科普展項理念探索

摘要：隨著全國各地科技館如雨后春筍般的建立，擺在所有建設者面前的問題之一，就是這些場館內的科普展項該如何在科學傳播中傳達科學理念，以便更好地發揮科技類博物館的科學傳播功能，擴大傳播效益，增強社會影響力，提高為公眾服務的能力和水平。本文以上海科技館魔方機器人展項為例，從HPS教育范式、學習心理學和科學可視化三個理念入手，探索該展項如何更好地進行科學傳播。

關鍵詞：上海科技館 魔方機器人 HPS教育 學習心理學 科學可視化

魔方機器人展項從2011年12月31日在上海科技館機器人世界展區開放運行，短短3個月時間就迎來了超2萬名觀眾，同年10月，實際累計參與互動公眾達到7.7萬余人次。魔方機器人展項一經推出，就受到觀眾的關注和歡迎，以下將以此展項為例，探索其在科學傳播中的理念。

HPS教育范式應用

HPS系history、philosophy sociology of science的簡稱，中文譯為科學史、科學哲學與科學社會學。20世紀80年代，以美國為主的國家開始了HPS教育的推行，希望通過對科學史、科學哲學和科學社會學的學習，推動科學教育，旨在讓公眾對科學本質有所認識和理解。

將科學史融入科學教育 HPS教育側重于用歷史觀點分析科學，強調科學史的重要性。上海科技館魔方機器人展項上方的多媒體視頻里，不斷滾動播放著魔方的起源和發明者歷史，就是希望通過闡述魔方發明的歷史，幫助公眾開拓視野，讓觀眾從歷史的維度來思考科學的內涵。

將科學社會學融入科學教育 HPS教育使學生了解科學的社會功能，意識到社會對科學的影響。科學知識是相對的、暫時的，科學知識還會受到政治、文化甚至宗教的影響，此外，個人信仰與價值觀也會對科學知識產生影響。

魔方機器人在運行過程中，有時會出現各種設備故障，導致魔方打滑、中途掉落。項目團隊成員設計了具體的表達來解決這些問題，如：魔方掉落，機器人會說：“不好意思，手打滑了”；當設備發生故障時，會說：“沒有能源，休息一下”。真誠而又帶有詼諧的語言，經常給游客留下良好的印象，讓游客能夠更好地了解機器人技術的復雜性。中科大的技術工程師們也不由感嘆，科學的本質是去探索真正能夠結合實際運行的展品、展項，而不在于掌握了多少科學知識。科學不能脫離社會，科學知識的傳播會受到社會因素的影響和制約。

學習心理學的應用

體驗式學習 上世紀70 年代，體驗式教學由美國凱斯西儲大學組織行為學David Kolb教授最早提出，知識的學習來自于體驗和經驗。現在，體驗式學習模式已成為相關領域最有影響的理論之一。

魔方機器人展項就是讓觀眾觀察魔方機器人的表演，觀眾通過觀察進行評價，有些觀眾在感嘆魔方機器人怎么可以這么快速地把魔方拼好的時候，試圖把魔方再多旋轉幾次，讓魔方每一面看上去似乎不可能再復原，但魔方一到魔方機器人手上，不到一分鐘魔方就又復原了，觀眾會紛紛拍手鼓掌、嘖嘖稱贊；然后觀眾通過模仿，分析魔方機器人快速完成魔方復原的原因；最后，觀眾離開科技館后，可能會主動嘗試自己也來快速復原魔方。魔方機器人就是讓觀眾通過這種體驗式的學習方式來認識魔方，參與魔方，最后主動研究魔方快速復原的原因。

多媒體學習 魔方機器人展項在多媒體教學設計原則中，運用了澳大利亞心理學家Sweller 提出的基于認知負荷理論中的多媒體教學設計的“通道原則”。

魔方機器人展項以教育家陶行知先生的“手腦相長歌”作為貫徹整個展覽設計的一條紅線。兩臺“魔方機器人”展品設計成為卡通人物與觀眾互動進行掰魔方游戲。魔方機器人上方的視頻可以實時進行切換，循環播放科學內容，包括：魔方的起源、魔方機器人的三大科學原理等，方便圍觀游客學習和觀看。將展品和多媒體互動融為一體，有效兼顧了互動群體與參觀群體的整體學習效果。

科學可視化的應用

為了有效地表達科學的內涵，可借用藝術化的表現手法，通過風格、色彩等方式，讓視覺表達更符合認知與審美的習慣。

魔方機器人展項就是通過塑造充滿親和力的卡通機器人和設計充滿現代感的環境，讓觀眾對魔方機器人及其周邊環境產生好感和信任感，更加投入地觀察和思考魔方機器人是怎樣完成魔方復原的。

充滿親和力的卡通機器人 魔方機器人展項設計了兩個可愛的機器人。一個機器人的配音選擇了《喜洋洋與灰太狼》中的喜洋洋的角色配音，活潑充滿自信；另一個機器人選用了動畫《灰姑娘》中辛德瑞拉的角色配音，聰慧而善良。

當游客按下啟動按鈕，魔方機器人會和游客打招呼，并要求一起來玩魔方。當機器人拿起魔方就會立刻告訴游客“游戲開始了”，同時啟動了計時器。當還原一個魔方的時間小于50秒的時間設定，機器人會說：“真的很簡單，你低估了我。”當超過設定時間，會幽默地說：“這有點難。”當機器人完成魔方的復原，則會說：“我完成了，請給點掌聲吧。”在這個時候，大部分的游客，尤其是孩子們，會很高興地鼓掌，為魔方機器人的精彩表現喝彩。通過和游客之間充滿人性化的互動和交流，魔方機器人不再是機器人，他們和游客成了親密的朋友。

充滿現代設計感的環境 由于魔方機器人展項是上海科技館機器人世界展區新增加的展項，根據上海科技館機器人世界展區設計風格，魔方機器人展項有效地將展項整體展示風格與原有“機器人展區”環境氛圍有機融合，強調工業質感、現代感和高科技感。展臺設計兼顧人體工程學因素，方便青少年進行互動操控。

結束語

魔方機器人展項是智能機器人在上海科技館機器人世界展區推廣的一個成功案例。智能機器人對于普通參觀者來說是一個高端又神秘的事物。魔方機器人通過互動的方式，運用HPS教育范式、學習心理學和科學可視化三個理念，在科學傳播中探索，讓大眾在愉悅的參與過程中了解機器人的本質、功能原理、發展現狀、用途等，達到向普通參觀者普及機器人知識的目的。

有幸參與魔方機器人項目，讓筆者對科普展項如何進行科學傳播有了一個新的認識，當得知該項目獲得2014年度上海市科技進步二等獎，筆者所在的項目團隊的每個成員都欣喜若狂，感謝于峰副院長對于平時工作的指導和幫助，并無私地借給筆者各種能夠提高學術素養的書籍。

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（作者單位：上海科技館）