1、 分类号分类号 学号学号 M201270638 学校代码学校代码 10487 密级密级 硕士学位论文硕士学位论文 湖北省天门市湖北省天门市天文科技馆的天文科技馆的 展项规划设计研究展项规划设计研究 学 位 申 请 人:李文思 学 科 专 业:设计学 指 导 教 师:刘心雄 答 辩 日 期:2015.05.15 A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Arts Research on Exhibition Planning and Design of Pla2、netarium in Tianmen,Hubei Province Candidate:Li Wensi Major :Design Science Supervisor:Assoc.Prof.Liu Xinxiong Hua Zhong University of Science and Technology Wuhan,Hubei 430074,P.R.China May,2015 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做3、出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保 密，在_年解密后适用本授权书。本论文属于 不保密。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年 月 日 日期：年 月 日 华 中 科4、 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘摘 要要 随着我国科学技术的日新月异，公众对科普的需求越来越大，具备较高水平的科技馆会受到公众更多的青睐，而进行科学、系统的展项规划设计，是成功建设一座科技馆的前提和基础。本文的主要研究工作如下：首先，系统地研究了天文科技馆展项规划设计程序，并将其划分为展示内容策划、展项设计、展示形式三个设计环节。其次，对世界著名天文科技馆的设计案例进行了分析和归纳，总结出天文科技馆展项规划设计的基本原则：展示内容策划要体现科学性、系统性和时代性的特征；展项设计需要具备艺术美的外观，同时注重安全性；展示形式上要强调展项与观众的互动性，可借助先进的科技手段实现展项的新5、颖性和趣味性。以湖北省天门市天文科技馆作为展项规划设计的具体应用和实践，更好地完善了理论研究。在天文科技馆展项规划设计基本原则的指导下，进行了展示知识体系的组织与架构，并针对目标用户做了详实的社会调研。从天文学学科知识体系和目标用户的需求两方面出发，提出天文科技馆展项规划设计重点，以故事线的脉络进行展示内容策划，围绕设计主题进行了展项初步设计。关键词：关键词：天文科技馆 展项规划设计 展示内容策划 展项设计 展示形式 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II Abstract With the advances of science and technology in China,6、the public demand for popular science is growing.The more excellent the science and technology museum is,the more popular for the public.It is the basis and presupposition to build a science and technology museum successful to proceed scientific and systematic exhibition planning design.In this pape7、r,the main research is as follows:Firstly,the process of exhibition planning design is researched systematically.The exhibition planning design is divided into three phases which is content plan,exhibition design and display form.Thirdly,the basic rule and design principles of exhibition planning de8、sign of planetarium is summarized by analyzing and concluding design cases of the famous planetarium in the world:Content plan should reflect scientificity,systematicness and contemporaneity.Exhibition design request artistry and safety.Display form should emphasize interaction of exhibition and use9、rs,and utilize advanced technology to make exhibition novelty and interest.At last,the theory research was perfected by combining with the exhibition planning design of planetarium in Tianmen,Hubei Province.Under the guidance of the basic principles of planetarium exhibition planning design,knowledg10、e is organized and architecture,and we take a detailed social research for target users.From astronomy subject knowledge and needs of target users,the paper presents emphasis of planetarium exhibition planning design.In the context of the story line for content plan,preliminary design was performed 11、around the design theme.Keywords:Planetarium,Exhibition Planning Design,Content Plan,Exhibition Design,Display Form 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 III 目目 录录 摘摘 要要.I Abstract.II 1 绪论绪论 1.1 研究背景.1 1.2 研究现状.3 1.3 研究目的和意义.4 1.4 研究方法和内容.4 2 天文科技馆展示内容策划研究天文科技馆展示内容策划研究 2.1 展示内容策划的意义.6 2.2 洛杉矶格里菲斯天文台的主题展示.6 2.3 展示12、内容策划基本原则.8 2.4 本章小结.11 3 天文科技馆展项设计研究天文科技馆展项设计研究 3.1 展项艺术设计.12 3.2 展项技术设计.12 3.3 加拿大蒙特利尔天文馆的混沌剧院.12 3.4 展项设计基本原则.13 3.5 本章小结.14 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 IV 4 天文科技馆展示形式研究天文科技馆展示形式研究 4.1 观众如何从天文科技馆展项中获取信息.16 4.2 北京天文馆的互动式体验.17 4.3 展示形式设计基本原则.22 4.4 本章小结.23 5 湖北省天门市天文科技馆展项规划设计的具体实践湖北省天门市天文科技馆展项规划设计的具体实践 13、5.1 湖北省天门市天文科技馆设计理念.24 5.2 知识体系的架构.24 5.3 目标用户调研分析.25 5.4 湖北省天门市天文科技馆展项规划设计重点.31 5.5 体现主题思想的内容框架.33 5.6 展示空间分析及参观路线.36 5.7 各展区核心展项.37 5.8 本章小结.38 6 展项方案初步设计展项方案初步设计以以“星球大战”展项“星球大战”展项为例为例 6.1 展项介绍.39 6.2 相关技术支持.40 6.3 遵循展项设计原则的体现.41 6.4 遵循展示形式设计原则的体现.42 6.5 本章小结.43 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 V 7 总结和展望总结14、和展望 7.1 全文的总结.44 7.2 未来的展望.44 致致 谢谢.46 参考文献参考文献.47 附录附录 1 攻读学位期间发表学术论文目录攻读学位期间发表学术论文目录.50 附录附录 2 湖北省天门市天文科技馆观众调查问卷湖北省天门市天文科技馆观众调查问卷.51 附录附录 3 湖北省天门市天文科技馆展项方案列表（初步方案）湖北省天门市天文科技馆展项方案列表（初步方案）.54 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪论绪论 1.1 研究背景研究背景 天文科技馆是一种公益性科普机构，其主要功能是向公众传播和普及天文知识。从 1957 年我国的第一座天文科技馆北京天文馆建成后15、，社会上掀起了建设天文科技馆的热潮。迄今为止，我国已经拥有 200 多座天文科技馆，但这其中除了北京天文馆、上海科技馆、天津科技馆、香港太空馆、台北市立天文科学教育馆等几座知名天文科技馆外，其余的天文科技馆日常开放的不足三成，有的甚至已经停止开放1。随着“知识大爆炸”时代的到来，科学技术日新月异，公众对科普的需求越来越大。具备较高水平的科技馆会受到观众更多的青睐，而进行科学、系统的展项规划设计，是成功建设一座科技馆的前提和基础。湖北省天门市作为长江流域中部江汉平原重要的城市之一，近年来经济与文化建设的发展速度都很快。但是由于种种原因，天门市现有的科普设施相对缺乏。天门市天文科技馆是湖北省天门市16、市政府投资兴建的科普设施，是天门市普及科学知识、开展科学教育的重要载体。这个正在建设中的天门市天文科技馆将可能对全省提高公民科学文化素质、传播科学的价值观、巩固和谐社会建设起到积极的推动作用。天门市天文科技馆选址于天门市陆羽大道与竟东路交汇处的西南角，东临竟东路，南与汉旺世纪城 6 号开发地毗邻，北接陆羽大道，西靠景天纺织工业园（如图 1-1）。根据科技馆建设标准中科技馆建筑面积和展厅面积与所在城市人口数量的比例要求，坐落在人口数量约为 160 万的天门市的湖北省天门市天文科技馆建筑面积确定在 1200012800 m2之间，展厅面积约为 67207680 m22。华 中 科 技 大 学 硕 17、士 学 位 论 文 2 图 1-1 湖北省天门市天文科技馆鸟瞰图 整个展馆由一个大基座和东、西区两个独体组成，展区主要分为四层，除了用于培训教室和办公的第一层和穹幕影院的第四层，常设展览集中分布在第二层和第三层（如图 1-2）。图 1-2 湖北省天门市天文科技馆建筑空间布局图 我系参与了湖北省天门市天文科技馆的展项规划设计。湖北省天门市天文科技馆的建设目标是成为具有鲜明特色的、在专业领域中领先国内水平的天文馆，达到每年五十万人次以上的访问量。我们紧密围绕湖北省天门市天文科技馆的建设目标，结合天门市的地域特色和文化历史，合理、规范地开展天文科技馆的展项规划设计工作，并对展项设计方案进行了初步设计18、。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 1.2 研究现状研究现状 1.2.1 国内研究现状国内研究现状 国内有关科技馆的书籍多为科技馆展品和建筑的图册，比如 上海科技馆二期：展项图册3、陕西博物馆大全4、当代北京博物馆史话5等。对科技馆的展示设计以及相关技术进行深入研究的书籍有当代展示设计理论与研究6、会展展示设计7、展览设计实用手册8、1999-2005 年科学技术馆报告9等，这些书籍对科技馆展示设计中的某个方面进行了具体研究，具有一定的理论指导意义，但并未将科技馆展项作为研究主体，更没有对展项设计方案的规划、程序和基本原则等内容进行系统的研究。方家增等在科技博物馆展示设计的探19、索一文中，通过分析展示设计案例，着重对科技馆展示内容的策划进行了研究，探讨了现代科技馆的展示设计理念，总结出科技馆的展示设计必须在展示理念、展示内容、展示方式和展示技术这几个方面进行变革和创新，才能立于不败之地10。在李智强的科学中心展览设计标准的研究中，作者对展览设计标准的内容进行了分类，主要包括设计原则、初步及深化设计内容、设计通用要求、控制与管理、设计成果规范、设计交底11。与本文研究内容比较接近的文献有中国现代科技馆展示新理念初探12和论如何进行科技馆的展示内容规划13，前者在对国内外科技馆的设计理念进行对比和分析的基础上，归纳出科技馆展示设计的规律，并从科技馆的总体规划、展项设计、陈20、列空间设计和观众参与方式四个方面进行深入研究，为我国科技馆展项规划设计提供了指导性依据；后者对科技馆展示内容规划设计的程序与方法进行了简单阐述，以作者本人在参与策划广东科学中心展项设计的项目为具体实践，提出了相关体会和思考。1.2.2 国外研究现状国外研究现状 在科技馆展项设计方面，国外偏重数字化、信息化技术等方面的研究。佛吉尼亚理工大学迈克伊文思试验性地将 3D 网络游戏与科普教育结合起来，与一位生物 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 4 老师联合开发了一款 FLASH 生物课程，使用户能通过网络互动游戏方式探索生物在陆地与海洋之间进化的过程14。法国国立科学工业博物馆通过声音21、图像、信息和情感等实验的组合，提倡以参与性、动手性的方式使观众学习科学技术、文化艺术及人文历史15。总体来说，国外科技馆展项设计的研究处在探索阶段，主要注重展示手段与技术的创新。本文通过对国内外著名天文科技馆的设计案例进行深入分析和研究，吸取优秀天文科技馆展项规划设计的经验，在国内外相关研究的基础上试图探索系统的、科学的展项规划设计原则及方法，并将理论研究成果应用于湖北省天门市天文科技馆展项规划设计的实践中，进一步完善研究成果。1.3 研究目的和意义研究目的和意义 本文研究的目的在于对国内外优秀天文科技馆的展项规划设计特征进行阐述和归纳，提出系统、实用的天文科技馆展项规划设计原则，并将理论研22、究成果应用于湖北省天门市天文科技馆展项规划设计实践中。通过使用访谈、调查问卷等目标用户研究方法，以观众的需求为中心进行湖北省天门市天文科技馆主题化展项规划设计。通过对天文科技馆的展项规划设计程序与内容进行探索和研究，提出建设性的应用原则，为天文科技馆的展示设计活动提供有益的参考，促进科技馆展示体系的规范化发展。这对于真正发挥我国天文科技馆的科普功能具有积极的参考意义。1.4 研究研究方法方法和和内容内容 1.4.1 研究方法研究方法 在研究过程中，采用的方法主要有：（1）文献法：广泛搜集国内外和课题内容相关的文献资料，对现有研究成果进行归纳与整理，为后期的研究提供理论支撑。（2）案例分析法：访23、问世界著名天文科技馆的官方网站，收集天文科技馆展项 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 5 设计案例，借鉴优秀天文科技馆在展项规划设计方面的经验和方法，作为湖北省天门市天文科技馆展项规划设计研究的指导性依据。（3）问卷调查法：以针对目标用户的问卷调查和访谈形式，采集较为全面、准确的第一手数据资料，获取用户的心理需求和喜好倾向，为天文科技馆展项规划设计的具体实践提供有力的数据支持。1.4.2 研究研究内容内容 本文在国内外相关研究现状的基础上，提炼天文科技馆展项规划设计的程序和内容。通过分析世界著名天文科技馆的展项设计案例，总结出天文科技馆展项规划设计的基本规律和设计原则，并以湖北省24、天门市天文科技馆为对象进行实证研究，具体包括以下内容：（1）对天文学的研究对象、知识体系和学科特点等基本知识进行了学习与研究，为展示内容策划提供专业性的理论指导。（2）系统地研究了天文科技馆展项规划设计程序，并将其划分为展示内容策划、展项设计、展示形式三个设计环节，分析并细化各环节的具体任务，探寻建构符合科学规律的设计方法。（3）对国内外著名天文科技馆的展项设计案例进行分析与研究，着重以洛杉矶格里菲斯天文台、加拿大蒙特利尔天文馆、北京天文馆的展项设计案例为例，总结出天文科技馆展项规划设计的规律和特征，归纳并提出设计时应遵循的基本原则。（4）最后，以湖北省天门市天文科技馆为实证研究对象，用先前的25、研究成果指导湖北省天门市天文科技馆的展项规划设计，完成天门市天文科技馆展的项初步设计方案。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 6 2 天文科技馆天文科技馆展示展示内容内容策划策划研究研究 天文科技馆的展项规划设计是从整体出发，有目的地对展项设计制定统一的原则与要求，并分阶段、渐进地开展设计活动。通过对国内外著名天文科技馆的展项设计案例进行系统的研究，总结发现基本上每个天文科技馆的展项规划设计流程都包括几个固定的设计环节：展示内容策划、展项设计、展示形式的运用，以及对展览效果的评估。本文主要对展项规划设计流程的前三个环节进行具体分析和研究。2.1 展示内容策划的意义展示内容策划的意义26、 展示内容策划是按照天文科技馆的总体目标确定设计前期的设计理念、概念构想和展示内容框架，并形成文字脚本16。展示内容策划对于整个展项规划设计而言具有重要的意义。展示内容策划确定后，具体的展项设计工作就有了明确的方向性，能严密科学地开展并取得良好的展示效果。2.2 洛杉矶格里菲斯天文台的主题展示洛杉矶格里菲斯天文台的主题展示 洛杉矶格里菲斯天文台作为世界著名的天文台之一，是美国最受欢迎的非正规教育设施之一，同时也是世界上访问量最大的天文台（每年超过 100 万游客的访问量）。格里菲斯天文台围绕设计理念组织和展开设计活动，具有鲜明的思想主题和丰富的展示内容。2.2.1 设计理念设计理念 设计理念是27、科技馆对展项设计进行的全方位、前瞻性、定位准的构思与展望17。确定设计理念能使展示内容围绕明确的设计主导思想进行有目的、有计划的筹备与组织，以便顺利地开展设计工作，获得更多的社会效益和经济效益。洛杉矶格里菲斯天文台的设计理念为 Visitor as Observer（观众成为观察员）。设计人员希望观众从走进格里菲斯天文台的标志性建筑的那一刻起，开始转型为观察员。为了努力实现这一目的，格里菲斯天文台对公众免费开放，并且给观众提供公 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 7 共望远镜观看每晚的天空18。此外，洛杉矶格里菲斯天文台内的每个展区重点关注一个特定的方面，有针对性地激发观众观察和28、了解宇宙。2.2.2 确定知识点确定知识点 为了启发公众对科学的兴趣、培养公众的科学探索能力，格里菲斯天文台在展项知识点的选择上不仅专注于专家学者的视角，更强调满足广大公众的需求，尤其是注重针对青少年的科普内容展示，以更好地实现科技馆的展教目的19。2.2.3 故事线的组织故事线的组织 在有剧情的故事线的组织与安排下，展示内容的知识点通过串联和衔接实现了一定程度上的相关性和逻辑性，这也是一种将设计主题扩展和深化的有效方式。故事线可以贯穿于整个展馆，也可以分别在不同展区设置不同的故事线，每个展区围绕某一个主题设计一系列的展项，利用故事线将这些展项串联起来，共同阐释设计主题。还能将这两种故事线的组29、织形式结合起来，综合开展与运用，达到故事情节饱满、主题突出的良好效果。总之，以故事线的引导循序渐进地表达展示内容，更能引人入胜，唤起观众的情感诉求。（1）以故事线展开主题式设计 以故事线展开主题式设计主要分两种层次结构：第一知识群，即星状结构，展项的展示内容均围绕着一个核心知识点展开。知识群的展示结构强调展示内容之间的联系性和相关性，以加深观众对这一知识点的学习和理解。第二主题解构，即树状结构，展项从设计主题出发，展示内容呈递进关系，分层解析所要表达的知识点。主题解构的逻辑性和层次感比较强，利于揭示整个展示系统的主题思想20。故事线是设计主题展开的一种表现形式，所以本质上是为主题服务的。在实际30、运用中要根据主题的需要进行相应的故事线设计，同时也应结合观众的特征、心理需求、文化程度和知识水平等因素综合考虑。（2）洛杉矶格里菲斯天文台的故事线组织 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 8 洛杉矶格里菲斯天文台以知识群的结构进行故事线的设计，每个展区重点关注一个方面的天文知识。例如，在 Ahmanson 大厅，故事线紧紧围绕“太阳、地球和月亮之间的关系”这个概念，将与这个概念相关的知识点集中展示出来，如月相、潮汐、四季、以及日食和月食等，各个展项的展示内容都体现了“宇宙天体之间互相影响”的这一主题思想。2.2.4 展馆分区及展示内容的基本框架展馆分区及展示内容的基本框架 在天文科31、技馆展示内容策划中，展区划分是一个基础性的环节，主要任务是对展馆的展示信息进行区分和统一的规划，建立展示内容的基本框架。一般而言，一个展区的展示内容基本是围绕某一类科学知识展开的。格里菲斯天文台的主要展区划分和展示内容如表 2-1 所示21：表 2-1 格里菲斯天文台主要展区划分与展示内容 展区名称 展示内容 Samuel Oschin 天文馆 设有一系列的先进技术以支持世界一流的科教设备，包括蔡司星像投影机、激光数字投影系统、Samuel Oschin 天文馆电影院等 眼界大厅 人类探索宇宙的基本方法和工具，着重介绍人们如何注意到宇宙以及探索宇宙对人类社会发展的深远影响 南港展览馆 世界著名32、的天文摄影师 David Malin 和他的团队拍摄的十张关于天文学和太空探索的标志性图像 Ahmanson 大厅 介绍太阳、月亮和地球，以及彼此之间的影响，包括四季、潮汐、太阳活动、日食和月食等 天文学家纪念碑 六位天文学家纪念碑，分别是希帕克、哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿和约翰 赫歇尔 宇宙的创生 宇宙进化的重大事件，如宇宙大爆炸、暗物质和暗能量、发现黑洞等 深处的空间 介绍太阳系、银河系及河外星系 望远镜 蔡司望远镜、定天镜、太阳能望远镜和其他公共望远镜 太空边缘 提供更多关于宇宙的最新动态和新闻 2.3 展示展示内容策划基本原则内容策划基本原则 洛杉矶格里菲斯天文台围绕设计理念展开主题33、式展示内容策划，具有鲜明的主题脉络和丰富的展示内容。通过对世界著名天文科技馆的展示内容策划案例进行详 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 9 细、系统的分析，着重以洛杉矶格里菲斯天文台为例，总结出以下基本设计原则：2.3.1 科学性科学性 现代天文科技馆的基本指导思想是普及天文知识、增强公众的科学意识，传播科学思想。因此科学性是天文科技馆展示内容最典型的特征，主要体现在以下两个方面：（1）展项所表述的内容反映了正确的科学知识，不传播虚假、迷信甚至反动的内容22。格里菲斯天文台在展示内容策划方面有不同的开发团队，由一群在各自领域享有卓越成就的著名专家学者组成，包括天文学家、教育家、产34、品设计师和建筑师等，每一个人为展示内容的选择和策划提供他们专业的指导。天文学是六大自然科学中的一门基础学科，它的研究对象是天体，即研究天体的位置、运动、组成结构、物理状态和演化规律等23。现代天文学把天体由近及远分为太阳系、银河系和河外星系三个层次24。在格里菲斯天文台的“深处的空间”展区，按照天文学的研究对象介绍太阳系、银河系及河外星系等天文基础知识（如图 2-1）。通过展示按比例缩小的太阳系内的八大行星模型，让观众清楚地了解自己所在的行星与其他行星的比较以及在整个宇宙中的位置。展示内容与天文学研究对象相吻合，符合科学性特征。图 2-1 八大行星模型（格里菲斯天文台）（2）展项体现了科学是如35、何促进社会进步和人类生产、生活等各个领域的发展。从古至今，人类一直向往着浩瀚的宇宙空间，通过各种探测工具和方法进行宇 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 10 宙的探索，获得的成果无论对于航天技术的进步、自然科学研究、还是人类社会的发展，都具有积极的意义。格里菲斯天文台的眼界大厅着重介绍古今中外人类探索宇宙奥秘使用的探测仪器和工具（如图 2-2），如罗马人用日晷计时、欧洲航海家用北极星测定位置与航向、伽利略发明的望远镜等，使观众了解人类利用科学、征服空间的伟大历程，明白“科学技术是第一生产力”的真理。图 2-2 眼界大厅（格里菲斯天文台）2.3.2 系统性系统性 系统性原则是从宏观36、的角度出发，以现代天文学理论作为知识体系基础，将科学知识融入展示内容中，形成一个统一、整体的系统，在展示内容策划时始终考虑整体与局部之间、局部与局部之间相互联系、相互协调的关系25。在格里菲斯天文台，每一个展区有一个特定的展示主题，展项的展示内容围绕主题的故事线展开，使展项之间有一定的关联度，构成了一个密不可分的整体26。2.3.3 时代性时代性 时代性即展示理念与时俱进，紧跟时代发展的步伐，关注现代、展望未来；展示内容的话题选择围绕现代天文学前沿热点新闻展开。由公众感兴趣的天文热点出发，能更好的激发公众的求知欲、达到良好的教育效果。在格里菲斯天文台的展项内容选择方面，设计小组通过科普书籍、专37、业技术刊 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 11 物、报纸杂志、互联网以及用户调研等渠道搜集了近几年来公众关注的重大天文事件，如 2012 年的超级月亮、巨型黑洞；2013 年的俄罗斯陨石坠落、太阳峰年；2014年的连环四月食等。在格里菲斯天文台“太空边缘”展区的“天空的碎片”展项中（如图 2-3），结合 2013 年俄罗斯陨石坠落的新闻，在展示陨石的内部构造、分类等相关基础知识的同时，重点介绍陨石坠落的活动现象。图 2-3 天空的碎片（格里菲斯天文台）2.4 本章小结本章小结 天文科技馆的展示内容策划是展项规划设计的前期工作，它能明确展项设计的方向，加强展示活动中信息传播的准确38、性和全面性。本章以洛杉矶格里菲斯天文台的展示内容策划为例进行了详细的分析和归纳，提炼出天文科技馆展示内容策划的设计内容与程序，即确定展馆的设计理念、收集整理素材并确定知识点、故事线的组织、展馆分区及展示内容框架的划分，并在其基础上总结出了科学性、系统性、时代性的设计原则。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 12 3 天文科技馆展项设计研究天文科技馆展项设计研究 天文科技馆的展项设计是在展示内容策划的指导下，按照具体的展示要求进行的，主要分为艺术设计和技术设计两部分。艺术设计是以形象化、艺术化的表现形式将展项视觉化呈现的过程，技术设计是在艺术设计的基础上绘制标有尺寸与数据的图纸，确保39、展项施工制作的顺利实施27。在实际工作中这两个部分并不是截然分开的，会存在交叉合作，是一个互相渗透、互相融合的过程。3.1 展项艺术设计展项艺术设计 展项艺术设计是运用创新思维将展示内容以形象、直观的视觉效果呈现出来的过程，也是展项设计方案由策划到形成的过程，一般包括展项效果图、展项平面设计图、展项三维立体模型图、版面设计示意图等。3.2 展项技术设计展项技术设计 展项设计除了艺术设计的构想外，还需要通过多媒体和技术的支持，才能将设计方案变为现实。在展项艺术设计方案得到论证、审批并定案之后，需要釆用专业手段为展项的实施与运营提供技术支持，即绘制技术性图纸，以保证设备的正常实施28。展项技术设计40、的具体内容包括标有精确尺寸的动力配置线路图、展品制作工艺图、音响与电子设备的线路图等29。3.3 加拿大蒙特利尔天文馆的混沌剧院加拿大蒙特利尔天文馆的混沌剧院 蒙特利尔天文馆建成于 1966 年。直至今日，仍是加拿大最大且最受欢迎的天文科技馆30。蒙特利尔天文馆最著名的就是其球体状的混沌剧院，造型本身便是展示星空的最好设备，体现了设计师对展示空间的创新性思考。360 度环绕放映厅的穹顶高约 20 米，当整个剧院灯光熄灭时，观众抬头仰望同一片“天空”，会看到壮丽恢弘的宇宙空间，仿佛身临其境（如图 3-1）31。此外，剧院拥有一个价值约 300 万 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 41、13 加元的巨型投影仪和 150 个可以播放特效的投影仪，观众可欣赏远古恐龙时代、神秘的海底奇观等逼真的动态奇景。图 3-1 混沌剧场（加拿大蒙特利尔天文馆）蒙特利尔天文馆的混沌剧场借助艺术与技术的融合为观众营造了一个多姿多彩的艺术氛围，通过虚拟现实环境的视觉影像、环绕音响和灯光色彩渲染整体空间氛围，实现了静与动、虚与实、剧场与观众互动的展示模式，创造了展示内容传播过程中的美学价值。作为一个可同时容纳 385 人的大型展厅，防止发生观众的意外事故尤为重要。蒙特利尔天文馆的混沌剧场的光环境统一而有节奏感，屏幕光进行处理后可与周围的环境光清晰地区分开，以减少人们的视觉疲劳。同时为了防止影片结束散场42、后，人流量大造成踩踏事故，混沌剧场设置了一系列综合性的防护设计，如明确的疏散通道和应急指示牌，定期的路面维护、台阶摩擦系数检测等，尽可能减少事故发生的外界因素，保障观众的人身安全32。3.4 展项设计基本原则展项设计基本原则 蒙特利尔天文馆的混沌剧场在实现审美功能的同时力求达到相当高的安全要求，体现了艺术设计和技术设计在高质量展览中的重要作用。以蒙特利尔天文馆的混沌剧场为例进行分析，总结出展项设计的基本原则：华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 14 3.4.1 艺术性艺术性 展项的艺术性设计是观众获得视觉享受和心理愉悦的重要手段，可以激发和调动观众对展项的注意力，有效传达展示信息，43、实现天文科技馆的展示目的。艺术性主要体现在以下方面：（1）造型：展项的艺术形象主要通过造型来表现，因此需要运用一定的形式美法则，对展项的尺度、线条、比例、体量等造型要素进行合理设计，体现展项的基本造型特征，使展项的实用功能和审美功能达到完美结合。（2）色彩：色彩本身具有视觉效应和情感效应，对于表现设计主题思想、塑造展项的艺术风格等方面起着重要作用。在展项设计中应结合色彩构成要素（色相、纯度、明度）、形象要素（形状、大小、位置）和心理要素（轻重、冷暖、远近），充分利用色彩配置与组合的艺术处理手法，给观众艺术美的感官享受。（3）材料：材料是构成展项的重要元素之一。材料本身的肌理、纹路、色彩、光泽会44、影响人们的视觉和触觉感受，从而引起人们不同的心理反应，如华丽与朴实感、刚劲与柔软感等33。天文科技馆的展项可以充分利用材料的原有质地和个性特征，达到设计要求的效果。（4）文化：由科学、知识、社会、制度、民族、习俗和人们的世界观、价值观、审美观等方面构成的文化，是人类物质文明和精神文明的总和。在展项设计中凸现文化之美，更能感染观众，实现情感上的共鸣。3.4.2 安全性安全性 为保证观众的人身安全，安全性是天文科技馆展项设计的一个重要内容，具体分为以下几个方面：（1）产品设计方面，杜绝展品的直棱尖角、螺钉外露等安全隐患，充分采用平滑边角、沉头螺钉等措施34；在设计计算机类项目时要充分考虑展项的散热45、通风等问题；考虑伤残者、儿童和老年人的需求，采用无障碍设计，提供能够满足特殊需求的服务装置。（2）技术手段方面，在不影响展示效果的前提下，机械内部装置结构尽可能简 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 15 洁可靠，以降低展项的故障率和维修率。（3）人机因素方面，展项的尺寸设计要符合人体测量学和人机工程学的需要，操作方式要满足观众的使用习惯35。3.5 本章小结本章小结 天文科技馆的展项设计分为艺术设计和技术设计。艺术设计是将展示主题和内容视觉化的表现过程，而技术设计是实现整个展项方案的技术保障。本章对天文科技馆的展项艺术设计和技术设计的内容分别进行了分析和阐述，着重分析了加拿大蒙46、特利尔天文馆的混沌剧场设计案例，总结出展项设计应遵循艺术性和安全性的设计原则。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 16 4 天文科技馆展示形式研究天文科技馆展示形式研究 随着科学知识的不断发展,天文科技馆展示内容的范围越来越宽泛，不仅需要展示一些静态的实物(如观测仪器、模型、标本等),还需要展示一些抽象的、概念化的事物(如科学方法、信息技术、思考过程等)，而具体的实物有时并无法完全诠释这些抽象化的事物，需要借助其它的艺术媒介来实现36。同时，计算机技术、多媒体技术、虚拟现实技术等智能技术走进人们的生活,公众不再满足于被动地接受科学知识,而是更希望亲自参与到与展项的互动中去，更好地理47、解传达的信息。因此，展示形式作为观众和展项之间沟通的纽带，作用尤为重要。4.1 观众如何从天文科技馆展项中获取信息观众如何从天文科技馆展项中获取信息 研究天文科技馆的展式形式之前，必须先要了解观众从展项获取信息的过程。观众在参观天文科技馆时，是通过感觉和知觉来接收传递的信息的。感觉是客观事物刺激作用在人的感官所产生的对其属性的具体反映，包括视觉、听觉、肤觉等；知觉建立在感觉的基础之上,是人的大脑对客观事物作用于感官从而产生的整体认识和印象37。感觉和知觉的相互作用，形成了观众对于展项感知体验的完整体系。图 4-1 观众从展项中获取和处理信息的过程 图 4-1反映了观众从展项中获取和处理信息的全48、过程，归纳起来为：外界刺激感知决策反馈38。从图中可以看出客观事物的刺激效应直接影响人的心理感受和反映，强烈的刺激或信息输入的深刻性会引起观众的注意力，从而达到展示的目的。展示形式作为媒介将信息传递给观众，使观众获得感知体验，无疑是展项设计的重要手段之一。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 17 4.2 北京天文馆的互动式体验北京天文馆的互动式体验 北京天文馆建成于 1957 年 9 月，是我国也是当时亚洲第一座天文科技馆。五十多年来，北京天文馆以其独特的展示手段与形式，吸引了一代又一代的公众，是我国向公众尤其是青少年开展天文知识普及和宣传的主要阵地。4.2.1 多样化的多样化的展49、示形式展示形式 由于科学知识具有复杂性和综合性的特征，因此科技馆需要借助多种媒介将展示内容传达给观众，以实现更好的信息传播效果。北京天文馆的常见展示形式有以下几种：（1）图文板展示 图文板是最简单和应用最广泛的展示形式之一。图文板不仅配备图片和文字说明，还提供各类统计数据的图表，通过可视化的图形将数据直观、形象表达出来，通俗易懂（如图 4-2）。图 4-2 图文板展示天文知识（北京天文馆）（2）模型展示 模型展示是科技馆普遍运用的展示形式之一，以实体展品作为展示对象，可以将展示内容直观、清晰地呈现给观众。模型展示主要分为两种类型，一种是 1：1 的仿真模型，模仿度极高，能给观众真实的感觉；另一50、种是示意模型，即按一定比例 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 18 缩小制作的模型，能抽象地反映事物的空间结构和相互关系（如图 4-3）39。图 4-3 行星模型（北京天文馆）（3）视频展示 视频媒介对内容的承载非常宽泛，因此在科技馆应用十分广泛。随着信息时代的到来，观众对感官体验的需求程度越来越高，在 3D 立体电影的基础上模拟仿真环境特效的 4D 电影随之产生40。4D 电影营造了逼真的超现实环境，让观众身临其境，在多种感官刺激中体验惊险、感受科技。图 4-4 4D 科普剧场（北京天文馆）北京天文馆的 4D 科普剧场包括 6 台电影放映机、180 度的环形银幕、放映立体特效影51、片的系统和 196 个观众座椅。在观影过程中，剧场根据情节需要会制造一些特效，如刮风、下雨、雷电、水雾等，同时座椅会随着剧情的需要产生不同方向的 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 19 转动和振动，营造真实强烈的动感体验，得到观众的普遍喜爱（如图 4-4）。（4）机械展示 机械展示是一种典型的寓教于乐的展示形式，通过让观众亲身体验操作机械的乐趣，以直接参与的手段学习科学知识。在北京天文馆的太阳天文台，太阳真空望远镜可供观众在白天观看太阳色球层上的爆发、日饵、谱斑等太阳活动（如图 4-5）。图 4-5 太阳天文台（北京天文馆）（5）新媒介技术展示 计算机科学、材料科学、照明科学及其52、他科学技术的不断发展，促进了新媒体技术展示的兴起。现代新媒体技术展示形式多种多样，为观众创造了良好的感官体验。主要分为两大类，一是加强互动体验的设备，如触摸屏、电子摄像仪、光传感器等；二是提供丰富的视觉效果的投影显示类设备。在北京天文馆的“遨游宇宙”展项中，展示内容涵盖了太阳系、银河系和河外星系以及宇宙的起源、演化等知识领域。展示过程采用了多媒体、曲面投影、触摸屏、互动游戏等新颖的展示形式，增强了展项的趣味性和参与性（如图 4-6）。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 20 图 4-6 太空驾驶舱（北京天文馆“遨游宇宙”展项）4.2.2 以“观众体验为中心”的以“观众体验为中心”的53、设计设计方法方法“以观众体验为中心”的设计方法是基于观众从展项中获取信息的过程，对世界著名天文科技馆展项案例分析后，总结出的展示形式设计新理念，指注重观众与展项互动过程中的体验，围绕观众的思维模式和行为方式诠释展项所蕴含的信息，针对不同的展示内容设计对应的展示形式，以调动观众的参与性,让观众自愿参与其中，理解、吸收和牢记科学知识41。北京天文馆的大型天文科普互动展项“宇宙时空穿梭机”集知识学习、观看电影、互动游戏、参与留念等众多环节于一体，主要包括知识预备、选拔考核、体验穿梭三个部分42。在知识预备阶段，展示形式是一幅长 9 米、宽 2.5 米的图文板，展示了宇宙演化史（如图 4-7），通过简54、明的文字和图片介绍宇宙诞生及演化的历程。图 4-7 知识储备区（北京天文馆“宇宙时空穿梭机”展项）华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 21 在选拔考核阶段，触屏考核机将随机提出 10 道出自图文板上的问题，观众在规定时间内正确回答 6 道及以上问题后，将会获得“宇宙时空穿梭机”的登机牌（如图 4-8）。图 4-8 考核机及答题界面（北京天文馆“宇宙时空穿梭机”展项）获得登机牌的观众进入体验穿梭区后，将重返虚拟的宇宙大爆炸时期，通过电影观看宇宙演化全过程。之后观众们将以团队合作的形式参与互动游戏，体验合作和竞争的乐趣（如图 4-9）。后台程序会对整个过程以照片形式进行记录，观众可选择55、打印留念。图 4-9 体验穿梭（北京天文馆“宇宙时空穿梭机”展项）华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 22 4.3 展示形式展示形式设计设计基本原则基本原则 北京天文馆的“宇宙时空穿梭机”展项在展示形式方面综合运用了多种互动性媒介，实现了人与多媒体之间、人与人之间的多重沟通和交流，加深了观众对展示内容的记忆，达到良好的传递信息的目的。从案例分析中总结出天文科技馆展示形式设计的基本原则如下：4.3.1 互动性互动性 互动是促使观众通过体验和参与获取信息的最有效的方式之一。互动性原则将传统的科技馆单一式实物静态展示形式变为多元的开放式动态展示形式，引导观众主动参与，使观众与展项之间有意56、识的进行良性互动，达到信息的完美沟通43。4.3.2 趣味性趣味性 观众在参观展项过程中，如果对某个展项产生了兴趣，便会自觉地促使感官集中在它上面，并会留下较深刻的印象。反之，便会轻易地“抛弃”这一展项，寻找其他感兴趣的内容，该展项的展示信息也将无法传达。为了吸引观众的注意力，实现天文科技馆的展示目的，展示形式上强调趣味性是十分必要的。具体措施如提倡适当的动手原则，寓教于乐；或者可以运用计算机技术、影像动态媒体和虚拟现实技术等现代科技手段给予观众多方位的感官体验44。值得一提的是，天文科技馆展项的趣味性是和科学性紧密结合的。趣味性并不是设计的最终目的，而是一种手段，旨在将科学知识以一种更生动活57、泼的形式传达给观众。如果仅仅是为了好玩，那么科技馆就如同游乐场，成了纯粹的娱乐机构，背离了最基本的科教功能的要求。所以天文科技馆展项设计的趣味性原则必须跟随展示性质和内容的要求。4.3.3 新颖性新颖性 设计本身就是一项创造性的思维活动。如果展项规划设计采取新颖的、非同寻常的展示形式，会获得出人意料、耳目一新的效果。在展示形式方面，可以通过声光电等多媒体的综合运用给观众的感官制造刺激效应，新媒介新技术的运用也能更 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 23 好地增强信息传播效果。4.4 本章小结本章小结 随着科学技术的不断突破和广泛应用,现代的天文科技馆逐渐从传统的实物静态展示形式转58、化为信息互动性的交流式展示形式,更多地关注观众探索科学的学习过程。强调“以观众体验为中心”的展示方法实现了观众与展项之间的交流和互动,使科技馆展项的真正价值得以完全体现。本章对北京天文馆的多个展项尤其是“宇宙时空穿梭机”互动展项案例进行了详细的分析和归纳，提出展示形式应遵循互动性、趣味性和新颖性的设计原则。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 24 5 湖北省天门市天文科技馆展项规划设计的具体实践湖北省天门市天文科技馆展项规划设计的具体实践 本文的第 2 章至第 4 章在分析世界著名天文科技馆的展项设计案例的基础上，提炼出天文科技馆展项规划设计的基本原则。本章以湖北省天门市天文科技馆59、为实证研究对象，在前几章的理论研究成果的指导下，开展展项规划设计的具体实践。5.1 湖北省天门市天文科技馆设计理念湖北省天门市天文科技馆设计理念 通过研究天文学的发展历史与学科特点，总结得出天文学是研究宇宙间天体及其系统的科学，是一门古老的科学。希腊、埃及、中国、玛雅等古典文明的起源都含有对宇宙丰富的想象和强烈的思考。人类一直在不断追求和摸索，一步一步地探索宇宙、认识自然规律，并建立了许多科学观测和研究的方法。因此，我们确定了湖北省天门市天文科技馆的设计理念是“强化宣传宇宙、人和科学之间的关系”（如图 5-1）。在宇宙演化、星系和行星形成等促使人类诞生的主线以外，增设人类利用科学技术征服和利用60、宇宙的副线，从而起到普及天文知识的作用。图 5-1 宣传宇宙、人和科学之间关系的设计理念 5.2 知识体系的架构知识体系的架构 经过前期对天文学基础知识的研究与学习，将现代天文学知识体系内容进行简单分类，按照天文学研究对象的不同层次划分基本确定了五个知识范围：宇宙大爆炸、银河系、太阳系、地月系、天文观测工具和手段。再根据各个知识范围进行展示内容的细分，搜集相关知识点作为展示内容，实现了展示内容策划的科学性和知识性（如图 5-2）。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 25 图 5-2 湖北省天门市天文科技馆展示知识体系图 5.3 目标用户调研分析目标用户调研分析 在天文科技馆的展项规61、划设计前期，以调查问卷与访谈形式从目标用户对湖北省天门市天文科技馆展示知识的了解程度和对天文科技馆的展示形式的喜好倾向两方面进行调研，可以根据目标用户对天文知识的了解程度对展示内容比重及范围进行相应的调整，从学科、受众两方面同时增强展示内容策划的准确性与科学性。调研进行于 2014 年 6 月8 月期间，通过对湖北省省会城市武汉市 300 位中小学生和家长发放调研问卷和开展访谈，为湖北省天门市天文科技馆的展项规划设计提供指导性的数据支持。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 26 5.3.1 调研目的调研目的 探究目标用户的喜好倾向，寻找展项与用户心理需求的契合点。在目标用户接受问卷62、调研的同时进行访谈，吸取他们的想法和建议加入展项设计中，可收集更多设计灵感。在调研的同时打开湖北省天门市天文科技馆的宣传渠道，起到推广和提高知名度的作用。5.3.2 调研调研对象对象 作为天门市及湖北省唯一的一座专业性的天文科技馆，天门市天文科技馆拥有庞大的目标群体。由于目标用户群基本分布在华中地区，且主要是家长带孩子参观，因此调研对象确定为湖北省省会城市武汉市的 300 位家长和中小学生。观众年龄结构主要集中在 12 岁以下和 12 岁18 岁两个区间内，占到总人数的 85%左右；文化程度以初中和高中为主。调研对象的基本信息统计如表 5-1 所示：表 5-1 调研对象基本信息 基本信息 人数63、 百分比 性别 男 182 61%女 118 39%年龄 12 岁以下 97 32%1218 岁 158 53%1845 岁 45 15%文化程度 小学及以下 90 30%初中 76 25%高中 96 32%本科及以上 38 13%5.3.3 调研问题的确定调研问题的确定 调研问题源自湖北省天门市天文科技馆展示知识体系架构，基本确定为五个话题：宇宙大爆炸、银河系、太阳系、地月系、天文观测工具和手段，接着从目标用户对天文科技馆展示形式方面的喜好倾向作了深入调查，制定了一个完整的调研问卷（见附录 2）。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 27 5.3.4 调研调研方法方法 为了保证调研64、数据的全面性和科学性，调研问卷以针对性地对最有可能参观天文科技馆的目标人群进行发放，减少因为调查范围不全等缺陷带来的影响，提高调研结果的准确度。在发放问卷的同时进行正式程度不同的访谈，引入方式包括有助于维持互信关系的闲话家常，古代神话、天文科学成就、外星人影片等话题的交谈。访谈的同时对谈话过程进行录音，确定受访者对访谈内容的回应，减少因单一的问卷调查存在的缺陷和误差，尽量为后期展项设计提供有效的数据支持。5.3.5 调研结果分析调研结果分析（1）目标用户对天文知识的了解程度（数字为百分率）表 5-2 目标用户对天文知识的了解程度 知识体系 具体内容 完全不知道 知道但不了解 了解 非常了解 165、.宇宙大爆炸 宇宙大爆炸 32 51 14 3 2.银河系 恒星的演化过程 42 52 6 0 星系内部的组织结构 54 41 4 1 河外星系 65 30 5 0 3.太阳系 太阳 6 45 34 15 太阳活动 11 17 47 25 八大行星 3 10 24 63 太阳系的小天体 62 27 11 0 4.地月系 地球 地球的起源和演化 地球各圈层结构 地球的运动 月球 日食和月食 0 14 13 9 6 12 3 41 59 10 20 33 30 33 22 27 32 27 67 12 6 54 42 18 5.天文观测工具 和手段 天文望远镜 人造卫星 航天器 28 23 40 66、62 53 54 9 22 12 1 2 2 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 28 表 5-2 可以初步了解目标用户对天文知识掌握的情况。从整体程度看，我国公众对天文知识的了解程度普遍处于较低的状态，尤其在银河系、天文观测工具和手段这两方面了解程度较少。数据结果也体现了我国天文科普教育体制的一大缺陷，即观测技术展示非常不足。在湖北省天门市天文科技馆展项规划设计时，可针对统计的数据分布进行展示内容比重的相应调整和确定，同时需加强对天文观测工具的介绍和展示，让观众在实际动手操作中培养自主学习能力。（2）对天文学感兴趣的程度（单项选择题）图 5-3 目标用户对天文学感兴趣的程度 调研67、结果显示超过半数的受访者对天文学表示出极大的兴趣（如图 5-3）。随着科学技术的发展，公众关心我们居住的地球和宇宙的意识越来越强，渴望获得更多的科学知识。湖北省天门市天文科技馆正好可以利用公众的这个心理需求，使展项包含科学知识内涵，大力普及天文知识。（3）是否去过科技馆（单项选择题）55%38%6%1%0%10%20%30%40%50%60%非常感兴趣 有一些兴趣 一般感兴趣 不感兴趣 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 29 图 5-4 目标用户是否去过科技馆 图 5-4 显示 69%的受访者从未去过科技馆，去过科技馆的人很少。造成这个现象的原因是多方面的，从科技馆方面来说有宣传68、力度不够，展示内容单调、展项方式互动性差等原因，使得公众对科技馆的兴趣降低。因此在开展展项设计之前，应该制定出合理的科技馆展项规划方案，对科技馆展项的艺术设计和技术设计等多方面形成规范，促进我国科技馆事业的发展与建设。（4）参观天文科技馆的目的（多项选择题）69%29%2%0%10%20%30%40%50%60%70%80%从未去过 去过几次 经常去 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 30 图 5-5 目标用户参观天文科技馆的目的 由调研可知，89%的受访者表示参观天文科技馆的主要目的是因为天文知识匮乏，希望学习更多的天文知识，也有 59%的受访者觉得如果有自己感兴趣的内容会更吸69、引自己去参观天文科技馆（如图 5-5）。因此，天门市天文科技馆在展项设计方面应更注重科学性和知识性，向观众尽可能多地传播天文知识，同时满足观众的喜好和兴趣，给观众留下深刻的印象。（5）感兴趣的天文科技馆展示形式（多项选择题）由图 5-6 可以看出，受访者最喜欢的是互动游戏，其次是多媒体互动操作，自己动手演示和观看电影或视频的形式也比较受公众喜欢。由访谈得出，大多数中小学生由于具有天生强烈的求知欲，对新鲜事物有好奇心理，喜欢动手参加互动性强的展项。因此，强调观众与展项之间的互动，对于天文科技馆吸引公众、实现有效的信息传播都起到很好的作用。46%27%59%89%12%1%0%10%20%30%470、0%50%60%70%80%90%100%华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 31 图 5-6 目标用户感兴趣的天文科技馆展示形式 在天文科技馆展项设计之前对目标用户需求进行系统的科学分析，掌握相对完善的调研数据，能明确展项规划设计到底需要解决什么问题，如何解决这些问题，从而有效地指导和开展展项设计活动。5.4 湖北省天门市天文科技馆展项湖北省天门市天文科技馆展项规划设计重点规划设计重点 对天文学学科内容和目标用户研究两个方面进行综合分析后，提出湖北省天门市天文科技馆展项规划设计重点，为展示内容策划、展项设计以及展示形式设计传达出明确的设计要求。5.4.1 加强和人文科学的联系加强71、和人文科学的联系 天文的起源和人类神话密不可分。神话固然有封建性和局限性的一面，但也有在当时技术知识条件下合理、甚至对今天的天文学研究有启迪作用的一面。比如中国传统的混沌理论，至今仍然启迪着宇宙起源的种种观点。湖北古时为楚，具有悠久的历史文化积淀和地域特色的楚文化诞生了无数绚丽的神话和猜想。楚文化代表人物屈原的作品天问，提出了对天地、对自然的一百46%27%74%89%62%12%98%84%2%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%110%华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 32 多个问题，体现出作者对宇宙的探索精神和进步的宇宙观、认识论；盘古开天辟地72、夸父追日、嫦娥奔月等我国历史神话传说反映了古代劳动人民探索宇宙、征服自然的强烈愿望。将人文科学与天门市天文科技馆的展示内容结合起来，将是天门市天文科技馆的一大特色。5.4.2 加强加强展览的故事性展览的故事性 宇宙本身是一个宏伟且充满神秘想象的事物。在天门市天文科技馆的展项规划设计上，可弱化教科书上的天文学知识，尽量突出宇宙与人类之间关系的故事性和相关性。在故事线的安排上，首先借助声、光、电等多媒体模拟科幻电影里的“时空隧道”，激发观众的好奇心，开始一段宇宙探索之旅。接着介绍宇宙大爆炸、早期天体的形成、星云和恒星的形成、小行星和彗星的形成等。这一故事主题是“宇宙的起源”，通过系统地介绍宇宙的73、组成和银河系的相关知识，引出推动剧情发展的“角色”。随着展示对象范围的缩小，接着依次是“太阳系家族”和“地月系家族”，逐一介绍太阳系的行星。包括结合人类生活展示地球和月球的相关知识，如公转导致的季节、地球气候和气象、日食和月食、海洋潮汐现象等。在展示古今中外人类在天文学获得的成果后，介绍“人类探索太空的历程”，揭示人类探索宇宙使用的工具和仪器，并让观众亲自操作天文探测仪器，在动手过程中更清晰、更深入地学习天文科学知识。最后，观众在团队合作游戏中轻松愉快地结束宇宙探索之旅。运用有剧情的故事线将展示内容串联并组织起来，可以吸引观众、引人入胜，也能更有效地传播信息，实现展示目的。5.4.3 加强人类74、探索和利用宇宙空间的展示加强人类探索和利用宇宙空间的展示 伴随着航天技术的发展，人们开始了不懈的探索宇宙空间的历程。半个多世纪以来，人类发射了近千颗科学卫星，走访了太阳系几乎每一个角落；气象卫星、通讯卫星、导航卫星、测地卫星等，给人类提供了不可或缺的服务。这些带给人们巨大便利的技术是如何实现的，是“宇宙、人和科学的关系”故事中的一段重要章节。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 33 天门市天文科技馆将结合多种展示方式人类探索太空的伟大历程和使用的工具与手段。5.4.4 加强新技术、新手段的运用加强新技术、新手段的运用 展示过程中需要加强新技术、新手段的运用，使天门市科技馆更富有现代75、气息。除了一般的陈列品（例如天文仪器、行星模型等）之外，综合运用机电一体化技术、多媒体技术、仿真技术、虚拟现实技术等多样化的展示形式，增强科学传播的表现力和震撼力，使观众通过多样化的互动方式在天文科技馆里自主学习，在参与和体验中提高科学素养。5.5 体现主题思想的内容框架体现主题思想的内容框架 通过前面几节对知识点的确定以及目标用户的需求分析，确定了展项规划设计重点。借助故事线串联展示知识，结合天门市的地域特色和悠久历史体现主题思想，以建立系统的展示内容框架。战国时期属于楚国区域的天门市是一座历史悠久、文化底蕴深厚的城市，楚文化和艺术充满了灵动飞扬、奇思妙想的浪漫主义色彩。天问是屈原所作楚辞中76、的一篇杰作，表现出诗人非凡的学识和丰富的想象力。以“天问”为主题，可以引导观众带着思考的角度开始一段宇宙探索历程，用主题展开式的方法建立内容框架（如图 5-7）。结合各展区的展示内容，展区的名称灵感均来源于中国古代和天文有关的家喻户晓的历史人物：屈原、盘古、夸父、嫦娥和鲁班，从传统文化中发掘和提取与展示主题相关的人文元素，赋予展示内容一定的文化内涵，使天文科技馆和人文科学巧妙地结合起来。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 34 图 5-7 湖北省天门市天文科技馆展区划分及内容框架“时空隧道”带领观众开启一场天文探索之旅，展区包括“到太空中看地球”“地球演化奏鸣曲”“你认识我们的地球77、吗”三个部分。观众的视野先从展馆开始逐级升高，先看到整个展馆、所在的大楼、所在的地区、天门市、整个中国、整个地球乃至宇宙，利用卫星遥感图营造震撼人心的视觉效果。接着以生动形象的手法介绍地球从诞生到现在不同时期的演化全过程。“屈原馆”通过高科技的数字展示形式显示屈原在天问中提出的有关宇宙的问题，深入探索天文和神话、艺术的关系，让观众意识到人类创造力的来源是自由的想象。这一展区的展项设计将融入浓厚的楚文化色彩。“盘古馆”结合“盘古开天地”的神话，从宇宙大爆炸开始，讲述宇宙诞生的故事。这一展区展示的科学内容包括宇宙大爆炸理论、星系和恒星的形成、宇宙膨胀、暗物质和暗能量等银河系的相关知识。从银河系范围78、逐渐缩小，“夸父馆”结合“夸父追日”的神话，重点介绍太阳系。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 35 展示内容包括太阳黑子、光斑、耀斑和日冕等太阳活动及其对地球的影响；介绍海洋潮汐、气候气象、日食和月食等，对太阳系各大行星进行详细介绍。观众对宇宙天体基本有所了解后，“嫦娥馆”结合“嫦娥奔月”的神话，体现人类探索宇宙的种种努力。展项主要介绍各种航空航天器的原理：飞机、火箭、卫星、航天站、着陆器、推动器等等。这一展区还将介绍人类利用空间的种种技术，如导航卫星，通讯卫星，气象卫星等。“鲁班馆”以我国巧手工匠鲁班命名，介绍人类探索宇宙使用的工具和仪器。小如磁强计、等离子体探测器，大如射电望79、远镜阵列，通过结合实物对天文探测工具和仪器进行深入浅出的介绍。同时，提供给观众动手操作的天文设备和仪器，让观众在亲自参与的过程中学习天文知识。最后，“互动中心”以参与体验类游戏展示高科技、新技术的应用。一个是竞技类游戏“星球大战”。每队开局选择一个星球，然后各星球开战，确定最后的统治者。另一个是“虚拟登月”，利用虚拟现实技术模拟人类首次登月活动阿波罗计划，由观众们分别扮演指挥官、登月员、航天飞机驾驶员等不同角色，参与虚拟航天飞行和登月过程。通过虚拟现实技术和其它新媒体技术的运用，为观众提供身临其境的宇宙世界，让观众在轻松娱乐的氛围中结束宇宙探索之旅。在展示内容策划的系统性设计原则的指导下，七个80、展区围绕设计理念，结合当地的历史文化与地域特点，在“天问”的设计主题引导下，用主题展开式的故事线建立内容框架，使观众在有剧情的故事线的引导下进入探索宇宙的奇妙旅程。同时，各展区的展项内容紧紧围绕展区主题展开，可加深观众对展示内容的学习和理解。七个主题展区之间融会贯通，环环相扣，步步升华，使天门市天文科技馆的展示内容体系形成了一个统一的整体，合理地引导观众理解展示内容。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 36 5.6 展示空间分析及参观路线展示空间分析及参观路线 图 5-8 湖北省天门市天文科技馆展示空间布局 如图 5-8图 5-10 所示，湖北省天门市天文科技馆的第二层由时空隧道作81、为引导，依次包括介绍天体知识的屈原馆、盘古馆和夸父馆；观众对宇宙的基础知识有了大体了解后，上至第三层，依次参观嫦娥馆、鲁班馆，认识古今中外人类探索宇宙的历程以及使用的工具和仪器；最后在互动中心结束参观过程。图 5-9 湖北省天门市天文科技馆二层展区 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 37 图 5-10 湖北省天门市天文科技馆三层展区 5.7 各展区核心展项各展区核心展项 根据湖北省天门市天文科技馆各展区的主题内容将展示信息系统化地梳理、组织，以此展开展项设计（如表 5-3），具体的展项初步设计方案见附录 3。表 5-3 湖北省天门市天文科技馆各展区核心展项 展区名称 展项名称 时82、空隧道 在时空及地球上的旅行（太空中看地球、地球演化奏鸣曲、你认识我们的地球吗）屈原馆 屈原雕塑、神话雕塑、奇妙的微观世界、天体世界、生命挽歌 盘古馆 宇宙大爆炸、陨石展示、暗物质与暗能量、空间膨胀、彗星与流星、万有引力、外星人、发现黑洞、美丽的星团和河外星云、星座与星宿、哈勃定律与宇宙尺度 夸父馆 八大行星、悬浮地球、板块结构模型、大气演变、时空测量、地球磁场、日地月运转模型、地球的圈层 嫦娥馆 月球车互动演示、绕月飞行、月球漫步、航天器大家族、四轴平衡仪、科氏转盘、火箭升空体验、小小宇航员 鲁班馆 太阳黑子实时观测、太阳光谱实时观测、探测器原理和组装、古代观测仪（浑仪、圭表、浑天仪）、现代83、观测仪（折射式天文望远镜、射电望远镜、指南针、六分仪）互动中心 星球大战、虚拟登月 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 38 在天门市天文科技馆的展项内容选择方面，广泛搜集近几年来公众关注的重大天文热点新闻，如 2013 太阳峰年、中国月球车探访“广寒宫”等，体现展示内容的与时俱进，以遵循展示内容策划的时代性基本原则。例如在夸父馆的“日地月运转模型”展项中，在展示太阳的质量、体积、内部构造等相关基础知识的同时，结合2013 太阳峰年的新闻，重点介绍太阳表面和大气层中的活动现象，如太阳黑子、耀斑和太阳风暴等，让观众了解太阳活动对地球的影响和人类应对的措施；在嫦娥馆，“月球车互动演示”84、展项用互动演示的方式展示月球车的操作过程，同时利用多媒体视频播放“嫦娥三号”探月任务全程解析以及科研成果。观众可以在了解天文前沿热点新闻的同时学习相关天文知识，并感受到我国科学工作者在探索宇宙事业上的努力和进步。5.8 本章小结本章小结 本章以湖北省天门市天文科技馆为对象，进行了展项规划设计研究的应用和具体实践。在展示内容策划的科学性、系统性和时代性的指导下，确定了“强化宣传宇宙、人和科学之间的关系”的设计理念，进行了展示知识体系的组织与架构，并针对目标用户做了详实的社会调研。从天文学学科知识体系和观众的需求两方面出发，提出天文科技馆展项规划设计重点，以故事线的脉络进行展示内容策划，展示内容结85、合基础科学和前沿科学开发，引导观众学习天文知识。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 39 6 展项方案初步设计展项方案初步设计以以“星球大战”展项为例“星球大战”展项为例 湖北省天门市天文科技馆展示内容策划为展项初步设计提供了基础和方向。在整合调研资料和策划方案之后，对各展区的核心展项进行的形象化、艺术化的设计，着重对“互动中心”的“星球大战”展项设计案例进行分析与介绍。6.1 展项介绍展项介绍 大型团队互动游戏“星球大战”展项是“互动中心”展区的核心展项，利用虚拟现实技术搭建沉浸式逼真场景和设定剧情发展的游戏任务，让观众体验真实的宇宙环境（如图 6-1图 6-2）。恒星演化是一个86、漫长且复杂的过程，但通过互动游戏的形式将知识点转化成浅显易懂的形式，更利于观众理解和接受。在游戏开局时，观众首先通过有剧情的故事线发展学习恒星的产生和演化的动态过程，即星云分子云球状体原恒星年轻的恒星中年恒星45。之后两人或两人以上为一队参赛，每队开局选择一个星球，经过演化和发展后，各星球之间进行对决，最后胜者成为宇宙的统治者。图 6-1“星球大战”互动场景效果图 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 40 图 6-2“星球大战”展项三视图 6.2 相关相关技术支持技术支持 展项主要设备名称 Oculus Rift 眼部装置、Omni 脚下装置、迷你电脑系统 弱电需求 否 通风需求 87、是 强电（电压等级、功率）是 空气温度、湿度 否 控制数据线需求 否 供水（压力、流量）否 网络需求 是 压缩空气（压力、流量）否 承载/偏载/重载/动载荷 否 悬空吊挂及连接要求 是 消防需求 是 主要实现软件 VRP、Quest 3D、Patchwork 3D、EON Reality 等仿真软件 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 41 软件设计说明/系统需求 互动游戏或视频必须是在 Windows7 系统下，经济上和技术上可行的播放软件，必须包括高品质的色彩和图像，支持 3D 音效效果 功能/控制/系统流程框图 6.3 遵循展项设计原则的体现遵循展项设计原则的体现 6.3.188、 艺术性艺术性 造型符合审美要求，给人美的视觉享受。展项的基座和吊顶采用多边形和圆形交错的形态，当游戏进行时，基座和吊顶会转动并产生不同的灯光效果，与游戏场景相互呼应，创造了艺术性的动态画面，提供给观众艺术美的视觉感受。展项道具颜色以黑色为主，表面富有光泽且质地细腻，给人庄重、稳定的感觉，具有科技感和现代感。整个空间以冷色系为主，营造后退收缩感，引起空间扩展的错觉。护栏和基座边缘均有灯带进行装饰，在提升展示效果表现力的同时有助于视觉进行准确和详细的识别。6.3.2 安全性安全性 在造型设计方面，由于展项采用沉浸式高仿真的虚拟现实技术，为避免参与者在虚拟的多维信息空间中过于投入产生感知的误判，伤89、到自己或他人，设置展项的安全防护设施很有必要。通过在每个参与者的位置上设计了齐腰的防护栏，使参与者在一定的区域范围内活动，可以保证观众在一个安全可靠的条件下参与展项互动（如图 6-3）。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 42 图 6-3“星球大战”安全性设计 6.4 遵循展示形式设计原则的体现遵循展示形式设计原则的体现 6.4.1 互动性互动性 展项较好地协调了展示信息与观众之间的关系。虚拟现实技术的应用，使展项具有独特的魅力，实现了科学与艺术的结合。通过虚拟现实技术营造出逼真的三维空间环境，使观众沉浸其中并能够通过语言、手势、肢体运动等方式与场景内容进行实时互动46,47；同时90、，团队合作的游戏形式加强了人与人之间的交流与互动，参与者能体验到大型组队游戏的竞争感和刺激感。6.4.2 趣味性趣味性 互动游戏的形式能吸引广大观众尤其是青少年的参与兴趣。电影星球大战里奇妙的科幻世界，给广大影迷留下了深刻印象。在“星球大战”展项中，电影里的世界将真实再现，极强的仿真场景让观众在组队游戏的过程中感受到乐趣和刺激。6.4.3 新颖性新颖性 展项借助虚拟现实技术实现展示效果。虚拟现实技术（简称 VR）是 20 世纪 80年代末出现的新兴而热门的高新技术，利用 CG 技术、多媒体技术、传感技术、立体影像技术、仿真技术等多种技术的完美结合，营造出沉浸式交互环境的虚拟场景，并可以和人的视91、觉、听觉、触觉等感官进行实时交互，并对观众的动作或指令产生 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 43 及时的反映48,49。观众头戴一个显示立体影像的头盔，手持传感控制器，可以操纵场景中的物体并得到反馈信息，使观众产生一种身临其境的真实感（如图 6-4）。虚拟现实技术是信息领域研究开发的热门技术，是伴随着信息时代的来临应运而生的一种新型展示形式。将新兴技术普及给广大公众，具有创新性，同时也将把天文科技馆的展项设计带到全新的数字化虚拟空间的新领域。图 6-4 虚拟现实技术 6.5 本章小结本章小结 本章着重对湖北省天门市天文科技馆互动中心的核心展项“星球大战”方案进行分析。“星球大战92、”在满足艺术性的造型外观的同时，注重展项自身的安全性设计；在新兴的虚拟现实技术的支持下，团队游戏互动的展示形式具有一定的新颖性和趣味性，引导观众参与和互动，实现了艺术和技术的完美结合。同时，介绍了展项设计和展示形式设计的基本原则在实际设计案例中的应用和具体体现，进一步完善了天文科技馆展项规划设计的理论体系。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 44 7 总结和展望总结和展望 7.1 全文的总结全文的总结 本文在现有国内外相关课题研究现状的基础上，访问了洛杉矶格里菲斯天文台、加拿大蒙特利尔天文馆、北京天文馆、莫斯科天文馆、华沙哥白尼科学中心等 50 多个世界著名天文科技馆的官方网站，收93、集天文科技馆展项设计的优秀案例，从天文科技馆的展示内容策划、展项设计和展示形式三个方面进行分析，归纳总结优秀天文科技馆在展项规划设计上的经验和方法，提炼出天文科技馆展项规划设计的基本规律和设计原则，并将理论研究应用于湖北省天门市天文科技馆的展项规划设计实践中。本文的创新点体现在以下两个方面：（1）总结出天文科技馆展项规划设计的基本设计原则：展示内容策划要体现展示内容的科学性、系统性和时代性；展项设计需要具有艺术美的外观，同时注重安全性；展示形式上要强调展项与观众的互动性，可借助先进的科技手段实现展项的新颖性和趣味性。（2）将展项规划设计的基本原则应用于湖北省天门市天文科技馆的展项规划设计实践中94、，更好地完善了理论研究。围绕湖北省天门市天文科技馆的建设目标，确定设计理念，制定天门市天文科技馆展项规划设计战略，并以“天问”为主题建立展项规划设计内容框架，完成了展项初步设计方案。7.2 未来的展望未来的展望 本文的研究虽然取得了一些成果，但也存在许多需要改进和补充的地方，主要表现在以下几点：（1）由于精力和时间的限制，没能去更多的地方进行实地调研，有限的样本给本文调研造成了一定的局限性，因此调研结论上难免会有考虑不足和偏差之处。（2）观众在参观过程中的满意度是衡量一个科技馆展览水平的重要标准之一。然而由于湖北省天门市天文科技馆的展项深入设计和制造过程还未进行，没法构建 华 中 科 技 大 95、学 硕 士 学 位 论 文 45 评价指标对展项设计效果进行检验和评估，失去了在实践中不断改进自己研究内容的机会。华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 46 致致 谢谢 这篇毕业论文是我在华中科技大学三年硕士学习生涯的最后一份答卷。光阴荏苒，在华中科技大学七年的学习生活时光转瞬即逝，但在这宝贵的七年时光中，我在众多老师和同学们的帮助下快速成长，收获的一切注定让我终生受益。首先，我要感谢恩师刘心雄教授几年来给予我的教导和关怀。刘老师严谨治学的态度、孜孜不倦的敬业精神和勤奋朴实的工作作风一直以来是我学习的楷模。在刘老师的教导下，我不仅在专业学习上得到提高，而且在为人处事、学习方法、研究思96、路等诸多方面受益匪浅。在论文的研究过程中，刘老师从选题、构思、撰写以及修改等各个阶段一直对我严格要求，使我在课题研究和写作过程中有了清晰的方向。在课题的研究过程中，每当我遇到疑惑的地方，刘老师总会放下繁忙的工作，不厌其烦地给我提供许多中肯的指导意见；在论文的写作过程中，刘老师对我的论文一丝不苟地批阅，字字句句把关。刘老师给予我的悉心指导和帮助，是我得以顺利完成论文的主要力量支柱。在硕士毕业之际，我衷心地向我的导师刘心雄副教授表示崇高的敬意和真诚的感谢！我还要感谢李春富老师、黄朝晖老师、曹淮老师、袁华祥老师、雷田老师等华中科技大学机械科学与工程学院工业设计系所有教导过我的老师们，他们深厚的学术知97、识和诲人不倦的精神让我受益匪浅。在此，我向各位老师们致以诚挚的谢意！同时，我在课题研究的过程中也得到实验室其他同学们的支持和帮助。感谢甘霖和黄聪美同学在我课题的研究阶段给予了很多帮助和建议。感谢参与湖北省天门市天文科技馆展项设计项目组的所有同学们，尤其是和我共同开展了目标用户调研的曹文琦和李婉琼等同学，感谢你们为课题研究提供大力帮助和支持。最后，特别感谢我的家人给我生活和学习上的照顾和关心，他们给我无微不至的关爱，使我拥有更大的信心与勇气去面对挑战、不断进步。谨以此文致谢！李文思 2015-04-26 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 47 参考文献参考文献 1 郭霞.中国天文馆98、的发展与探索J.科普研究.2009(03):83-88.2 中国科学技术协会.科学技术馆建设标准S.北京,2007.3 潘政.上海科技馆二期：展项图册M.上海科学技术文献出版社,2007.4 郭宪曾.陕西博物馆大全M.陕西人民出版社,2009.5 刘宝明.当代北京博物馆史话M.当代中国出版社,2009.6 钟山风.当代展示设计理论与研究M.湖南美术出版社,2003.7 李东，张生军.会展展示设计M.中山大学出版社,2012.8 伯特龙，史沃兹，费雷.展览设计实用手册M.中国建筑工业出版社,2007.9 中国科学技术馆.1999-2005 年科学技术馆报告M.北京:中国科学技术出版社,2007.99、10 方家增，陈四敏.科技博物馆展示设计的探索J.科普研究.2009(01):46-51.11 李智强.科学中心展览设计标准的研究J.科技创新导报.2010(15):7-8.12 张睿.中国现代科技馆展示新理念初探D.武汉理工大学,2009.13 邹新伟.论如何进行科技馆的展示内容规划A.安徽首届科普产业博士科技论坛暨社区科技传播体系与平台建构学术交流会论文集C.2012.14 袁一雪，马之恒，谭娜，等.迈克.伊文思：网游可以做科普N.北京科技报.15 Stefan Kopp,Lars Gesellensetter,Nicole C Kramer,et al.A Conversational 100、Agent as Museum Guide-Design and Evaluation of a Real-World ApplicationA.Intelligent Virtual Agents.5th International Working Conference C.2005.16 Asano T,Ishibashi Y,Minezawa S,et al.Surveys of exhibition planners and visitors about a distributed haptic museumA.Proceedings of the 2005 ACM SIGCHI In101、ternational Conference on Advances in Computer Entertainment Technology C,2005.17 王敏.基于价值空间理论的科技馆展示设计策划研究D.武汉理工大学,2009.18 Levy M.Space age planetariumZ.New York,NY,United states:2005.19 赖灿辉.关于科技馆创新展品策划与研发的探讨J.中国新技术新产品.华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 48 2009(12):247-248.20 廖红.以故事线为主题展开方式的展览设计探讨A.第十届中国科协年会论文集102、（一）C.2008.21 Yasunori N,Takaseki K,Okamoto T,et al.A total environment for learning astronomyA.Proc.Int.Conf.on Computers in Education 2005:Towards Sustainable and Scalable Educational Innovations Informed by the Learning Sciences-Sharing Research Results and Exemplary Innovations,ICCE C.2005.22 吴晓龙103、.科技馆展品选择和设计的原则探讨J.黑龙江科技信息.2008(10):53.23 余明.简明天文学教程M.北京:科学出版社,2012.24 邹光宇.宇宙概论M.北京:九州出版社,2013.25 吴国荣，吴瑕.广义的展示设计方法与理论研究M.南昌:江西美术出版社,2013.26 梁兆正.对科技馆建设理念和建馆模式的探讨J.科普研究.2010(01):53-56.27 Min W,Jialong X.Research on the exhibition design strategy based on exhibition value systemA.2011 6th International 104、Conference on Product Innovation Management C.2011.28 林坚.科学技术与人文的分裂与整合J.科普研究.2011(01):63-68.29 Shanshan W.Discussion on the Social Role of Science and Technology Museum under Service Sciences TheoryA.2011 International Conference on Management and Service ScienceC.2011.30 http:/espacepourlavie.ca/pl105、anetarium 加拿大蒙特利尔天文馆Z.31 Liu J,Liu X,Gao B,et al.Exhibition user experience research and design for applications of context awareness technologiesA.Internationalization,Design and Global Development.4th International Conference,IDGD 2011C.2011.32 Luhr R,Reimanis D,Cross R,et al.Natural Science Visua106、lization Using Digital Theater Software:Adapting Existing Planetarium Software to Model Ecological SystemsA.2013 International Conference on Information Science and 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 49 ApplicationsC.2013.33 Chen X.Research on the aesthetic applications of art design materialsJ.Applied Mechani107、cs and Materials.2012,174-177:253-257.34 周振涛.浅析科技馆中观众的事故行为D.华中科技大学,2007.35 刘心雄，周振涛.科技馆中有关展项的人机安全设计探索J.艺术与设计(理论).2007(06):82-84.36 陈之明，钟志云，赵旭，等.PEOPLES ON(人际互动):一个科技馆理念的提出J.广东科技.2011(24):16-19.37 Gordon S.Application of new technologies:experiences at the Science Museum,LondonN.ASLIB,UK.38 伍亚婕.试论博物馆陈108、列中的互动体验展示D.复旦大学,2008.39 马昱，刘杰成.国内常见展示形式在科技馆中的运用J.科协论坛(下半月).2009(03):157.40 赵斌.浅谈特效影院与现代科学技术J.黑龙江科技信息.2008(05):23.41 汤善雯.互动设计在博物馆展示中的应用D.南京艺术学院,2012.42 http:/ 赵巍.科技馆展品设计方法探讨D.华中科技大学,2007.44 谢江宁.以人为本论科技展品设计中的人性化研究D.华中科技大学,2007.45 Yount lisa.现代天文学:拓展宇宙M.上海:上海科学技术文献出版社,2011.46 任星.浅谈虚拟现实技术及其在科技馆中的应用J.科学大109、众.2008(04):138.47 Liu H X,Teng Z H.The exhibition design and implementation based on virtual reality technologyA.Advances in Applied Sciences,Engineering and Technology II C.2014.48 Borsotti M,Bollini L.Reshaping exhibition&museum design through digital technologies:a multimodal approachN.IPI Press,110、(25-31).49 Slattery D R.Virtual reality and hallucination:a technoetic perspectiveA.Proceedings of the SPIE-The International Society for Optical Engineering C.2008.华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 50 附录附录 1 攻读学位期间发表学术论文目录攻读学位期间发表学术论文目录 1 Xinxiong Liu，Wensi Li,etc.Research on the Color of Anchor Handling Tow111、ing Supply VesselJ.Applied Mechanics and Materials,2013(496-500):2715-2719 2 刘心雄，李文思等.相框P.中国专利：ZL 201230305904.7 3 刘心雄，李文思等.笔筒P.中国专利：ZL 201230305883.9 4 刘心雄，李文思等.笔筒P.中国专利：ZL 201330163275.3 5 刘心雄，李文思等.台灯P.中国专利：ZL 201330163950.2 6 刘心雄，李文思等.台灯P.中国专利：ZL 201330163676.9 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 51 附录附录 2 湖112、北省天门市天文科技馆观众调查问卷湖北省天门市天文科技馆观众调查问卷 您好！我们在做一项课题研究，目的是了解即将建成的湖北省天门市天文科技馆的目标用户对于天文学知识的了解程度和对天文科技馆的认知度的基本情况，以便针对性、科学性地开展天文科技馆的展项规划设计。非常感谢您的配合！第一部分：基本情况第一部分：基本情况 姓名 性别 年龄 联系电话 文化程度 小学及以下 初中 高中 本科及以上 第二部分：天文知识的了解程度（单项选择题）第二部分：天文知识的了解程度（单项选择题）1.宇宙大爆炸（宇宙在过去有限的时间宇宙大爆炸（宇宙在过去有限的时间内内，由由一个密度极大且温度极高的最初状态，一个密度极大且温度113、极高的最初状态，经过不断的膨胀与繁衍演变到达今天的状态）经过不断的膨胀与繁衍演变到达今天的状态）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 2.银河系银河系（银河系银河系分布着分布着一千一千到四千到四千亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃的星际气体和星际尘埃）（1）恒星的演化过程（星云分子云球状体原恒星年轻恒星中年恒星老年恒星衰老和死亡）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （2）星系内部的组织结构（银盘、银晕和银冕）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （3）河外星系（在银河114、系以外，由大量恒星组成的星系）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 3.太阳系太阳系（以太阳为中心，和所有受到太阳的重力约束天体的集合体以太阳为中心，和所有受到太阳的重力约束天体的集合体、八大、八大行星行星和和众多矮行星小天体组成的天体系统众多矮行星小天体组成的天体系统）（1）太阳（内部构造、所处位置和基本参数）华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 52 A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （2）太阳活动（太阳黑子、光斑、耀斑、冕洞、太阳风等）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （3）八大行星（水星、金星、地球、火星、木115、星、土星、天王星和海王星）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解（4）太阳系的小天体（小行星、彗星、流星体）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 4.地月系地月系（地球地球与与月球月球构成构成的的天体系统天体系统）（1）地球（内部构造、所处位置和基本参数）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （2）地球的起源和演化（地球历史，大陆漂移假说）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （3）地球各圈层结构（大气圈、生物圈、岩石圈、水圈等）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （4）地球的运动（公转和自转、116、地极移动）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （5）月球（内部构造、所处位置和基本参数）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （6）日食和月食（时间、原理和观测方法）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 5.天文观测工具和手段（望远镜、人造卫星、空间探测器、宇宙飞船等天文观测工具和手段（望远镜、人造卫星、空间探测器、宇宙飞船等）（1）天文望远镜（原理、结构和使用方法等）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 （2）人造卫星（用途、特点及世界各国发射的著名人造卫星）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常117、了解 （3）航天器（月球探测器、行星探测器等相关知识）A.完全不知道 B.知道但不了解 C.了解 D.非常了解 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 53 第三部分：天文科技馆的认知度第三部分：天文科技馆的认知度 1.对天文学感兴趣的程度（单项选择题）对天文学感兴趣的程度（单项选择题）A.不感兴趣 B.一般感兴趣 C.有一点兴趣 D.非常感兴趣 2.您是否去过科技馆（单项选择题）您是否去过科技馆（单项选择题）A.从未去过 B.去过几次 C.经常去 3.参观天文科技馆的目的（多项选择题）参观天文科技馆的目的（多项选择题）A.参观科技成果，了解科学常识 B.掌握新知识和新方法 C.科技馆118、内有自己感兴趣的内容 D.天文知识匮乏，希望学习更多天文知识 E.休闲娱乐 F.其他 4.感兴趣感兴趣的天文科技馆展示形式（多项选择题）的天文科技馆展示形式（多项选择题）A.听讲解员解说 B.图文展板、介绍牌 C.观看科普电影和视频 D.多媒体互动操作 E.动态展品 F.静态展品 G.互动游戏 H.自己动手参与演示 I.其他 请您对科技馆提出宝贵意见和建议：再次感谢您的配合！谢谢！填写日期：年 月 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 54 附录附录 3 湖北省天门市天文科技馆展项方案列表（初步方案）湖北省天门市天文科技馆展项方案列表（初步方案）一一时空隧道时空隧道 展项名称展项119、名称 展示内容展示内容 展示形展示形式式 效果图效果图 在时空及地球上的旅行 1.太空中看地球：观众的视野先从展馆开始逐级升高，由整个展馆至所在的大楼、所在的地区、天门市、湖北省、整个中国、整个地球乃至宇宙。展项充分利用人造卫星遥感图片营造震撼人心的视觉效果 玄光走廊、LED显示装置、投影设备 2.地球演化奏鸣曲：以生动形象的手法介绍地球从诞生到现在 46亿年间的演化全过程 玄光走廊、LED显示装置、投影设备 3.你认识我们的地球吗：介绍有关地球的科学知识和保护环境的有关内容 玄光走廊、LED显示装置、投影设备 二二屈原馆屈原馆 展项名称展项名称 展示内容展示内容 展示形式展示形式 效果图效果120、图 1.屈 原 雕塑 屈原雕塑及空中滚落的 LED 文字，艺术化的表达天问主题 雕塑、LED 显示装置 2.神 话 雕塑 关于宇宙及天地的上古神话雕塑，配合滚动的文字投影，向观众讲述古代人民的智慧及无穷的想象力 雕塑、LED 显示装置 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 55 3.奇 妙 的微观世界 微观世界里活跃着组成我们宏观世界的元素分子、原子、亚原子、粒子等。观众将通过互动多媒体装置认识这个奇妙的世界 互动多媒体 4.生 命 挽歌 通过多媒体互动形式了解组成生命细胞的基本元素 互动多媒体 三三盘古馆盘古馆 展项名称展项名称 展示内容展示内容 展示展示形式形式 效果图效果图 1121、.“宇宙大爆炸”展示宇宙由一个密度极大且温度极高的状态，经过不断的膨胀与繁衍演变到达今天的状态 悬挂陨石模型及宇宙碎片、墙面投影 2.暗 物 质与暗能量 暗物质、暗能量的基本特征和发现过程 多媒体互动 3.多 姿 多彩的恒星 在恒星演化的过程中讲述各个阶段的不同类型恒星 多媒体互动 4.空 间 膨胀 一个可以按比例膨胀与收缩的机械模型上面布满了 LED 灯点，每一个灯代表一个星系，通过规则的运动模拟出这些点的位置变化 机械模型、LED灯、图文板 5.陨 石 展示 通过实物展品与显微镜让观众了解不同类型陨石的知识 陨石实物、图文板和显微镜 6.彗 星 与流星 屏幕上会飞过流星与彗星的动态图像。观122、众抓住其中一个后屏幕会显示该彗多媒体触屏互动游戏 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 56 星或流星的相关知识 7.万 有 引力 观众可通过观察小球在漏斗型桌面上的运动了解万有引力定律 机械模型、图文板 8.星 座 和星宿 通过实时调取当天的星空图，观众可以对照星座的符号，查看其在星空图中的位置 多媒体互动、图文板 9.美 丽 的星团和河外星云 观众在欣赏美丽的影片的同时了解星团和星云的知识 3d 电影 10.哈勃定律与宇宙尺度 通过多媒体视频介绍哈勃定律导致人类宇宙观的重大变革 多媒体视频 11.发现黑洞 通过多媒体游戏介绍不同类型黑洞的形成等知识。观众要在一个宇宙的图像中寻找黑123、洞的位置，点击选择其中一种并阅读相关信息，了解不同黑洞的形成过程 多 媒 体 互 动 游戏、多媒体视频 四夸父馆四夸父馆 展项名称展项名称 展示内容展示内容 展示展示形式形式 效果图效果图 1.银河系 包括银河系的排列分布、星系内部的组织结构等 视频展示 2.八大行星 展示太阳系中八大行星的详细内容，讲述每一颗行星的性格和故事 星球模型、图文板、视频展示 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 57 3.板 块 结构模型 介绍板块构造，板块运动及其与火山、地震等自然灾害的关系 机械装置互动 4.地 球 的圈层 介绍地球外部圈层和地球内部圈层两大部分。地球外部圈层可进一步划分为三个基本圈124、层，即水圈、生物圈、大气圈 互动多媒体装置 5.大 气 演变 主要介绍大气的组成成分 互动多媒体装置 6.天 体 距离 让观众了解天体测量的不同方法。如造父变星、质光定律等测量方式 互动多媒体装置及小实验 7.地 球 磁场 观众通过视觉化的磁力线了解地球磁场及南北极的相关知识 互动多媒体 8.河 外 星系 主要展示河外星系的分类和发现过程 3d 电影 9.外 星 生命的探讨 展示目前为止人类对于外星生命的探索与研究 3d 电影 五嫦娥馆五嫦娥馆 展项名称展项名称 展示内容展示内容 展示展示形式形式 效果图效果图 1.航天器大家族 展示中国航天史各个发展阶段的典型航天器模型 实物模型、图文板等 125、华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 58 2.航空训练基地 为观众提供各种航天飞行员的训练体验，包括月球漫步行走、四轴平衡仪、离心机、波浪摆等展项 互动参与展项 3.漫游发射场 观众将乘坐热气球，从空中俯视大地，经历一场精彩的飞天之旅 热 气 球 模 型、360 度投影 4.火箭升空体验剧场 真实模拟出航天载人舱从发射、飞行到遨游太空、登陆月球的整个过程 火箭环境模拟、互动式座椅、视频展示 5.火箭发射 该展项是一个气压火箭发射模型。观众通过手动打气积累气压到一定量时按下气泵，火箭从圆柱状玻璃罩中发射 机械模型 6.小小宇航员 模拟航天员的头低位与操作训练 观众互动参与 7.月球漫126、步 观众进入设定半球形场馆中，体验 360度视觉体验里面的宇宙，观赏太空旖旎的风光 虚拟现实技术 8.飞向太空 截取多部电影对于宇宙以及未来的幻想制作成一段视频，使观众在欣赏完这段视频后保留对于宇宙的神秘感与探究心 视频展示 9.月球车互动演示 通过观众操控月球车模型的方式展示月球车的用途；利用多媒体视频播放及图文板展示月球车给人类探究月球的领域带来的历史性时刻以及科研成果 机械模型、多媒体视频展示、图文板 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 59 10.绕月飞行 此展项为飞行模拟体验。体验者在驾驶舱内可体验到一个完全虚构的可访问登月舱模拟器提供的各种运输货物，进行采集数据和定位丢127、失货物等游戏任务 虚拟现实技术。Oculus Rift 眼部装 置+Omni 脚下 体 感 位 移 装置 六鲁班馆六鲁班馆 展项名称展项名称 展示内容展示内容 展示展示形式形式 效果图效果图 1.探测器展示 向观众展示各种宇宙探测仪器 模型展示、图文板 2.探测器原理 将探测器中核心部件放大讲解，模拟探测器的工作环境，并演示其工作的原理。如望远镜的内部精密结构以及成像原理 机械模型展示、动态视频展示、图文板 3.探测器组装 以折射望远镜原理为重点的互动环节，包括打磨镜面、组装，试镜观测等 机械模型、图文板，观众参与互动 4.天 体 的光谱 介绍光谱和可见光的知识，以及光学望远镜的种类 互动多媒128、体 5.古 代 观测仪：伽利略望远镜 介绍伽利略望远镜的原理和发明过程 模型展示、视频展示、图文板 6.古 代 观测仪：浑仪 介绍浑仪的工作原理以及对中国观测仪发展的影响 模型展示、视频展示、图文板 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 60 7.古 代 观测仪：圭表 介绍圭表的工作原理以及对中国观测仪发展的影响 模型展示、视频展示、图文板 8.现 代 观测仪：双筒望远镜 利用高倍双筒望远镜让观众亲自观测天空 实物展示、观众参与互动、图文板 9.现 代 观测仪：折射式天文望远镜 利用折射式天文望远镜让观众亲自观测天空 实物展示、观众参与互动、图文板 10.现代观测仪：指南针 介绍指南129、针的工作原理，利用实际操作使观众熟练了解使用过程 实物操作、图文板 11.现代观测仪：六分仪 介绍六分仪的工作原理，利用实际操作使观众了解使用方法 实物操作、图文板 七七互动中心互动中心 展项名称展项名称 展示内容展示内容 展示展示形式形式 效果图效果图 1.星球大战 大型团队互动游戏，通过虚拟现实的场景搭建和剧情发展任务设定，让观众了解星球的诞生及成长过程，感受真实的宇宙环境 虚拟现实技术。Oculus Rift 眼部装置+Omni 脚下体感位移装置 2.虚 拟 登月 模拟人类首次登月的活动-阿波罗计划，通过计算机虚拟现实技术为观众提供身临其境的太空和月球世界，探索未知月球的过程 虚拟现实技术。Oculus Rift 眼部装置+Omni 脚下体感位移装置