范亞楠

[摘 要]展品是科技館最重要的展教資源，直接決定了科技館功能的實現(xiàn)。本文通過對實體科技館展品進行系統(tǒng)調(diào)研，研究總結(jié)科技館展品的特點與基本組成，分析展品組成部件標準化需求，列出可通用化的展品部件，并對部件標準化設(shè)計提出建議，對于展品開發(fā)標準的制定具有參考意義。

[關(guān)鍵詞]科技館展品 展品部件 標準化

科技館是面向社會開展科普教育的公益性基礎(chǔ)設(shè)施，強調(diào)由觀眾通過自主參與，體驗、操作互動展品激發(fā)科學(xué)探索興趣，學(xué)習(xí)科學(xué)知識、科學(xué)方法，因此展品是科技館最重要的展教資源，科技館展品的數(shù)量、質(zhì)量、特色、更新率以及完好率等，直接決定著科技館的展教功能和對公眾的吸引力。隨著我國科普事業(yè)飛速發(fā)展，科普展品開發(fā)逐漸趨于社會化和產(chǎn)業(yè)化，如何保證科技館展品質(zhì)量、降低維護難度、提升完好率，滿足新時期觀眾的科普需求，迫切需要不斷提高科普展品研發(fā)、制作等各方面工作的標準化水平。

本文通過對科技館展品進行調(diào)研，整理歸類展品組成部件，對科技館展品組成部件通用化、標準化現(xiàn)狀進行研究，并從行業(yè)發(fā)展角度對標準化需求進行分析，提出展品部件標準化設(shè)計建議，以期對展品開發(fā)標準化工作提供有益借鑒。

一、科技館展品基本構(gòu)成

實體科技館、流動科技館、科普大篷車以及數(shù)字科技館組成了我國的“四位一體”現(xiàn)代科技館體系，其中實體科技館是“主干”，因此本文以實體科技館中的展品為研究對象。

科技館展品按照展示形式，大致可分為機電互動類展品、多媒體互動類展品、靜態(tài)模型展示展品、實物陳列類展品、體驗類展品等五種。根據(jù)展品的五個分類，總結(jié)出五類展品的主要結(jié)構(gòu)組成：（1）機電互動展品。主要有展臺、互動操作機構(gòu)、傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、防護裝置等組成?；硬僮鳈C構(gòu)包括動力輸入與電信號輸入等，動力輸入一般采用手輪、手柄、推桿等機構(gòu)，電信號輸入一般通過手輪、搖桿連接傳感器或者直接采用按鈕、觸摸屏等設(shè)備;傳動機構(gòu)用于將觀眾的操作動作傳遞至展品執(zhí)行機構(gòu)，一般采用機械結(jié)構(gòu)傳遞動力或者電信號傳遞;執(zhí)行機構(gòu)為展品主要展示部分，觀眾通過執(zhí)行機構(gòu)的動作，了解展品展示的內(nèi)容，學(xué)習(xí)相關(guān)知識，一般根據(jù)具體的展示內(nèi)容進行設(shè)計制作;防護裝置主要出于安全考慮，為一些有安全隱患的結(jié)構(gòu)設(shè)置防護罩、圍欄等裝置，將之與觀眾隔離開。（2）多媒體互動展品。主要由互動操作機構(gòu)、電控及軟件系統(tǒng)、多媒體顯示系統(tǒng)等組成。其中互動操作機構(gòu)主要由按鈕、搖桿、手輪、觸摸屏等組成。多媒體顯示系統(tǒng)主要包括顯示屏或投影等設(shè)備，一般在科技館會為觸摸屏、顯示屏等設(shè)計專門的安裝結(jié)構(gòu)，起安全、防護作用。（3）靜態(tài)模型展示展品。一般根據(jù)要展示的模型，設(shè)置相應(yīng)的展臺、防護裝置，同時配套設(shè)置有關(guān)的說明牌。（4）實物陳列展品。與靜態(tài)模型展品一樣，一般根據(jù)實物設(shè)置相應(yīng)的展示臺、防護裝置、說明牌，較大型的實物設(shè)計圍欄圍出安全區(qū)域。（5）體驗類展品。作為大型載人體驗展品，一般根據(jù)實際需要專門設(shè)計制作。

經(jīng)梳理，得出科技館展品主要由操作機構(gòu)、電控及軟件系統(tǒng)、傳動機構(gòu)、設(shè)備安裝部件、安全防護機構(gòu)等五類結(jié)構(gòu)部件組成。

二、展品組成部件標準化現(xiàn)狀

由于科技館展品屬于非標準化產(chǎn)品，常設(shè)展覽的展品一般只制作一次，因此有關(guān)展品的標準行業(yè)內(nèi)尚無發(fā)布推廣，也沒有相關(guān)的標準可供參考。筆者對國內(nèi)幾個著名科技館，包括中國科技館、上?？萍拣^、廣東科學(xué)中心等進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在展品組成部件通用化、標準化方面十分欠缺。例如，以互動操作機構(gòu)中的按鈕、搖桿、手輪等為例，一個場館內(nèi)，甚至是同一展廳、一個展區(qū)都不能做到統(tǒng)一，部分操作部件還存在安全隱患，如有的推桿中間的溝槽很容易發(fā)生卡觀眾，尤其是兒童手指。這些現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是起主導(dǎo)作用的科技館沒有制定統(tǒng)一的標準，造成同一展廳內(nèi)的展品不同的制作企業(yè)選擇不同的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝，其結(jié)果就是組成展品的部件五花八門，展品造價較高、質(zhì)量參差不齊，給科技館展品的日常運營和維護工作帶來了極大的壓力，如某科技館展品維修部門，一個展廳內(nèi)日常準備的維修部件就堆滿了整個工作間，可見維護工作的繁雜。

為了提高展品質(zhì)量，簡化日常運營工作，降低成本，提高展品完好率，部分近期改造的科技館在展品標準化方面做了一些實踐探索。如中國科技館2016年改造完成的“太空探索”展廳在展品部件規(guī)范化、通用化方面做了明確規(guī)定，采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)設(shè)計和標準件。雖然展品由多家企業(yè)生產(chǎn)制作，但展品質(zhì)量高，展品外觀統(tǒng)一，組成部件通用，大大簡化了設(shè)計工作和日常維護工作，展廳開放參觀后，連續(xù)多日展品完好率100%。

雖然中國科技館在展品研發(fā)標準化方面做了有益的探索，但只是個案，展品研發(fā)和生產(chǎn)標準化、規(guī)范化程度低的現(xiàn)狀仍沒有改變，這在一定程度上制約了我國科技館事業(yè)的發(fā)展。

三、展品組成部件標準化的需求分析

通過對科技館展品及其組成部件通用化的調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)對展品組成部件通用化、標準化的需求十分迫切，為此本文從行業(yè)發(fā)展、科技館自身發(fā)展與生產(chǎn)企業(yè)三個方面加以分析。

（一）行業(yè)發(fā)展的需要

隨著我國科普事業(yè)飛速發(fā)展，科技館建設(shè)進入高潮，展覽展品開發(fā)規(guī)模不斷擴大，逐漸趨于社會化和產(chǎn)業(yè)化，展品需求量大，生產(chǎn)能力不足，價格偏高，質(zhì)量不穩(wěn)的行業(yè)現(xiàn)狀亟待改變。如何保證科技館展覽展品開發(fā)呈現(xiàn)較高水平，促進科普事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，充分發(fā)揮科普展覽教育的社會效益，迫切需要不斷提高展覽展品開發(fā)、管理和運營等各方面工作的標準化水平。作為展品研發(fā)標準化的重要組成部分，展品組成部件標準化對科技館行業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

（二）科技館自身發(fā)展的需要

在我國“四位一體”現(xiàn)代科技館體系中，實體科技館是“主干”。以中國科技館為例，2017年8月12日全天接待觀眾人數(shù)達到了創(chuàng)紀錄的5.6萬余人次，人流量大、人員密集，使科技館面臨巨大的安全壓力，對觀眾人身安全、展品安全等提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。同時，科技館提倡公眾動手參與和體驗，展品長期處在頻繁操作和使用的狀態(tài)，甚至遇到破壞性違規(guī)操作等，這對展品質(zhì)量以及可維護性提出了很高的要求。這些特點表明，展品不同于其他普通商品或產(chǎn)品，必須滿足高質(zhì)量、高可靠、絕對安全、可維護性強的要求。展品組成部件標準化、通用化，可大大降低展品設(shè)計與生產(chǎn)難度，保障展品質(zhì)量。標準化的設(shè)計可有效降低展品安全風(fēng)險。通用化的部件可大幅簡化維修工作，對提高展品完好率有重要意義。因此，科技館從自身發(fā)展角度，對展品組成部件標準化、通用化的需求十分迫切。

（三）展品生產(chǎn)企業(yè)的需要

隨著科技館展品開發(fā)產(chǎn)業(yè)化的不斷發(fā)展，越來越多的企業(yè)加入到展品的研制、生產(chǎn)當中，為行業(yè)發(fā)展注入了新鮮血液。但是，鑒于現(xiàn)階段我國科技館發(fā)展水平和企業(yè)自身實力，展品設(shè)計、生產(chǎn)不規(guī)范現(xiàn)象普遍存在，相當企業(yè)剛起步，生產(chǎn)類似于手工作坊，造成展品質(zhì)量很難得到保障。目前，規(guī)模較大的企業(yè)對標準的態(tài)度較為積極，而規(guī)模小、相對落后的企業(yè)由于擔(dān)心自身的能力水平而對標準持保守態(tài)度。但從行業(yè)發(fā)展的大局來看，制定展品組成部件統(tǒng)一的標準，對于規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)、提高展品質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實需求意義，推行標準化設(shè)計與制作，有助于企業(yè)的快速發(fā)展。

標準的制定是大勢所趨，更是迫在眉睫。在場館和場館之間、場館和企業(yè)之間建立統(tǒng)一的規(guī)范和準則，必然可以提升行業(yè)發(fā)展的壓力和動力，推動科普事業(yè)向良性發(fā)展。

四、展品組成部件標準化設(shè)計建議

為了適應(yīng)科技館發(fā)展需要，引領(lǐng)新時代科技館發(fā)展潮流，中國科技館承擔(dān)的中國科協(xié)“科技館展品創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)與標準研發(fā)及信息化平臺建設(shè)應(yīng)用示范”項目課題“展品開發(fā)標準研究與通用部件研發(fā)” （編號：2015BAK34B04），對展品開發(fā)標準化進行了系統(tǒng)研究。筆者參與了其中展品通用部件的研制工作，根據(jù)項目實踐經(jīng)驗，結(jié)合上文的總結(jié)分析，對展品組成部件標準化設(shè)計提出以下建議。

（一）展品通用部件范圍

根據(jù)展品組成部件研究成果，經(jīng)系統(tǒng)研究后，提出詳細的展品通用部件范圍，如表1所示。

（二）通用部件標準化設(shè)計

1.通用操作部件。手輪、多檔旋鈕部件對軸尺寸和軸承型號、零件材料、與展臺安裝方式等做統(tǒng)一要求。推桿應(yīng)在成熟的設(shè)計基礎(chǔ)上增加防夾手結(jié)構(gòu)。按鈕與搖桿可直接采購，但是市場上按鈕、搖桿種類繁雜，型號多樣，實際使用時應(yīng)優(yōu)選出一種型號，統(tǒng)一使用。觸屏安裝機構(gòu)與平板支撐旋轉(zhuǎn)機構(gòu)為觀眾通過觸摸屏參與展品互動而專門設(shè)計的機構(gòu)，滿足左右、俯仰角度調(diào)整需求，零件材料、與展臺安裝方式、標準件選型等需做統(tǒng)一要求。

2.通用電氣部件標準化設(shè)計。設(shè)計兩種尺寸規(guī)格的通用電控柜，并對線路布局及電氣部件等做了規(guī)定。設(shè)計制作科技館展品用電控板，滿足絕大部分展品電氣控制需要;對輸入、輸出、串口通信、以太網(wǎng)通訊等做了統(tǒng)一要求。編制電氣控制程序模塊，所有展品的電氣控制均以此模塊為基礎(chǔ)進行開發(fā)。編制通用多媒體程序控制模塊，滿足大多數(shù)多媒體互動展品程序控制需要。

3.通用傳動部件。以科技館機電互動展品常用的幾種輸入、輸出為基礎(chǔ)，對觀眾操作輸入至展品響應(yīng)部分的中間傳動環(huán)節(jié)進行通用化、標準化設(shè)計。所有部件均采用常用的標準機械零部件，主要依據(jù)傳動距離、負載情況、使用環(huán)境與方便快速維修等方面要求進行設(shè)計。

4.設(shè)備安裝部件。設(shè)備安裝部件中的展臺是展品的基礎(chǔ)，其外形多種多樣，但應(yīng)對以下幾個參數(shù)作出規(guī)定：展臺高度分為面向成人的展品與面向兒童的展品兩種;材料;維修門尺寸應(yīng)盡量大，并采用統(tǒng)一的鉸鏈與鎖扣;表面處理;臺面文字字體、字高統(tǒng)一;踢腳。顯示屏安裝部件為固定電視、顯示器等屏幕設(shè)計的結(jié)構(gòu)，主要在結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料、防護措施上做統(tǒng)一規(guī)定。外掛設(shè)備安裝支架，主要針對投影機等設(shè)備，雖然市面上有投影機架，但是展廳不同于會議室、教室等，環(huán)境需要額外對防塵、防撞與安全作出要求，例如增加保險繩且使用不同掛點設(shè)計等。圖文版音箱部件，設(shè)計一套可快速更換圖文版的結(jié)構(gòu)，同時將音箱集成到其中。抽拉式維修平臺主要在展臺內(nèi)部設(shè)置一個導(dǎo)軌式抽拉平臺，展品使用的各種部件，如工控機、電控柜、傳動部件等均安裝在平臺上，維修時只需拉出，而無需維修人員進入展臺內(nèi)。

5.安全防護部件。亞克力護罩外形多種多樣，但材料選用、粘接工藝、通氣與散熱孔、與展臺連接方式等需要作出統(tǒng)一要求。圍欄以使用場所為依據(jù)，分為安全防護用圍欄與維持參觀秩序用圍欄兩大類。安全防護用圍欄，參照相關(guān)國家標準進行設(shè)計;維持參觀秩序用圍欄，可根據(jù)需要自行設(shè)計，但強度需滿足標準要求。使用鋼化玻璃的圍欄，應(yīng)選用帶夾層的鋼化玻璃，單塊玻璃面積不易過大。同時，為了方便維護，應(yīng)提高玻璃安全性，設(shè)計合理的安全玻璃夾持結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一安裝方式，統(tǒng)一鋼化玻璃尺寸。

上述所有通用部件結(jié)構(gòu)設(shè)計樣例（含圖紙），可參閱“科技館展品創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)與標準研發(fā)及信息化平臺建設(shè)應(yīng)用示范”項目（編號：2015BAK3

4B00）“展品開發(fā)標準研究與通用部件研發(fā)”課題（編號：2015BAK34B04）的通用部件研發(fā)成果。

綜上所述，為了滿足新形勢下觀眾對科技館展品的需求，亟需推進展品組成部件通用化、標準化工作。本文經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)研、分析與研究，對科技館展品組成部件標準化進行探索，提出標準化設(shè)計建議，希望對科技館展品開發(fā)標準的制定提供有益的借鑒。

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