張旭芳

（鄭州輕工業(yè)大學易斯頓美術(shù)學院，河南鄭州 451450）

1 博物館數(shù)字互動展示概述

1.1 數(shù)字技術(shù)走進博物館

隨著中國消費升級速度的加快和消費者對精神文化需求的爆發(fā)式增長，文博類場館及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已邁入體驗經(jīng)濟時代。國際博物館協(xié)會在2007 年用“教育”取代“研究”重新定義了博物館的首要功能，這促使博物館越發(fā)重視觀展人群的參與感和體驗感。此外，素質(zhì)教育成為社會關(guān)注的持續(xù)性焦點，越來越多的學校和家庭選擇在課外時間走進博物館，通過體驗式的文化科普教育來培養(yǎng)兒童探尋知識的主動性，這其中的學齡兒童是博物館的高占比觀展人群。因此，提升學齡兒童在博物館的觀展體驗就顯得尤為重要。

博物館展陳設(shè)計就本質(zhì)而言是信息對外傳播的過程，是從信源組織到語義編碼、再到受眾解碼的認知過程。博物館傳統(tǒng)展陳形式最大的問題所在是其非常主觀化地決定了信息以單向形式進行傳播，忽略了受眾的觀展體驗需求，特別是以文字展板、靜態(tài)模型為主的展陳方式對學齡兒童來說好似枯燥的填鴨式教學。數(shù)字時代已經(jīng)來臨，數(shù)字互動展示技術(shù)不僅能打破時空限制，為觀眾提供海量的展示信息，緩解博物館空間場地的承載壓力，更重要的是融合了新媒體藝術(shù)、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等科技手段的數(shù)字互動展示設(shè)計，通過多維度的感官體驗激發(fā)出受眾的好奇心和觀展積極性，提升信息外傳播過程中的趣味性和雙向性，能夠為學齡兒童帶來更具沉浸感的觀展體驗。從信息傳播本質(zhì)看，數(shù)字互動展示設(shè)計是在觀展者和展示信息內(nèi)容之間創(chuàng)建出一條信息通道，使學齡兒童主動參與到信息傳播的過程中，達到人在設(shè)定情境中與信息的有效溝通和互動式傳播，進而營造出一個信息可被不斷交流和相互回應的活動過程，成為當今博物館的展示主趨勢。

1.2 博物館數(shù)字互動展示類型

博物館中數(shù)字互動展示設(shè)計類型可依據(jù)觸覺感知的實體交互途徑和虛擬交互途徑特點進行劃分，總體可歸納為如圖1 所示的三大類型：實體具身互動類、虛擬現(xiàn)實互動類、混合現(xiàn)實互動類。第一類是以強調(diào)身體在人類認知及相關(guān)社會活動中具有首要作用[1]的具身認知（embodied cognition）理論為基礎(chǔ)，具身認知應用在交互設(shè)計中構(gòu)建出具身交互（embodied interaction）概念，特別是在視覺表征層與實體操作層趨向統(tǒng)一的實體交互界面環(huán)境中，實體具身交互成為主導[2]。實體具身交互類型主要包括電子翻書、多點觸控界面墻等數(shù)字互動展示形式。如最具代表性的多點觸控式交互桌面，在博物館展示上實現(xiàn)了通過構(gòu)建真實的場景道具邀請觀眾參與互動，并支持多人協(xié)同、多任務并發(fā)的交互作業(yè)，特別是每位參與者間的操作非但不會產(chǎn)生互相干擾情況，反而能夠即時共享數(shù)據(jù)信息，即在同一場景中進行人機交互的同時實現(xiàn)人與人之間的互動。第二類是觀眾通過在虛擬環(huán)境中的交互操作來獲得被控制物體所反饋回來的信息，從而建立起與虛擬環(huán)境的互動關(guān)系，操作過程強調(diào)虛擬展示空間內(nèi)的沉浸感，即帶來與現(xiàn)實世界相似的感知覺體驗[3]。最具代表性的是虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）展示方式，通過計算機建模技術(shù)將要表現(xiàn)的環(huán)境模擬成三維虛擬空間，能夠打破純理性物質(zhì)世界的束縛，特別是對再現(xiàn)如浩瀚宇宙、史前物種、救火場景等不可切身力行的時空和事物具有優(yōu)勢。參與者可佩戴頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)背心等設(shè)備，通過各類跟蹤軟件與虛擬場景展開互動，感受多維度和高度沉浸感的空間。第三類主要是觀者處在真實場景中，通過將場內(nèi)數(shù)字裝置、道具與虛擬數(shù)字內(nèi)容結(jié)合起來邀請觀眾參與互動，即在現(xiàn)實和虛擬的混合空間內(nèi)搭建互動體系，其代表性有通過紅外攝像頭傳感器對參與者的肢體運動進行實時跟蹤捕捉后產(chǎn)生混合空間內(nèi)的互動反饋體驗，該類型既秉承了豐富感染性特點，又避免了數(shù)字設(shè)備因技術(shù)局限性而產(chǎn)生的呆板感或身體肌肉酸痛，吸引眾多觀者的主動參與，達到展示信息被更容易傳播的目的。

圖1 博物館數(shù)字互動展示類型

2 學齡兒童的認知特點和認知模型

2.1 學齡兒童的認知特點

個體對信息的獲取來源于最直接的感官刺激，知覺現(xiàn)象學創(chuàng)始人Maurice Merleau-Ponty 最早指出認知存在于身體的每一個感知和行為活動中[4]。認知是在獲得知覺活動后主動對信息加工的過程，所以參觀者自身的認知特點會對其在博物館內(nèi)的數(shù)字互動體驗產(chǎn)生最直接影響，也正因此，從兒童認知理論作為研究基礎(chǔ)對學齡兒童群體的認知特點進行梳理總結(jié)，以此作為該年齡段兒童在博物館特定環(huán)境中對數(shù)字互動體驗優(yōu)化策略的指導依據(jù)。

瑞士著名心理學家Jean Piaget 對兒童認知的形成與發(fā)展過程作出了系統(tǒng)闡述，成為后續(xù)研究兒童認知發(fā)展的重要基石，該理論體系將不同年齡的兒童劃分為4 個認知階段，將7～12 歲的兒童認知能力歸為具體運算階段（Concrete Operations Stage），這也正契合了中國兒童處在小學學齡期教育的階段。處在具體運算階段的兒童普遍具備活潑好動、求知欲強烈的特征，因而傾向于通過更具趣味性、生動感和吸引力的行為活動對事物進行認知，且該階段兒童的創(chuàng)造力和發(fā)散思維能力也得到更進一步發(fā)展，正處于從具象到抽象思維、從形象到邏輯思維的過渡階段。學齡兒童具備了一定的推演和歸納邏輯能力，能夠從特定的方案中推理出一般的邏輯，并將一般化的問題解決方案遷移到具有共性的問題之中[5]，從而幫助自身系統(tǒng)化地解決問題。但整體認知存在明顯的不足，由于學齡兒童大腦發(fā)育尚不完備，對抽象事物的理解力和思維力較缺乏，特別是在專注時間的持續(xù)度上，由于大腦皮層在興奮和抑制過程的發(fā)育不均衡，因此該階段兒童的注意力穩(wěn)定性較差，即對當下事物保持注意力的時間較短、注意力很容易被分散。

從上述學齡兒童的認知特點可看出博物館采用數(shù)字互動展示方式在展開課外素質(zhì)教育上的優(yōu)勢，豐富學齡兒童的互動體驗可有助于該群體發(fā)展獨立探索求知的能力，加深與展覽信息間的“交流”，完成對展覽內(nèi)容的認識和記憶，進而加深對展示主題的理解和思考。

2.2 數(shù)字互動展示的認知模型

如今多數(shù)博物館已經(jīng)對單純的靜態(tài)物質(zhì)形式陳設(shè)進行了展示媒介迭代，數(shù)字技術(shù)的介入使觀展過程變?yōu)槿伺c媒介的互動交流過程，信息傳遞的過程同時也是觀者在參與互動展示作品時的認知過程，所以，能夠滿足學齡兒童心理需求的數(shù)字互動展示必須符合以信息加工為特征的認知模型。認知模型是描述人認知的過程，即信息獲取、存儲、處理及輸出等過程的理論模型[6]。學齡兒童在博物館環(huán)境中對數(shù)字互動展示的認知模式如圖2 所示，依次包含信息獲取模塊、約束模塊、判斷決策模塊、處理記憶模塊和操作執(zhí)行模塊，可以概括為個體通過刺激感知、選擇注意、處理記憶和信息反饋的高級心理歷程[7]。

圖2 數(shù)字互動展示的認知模型

在進行數(shù)字互動體驗時，最先進入的是信息獲取模塊，學齡兒童主要通過眼睛、耳朵、肢體等感覺器官從博物館內(nèi)部環(huán)境中覺察信息，大腦接受到以視覺、聽覺和觸覺為主的感官刺激。需指出注意的是，隨著對腦成像研究的深入發(fā)展，發(fā)現(xiàn)人腦在認知空間事物時，視覺刺激引發(fā)注意的選擇是基于客體的。這說明學齡兒童在受到刺激感知后會受到約束模塊的影像，如個體自身的性格特征、喜好興趣、主觀意愿等內(nèi)在因素所趨后再進入判斷決策模塊，對已經(jīng)主觀選擇的信息內(nèi)容會進行持續(xù)性的集中注意，同時能夠根據(jù)約束模塊把感知專注力再次逐漸轉(zhuǎn)移到新的信息內(nèi)容上；之后認知過程將進入處理記憶模塊，大腦接收到的部分信息將由感覺記憶向臨時記憶遞進，只有被再次轉(zhuǎn)化為長期記憶的信息才會形成知識被長久保存，學齡兒童通過以往經(jīng)驗和既有記憶內(nèi)容對正在識別的數(shù)字互動展示信息進行理解，從而產(chǎn)生情緒、情感等顯性輸出反應；最后經(jīng)由操作執(zhí)行模塊直接與數(shù)字裝置產(chǎn)生互動性反饋，博物館數(shù)字互動展示設(shè)計也正因為融入了認知反饋環(huán)節(jié)才使其具有互動性。

3 學齡兒童的數(shù)字互動體驗模型

“體驗”是受眾主體接受產(chǎn)品、服務等客體的全過程刺激所產(chǎn)生的內(nèi)在感知回應和認可度評價。學齡兒童由于認知水平受限，其在博物館內(nèi)的數(shù)字互動體驗本質(zhì)可解釋為探尋和獲取展示信息的一段過程經(jīng)歷。當學齡兒童參與數(shù)字互動展示的過程成為一段特殊的知識學習經(jīng)歷時，以互動效率和用戶體驗為背景進行評判，該群體會更多地關(guān)注此段經(jīng)歷所具備的情感特征與意義，以及過去的經(jīng)歷如何發(fā)展成為有情感的記憶和值得分享的經(jīng)驗故事。以此，用觀展時間線和互動維度看學齡兒童在博物館內(nèi)的觀展過程可主要概括為期許（Expectation）、事件（Event）及影響（Impact）3 個階段，且是一段經(jīng)歷不可分割的部分[8]，整體認知行為過程中不僅包含表情、動作、情緒等方式的顯性輸出，還包含意義、經(jīng)驗等方式的隱性輸出，最終共同生成如圖3 所示的博物館數(shù)字互動體驗模型。

圖3 博物館數(shù)字互動體驗模型

首先是“期許”階段，該階段是觸發(fā)參與互動、引導體驗和沉淀意義的最開端，該階段的要素主要包括動機、目標和期望值，動機是由于生理和心理需求進而觸發(fā)目標，隨著參與主體被帶入數(shù)字互動過程中進行信息探索與交流，將成為后續(xù)沉淀記憶和發(fā)現(xiàn)意義的重要起因，如果個體的動機越強，對后續(xù)事件發(fā)生階段的主動認知意愿也越強烈；其次是“事件”階段，該階段為實際參加數(shù)字互動和產(chǎn)生互動體驗的主體部分，根據(jù)數(shù)字互動展示類型的不同，學齡兒童可在不同真實和虛擬場景中通過數(shù)字媒介進行信息認知的發(fā)生、發(fā)展過程，事件內(nèi)需具備的條件要素包括個體目標、參與事件的人物、發(fā)生的場景和實現(xiàn)任務的手段，可從感知專注的持續(xù)時間、互動方式、情感強度表達等維度進行評價；最后是“影響”階段，即體驗的重要性和意義，只有當階段的事件轉(zhuǎn)化為留存的記憶時，才可視為從真正意義上完成了數(shù)字互動體驗的建構(gòu)。

4 博物館數(shù)字互動體驗提升策略

4.1 “期許”階段的提升策略

愛動是兒童的天性，學齡兒童在博物館觀展時通常不具備較強的目的性，前文所提出的互動體驗模型中，學齡兒童產(chǎn)生“期許”的根源在于對學校、家庭以外的陌生事物和環(huán)境的好奇，為滿足內(nèi)心的好奇感而對觀展產(chǎn)生較高的期望值，因此針對“期許”階段的優(yōu)化設(shè)計時博物館應注重場內(nèi)環(huán)境的情景氛圍營造和采用廣義敘事方式來構(gòu)建容易被接收和記憶的知識鏈。

首先是應綜合運用光效、投影、聲音等視聽元素來著力營造博物館展陳空間的情境氛圍。由于學齡兒童對情境動感事物抱有更高的認知興趣，所以在主題展示廳入口空間應重點加強對感官刺激的互動設(shè)計，從而使學齡兒童在觀展前期就經(jīng)歷較高的期許體驗。例如，在以氣象科普為主題的展廳入口處，可安裝紅外攝像頭捕捉肢體運動等形式的互動裝置，學齡兒童可通過肢體動作觸發(fā)影像和聲音系統(tǒng)，同時在展場頂部或兩側(cè)配合出現(xiàn)風雨雷電等自然氣象的投影畫面和真實音效，如此開場互動形式的引導性影音元素能夠激發(fā)學齡兒童對相關(guān)主題知識探索的動機和燃起對后續(xù)觀展的期許情感，同時也完善了展場空間的認知整體性。數(shù)字互動裝置在外觀上也應考慮學齡兒童的視覺喜好，采用飽和度、對比度相對較高的色彩吸引視覺注意，使博物館空間與數(shù)字互動裝置間進行自然銜接，避免了設(shè)備帶來的冰冷和出畫感，同時能夠讓兒童的注意力在進入博物館后就能立即被吸引。此外，在展示空間的尺度把控上也應注意結(jié)合該年齡段兒童活動特點，通過身體在運動過程中生理性的滿足和情緒性的體驗，燃起探索知識的欲望和對整體觀展體驗的期許。

其次是運用廣義敘事框架構(gòu)建館內(nèi)展示信息的知識鏈，不是單純以博物館作為敘事主視角討論如何精妙地使用正向敘事方式進行內(nèi)容組織編排，應更多關(guān)注學齡兒童群體作為信息接收者對情境的理解認知，將孤立單純的信息內(nèi)容置于感官豐富的環(huán)境中，使學齡兒童更直觀地了解展示信息所處的環(huán)境與背景，幫助參觀者建立起與展品之間的關(guān)系，繼而將重點確定在敘事者如何進行互動參與，以及在敘事結(jié)束時如何擴大信息接收者的感官狀態(tài)和感官涉及廣度，從而更接近展示信息內(nèi)容的本質(zhì)核心。在運用數(shù)字媒介擴充敘事空間維度時，敘事活動應使學齡兒童有角色代入感地隨觀展過程逐步展開，學齡兒童可通過特定角色扮演方式參與到互動中，從而對下一環(huán)節(jié)的展示內(nèi)容產(chǎn)生主動期待效應，進一步擴大“期許”階段的體驗感。

4.2 “事件”階段的提升策略

數(shù)字互動體驗模型中“事件”階段優(yōu)化信息架構(gòu)、具身行為方式和多感知反饋途徑實現(xiàn)。首先，事件互動階段通過清晰的邏輯引導和扁平化的信息架構(gòu)設(shè)計降低學齡兒童在數(shù)字互動中的認知負荷。信息架構(gòu)是學齡兒童參與數(shù)字互動展示項目的底層邏輯和體驗設(shè)計中最抽象的層次關(guān)系，受眾群體的認知能力直接關(guān)系到互動裝置信息架構(gòu)設(shè)計的復雜程度?；趯W齡兒童認知正處于從具體形象思維向抽象邏輯思維的發(fā)展過渡，但仍以具象思維為主的特點，為確保該群體接收信息的準確性，在不影響信息完整性的前提下盡可能設(shè)計扁平化、層級少的交互信息架構(gòu)。例如圖4（a）中的數(shù)字互動裝置“碳14 測年考古”的設(shè)計，參與者可垂直和水平移動固定在金屬軌道上的數(shù)字交互屏幕來模擬展開探測考古活動，由于嵌入在巖體層中的化石模型內(nèi)部裝有數(shù)字信號接收器，參與者在移動探測屏幕時，如果信號對應接收則會發(fā)出提示音效，數(shù)字顯示屏上同時對應顯示出該化石的相關(guān)科普知識，兒童在閱讀屏幕信息后可點擊繼續(xù)按鈕，對剩余巖體中的化石進行探測。通過對整個互動過程的梳理可得出該數(shù)字互動展示設(shè)計的信息架構(gòu)層級較少，操作邏輯清晰明確，對數(shù)字設(shè)備的認知和適應度要求低，每個互動環(huán)節(jié)都是在前者邏輯基礎(chǔ)上進行延續(xù)，既保持了適當?shù)年P(guān)聯(lián)緊密性，但又降低了信息嵌套層級，使參與的兒童擁有掌控感的體驗流程。

圖4 博物館數(shù)字互動展示案例

其次，通過采用簡單易掌握的具身行為操作方式提升交互動覺性和參與熱情。學齡兒童在觀展過程中較易出現(xiàn)精力耗損快、注意力不集中等生理、心理疲勞現(xiàn)象，如果不能在較短時間內(nèi)掌握互動裝置的觸發(fā)與交互機制，則容易因耐心度降低而放棄操作，由此造成負面的互動體驗。所以交互方式應去除繁雜、盡可能易操作掌控。例如圖4（b）中“小行星引力運動”的混合現(xiàn)實數(shù)字互動設(shè)計，太空虛擬畫面被投影在地面上，空間上方的紅外攝像頭可捕捉參與者位移，參與者首先通過身體旋轉(zhuǎn)調(diào)整虛擬發(fā)射器角度并對準目標，隨后通過腳步踏踩動作發(fā)射小行星，使其運行到指定目標。發(fā)射后參與者身體下方出現(xiàn)跟蹤環(huán)投影畫面，如果小行星運行途中受到其他大型天體的引力干擾，參與者則可以通過自身運動方向和速度控制調(diào)整小行星的加速度，由此通過簡單的具身交互來感知體驗引力關(guān)系的物理知識。

再次，數(shù)字互動事件的具體操作途徑上并非只有肢體參與的單一形式，應考慮多感官通道并行。例如在物理科普知識為主題的展示中，可采用聲音進行交互控制，用說出的“向左”和“向右”聲音語言來代替物理按鍵或界面點擊對方向的控制；用不同聲音音量大小發(fā)聲來控制對應物的重量、體積大小等物理形態(tài)變化，由此也可使感官刺激、感官控制與認知相呼應，通過多種感知覺反饋機制與抽象概念產(chǎn)生隱喻聯(lián)結(jié)從而營造學齡兒童高情感度的在場體驗，提升學齡兒童多感官的互動體驗[10]。

4.3 “影響”階段的提升策略

美國認知心理學家唐納德·諾曼[9]在其用戶體驗代表作《情感化設(shè)計》中提出體驗包含本能層、行為層和反思層3 個由低至高的層次。例如，法國設(shè)計師Philippe Starck 的代表作外星人榨汁機（Juicy Sali），若單純論其功能性并非是最佳體驗，甚至有可能將果汁飛濺，但富有戲劇性的銀色蜘蛛造型極易激發(fā)用戶的購買欲和動手操作興趣，在反思層能為用戶留下有趣體驗和深刻印象，是情感體驗設(shè)計的典范。數(shù)字互動展示媒介是對信息本質(zhì)進行闡釋的途徑，而情感與意義的留存是體驗設(shè)計的核心內(nèi)容[11]。

首先，針對學齡兒童邏輯思維能力發(fā)展不全面但情緒感受力強的特點，博物館在整體觀展互動體驗和單項數(shù)字互動裝置的體驗中應注重分眾化設(shè)計，針對學齡兒童多使用游戲感、趣味感強的互動形式，將娛樂融入具身互動和知識主體認知中，營造感官強烈的外部境脈，激發(fā)場內(nèi)觀展者好奇心的同時也有助于保持兒童群體的注意力。需注意的是，情感體驗并非只有愉悅這一種形式，擔心、恐懼等也都是情緒的基本形式，例如在表達環(huán)境惡化、能源耗費等主題時可結(jié)合信息內(nèi)容適度營造影響階段中情感體驗的豐富性，引發(fā)學齡兒童的觀展互動深思。其次是依據(jù)峰終定律，用戶在經(jīng)歷某項服務的體驗后，會對體驗高峰（峰）和結(jié)束時（終）的印象留存最為深刻，而過程中的優(yōu)缺點往往會被忽略且在記憶中的占比不多。由此，可在數(shù)字互動過程中設(shè)計獎勵機制的體驗關(guān)鍵點，特別是在注意力疲勞時間點和體驗結(jié)束時刻。獎勵機制可包括精神獎勵和代幣獎勵這兩種形式，精神獎勵多為體現(xiàn)在交互界面上的鼓勵性話語，并能通過博物館內(nèi)部無線網(wǎng)絡(luò)和二維碼將此獎勵界面發(fā)送到參與者的手機上作為留存；代幣獎勵可以是具體的實物紀念性物品，如參與互動游戲時的精彩照片留念、觀展打卡印章等。無論是精神獎勵亦或代幣獎勵，為兒童帶來積極情緒和成就感的體驗同時，都能起到輔助延長體驗結(jié)束的記憶時間和隱性輸出影響的作用，同時在日后能喚醒對該次體驗的回憶。再次是根據(jù)馬斯洛的需求理論，已經(jīng)被滿足的需求將不再成為行為的推動力，所以要注意互動任務的難易程度應與獎勵物相匹配，獎勵物同時應對兒童具有一定的吸引力。

5 結(jié)語

博物館是文化與科技的集中展示場所，擁有主動探索性的學習環(huán)境，符合學齡兒童求知欲強的心理特點。如何更好地利用交互技術(shù)設(shè)計出符合學齡兒童認知特點的博物館數(shù)字互動體驗項目，是吸引該群體并發(fā)揮博物館教育職能的關(guān)鍵所在。文章根據(jù)學齡兒童認知特點，從時間線中包含的期許、事件和影響3 個階段構(gòu)建博物館數(shù)字互動體驗模型，由此展開體驗提升路徑的探討，旨在使數(shù)字互動展示形式對學齡兒童的觀展行為進行多形式引導，拓寬該群體的信息接收感知通道，更好地為學齡兒童群體需求服務，進而改善博物館信息傳遞方式和社會教育職能，給學齡兒童創(chuàng)造更加深刻和趣味性的參觀體驗。