认知心理学视域下科技馆儿童展区设计、规划的创新路径

郭子若

[摘 要 ] 科技馆作为全民科学素质提升工作的重要阵地，部分科技馆的儿童展区仍然存在受众定位不清晰、对受众认知方法的研究与应用不深入、科学传播渠道和方法较为单一等问题。该文运用文献研究法，将儿童心理学、认知心理学、教育学等理论与实际工作相结合，建议从心理学角度研究儿童认知规律并寻求创新途径、从探索强化儿童认知的方法层面寻求创新途径、从以展带教与以教促展相结合寻求途径，进而为科技馆儿童展区的设计、规划创新提供参考。

[关键词 ] 认知心理学 科技馆 儿童展区

[中图分类号 ]G268

2006年，国务院颁布实施《全民科学素质行动计划纲要（2006-2010-2020）》，同时也明确将“未成年人科学素质行动 ”“开展学龄前科学启蒙教育”作为新世纪科学素质提升的重要组成部分。青少年科普工作是全民科学素质提升工作的重要一环，开展和加强青少年科普教育，是实施科教兴国战略、人才强国战略的基本保障。但是青少年科学素质的提升单纯依靠学校教育是远远不够的，因为学校教育大部分提供的是基础理论知识，而在科学技术知识层面不能面面俱到，因此就需要课外教育平台弥补这一短板。科技馆作为全民科学素质提升工作的重要阵地，拥有广博的科学文化内涵与灵活多变的展示形式，所以也被称为“第二课堂”。在20世纪中后期，科技馆行业展示理念由“以物为中心”转向“以人为中心”，逐渐改变了 “有展无教”“有展少教”的局面 [1 ]。

经过十几年的发展，“实现观众可参与的互动性科普展览、教育活动是科技馆的核心 ”“馆内的科学教育不应是单向的知识灌输，而应是一种共同参与，一同探索的过程”等理念广受认可 [2 ]，各个场馆的儿童展区也纷纷从上述理念出发进行了一定程度的更新和改造。但是我们也要看到，现阶段我国科技馆内的儿童展区更多傾向儿童全年龄段的“游乐”过程，没有进一步对观众群体进行细分，缺少针对学龄前儿童的专业科普展区，在儿童科学展区的规划设计等方面与国外先进的科普场馆仍然有较大的差距。

一、我国科技馆儿童展区设计规划存在的问题

我国大部分科技馆的儿童展区比较注重展品的形式与数量、观众游乐的效果和展区互动方式的高科技，并没有从儿童的视角出发，在认知心理学的基础上分析儿童生理与心理每个阶段的特殊需求，以致在展区前期设计规划的多个维度均出现不匹配，导致最终落地的展区没有更好地为科普传播服务，具体问题可概括为以下几点。

（一）对受众认知规律的研究和应用不深入，针对参观群体展区功能定位不准确

目前国内场馆的儿童乐园展区布局仍是以散点布置为主，并且在展区创设之初是以如何把特定展项放到展区为目的，较少从不同年龄段受众的特点考虑;其次，并没有过多思考儿童在声音、触觉、味道、肢体运动等认知层面的活动特征;再次，从展项的设计与功能实现上缺少目标定位的细化，高、低年龄段的受众，身体、智力发育不同的受众，都体验了相同的形式和内容，没有形成科学知识的认知梯度，势必会影响科普知识传播的效果。

（二）对受众认知方法的研究与应用不深入，场馆多维度的科普能力待加强

科技馆展示教育的本质在于引导观众通过自身实践获得直接经验。目前，国内场馆在满足未成年观众的基础感官需求层面已有不少成果，但仍存在儿童展区的规划设计与普通展示空间的设计方法雷同，忽视展区的艺术形式凝练和表现对观众在参观过程中美好世界观建立的影响，忽略场馆的人文关怀对特殊受众心理的影响等问题，需要科技馆建设者不断探索、实践、再创新。

（三）科学传播渠道和方法较为单一

目前国内场馆儿童乐园展区在科学传播渠道方面仍是以展区内的展品体验为主，在展品设计之初缺少了合作互动、平行竞技、科学内涵延伸等内容的设置。观众在参与过程中只能独自体验，遇到知识难点或体验门槛容易半途而废;或只能旁观参与、自己思考，缺少专业的点拨与启发。“展”和“教”还没有真正搭建起无缝的桥梁，展品和展教活动并没有在孩子之间、孩子与家长之间、观众与讲解员之间实现完美融合。

二、具体创新途径

科技馆的儿童展区想要有所创新，必须基于认知心理学的理论知识，明确儿童各阶段认知发展特点和需求差异，从而探索出强化儿童认知的渠道和方法，最后结合科技馆自身的资源与实际情况，把理论研究转变为儿童展区建设、改造的实践过程。

（一）从心理学角度研究儿童认知规律并寻求创新途径

著名幼儿教育家玛利亚·蒙台梭利根据儿童心理的发展过程，把儿童的成长阶段分为幼儿阶段（0～6岁）、儿童阶段（7～12岁）、青春阶段（12～18岁） [3 ]。随着身体机能的不断强化，尤其是大脑功能的不断开发和利用，儿童对外界信息加工的能力也在不断升级。美国发展心理学家约翰·弗拉威尔则认为，儿童对周围信息的加工手段包括对信息的任务特征分析、应对这些任务的策略和自我调节认知活动有关的执行技能等措施。结合以上理论，科技馆工作人员一方面要承认儿童是独立的群体，另一方面要进一步细化研究儿童的认知形式、方法或渠道。

1.结合学龄前儿童的认知规律创新展区设计。 学龄前儿童在认知能力和情绪能力发展方面处于启蒙时期，在认知过程中依赖信息表象。对此，科技馆儿童展区设计规划时可以重点遴选声音、触摸、味道、肢体运动等感官知觉类的展品。同时，学龄前儿童的思维较为具象，应对任务策略的产生需要运用已有的知识经验与外部环境资源相结合，重新构建新的知识经验。在自我调节认知活动的执行方面，此阶段的儿童喜欢有趣味、偏形象化的活动，同时活动任务难度不能过高，否则很容易使他们产生畏难心理，但难度过低同样会使他们产生乏味、厌烦等情绪。

2.结合低年级儿童与家庭群体的认知规律创新展区设计。 低年级儿童的身体机能和大脑发育处于关键时期，一方面与自身家庭产生连接，明确自己是家庭的一份子，另一方面期待与其他社会关系的进一步发展，同时希望得到他人的关注和认可。科技馆在针对此阶段的观众开展展区设计规划时，可以采用亲子互动或亲子教育活动等形式，帮助此类受众和家庭建立更融洽的关系，同时创造群体性记忆，强化参观过程中接收的信息，促使其转换成为深度记忆，增强科普传播的效果 [4 ]。

3.结合青少年群体的认知规律创新展区设计。 此阶段的儿童观察能力突出、学习理解能力极强，是他们形成独立人格和培养创新能力与动手能力的最佳阶段。科技馆在针对此阶段的观众开展展区设计规划时，要有意识地利用其本身熟悉的生活环境，引导他们观察、思考，同时把配合协作、多人竞技类的展项与科学知识、科学方法、科学思想、科学精神的内涵相融合，帮助他们形成正确的世界观、价值观。

（二）从强化儿童认知的方法层面寻求创新途径

科技馆展示教育的本质特点在于引导观众通过自身实践进行“探究式”学习，通过思考、分析、验证进而获得直接经验，“探究式”教育理念与认知心理学层面的“自我影响记忆”不谋而合，它是指记忆材料与自我联系在一起时产生的记忆效果，远优于其他形式的记忆过程的现象 [5 ]。为更加深入地探索强化儿童认知的方法，寻求创新途径，下文将从儿童认知路径的分析、环境设施对观众认知的影响等方面进行探讨。

1.通过分析认知路径，探求创新途径。 针对不同年龄段的未成年观众，儿童乐园展区应区分专题展区和展项，针对学龄前儿童观众的认知特点，通过设立眼、耳、口、鼻、手等多个感官互通体验的展品来加深“学习经验”，效果较为明显;对于低年级儿童与家庭群体，建议通过印象深刻的科学现象及展示方法，通俗易懂且贴近生活的科普讲解，新奇又令人舒适的感官刺激，把参观时的间接经验转换为自身的直接经验，同时增加亲子间的互动;对于青少年群体，建议通过轻松愉悦的讨论和动手操作、内容丰富的展示形式，如美观醒目的图片、视频动画、新交互体验设计、触控信息传播、音效环境、无线手持设备，以及蕴含实验过程的互动展品，帮助其掌握实践课堂上学到的知识。

2.通过分析环境设施对观众认知的影响，探求创新途径。 教育心理学家研究发现，营造符合教学目标的氛围与构建活动适宜的学习情境，能有效促进教学目标的顺利实现。针对学龄前儿童，应注重营造游戏氛围。游戏对于低龄儿童来说是一种自主控制的活动，并且能够从中获得快乐，获得主体性体验，游戏不但能促进儿童的运动感知能力发展，而且可以促进儿童思维、语言、想象力与社交能力的提高。这类展区应把观众的安全作为首要前提，主题色调可以倾向于柔和舒适的单色系或对比色系的拼色形式，便于激发儿童兴趣。

针对低年级儿童和家庭群体，应根据此阶段观众的认知规律和需求，专门设计定制化的展示设施，也包括能加深儿童认知记忆的互动展示内容。首先，要重视互动展示内容对该年龄阶段儿童认知的强化作用。互动展示是指运用智能互动设备，如穿戴式智能设备、智能导览系统、智能展示设备等，使观众的感官和身心包括脑力、体力、情绪与展览发生共鸣，进而为观众提供亲身经历的机会和可自主选择的学习方法。在家长的帮助和引导下，这种体验方式更能对低年级儿童产生深层次的影响，有助于其充分了解展品中蕴含的科学内涵、文化内涵，巩固观众在观展过程中汲取的科学知识、科学方法、科学思想和科学精神 [6 ]。

其次，儿童展区要做到充满人文关怀，在设计或选取展品时不仅要考虑儿童心理认知层面的需求，还要考虑不同年龄段儿童的身体发育特征，例如儿童的身高、视线高度与图文高度的匹配，一般台体高度在60～75cm，台面说明设备的倾斜角度建议在15°～40°;儿童触摸的按钮应是“蘑菇头状”、直径大于25mm的灯光金属按钮。同时还要满足家庭团体在实际参观中的需求，在展区内设置休憩区域、饮水机、母婴室等。

针对青少年群体，建议通过艺术表现与科学内涵的融合，满足其自身认知需求。艺术教育家罗素·葛拉纳曾说，“创造力不只是给孩子颜料和纸张，它是观看世界的方式。”在大力提升全民科學素质的时代背景下，我们同样也要注重艺术与科学的融合、审美对青少年群体世界观的影响。青少年群体对美的感悟能力功能区主要位于右脑，开发右脑也有助于培养其想象力和创造力，促进青少年科学素质提升。

在儿童展区的空间规划设计方面，不仅要做好地面区域的氛围营造，而且可以利用自然光或人造光效、展厅层高优势等，借助展区应用的新材料性质、状态，结合光学、声学、材料应用、装饰艺术等内容，通过颜色、气味、光线、声音等多维度展现，充分调动受众的求知欲望，并融合新的展示技术，更生动地传递科学内涵，让观众不只是欣赏展区的布设，而是帮助他们积极探索未知，感受科学之美，让受众通过科技与美学的结合，加深对周围信息的认知 [7 ]。

综上所述，科技馆要从强化儿童认知的方法层面寻求创新途径，营造适应低龄儿童游戏特点的氛围，提供一定的空间、场地，必要的设施和材料，为亲子活动创造条件;鼓励亲子互动，让儿童能安全互动，家长主动参与;为青少年观众打造美与科技结合的展区，通过感悟科技与美，培养其想象力与创造力。

（三）以展带教与以教促展相结合，寻求创新途径

科技馆展览以引导观众参与互动为主要特征，科技馆开展教育活动的根本目的是让观众在参观相关展品的过程中，对科学现象产生浓厚的兴趣，通过自身主动探索，结合场馆精心准备的教育活动，加深观众对科学内涵的认识，进而实现对受众科学思维的启发，达到培养科学思想、传播科学精神的目的。由此可见，科技馆中的“展”与“教”互为因果、相互影响。只有充分融合，才能将“知识与技能”层面的教育传播目的上升到“过程与方法”层面 [8 ]。要想更加高效、自然地融合“展”与“教”，须在教育活动形式、参观闭环设置等方面有所创新。

1.教育活动形式创新。 由于科技馆儿童展区受众的特殊性，若在开展教育活动时选用深奥难懂的科学理论，同时又缺少与儿童实践经历的融合，必将导致展品、活动与观众相互脱节。相反，在开展教育活动时，联系展品及展品背后的科学内涵，多尝试让展品自身“讲故事”的方法，同时引入儿童身边熟知的案例做引证，营造引人入胜的活动氛围，必将迅速吸引儿童的注意力，达到教育活动的传播目的。

在开展教育活动时，一方面要引导儿童自己动手参与完成，只在儿童寻求帮助时才提示后续操作过程，目的是让儿童利用自己的认知视角观察、思考、探索;另一方面鼓励儿童大胆假设、质疑，目的在于用认知心理学层面的“自我影响记忆”方法去促进儿童对展品背后的科学知识、科学方法、科学思想、科学精神的消化吸收。

2.科学设置参观闭环。 科技馆的展览和教育是一个有机整体，展览是基础和手段，教育是宗旨和目的。科技馆的教育应该以展览为主要手段和表现形式，最大限度地围绕教育目标开发、制作展品和展项。科技馆工作人员在努力融合“展”与“教”的同时，也要注意到现阶段观众在参观全过程甚至是更长时间内的认知感受和需求，努力从更多维度探索设置参观闭环的可能性，利用先进的科学技术，整理、分析参观群体的大数据信息，寻找目标受众的行为模式。

在观展前，帮助观众确定以何种形式或路径进入展厅才能“印象深刻”;在参与展览互动的过程中，为观众提供可持续探索、挑战、实践的机会，保持受众较高的认知记忆水平;在参观结束后，帮助观众带着思考离开科技馆，使观众将科技馆内学习到的知识与实际生活和过往经历相联系，做到学有所用。在更长远的时间内，利用互联网鼓励观众参与知识共享平台的搭建与完善，帮助观众充分释放主观能动性，利用以上多个环节吸引观众再次进入科技馆参观体验，形成一个完整的参观闭环。

三、结束语

青少年科普工作是全民科学素质提升工作的重要内容，是实施科教兴国战略、人才强国战略的基本保障。科技馆作为全民科学素质提升工作的重要阵地，必须在儿童科学展区的设计规划方面有所创新。科技馆工作者要基于认知心理学的理论知识，明确各阶段儿童的认知发展特点和需求差异，从而探索出强化儿童认知的渠道和方法，最后结合科技馆自身资源与实际情况，把理论研究转变为儿童展区建设、改造的实践成果。

参考文献

[1 ]陈四敏，方家增.中英科技博物馆的实践与比较 [J ].科普研究，2007（1）：36-42.

[2 ]张琍莉.从“生产车间”到儿童工作坊 [J ].上海艺术评论，2017（6）：68-69.

[3 ]李生蘭.美国幼儿园、家庭与博物馆的合作共育 [J ].学前教育研究，2015（12）：35-43.

[4 ]陆晓燕.皮亚杰认知发展游戏理论及启示 [J ].文山师范高等专科学校学报，2008（3）：68-70.

[5 ]徐小凤，杨红升.儿童的自我参照效应 [J ].心理学进展，2018，21（3）：316-322.

[6 ]翟宏英.中外科技博物馆智能互动式展览比较研究 [J ].知识管理论坛，2019（2）：110-120.

[7 ]王永恒.儿童心理学对科技馆儿童展品及环境交互的影响 [J ].艺术科技，2017（2）：413.

[8 ]张彩霞，欧亚戈，曹朋，等.科普基础设施“十三五”发展规划前期研究课题：中国特色现代科技馆体系建设发展研究报告 [R ].北京：中国科技馆，2015.