮鶴”，不如從效果段切入更恰當(dāng)。

3. 從歷史沿革切入

對(duì)于部分科技成果，要提取關(guān)鍵環(huán)節(jié)并不容易。這時(shí)可以轉(zhuǎn)換思路，將成果置于科技發(fā)展史的大背景中，以“講故事”方式展示科學(xué)過程的整體脈絡(luò)[9]，并呈現(xiàn)該成果在其中所處的階段和地位，對(duì)比體現(xiàn)成果的突破性，有助于降低觀眾理解和接受的門檻。

(三) 效果段

所謂從效果段切入，即圍繞科技成果最終目的或結(jié)果尋找展示點(diǎn)。這有助于與觀眾經(jīng)驗(yàn)或生活建立聯(lián)系，提升觀眾的認(rèn)同感，培養(yǎng)觀眾的民族自尊心、自信心和自豪感。具體可分為從直觀形象和應(yīng)用效果切入。

1. 從直觀形象切入

直觀形象是傳統(tǒng)科技成就展最常見的展示點(diǎn)，即將科技成就最終形態(tài)直接呈現(xiàn)給觀眾，適合具象化、形態(tài)美觀或壯觀、辨識(shí)度高的成就，特別適合大型工程項(xiàng)目，如橋梁、機(jī)械等。

2. 從應(yīng)用效果切入

表現(xiàn)成就的應(yīng)用效果，不必強(qiáng)求現(xiàn)場(chǎng)演示該成就的真實(shí)工作狀態(tài)，只要是最終效果能夠高度概括或量化的成果(例如超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力、高鐵列車的行駛速度、雜交水稻的產(chǎn)量等)，都能借助一些可視化手段予以呈現(xiàn)。

四、 展品的表現(xiàn)手段

內(nèi)容和形式是展品互相搭配的兩方面屬性。如果手段不合適，展示點(diǎn)的意義也會(huì)相應(yīng)削弱。想要全部展品達(dá)到“傳遞直接經(jīng)驗(yàn)、再現(xiàn)科學(xué)過程”的效果是不現(xiàn)實(shí)的。但通過一些巧妙設(shè)計(jì)，可以提升傳遞直接經(jīng)驗(yàn)的展品比例。

(一) 展品基本類型

不管什么表現(xiàn)手段，歸根結(jié)底是要把信息傳遞給觀眾，按照信息的真實(shí)程度由強(qiáng)到弱，科技館展品可分為真實(shí)再現(xiàn)、模擬、事先嵌入三個(gè)層級(jí)[10]，配合不同的表現(xiàn)手段，即形成實(shí)驗(yàn)類、模擬類、講述類展品[11]。下面是三類展品各自對(duì)表現(xiàn)科技成就的適用性。

1. 實(shí)驗(yàn)類

科技館教育形式是獲得直接經(jīng)驗(yàn)[12]。實(shí)驗(yàn)類展品屬于科技館經(jīng)典展品，通過現(xiàn)場(chǎng)呈現(xiàn)真實(shí)現(xiàn)象，達(dá)到“傳遞直接經(jīng)驗(yàn)、再現(xiàn)科學(xué)過程”的效果。實(shí)驗(yàn)類展品有趣、直觀，深受觀眾歡迎，但普遍局限于明確、簡(jiǎn)單的科學(xué)過程，如聲、光、電、磁等基礎(chǔ)學(xué)科的一些現(xiàn)象[13,14]。對(duì)于很多科技成就，經(jīng)典展品有時(shí)并不直接適用。另外，需要說明，靜態(tài)實(shí)物在信息可靠程度上，屬于真實(shí)層級(jí)，但在手段方面，通常缺乏與觀眾的深度交互，沒有呈現(xiàn)科學(xué)過程，本文中將其歸為講述類。

2. 講述類

講述類展品，即將內(nèi)容以圖文、模型、音視頻等方式直接講出來。其手段和內(nèi)容彼此獨(dú)立。對(duì)于科技館來說，講述法通常不符合經(jīng)典展品特征，但對(duì)于科技成就展來說，講述法是普遍采用的傳統(tǒng)手段。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)各類內(nèi)容普遍適用，而缺點(diǎn)是如全部依賴這一方法，會(huì)顯得說教意味較重，觀眾參與程度有限。

3. 模擬類

模擬類介于講述類和實(shí)驗(yàn)類之間，是對(duì)因過于宏觀、微觀、抽象，或因時(shí)長(zhǎng)、危險(xiǎn)性、復(fù)雜性等原因，不適合直接感知或?qū)嶒?yàn)的科學(xué)過程，采用模擬裝置進(jìn)行表現(xiàn)。模擬類與講述類的區(qū)別在于，其輸入條件和輸出結(jié)果不是事先制作好的固定內(nèi)容，模擬類展品與真實(shí)情況之間存在偏差。為將偏差控制在可接受范圍內(nèi)，需要注意對(duì)真實(shí)現(xiàn)象或過程核心特征的把握，避免對(duì)觀眾產(chǎn)生誤導(dǎo)。已成為科技館經(jīng)典展品的“萬有引力井”即為其中典型代表，展品按反比例函數(shù)曲線旋轉(zhuǎn)面制成漏斗狀結(jié)構(gòu)，小球在其表面所受水平方向的分力與小球軌道半徑呈平方反比關(guān)系，不僅符合萬有引力公式特征，而且在一定程度上反映了廣義相對(duì)論在二維空間的體現(xiàn)。模擬類展品相對(duì)于講述類展品有更好的交互性、直觀性和可探究性，相對(duì)于實(shí)驗(yàn)類展品，擴(kuò)展了內(nèi)容范圍，但對(duì)創(chuàng)意水平的要求很高，數(shù)量較少。

(二) 強(qiáng)化表現(xiàn)手段

在常規(guī)手段基礎(chǔ)上，還可以使用一些手段以增強(qiáng)表現(xiàn)力，下面列舉一些方法。

1. 感官轉(zhuǎn)換

基于人的不同感官采集信息效率的差異，將原本難以描述的抽象信息通過一些手段轉(zhuǎn)化成可以感受的信息。例如，根據(jù)FAST獲取的中子星數(shù)據(jù)編制音樂?？茖W(xué)可視化可歸為感官轉(zhuǎn)換法的子類，它通過一系列技術(shù)手段，將抽象的科學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成具象的圖像、模型等，讓數(shù)據(jù)各方面特征變得生動(dòng)明顯。法拉第以磁感線表現(xiàn)磁場(chǎng)的方法就是其中的早期代表。在非線性數(shù)學(xué)領(lǐng)域，也以繪制分形圖形為典型研究方法。如今，計(jì)算機(jī)建模已成為科學(xué)可視化的常用手段。除科研領(lǐng)域，科學(xué)可視化也常用于科普，如中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近年來評(píng)出若干重大原創(chuàng)性科技成果后，會(huì)為各項(xiàng)成果推出科學(xué)可視化短動(dòng)畫。目前，科學(xué)可視化的主要傳播媒介還是網(wǎng)絡(luò)和紙媒，前沿科學(xué)相關(guān)展品設(shè)計(jì)可以考慮借鑒科學(xué)可視化方法。

2. 尺度縮放

一些科學(xué)知識(shí)在時(shí)間或空間尺度上超過了人的感官范圍，因此難以形成感性認(rèn)識(shí)。1億公里和1光年對(duì)觀眾來說，都只是“遙遠(yuǎn)”，似乎沒有多大區(qū)別。此時(shí)可以對(duì)原信息進(jìn)行成比例縮放，將其納入可感知范圍。例如，介紹天文尺度時(shí)，若將地球壓縮為1個(gè)直徑10厘米的橙子，則神舟飛船的飛行高度大約相當(dāng)于橙子皮的厚度，而月球探測(cè)器則需要飛到3米以外才能抵達(dá)目的地[15]。

3. 類比經(jīng)典展品

類比展示，是為成果尋找具有共同特征的經(jīng)典展品，建立成果與經(jīng)典展品的聯(lián)系，讓觀眾在操作、體驗(yàn)經(jīng)典展品時(shí)，從新的角度理解科技成果。與模擬類展品相比，類比展示法更傾向于賦予已有展品以新的內(nèi)容和意義，而不是創(chuàng)造新展品。

4. 引入教育活動(dòng)

對(duì)于一些復(fù)雜、專業(yè)的成果，如果完全依賴觀眾自行參觀理解，效果并不理想，可以將展品做成活動(dòng)輔助的形式，通過輔導(dǎo)員介入，以人與人的交流補(bǔ)充人與物的交流，提升觀眾獲取信息的效率。

五、 展品設(shè)計(jì)實(shí)例

在對(duì)科技成就選取展示點(diǎn)及表現(xiàn)手段時(shí)，每項(xiàng)成就可能選取多個(gè)展示點(diǎn)，并綜合運(yùn)用多種表現(xiàn)手段。中國(guó)科學(xué)技術(shù)館2018年推出“創(chuàng)新決勝未來——慶祝改革開放40周年科技成就科普展”，展覽試圖打破以實(shí)物、模型、多媒體為主的傳統(tǒng)展示風(fēng)格，盡量以反映成就核心信息、與觀眾建立有效聯(lián)系等原則，選擇展示點(diǎn)及展示手段，共68件展品，涉及40項(xiàng)科技成就。其中，有4項(xiàng)成就以圖文展板形式呈現(xiàn)，不屬于展品，有4件展品不是展現(xiàn)具體成就，即共以64件展品表現(xiàn)了36項(xiàng)成就，各展品展示點(diǎn)及展示手段如圖1及圖2所示，同一展品可能有多種展示點(diǎn)和展示手段，因此圖表中數(shù)據(jù)之和大于64。

圖1 展品對(duì)展示點(diǎn)選取的分類體現(xiàn)

圖2 展品對(duì)各類表現(xiàn)手段的分類體現(xiàn)

本文以其中部分展品為例，關(guān)于上文所述內(nèi)容如何在實(shí)際工作中運(yùn)用予以闡釋。

(一) 代表性案例

1. 案例一：展品組“青藏鐵路”

青藏鐵路是是世界上海拔最高、線路最長(zhǎng)的高原鐵路，在修建和運(yùn)行過程中，需要面對(duì)高原凍土、動(dòng)物保護(hù)、高原缺氧等問題。因此，除用圖文、模型介紹鐵路沿途環(huán)境及機(jī)車外觀外，還以凍土保護(hù)為重點(diǎn)展示點(diǎn)，展示其中幾項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，即從過程段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)切入。

其中，熱棒作為高原凍土散熱裝置，是此項(xiàng)工程項(xiàng)目的代表性創(chuàng)新，展品選取熱棒作為代表技術(shù)。對(duì)熱棒的展示包括兩個(gè)裝置。其一是一根長(zhǎng)度超過9米的巨大熱棒實(shí)物(見圖3)，以富于視覺沖擊力的外觀，給觀眾留下深刻印象。其二是一套飲水鳥裝置(見圖4)。飲水鳥是科技館經(jīng)典展品，它借助中空管中的液體反復(fù)蒸發(fā)和液化，實(shí)現(xiàn)熱量單向傳遞[16]，而熱棒同樣是依靠中空管內(nèi)液體的反復(fù)蒸發(fā)和液化，實(shí)現(xiàn)凍土熱量向空氣的單向傳遞，保持凍土低溫[17]。使用飲水鳥配合展示，旨在幫助觀眾理解熱棒的工作原理，屬于類比經(jīng)典展品。

圖3 展品組“青藏鐵路”中展示的熱棒實(shí)物

圖4 展品組“青藏鐵路”中展示的飲水鳥裝置

2. 案例二：“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)展品

“神威·太湖之光”是中國(guó)自主研發(fā)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，曾多次在世界超級(jí)計(jì)算機(jī)排名中取得第一名。展品在表現(xiàn)這一科技成就時(shí)，以其卓越的計(jì)算速度作為展示點(diǎn)，即從效果段的應(yīng)用效果切入。而在手段上，使用了感官轉(zhuǎn)換、尺度縮放和類比經(jīng)典展品。

在背景墻上，將該計(jì)算機(jī)每秒運(yùn)算能力以立體數(shù)字直接呈現(xiàn)出來，讓觀眾嘗試去讀數(shù)，由于數(shù)位過大，觀眾事實(shí)上很難用熟悉的數(shù)位讀出來，由此直觀感受計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的強(qiáng)大。這種設(shè)計(jì)符合舊金山探索館所說的以文字圖形實(shí)現(xiàn)互動(dòng)或參與的理念。

臺(tái)面上是一套漢諾塔玩具，用于類比計(jì)算機(jī)運(yùn)算，這也是科技館經(jīng)典展品。觀眾需要經(jīng)過反復(fù)迭代操作，將一組圓環(huán)從一根立柱移到另一根立柱，觀眾可以嘗試移動(dòng)并計(jì)算時(shí)間。臺(tái)面上還有一個(gè)固定的32層漢諾塔，按規(guī)則完成這個(gè)漢諾塔需要移動(dòng)43億次，而如果將“神威·太湖之光”每計(jì)算一次算作移動(dòng)一次的話，只需要1億分之3秒即可完成。通過類比經(jīng)典展品，并將運(yùn)算時(shí)間縮放到人可以感知的尺度，反映了超級(jí)計(jì)算機(jī)驚人的運(yùn)算能力(見圖5)。

圖5 “神威·太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī)”展品的墻面立體數(shù)字及臺(tái)面漢諾塔游戲

3. 案例三：漢字信息處理與激光照排技術(shù)

漢字信息處理與激光照排是中國(guó)工程院院士王選主持的重大技術(shù)成果。項(xiàng)目初衷是解決照排技術(shù)時(shí)代的漢字印刷問題，由于第四代照排技術(shù)需要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，因此該項(xiàng)技術(shù)不僅解決了印刷需要，還客觀上為日后漢字進(jìn)入各類電子產(chǎn)品打開了通道。

展品為該技術(shù)成果及其相關(guān)應(yīng)用選擇了多個(gè)展示點(diǎn)，涉及歷史沿革、關(guān)鍵環(huán)節(jié)、直觀形象、通用原理等。展示手段包括講述類、實(shí)驗(yàn)類及活動(dòng)輔助法等。

該成就的關(guān)鍵是以“輪廓+參數(shù)”方式實(shí)現(xiàn)漢字字型信息高效壓縮。以往展覽中通常以文字和視頻介紹該成果。本展品除傳統(tǒng)方法，還使用了針幕和亞克力導(dǎo)光板呈現(xiàn)點(diǎn)陣式和“輪廓+參數(shù)”式存儲(chǔ)在系統(tǒng)資源消耗上的差別。當(dāng)觀眾托起平板部件，表現(xiàn)傳統(tǒng)點(diǎn)陣式存儲(chǔ)的針幕中會(huì)有大量針柱升起，填滿整個(gè)字形，而表現(xiàn)“輪廓+參數(shù)”存儲(chǔ)的針幕中，僅有與參數(shù)相關(guān)的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)升起針柱，同時(shí)一些關(guān)鍵輪廓亮起，由此對(duì)比二者對(duì)系統(tǒng)資源占用的差別。

其次，除關(guān)鍵環(huán)節(jié)，展品也展示了實(shí)際應(yīng)用。其一是排版系統(tǒng)界面，展品以一臺(tái)計(jì)算機(jī)造型的顯示屏播放“方正書版”軟件工作過程錄屏視頻，呈現(xiàn)方正書版的幾項(xiàng)特色功能，并配有同步注釋文字，幫助觀眾了解專業(yè)化漢字排版系統(tǒng)的工作情景。其二是印刷膠片實(shí)物，在展臺(tái)上陳列有用于小學(xué)語文課本印刷的膠片，讓觀眾近距離了解激光照排印刷的技術(shù)流程。其三是彩色印刷，展臺(tái)上重疊放置了四張橡膠書頁，各頁分別以黑色、黃色、品紅色、青色印刷了不同位圖點(diǎn)陣，當(dāng)把多頁疊加，就會(huì)看到四色混合，組成顏色細(xì)膩的課本封面頁，多種原本不包含在四張書頁上的顏色都會(huì)呈現(xiàn)出來，以科技館經(jīng)典展示手段，介紹了彩色印刷的通用原理。

此外，展品組還包括對(duì)中國(guó)四大發(fā)明之一“活字印刷術(shù)”的介紹，古今呼應(yīng)，反映中華民族一以貫之的探索實(shí)踐精神，提升觀眾的民族自豪感。這一部分內(nèi)容通過引入教育活動(dòng)呈現(xiàn)。為了拉近同觀眾的距離，活動(dòng)所選活字均為姓氏中出現(xiàn)概率較高的漢字。

4. 案例四：量子反?；魻栃?yīng)

“創(chuàng)新決勝未來——慶祝改革開放40周年科技成就科普展”中所涉及科技成就，大部分屬于技術(shù)性成就，量子反?；魻栃?yīng)是展覽中少數(shù)屬于基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的成就之一。該成就原理深?yuàn)W，專業(yè)性強(qiáng)，以往展示普遍為多媒體介紹。在內(nèi)容方面，經(jīng)常僅介紹更基礎(chǔ)的普通霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)量子反?；魻栃?yīng)一筆帶過。

本展品回避了該成果的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)細(xì)節(jié)，選擇以過程段的歷史沿革切入講述故事，此處的“故事”不是傳統(tǒng)理解的人的故事，而是關(guān)于物的，是對(duì)物理現(xiàn)象從一般到特殊認(rèn)識(shí)過程的梳理，從具有高中基礎(chǔ)即易于理解的普通導(dǎo)體及霍爾效應(yīng)講起，將普通導(dǎo)電現(xiàn)象、霍爾效應(yīng)、量子霍爾效應(yīng)、量子反常霍爾效應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)脈絡(luò)串聯(lián)起來，組成“霍爾家族”展品組，對(duì)比四種效應(yīng)的不同階段及現(xiàn)象區(qū)別。

手段方面，展品借鑒“科學(xué)可視化”手法，以電子流動(dòng)作對(duì)比，但并非多媒體屏幕，而是以LED燈陣透過有機(jī)玻璃罩形成移動(dòng)亮斑模擬電子運(yùn)動(dòng)，配合圖文介紹，幫助觀眾在歷史進(jìn)程及現(xiàn)象對(duì)比中理解量子反?；魻栃?yīng)的特點(diǎn)及其在學(xué)科發(fā)展中所處的階段。

(二) 其他展品案例

鑒于篇幅，本文僅選擇以上四例進(jìn)行詳細(xì)介紹，下面是部分其他科技成就相關(guān)展品的簡(jiǎn)要介紹。

1. 雜交水稻

選取“產(chǎn)量高”作為展示點(diǎn)。按宋朝水稻、新中國(guó)成立初期水稻、最新雜交水稻的產(chǎn)量，設(shè)置了不同容量的木桶并堆放稻米模型，讓觀眾直觀感受水稻雜交技術(shù)的增產(chǎn)效果。

2. “悟空號(hào)”暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星

從問題段入手，以其研究對(duì)象“暗物質(zhì)”作為展示點(diǎn)。展品圍繞“看似空曠的宇宙可能遍布暗物質(zhì)”這一科學(xué)假設(shè)，使用偏光測(cè)試卡制作工藝，將科學(xué)家以科學(xué)可視化方法繪制的暗物質(zhì)分布圖制成肉眼不可見的隱藏畫面，觀眾直接看上去，此圖只是空曠星空，當(dāng)透過偏振片，就會(huì)看到理論預(yù)測(cè)的暗物質(zhì)分布。

3. 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

除介紹星座部署及應(yīng)用外，選取過程段的衛(wèi)星定位通用原理為展示點(diǎn)，采用模擬類展品，觀眾可以操作三點(diǎn)定位機(jī)械裝置，通過移動(dòng)滑塊引起坐標(biāo)數(shù)字實(shí)時(shí)變化，了解衛(wèi)星定位的通用原理。

4. “蛟龍?zhí)枴鄙詈Ｌ綔y(cè)器

國(guó)內(nèi)對(duì)蛟龍?zhí)柕耐庥^展示已經(jīng)很多，本展品組除選取常規(guī)手段外，還從問題段的工作環(huán)境切入。臺(tái)面設(shè)置一套以血壓計(jì)改裝的壓力感受裝置，對(duì)深海壓強(qiáng)按固定比例縮小并讓觀眾體驗(yàn)，使觀眾從側(cè)面了解蛟龍?zhí)柕墓ぷ鳝h(huán)境。

六、 結(jié)語

本文針對(duì)目前科技成就展覽大量采用實(shí)物或模型陳列、展品與觀眾交流有限、基礎(chǔ)科學(xué)類成果難以表現(xiàn)等現(xiàn)狀及問題，探討了科技館在策劃此類展品時(shí)的創(chuàng)意設(shè)計(jì)思路，嘗試基于實(shí)踐案例，對(duì)展品展示點(diǎn)和展示手段進(jìn)行系統(tǒng)性梳理和概括。文中所述可能仍無法涵蓋全部情況，但希望盡可能為此類工作提供方向借鑒。展品研發(fā)創(chuàng)新是一個(gè)漫長(zhǎng)、復(fù)雜、反復(fù)的過程[18]，本文重點(diǎn)著眼于展品的概念設(shè)計(jì)策劃，對(duì)于屬于另外探討范疇的展覽整體脈絡(luò)、技術(shù)工藝等方面并未涉及。近年來，各地科技館策劃開發(fā)了多項(xiàng)科技成就類展覽，僅在中國(guó)科技館，除“創(chuàng)新決勝未來——慶祝改革開放40周年科技成就科普展”外，還有“禮贊共和國(guó)——慶祝新中國(guó)成立70周年科技成就科普展”“全面小康·科技同行”“科創(chuàng)百年——建黨100周年科技成就科普展”等展覽。目前階段，關(guān)于科技成就展的專題性理論探討還不多，但這些展覽豐富了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)未來此類工作的進(jìn)一步提升提供了借鑒。