科技馆展品设计通用标准初探

胡 滨

根据中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于建立健全基本公共服务标准体系的指导意见》，强调了建立健全基本公共服务标准体系的重要意义，并明确提出以标准化手段优化资源配置、规范服务流程、提升服务质量、明确权责关系、创新治理方式。科普服务作为公共文化服务的重要组成部分，应大力响应国家对公共服务领域的标准化要求，围绕科技馆等公共科普服务设施的建设、业务、技术、管理、服务和评价等主要领域，修订一批关键标准，建立完整的科普服务标准体系，有效规范科普服务事业发展。

科技馆是面向社会开展科学普及工作和活动的公益性基础设施，提倡观众通过动手参与和体验互动展品来传播科学知识、提倡科学思想和方法、弘扬科学精神，注重公众的创新意识、创新思维的培养和创新能力的提高。因此，展品作为发挥科技馆功能的重要载体，其水平、质量直接决定着科技馆的展教功能和对公众的吸引力，影响科技馆事业的可持续发展。

1 展品设计概述

在全民科学素质行动计划纲要的指导下，各级政府对科技馆建设的投入显著增加，我国科技馆事业蓬勃发展，截至2018 年底，全国已有达标科技馆 244 座，正在建设中（通过了当地发改委立项）的科技馆60 余座，科技馆2018 年服务观众人数已经超过7 000 万，为提高全民科学素质发挥着良好的作用。但是，由于我国社会经济发展不均衡，各地科技馆的技术力量和水平也差异较大，展览设计策划的流程各不相同，展览展品设计方案千差万别，设计标准缺失，导致展览制作成本居高不下、展品维护性差[1]，全国存在科技馆展品水平和质量参差不齐的问题，因此，亟需统一的规范和准则来指导科技馆展品设计。

现状情况总体来看，国外在游乐设施、博物馆展陈、儿童玩具等方面现行标准较多，但是不存在专门针对科技馆展品设计、制作相关的标准；国内博物馆展览展品标准化方面做了许多相关研究[2]，但是科技馆展品相关标准却只是存在很少量的地方性科技馆展览展品标准（如广东）和部分企业内部标准规范，其适用范围和效率有限。从展品制造企业方来看，虽然部分企业制定了一些内部标准，主要集中在制作阶段的生产流程标准化和部件加工标准化，达不到从设计阶段就应该标准化的要求，实际运用起来的效果有限；从科技馆方来看，目前只有部分科技馆在建馆或展厅更新改造过程中制定了展览展品相关的制作技术要求，范围有限、效果不足。

本文展品设计具体指科技馆常设展览的展品设计。展品设计是一个科学、艺术、机械、电气、多媒体等多学科知识交叉融合、创新思维和实践探索交相辉映的程序复杂的创作过程。设计水平的差异必然会导致展品质量参差不齐，不仅影响科技馆的展教功能和对公众的吸引力，甚至可能会给日后运营和维护带来安全隐患。因此，针对目前展品存在的问题，需要在多年积累的工作经验和问题教训基础上研究提炼出展品设计通用标准，从根本上确保展品的创新水平，并为展品制作落地质量奠定坚实基础，推动科技馆展品设计向标准化、成熟化发展。

2 设计内容与通用原则

科技馆展品种类繁多，涉及科技内容广泛，表现形式多样，技术集成繁多，并强调互动操作体验[3]。科技馆展品具有使用时间长、接待观众量大、开发成本高等特点，设计过程流程复杂，涉及的技术范围广，实质上是定制化研发的单品，具有很多个性化的特征。但是，也具备很多共性的方面，标准化就是针对这些共性进行梳理总结提炼，主要包括设计内容和通用原则两大部分。展品作为科技馆最重要的展教资源，具有表达科学思想和精神，传递科学知识和方法，承载科学实验和体验，展现科技历史和发展的重要功能。

2.1 设计内容

科技馆展品结构复杂、技术要求高，涵盖艺术设计、机械设计、电控设计、多媒体与软件编程等多专业分工配合。从纵向来看，依据设计流程将展品设计划分为概念设计、方案设计、工程设计三个阶段，这三个阶段是从想法创意向落实制作逐步递进的关系，各自具有不同特点和具体设计内容。从横向来看，依据展品的组成部分划分为形式（艺术、效果图）设计、机械设计、电控设计、多媒体及软件设计，在方案设计和工程设计阶段对材料与设备、机械与结构、电气与控制、多媒体与软件等方面做出规定。此外，设计内容还应对展品安全与环保方面单独提出具体要求，突出安全与环保的重要性。

2.2 通用原则

展品作为科技馆最重要的展教资源，具有传递科学知识和方法、承载科学实验和体验、表达科学思想和精神，展现科技历史和发展的重要功能，必然具有传播科学知识、培养科学方法和思想、弘扬科学精神的目标，为了实现这些目标，任何展品设计都应该符合以下通用原则。

1）目标明确。展品设计应有明确的展示目的与教育目标，应充分考虑不同层次观众的参观特点与科普需求，便于观众的接近、体验与理解。

2）科学准确。展品展示的科学内容准确、严谨，体现科学的本质。

3）互动性强。展品设计应关注观众的行为，展示方式互动性、趣味性强，引导观众体力的、智力的和情感的投入，激发探索兴趣，引导积极参与，促进深入思考。

4）人机交互友好。机械结构的布局、尺寸、操作形式应符合人体工程学的各项要求，人机关系良好，方便使用。

5）艺术美观。展品形式设计须满足展品展示功能需求，造型设计美观，材质选择合理，颜色搭配协调，尺寸设置和部件分布符合人机工程学。

6）安全环保。展品设计应遵循国家和行业的各种安全与环保标准和规范，遵循用电、防火和环保等方面要求，全面考虑并消除展品可能对人身、财产及环境造成的安全隐患。

7）稳定可靠。展品设计应充分考虑展厅运行环境，评估观众频繁的甚至是破坏性操作对展品运行状态的影响，应充分采用合理可靠的技术和设备，尽量减小故障发生的可能性。

8）可维修性强。展品设计应保证维护保养方便和损坏后的快速修复，如采用便于故障检测和诊断的模块化设计，方便拆装和更换的通用性、标准化零部件，易损备件的合理配置等。

9）经济性强。展品设计在保证展教功能和前述各项原则的前提下，应合理选择材料、设备和工艺方法，降低开发研制与使用成本。

3 展品设计一般流程

展览展品开发过程非常复杂，需经过创意策划、内容设计、原型实验、制作、验收等环节[4]。尤其是在展品设计方面，清晰界定各阶段目标、范围、程度和内容，可有效推进展品设计的效率和质量。展品设计一般流程主要是指概念设计、方案设计、工程设计三个阶段，三个阶段设计内容是逐渐迭代完善的，越来越明确、越来越细化，一步一步从“梦想”变成“现实”。

3.1 概念设计

概念设计，展品设计的第一步，它是由创意与设计两部分构成，是将富于创造性的思想、理念以设计的方式予以延伸、呈现与诠释的过程或结果。概念设计的成果是展品概略描述的设计方案，需要对方案各组成部分提出原则性要求，首先应确定展品想要展示的科学概念与期望达到的教育目标，在此基础上构思展品名称、展示内容、展示形式、技术实现的大致方案等，组成展品的基本概况。

3.2 方案设计

方案设计，是展品设计中的重要阶段，是一个极富有创造性的设计阶段，同时也是一个十分复杂的问题，它涉及到设计者的知识水平、经验、灵感和想象力等。在概念设计基本确定展品的展示目标和展示内容后，方案设计阶段以达到展示目的、提升展示效果为目标，依据科技馆教育理念，创新设计展示形式，完成总体设计，开展必要的试验、确定总体技术方案，最后依据展品组成制定展品制作费用概算。

方案设计应明确展品的各项功能参数，优化并确定展品名称、展示内容，明确展品展示形式、结构组成，完成效果图设计；基本确定展品主体结构，包括主要组成部分、设备及其功能需求，主要结构材料、制作工艺要求，表面处理要求等；基本确定展品电控系统，包括电气框图、元器件及设备清单等；确定图文板与说明牌、多媒体脚本，对展品所在展厅建筑环境提出总体需求；在此基础上完成展品制作概算的编制。

3.3 工程设计

工程设计为展品制作提供直接指导，完成展品工程图纸绘制，包括总装、部件及全部零件的加工图纸；完成电控系统设计，包括硬件设计和软件设计；完成多媒体脚本及分镜头设计，明确多媒体全部细节设计；对展品所在展厅建筑环境提出具体需求。具体包括：

1）结构工程设计。依据结构设计方案和样机或核心部件、机构的试验验证结果，综合考虑生产条件可实施性、稳定性、以及成本等确定展品结构设计细节，完成必要的设计校核计算，绘制展品工程施工图纸（机械设计图纸），包括总装、部件及全部零件的加工图纸。

2）电控系统设计。在技术设计的基础上，完成完整的信号流程图（系统框图）、整体布局图、原理图、接线图，以及材料、设备、元器件（包括印刷电路板型号）清单表的绘制与编写，完成软件设计方案编写。如需自研电路板，应完成原理图、PCB 或印制电路图、材料、设备与元器件清单表的绘制与编写。

3）多媒体及软件。在技术设计基础上，确定各环节分镜头设计、时长、具体内容等，完成多媒体脚本。

4）建筑环境需求。对展品所在展厅提出具体技术要求，包括地面承重（特殊情况需进行建筑结构受力分析）、用电载荷、上下水流量、环境灯光、空间距离尺寸等。

4 结论与建议

本文在基于展品设计的经验、规律和科技馆行业发展需求，对科技馆展品设计的通用标准进行了初步探索，从宏观角度对展品设计提出设计内容和通用原则的总体要求，并提出概念设计、方案设计、工程设计三阶段和具体要求。

为更好地在展品设计标准化工作成熟之后实际落地，提出如下建议：第一，充分考虑全国科技馆的普遍情况，研究制定的统一规范和准则需以指导科技馆和企业技术人员开展展品设计工作为目标，形成全行业的普遍共识；第二，科技馆展品结构复杂、技术集成和要求高，设计标准化工作可以以此为基础，巡回展览、流动馆等其他类型展品可借鉴参照；第三，由于设计成果一般为各类设计文件，包括展品方案的规范、展品效果图的规范、多媒体脚本、分镜头的规范、机械结构图(参考并借鉴技术制图与机械制图标准)、电器控制图（参考并借鉴电器工程简图用图形符号标准）的规范、展品操作手册、维护手册的规范等[5]，应对这些技术资料作统一化要求，成为全行业技术交流的语言，有效促进展品研发的质量和水平。