趙志敏

[摘 要]科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)利用信息化手段促進(jìn)科技館展品研發(fā)工作效率和水平的提升，本文從教育心理學(xué)中知識(shí)學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的視角出發(fā)，探討了科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與教育心理學(xué)理論的結(jié)合，以此為指導(dǎo)，改進(jìn)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，提升用戶學(xué)習(xí)效果。

[關(guān)鍵詞]科技館 展品研發(fā) 知識(shí)學(xué)習(xí) 建構(gòu)主義

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，國(guó)家、社會(huì)、公眾對(duì)科普的需求日益提高，科技館展品設(shè)計(jì)研發(fā)方式、效率發(fā)展的不平衡不充分與科技館觀眾日益增長(zhǎng)的科普需求的矛盾日益突出。基于現(xiàn)代信息技術(shù)，如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)通訊、遠(yuǎn)程會(huì)議、圖形圖像、三維仿真等，科技館研發(fā)了一套展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，科技館參觀者、展品設(shè)計(jì)人員、展品管理人員等均可以使用，集設(shè)計(jì)、研發(fā)、管理等功能于一體，該平臺(tái)無(wú)論從設(shè)計(jì)、應(yīng)用等均包含了教育心理學(xué)的理念，本文試從教育心理學(xué)中的知識(shí)學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的角度進(jìn)行分析。

一、知識(shí)學(xué)習(xí)理論視角下的科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)

1958年，英國(guó)科學(xué)家、哲學(xué)家波蘭尼提出了“顯性知識(shí)”（明確知識(shí)）和“隱性知識(shí)”（緘默知識(shí)）的知識(shí)形態(tài)。所謂顯性知識(shí)（explicit knowledge）是指用“書(shū)面文字、圖表和數(shù)學(xué)表達(dá)的知識(shí)”，通常是用言語(yǔ)等人為方式，通過(guò)表述來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隱性知識(shí)（implicit knowledge）是指尚未被言語(yǔ)或其他形式表述的知識(shí)，是“尚未言明的”或者“難以言傳的”知識(shí)[1]。

中國(guó)工程院院士謝友柏教授認(rèn)為，現(xiàn)代產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是基于知識(shí)的設(shè)計(jì)，有別于過(guò)去基于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。在知識(shí)表達(dá)的研究中，依然存在著對(duì)于很難準(zhǔn)確完整表達(dá)的知識(shí)中存在的模糊性和不確定性問(wèn)題，這些知識(shí)包括非正式的、難以表達(dá)的，如經(jīng)驗(yàn)、技巧、技能以及個(gè)人的靈感、直覺(jué)、洞察力、價(jià)值觀和心智模式等[2-5]。科技館展品的設(shè)計(jì)在某種程度上也是一種現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)，同樣也是基于知識(shí)的設(shè)計(jì)，這類知識(shí)既有顯性的知識(shí)，又有隱性的知識(shí)，帶有模糊性、主觀性、隨意性，知識(shí)建模的難點(diǎn)和關(guān)鍵就是將這類知識(shí)概念化地表示出來(lái)。

展品研發(fā)一般包括策劃、藝術(shù)、機(jī)械、電控、軟件等專業(yè)設(shè)計(jì)及制作人員共同設(shè)計(jì)的幾個(gè)環(huán)節(jié)。在展品研發(fā)過(guò)程中，策劃人員提出一個(gè)展品創(chuàng)意，提出展品互動(dòng)形式設(shè)計(jì)和展示效果、展覽安全設(shè)計(jì)等一系列要求，在設(shè)計(jì)和制作期間需要與各專業(yè)設(shè)計(jì)人員頻繁地溝通交流，盡量避免展品的制作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷。由于展品研發(fā)具有前瞻性、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等特性，簡(jiǎn)單的語(yǔ)言和文字交流很難明確表達(dá)全部的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，因此由于需求不明確而造成的設(shè)計(jì)過(guò)程中頻繁返工的情況屢屢出現(xiàn)。

結(jié)合知識(shí)學(xué)習(xí)理論及展品研發(fā)過(guò)程中的種種弊端，中國(guó)科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)探索了一種將設(shè)計(jì)各方及各個(gè)環(huán)節(jié)的顯性知識(shí)和隱性知識(shí)概念化地表示出來(lái)的知識(shí)建模方式。

（一）通過(guò)最新計(jì)算機(jī)技術(shù)手段，最大程度實(shí)現(xiàn)顯性知識(shí)、隱性知識(shí)概念化

科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有展品構(gòu)件編輯、展品拼裝、仿真演示等功能。選取通用素材庫(kù)中的構(gòu)件，設(shè)計(jì)三維場(chǎng)景，借助虛擬場(chǎng)景中的光、電、磁，以及各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)效果的仿真演示，模擬用戶與展品的互動(dòng)實(shí)驗(yàn)等。這種展品設(shè)計(jì)的方式已經(jīng)融入了最新的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，不僅將展品設(shè)計(jì)所需要的顯性知識(shí)，例如展品尺寸、顏色、原理等快速表現(xiàn)出來(lái)，而且還試圖將隱性知識(shí)，例如成品是否美觀、觀眾與展品交互是否和諧流暢等純靠文字、語(yǔ)言難以表達(dá)的內(nèi)容表現(xiàn)出來(lái)。

（二）通過(guò)在線實(shí)時(shí)溝通交流，最大程度提升隱性知識(shí)的表達(dá)效率

科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)還具有在線協(xié)作設(shè)計(jì)、在線展示和展品資料管理等功能。在線協(xié)作設(shè)計(jì)是多人組成的工作群組，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)觀看同一個(gè)三維虛擬場(chǎng)景，在這個(gè)場(chǎng)景下每個(gè)人都可以同步觀看展品的拼裝和演示過(guò)程，并可以實(shí)時(shí)進(jìn)行交流討論，這種實(shí)時(shí)、頻繁的在線交流，遠(yuǎn)超過(guò)以往定時(shí)、定期的面對(duì)面交流討論，有利于激發(fā)諸如難以表達(dá)的如經(jīng)驗(yàn)、技巧、喜好以及個(gè)人的靈感、直覺(jué)、洞察力等想法的快速交換，最大程度地提升隱性知識(shí)表達(dá)的可能性和效率。

二、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論視角下的科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)

20世紀(jì)80年代，教育心理學(xué)領(lǐng)域發(fā)生了一場(chǎng)革命，產(chǎn)生了建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論。建構(gòu)主義反對(duì)對(duì)學(xué)習(xí)者灌輸知識(shí)，認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在一定的情境，即社會(huì)文化背景下借助學(xué)習(xí)共同體（包括學(xué)習(xí)者及其助學(xué)者，例如教師、專家等）的幫助，利用一定的工具，通過(guò)意義建構(gòu)的方式獲得。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)了社會(huì)文化背景、人際間的協(xié)作活動(dòng)、意義建構(gòu)等內(nèi)容，因此建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境的四大要素分別是“情境”“協(xié)作”“會(huì)話”及“意義建構(gòu)”。“情境”指學(xué)習(xí)環(huán)境中的情境必須有利于學(xué)習(xí)者的意義建構(gòu)，“協(xié)作”是學(xué)習(xí)過(guò)程中人與人之間的交流與合作，“會(huì)話”是協(xié)作過(guò)程中的不可缺少的交流環(huán)節(jié)，是達(dá)到意義建構(gòu)的重要手段之一。“意義建構(gòu)”是整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的最終目標(biāo)，其中的意義是指事物的性質(zhì)、規(guī)律和事物之間的內(nèi)在聯(lián)系[6]。

在展品研發(fā)過(guò)程中，科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過(guò)設(shè)定三維虛擬場(chǎng)景、搭建多方溝通交流和設(shè)計(jì)在線平臺(tái)等手段實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的意義建構(gòu)。

（一）搭建虛擬情境，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有意義建構(gòu)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識(shí)是存在于具體的、情境性的、可感知的活動(dòng)中的，它不是一套獨(dú)立于情境的知識(shí)符號(hào)，不可能脫離活動(dòng)情境而抽象地存在。

基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)通訊、遠(yuǎn)程會(huì)議、圖形圖像、三維仿真等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，科技館展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了展品拼裝、仿真演示等功能，三維設(shè)計(jì)場(chǎng)景、光、電、磁，以及各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)效果的仿真演示等都在模擬一種真實(shí)的情境，力爭(zhēng)將抽象的概念和創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)中的模擬展品，設(shè)計(jì)各方可以通過(guò)與虛擬情境的互動(dòng)，得到更多的反饋，發(fā)現(xiàn)更多的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有意義建構(gòu)。

（二）通過(guò)在線協(xié)作平臺(tái)，增強(qiáng)展品設(shè)計(jì)使用各方的協(xié)作和會(huì)話

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是一種社會(huì)性的活動(dòng)，重視學(xué)習(xí)過(guò)程中的人際間的協(xié)作和會(huì)話，因此學(xué)習(xí)者同他人的交往是影響學(xué)習(xí)結(jié)果的重要因素。該系統(tǒng)不僅強(qiáng)調(diào)人與虛擬情境之間的互動(dòng)，而且重視設(shè)計(jì)各方之間的互動(dòng)。以在線協(xié)作設(shè)計(jì)為例，首先，不同工種的工作人員，例如創(chuàng)意、原理解析、互動(dòng)形式設(shè)計(jì)、外觀造型設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件多媒體設(shè)計(jì)及展覽安全設(shè)計(jì)等，他們無(wú)法獨(dú)立研發(fā)一個(gè)創(chuàng)新性展品，通過(guò)在線協(xié)作平臺(tái)，相互影響、相互促進(jìn)，時(shí)時(shí)在線溝通交流，進(jìn)而不斷改進(jìn)、學(xué)習(xí)。其次，展品的設(shè)計(jì)者、管理者、使用者（觀眾）等人群也可以通過(guò)在線協(xié)作平臺(tái)，充分表達(dá)對(duì)展品的意見(jiàn)和需求，實(shí)現(xiàn)互相協(xié)作，為后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)提供用戶反饋。

三、結(jié)論

從教育心理學(xué)中知識(shí)學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的要素分析來(lái)看，科技館研發(fā)的展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠最大程度實(shí)現(xiàn)展品設(shè)計(jì)過(guò)程中顯性知識(shí)、隱性知識(shí)概念化，并且最大程度提升隱性知識(shí)的表達(dá)效率。通過(guò)該平臺(tái)搭建虛擬情境，可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有意義建構(gòu)，增強(qiáng)展品設(shè)計(jì)使用各方的協(xié)作和會(huì)話，最終實(shí)現(xiàn)多方協(xié)作創(chuàng)新展品的目的。以教育心理學(xué)的理論為依據(jù)，結(jié)合實(shí)際需求，改善展品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，才能更有效地實(shí)現(xiàn)用戶利用計(jì)算機(jī)平臺(tái)學(xué)習(xí)的效果。

參考文獻(xiàn)

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