技術(shù)賦能博物館教育的國際研究圖景：框架、類別與路徑

王晶瑩 張曉琳 周丹華

（北京師范大學(xué) 科學(xué)教育研究院，北京 100875）

公民科學(xué)素養(yǎng)提升和創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)是我國在未來國際競爭中博得先機(jī)的重要保障[1]。博物館作為典型的非正式學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠促進(jìn)終身教育體系的構(gòu)建，并且是科技創(chuàng)新后備人才培養(yǎng)的重要基地。新興信息技術(shù)在博物館的創(chuàng)新應(yīng)用，使得各級各類博物館的教育職能得到拓展，也賦予了其轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥硇滦蛯W(xué)習(xí)空間的巨大潛力。因此，場館研究的現(xiàn)實挑戰(zhàn)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾纬浞诌\用各種新興信息技術(shù)來優(yōu)化博物館參觀體驗，包括場館學(xué)習(xí)效果、資源共享機(jī)制、輔助參觀方式、社會交互模式與空間設(shè)計理念等，從而使博物館轉(zhuǎn)變成將物理空間的“知識場”、現(xiàn)實情景融合虛擬空間的“意義場”和虛實結(jié)合融入泛在空間的“生活場”集成于一體的新型學(xué)習(xí)空間，以滿足參觀者置身其中便能獲得更前沿的科學(xué)技術(shù)滋養(yǎng)與更有趣的非正式學(xué)習(xí)體驗的需求。然而，目前國內(nèi)場館教育的相關(guān)研究集中關(guān)注教育活動與理念、館校合作機(jī)制、場館中的師生身份、教育效能與評估等理論研究，對博物館的技術(shù)應(yīng)用、新型學(xué)習(xí)空間建構(gòu)等方面的研究相對匱乏，在技術(shù)賦能的智慧場館方面與國際研究還存在一定差距，并且依托于校外場館的創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究較為薄弱。

基于此，本研究對近10 年外文文獻(xiàn)中新興信息技術(shù)在博物館中的應(yīng)用進(jìn)行了全方位、多層次、寬領(lǐng)域地梳理，從時空分布、技術(shù)類別、技術(shù)作用、場館類別和關(guān)鍵趨勢五個角度展開分析，進(jìn)而提出對博物館技術(shù)應(yīng)用的未來展望，以期為新興信息技術(shù)在我國博物館中的應(yīng)用提供借鑒思路與實施參考。

一、研究框架與基礎(chǔ)概況

場館中的技術(shù)應(yīng)用指運用到場館中支持訪客參觀、互動與進(jìn)行創(chuàng)造性探究的工具和資源。不同的組織與學(xué)者對應(yīng)用在博物館中的技術(shù)進(jìn)行過分類，本文參考已有研究分類，根據(jù)系統(tǒng)性和范圍性文獻(xiàn)綜述研究結(jié)果，構(gòu)建博物館技術(shù)應(yīng)用“類別-作用”的二維分析框架。

（一）研究方法與概念框架

本研究以“Science Center” 或“Museum” 和“Technology”為主題詞在Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫搜索，搜索時間為2021 年11 月，類別限定為“Education and Educational Research”。根據(jù)發(fā)文趨勢，將發(fā)表時間限定為2012 年1 月1 日—2021 年12 月31 日，共搜索到相關(guān)文獻(xiàn)601 篇。排除會議、摘要后，共獲得593 篇文章。繼而根據(jù)以下3 條標(biāo)準(zhǔn)篩選標(biāo)題、摘要和正文：①研究主題是技術(shù)在博物館中的應(yīng)用，因此排除了以教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計、態(tài)度調(diào)查等為主題的文獻(xiàn)；②文獻(xiàn)類型是實驗研究、準(zhǔn)實驗研究或設(shè)計開發(fā)類研究，采用定性、定量、混合研究方法均可，因此排除了文獻(xiàn)綜述、二手?jǐn)?shù)據(jù)分析、元分析、框架、建議、產(chǎn)品介紹類文獻(xiàn)；③能獲取全文。根據(jù)以上原則，本研究最終得到符合標(biāo)準(zhǔn)的83 篇文獻(xiàn)。

美國新媒體聯(lián)盟（NMC）于2016 年發(fā)布《地平線報告（博物館版）》，對影響博物館領(lǐng)域特別是教育與闡釋領(lǐng)域的新型信息技術(shù)進(jìn)行預(yù)測與剖析，指出2016—2020 年的五年間，有六大技術(shù)將在博物館得到應(yīng)用與發(fā)展：數(shù)字人文技術(shù)，指一系列推動人文領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的數(shù)字或計算工具；創(chuàng)客空間技術(shù)，包括機(jī)器人、3D 打印和3D 建模技術(shù)；智能定位技術(shù)；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；信息可視化技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)化對象技術(shù)。鄭旭東等人[2]將場館學(xué)習(xí)相關(guān)信息技術(shù)分為移動技術(shù)、智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)、資源開發(fā)與知識管理技術(shù)。許瑋等人[3]則從技術(shù)作用角度出發(fā)，將場館學(xué)習(xí)技術(shù)分為資源建設(shè)類技術(shù)、輔助參觀類技術(shù)、人與展品互動類技術(shù)3 類。已有代表性研究大多依據(jù)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵維度進(jìn)行劃分，因此，本研究在對已有研究進(jìn)行系統(tǒng)性和范圍性文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上，通過對代表性界定的深度借鑒，以技術(shù)類別為X維度，技術(shù)作用為Y維度，建構(gòu)博物館技術(shù)應(yīng)用的“類別-作用”二維分析框架（見下頁圖1），探討新興信息技術(shù)在博物館中的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢。

圖1 博物館技術(shù)應(yīng)用類別與作用路徑的二維分析框架

首先是X維度，即技術(shù)類別維度，分為移動技術(shù)、創(chuàng)客空間技術(shù)、智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)、資源建設(shè)技術(shù)四類。移動技術(shù)在博物館中的應(yīng)用具體包括移動應(yīng)用程序、移動眼動跟蹤與基于位置服務(wù)（包括5G 技術(shù)與傳感技術(shù)），研究表明，其應(yīng)用可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的動機(jī)和體驗，并能夠提高其社會合作和高層次能力[4]。創(chuàng)客空間技術(shù)包括機(jī)器人、3D 打印和3D 建模技術(shù)，訪客可以通過創(chuàng)客空間動手設(shè)計、施工和不斷完善作品，在不斷的嘗試實踐中提升創(chuàng)新能力。智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在博物館中，開啟了一種通過計算機(jī)建模、模擬和仿真來感知展品與環(huán)境的全新體驗式學(xué)習(xí)模式，包括虛擬現(xiàn)實技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)與自然用戶界面。資源建設(shè)技術(shù)包括開放內(nèi)容技術(shù)和眾籌，通過將展品數(shù)字化構(gòu)建虛擬博物館，實現(xiàn)展品的“可持續(xù)發(fā)展”。移動技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用極大地凸顯了場館學(xué)習(xí)的非正式特征，創(chuàng)客空間技術(shù)為參觀者的想象力與創(chuàng)造力提供了施展舞臺，智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)突破了物理空間與數(shù)字空間的虛實界限，而資源建設(shè)技術(shù)則將古老文物、復(fù)雜模型等搬到云端，為遠(yuǎn)程教育積蓄力量。這四類新興信息技術(shù)有機(jī)耦合，助力博物館向新型虛實融合學(xué)習(xí)空間轉(zhuǎn)型。

其次是Y維度，即技術(shù)作用維度。已有研究較多對技術(shù)賦能場館學(xué)習(xí)進(jìn)行深入總結(jié)分析，但對技術(shù)的輔助參觀、社會互動、資源建設(shè)作用的系統(tǒng)梳理存在缺口。同時，博物館作為未來學(xué)習(xí)空間建設(shè)的重要基地，空間設(shè)計同樣需要新興信息技術(shù)支持。因此，本研究將應(yīng)用于博物館中的新興信息技術(shù)按照作用分為促進(jìn)學(xué)習(xí)、資源建設(shè)、輔助參觀、社會互動與空間設(shè)計五類。

（二）時空分布與類別趨勢

目前，關(guān)于博物館中新興信息技術(shù)應(yīng)用的研究成果數(shù)量呈上升趨勢。以5 年為界，2012—2016 年的研究成果數(shù)量為28 篇。2016 年，美國新媒體聯(lián)盟發(fā)布《地平線報告（博物館版）》，在此后的5 年間，相關(guān)研究數(shù)量大幅提高至55 篇，其中移動眼動追蹤技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)、虛擬博物館技術(shù)、5G 技術(shù)在移動設(shè)備上的應(yīng)用得到熱切關(guān)注。從研究國家分布來看，全球技術(shù)賦能博物館教育研究已呈廣布之勢，本研究所納入的關(guān)于新興信息技術(shù)在博物館中的應(yīng)用研究來自世界范圍內(nèi)的26 個國家/地區(qū)。相較而言，國外有關(guān)技術(shù)賦能博物館教育的研究起步較早，其研究內(nèi)容豐富，對四個類別的技術(shù)均有所涉及。近年來，隨著科教興國戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)以及黨的二十大報告中對“教育、科技、人才”的統(tǒng)籌部署，我國對博物館和科技館等非正式場域科學(xué)教育的教學(xué)與研究愈加重視。被納入本研究的83 篇文獻(xiàn)顯示，近5 年，我國在博物館教育技術(shù)研究發(fā)文方面貢獻(xiàn)明顯，研究內(nèi)容主要集中在VR/AR 技術(shù)在場館學(xué)習(xí)中的應(yīng)用以及情境感知泛在學(xué)習(xí)等方面。

從場館類別上看，新興信息技術(shù)在技術(shù)型博物館中的應(yīng)用弱于在歷史文化型博物館的應(yīng)用。在本研究篩選出的83 篇新興信息技術(shù)在博物館中的應(yīng)用文獻(xiàn)中，新興信息技術(shù)在歷史文化型博物館中的應(yīng)用較多，有46 篇之多，而在科學(xué)技術(shù)型博物館中的應(yīng)用相對較少，有31 篇，同時，有6 篇文獻(xiàn)未明確所選博物館類型。歷史文化型博物館包括軍事文化館、歷史紀(jì)念館和藝術(shù)展覽館；科學(xué)技術(shù)型博物館包括科技館、科學(xué)中心、生物/化學(xué)/醫(yī)學(xué)博物館。5G 技術(shù)、移動眼動追蹤技術(shù)、VR/AR 技術(shù)以及移動設(shè)備等在歷史文化型博物館中的應(yīng)用較多，能夠為訪客提供更優(yōu)質(zhì)的參觀體驗。雖然元分析顯示，技術(shù)應(yīng)用對科學(xué)技術(shù)型場館學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用遠(yuǎn)高于歷史文化型場館[4]，但目前新興信息技術(shù)在科學(xué)技術(shù)型場館中的應(yīng)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。進(jìn)一步分析技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵趨勢可知，技術(shù)在博物館中的應(yīng)用越發(fā)關(guān)注個性化體驗、社會性參與和弱勢群體關(guān)愛。隨著以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，個性化逐漸成為博物館參觀的重要目標(biāo)。例如，通過移動眼動追蹤眼鏡識別用戶凝視區(qū)域，可以判斷其興趣所在，當(dāng)用戶在博物館中參觀時，眼鏡便會根據(jù)其興趣與實時位置推送其可能感興趣的關(guān)聯(lián)展品。同時，技術(shù)應(yīng)用拓寬了博物館的受益群眾范圍，3D 建模、遠(yuǎn)程呈現(xiàn)等技術(shù)的應(yīng)用為殘障人士提供了博物館參觀的途徑，博物館也在積極探索利用新興信息技術(shù)滿足多元觀眾群體的需要。但技術(shù)應(yīng)用本身的感知易用性問題與博物館工作人員的技術(shù)素養(yǎng)未得到應(yīng)有關(guān)注。

二、技術(shù)應(yīng)用類別：移動技術(shù)與虛實融合比翼齊飛

本研究根據(jù)所納入的文獻(xiàn)內(nèi)容，將國際博物館教育研究中的技術(shù)應(yīng)用類別劃分為移動技術(shù)、智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)、創(chuàng)客空間技術(shù)與資源建設(shè)技術(shù)四類，其中，移動技術(shù)和智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)主題的研究最為廣泛，且呈現(xiàn)平分之態(tài)，而創(chuàng)客空間和資源建設(shè)技術(shù)類的話題討論度則相對較低。

（一）移動技術(shù)：智能手機(jī)賦能非正式學(xué)習(xí)

近10 年，移動技術(shù)在博物館中的應(yīng)用最為廣泛，具體包括移動應(yīng)用程序、基于位置的服務(wù)與移動眼動追蹤技術(shù)。移動應(yīng)用程序大多數(shù)搭載于智能手機(jī)上使用，其他設(shè)備諸如平板電腦、iPod 也有提及。在大眾的認(rèn)知中，博物館是感受“歷史沉淀”力量之所，但隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以及數(shù)字原住民的出現(xiàn)，在參觀過程中使用手機(jī)增加互動能縮短訪客和文物、展品之間的距離已成為普遍共識。智能手機(jī)搭載不同用途的移動應(yīng)用程序，包括教育游戲、智能導(dǎo)覽、智能推送等，發(fā)揮促進(jìn)學(xué)習(xí)、資源建設(shè)、促進(jìn)交互以及輔助參觀等功能。目前依托智能手機(jī)或平板電腦的博物館移動應(yīng)用程序大多與二維碼結(jié)合，應(yīng)用方式為通過掃描二維碼來了解虛擬展品概況或確定位置。例如，在藝術(shù)博物館與醫(yī)學(xué)博物館中，參觀者可以利用移動設(shè)備掃描展品二維碼來了解難以遠(yuǎn)距離接觸的藝術(shù)品與全面的解剖學(xué)知識點。

但通過移動設(shè)備掃描二維碼進(jìn)行定位仍具有較低的便捷性。近來，移動游戲因其輔助實現(xiàn)自動定位玩家位置、進(jìn)而自動推薦產(chǎn)品的功能，在博物館中得到大量應(yīng)用，這也是其成為未來博物館探索技術(shù)定位的重要趨勢。同時，博物館中應(yīng)用的定位技術(shù)還包括5G技術(shù)和傳感技術(shù)。定位技術(shù)能夠顯示參觀者的當(dāng)前位置，并可以記錄參觀者感興趣或參觀過的展品或展項，當(dāng)再次定位到與參觀者存儲數(shù)據(jù)相關(guān)的信息時，便會自動向參觀者推送相應(yīng)展品信息。博物館中應(yīng)用的5G技術(shù)主要通過高精度的室內(nèi)定位，向訪客的移動設(shè)備發(fā)送即時的位置信息（周圍的環(huán)境）、展品信息（附近的展品）與高精度視頻。如基于無線光定位的5G 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其可采用電磁波譜可見光，為訪客提供高精度定位、多種形式的交互服務(wù)與在移動設(shè)備上的高分辨率多媒體傳輸[5]。除此之外，5G 技術(shù)通過提供實時網(wǎng)絡(luò)的低延遲和高吞吐量支持，結(jié)合VR/AR 技術(shù)，創(chuàng)造訪客沉浸式體驗。傳感技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動技術(shù)結(jié)合，在培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和提供實時反饋方面表現(xiàn)出了具體優(yōu)勢。其作為一種情境感知技術(shù)應(yīng)用于場館學(xué)習(xí)中，使訪客能夠在一個融合現(xiàn)實世界和數(shù)字世界的學(xué)習(xí)資源的環(huán)境中學(xué)習(xí)。

此外，移動眼動技術(shù)作為移動技術(shù)的重要表現(xiàn)形式之一，在目前的博物館教育中被廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用方式主要包括將眼球跟蹤器集成到音頻導(dǎo)覽系統(tǒng)中和佩戴移動眼動追蹤眼鏡，以實時記錄參觀者在博物館中的注意軌跡。在技術(shù)應(yīng)用效果的實驗研究中，學(xué)界普遍將移動眼動追蹤的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場筆記、訪談、問卷調(diào)查和線索回顧報告等質(zhì)性方法相結(jié)合進(jìn)行分析，將凝視模式與意義形成過程聯(lián)系起來。該技術(shù)的應(yīng)用被證明是可接受的，但仍存在技術(shù)熟悉度及技術(shù)成熟度欠缺等不足。因此，未來需重點關(guān)注該技術(shù)的感知易用性與感知移動性。

（二）智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)：構(gòu)建虛實融合的學(xué)習(xí)空間

智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)是博物館構(gòu)建虛實融合新型學(xué)習(xí)空間的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)/增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)與自然用戶界面。移動技術(shù)的最新進(jìn)展使VR、AR 技術(shù)在博物館中的應(yīng)用日漸廣泛，以為參觀者創(chuàng)造沉浸式觀展體驗。目前AR 技術(shù)較VR 技術(shù)有更大的應(yīng)用范圍，這可能與AR 技術(shù)所需設(shè)備配置較為便捷有關(guān)。參觀者通過自己攜帶的手機(jī)或博物館提供的平板電腦中安裝的應(yīng)用程序獲得數(shù)字增強(qiáng)的體驗。其次是頭戴式設(shè)備。應(yīng)用AR技術(shù)的頭戴式設(shè)備主要為Google Cardboard、Google Glass 等低沉浸度設(shè)備，此類設(shè)備可為參觀者展示來自現(xiàn)實的場景，而不是完全由計算機(jī)生成的圖像和聲音世界；而應(yīng)用VR 技術(shù)的頭戴式設(shè)備多為HTC VIVE、Samsung Gear VR Glasses 等高沉浸度設(shè)備，參觀者的視野均為計算機(jī)構(gòu)建的虛擬場景，但此類設(shè)備對技術(shù)精度的要求更高。與此同時，桌面設(shè)備和投影設(shè)備應(yīng)用較少。AR 技術(shù)應(yīng)用于桌面設(shè)備主要是將數(shù)字資源呈現(xiàn)在交互式觸摸屏上，展示參觀者與展品互動后的數(shù)字增強(qiáng)效果；而VR 技術(shù)中的桌面設(shè)備（如臺式電腦）常和手持感應(yīng)設(shè)備結(jié)合使用，以達(dá)到高度人機(jī)互動的效果。自然用戶界面使博物館的參觀者與展品之間不再被冷冰冰的玻璃阻隔，訪客可以通過多點交互式觸控屏與虛擬數(shù)字展品進(jìn)行互動，增強(qiáng)觀展體驗。其操作方式包括縮放、平移、旋轉(zhuǎn)、剪切平面以及使用滑塊來顯示嵌入的圖形等手指交互及全身交互。實驗數(shù)據(jù)顯示，交互技術(shù)具有感知易用性、能延長訪客駐留時間、引發(fā)訪客積極的情感反應(yīng)等功能，當(dāng)用戶感受到自身與技術(shù)之間的互動是直觀的、有響應(yīng)的、支持多用戶輸入的，他們會體驗到更高水平的認(rèn)知參與[6]。

（三）創(chuàng)客空間與資源建設(shè)技術(shù)：促進(jìn)科學(xué)教育與遠(yuǎn)程共享

創(chuàng)客空間技術(shù)包括3D 打印與建模技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)，訪客通過在真實環(huán)境中動手設(shè)計、施工、制作作品，在嘗試中增強(qiáng)創(chuàng)新能力。博物館的創(chuàng)客空間常與學(xué)校合作，在館內(nèi)開設(shè)不同主題的創(chuàng)客工作坊，由學(xué)校組織學(xué)習(xí)小組前來探索。例如，瑞士科學(xué)中心開設(shè)了名為“Badumtschak 數(shù)字管弦樂隊的編程”的工作坊，參與者需建立和編排自己的管弦機(jī)器人樂隊，通過對編程環(huán)境進(jìn)行控制，使機(jī)械、電子和數(shù)字相互作用，從而支持“舉辦”一場機(jī)器人音樂會。

資源建設(shè)技術(shù)包括開放數(shù)字資源和展覽資源眾籌兩種類型，以實現(xiàn)將古老文物、復(fù)雜模型等保存至云端，滿足參觀者遠(yuǎn)程觀展的現(xiàn)實需求。開放內(nèi)容技術(shù)為建立虛擬博物館，構(gòu)建連接學(xué)?；蚱渌我鈭鏊筒┪镳^的非正式學(xué)習(xí)虛擬空間提供了技術(shù)保障。在現(xiàn)代世界，博物館都在尋求從文物儲存場所到知識共建共享場所的轉(zhuǎn)變，利用3D 建模、數(shù)字化出版等技術(shù)建立實物展品的數(shù)字模型，上傳至官方網(wǎng)站和社交媒體賬號上，從而構(gòu)建虛擬博物館。這樣既能拓展參觀過程中的知識獲取，又能為如殘障人士等有需求的人進(jìn)行云參展提供便利條件。此外，博物館還通過構(gòu)建虛擬博物館，培養(yǎng)與21 世紀(jì)新一代游客的聯(lián)系，激勵他們參與未來的博物館參觀——無論是現(xiàn)場參觀還是虛擬參觀[7]。在場館的規(guī)劃和組織方面，利用展覽資源眾籌方式可以匯聚大眾智慧，通過社交網(wǎng)絡(luò)來提高網(wǎng)民在場館活動中的參與度，鼓勵參觀者提供自己的想法和相關(guān)視頻，使展品設(shè)計滿足公眾需求。

三、技術(shù)作用路徑：從一元工具論到互動關(guān)系論

基于文獻(xiàn)內(nèi)容，本研究將博物館中的技術(shù)應(yīng)用的作用及影響劃分為促進(jìn)學(xué)習(xí)、資源建設(shè)、輔助參觀、社會互動及空間設(shè)計等。分析結(jié)果顯示，不同技術(shù)發(fā)揮的作用有所不同，且各有側(cè)重（見圖2）。

圖2 新興技術(shù)在博物館中應(yīng)用的作用分類

（一）資源建設(shè)：虛擬與眾籌構(gòu)建博物館新形態(tài)

開發(fā)的數(shù)字資源與3D 建模與打印技術(shù)被應(yīng)用于博物館數(shù)字資源建設(shè)與保護(hù)保存方面。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，各級各類博物館紛紛建立虛擬博物館，將展品數(shù)字化上傳至云端，使得有遠(yuǎn)程訪問需求的訪客（如因公共衛(wèi)生事件、距離、身體障礙等因素?zé)o法現(xiàn)場參觀的人群）實現(xiàn)線上觀展?！氨娀I”是新時代博物館轉(zhuǎn)型的核心發(fā)展理念，使得博物館由文物儲存場所轉(zhuǎn)變?yōu)橹R共建共享的虛實融合學(xué)習(xí)空間，其通過社交網(wǎng)絡(luò)來提高網(wǎng)民在場館活動中的參與度，鼓勵移動終端用戶一同參與博物館的意義構(gòu)建，促使博物館的教育角色由知識的保管者向智慧的集成者轉(zhuǎn)變。同時，3D 技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)博物館中，發(fā)揮著資源建設(shè)的作用。例如，利用三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行博物館骨骼保存，利用“3D+VR”技術(shù)為認(rèn)知障礙兒童打造沉浸式博物館，利用3D 打印技術(shù)制作可觸摸的博物館展品復(fù)制品，以幫助視障人士用觸覺體驗文化遺產(chǎn)，以及將博物館資源數(shù)字化、立體化、視覺化。

（二）輔助參觀：技術(shù)促進(jìn)智能導(dǎo)覽與遠(yuǎn)程呈現(xiàn)

輔助參觀功能體現(xiàn)在博物館室內(nèi)智能導(dǎo)覽與遠(yuǎn)程呈現(xiàn)上，機(jī)器人是實現(xiàn)該功能的重要載體。AR 技術(shù)同樣在智能導(dǎo)覽方面有所貢獻(xiàn)。在博物館環(huán)境中，除出現(xiàn)在創(chuàng)客空間，機(jī)器人技術(shù)通常還有三種應(yīng)用：導(dǎo)覽、遠(yuǎn)程呈現(xiàn)和學(xué)習(xí)助手。博物館導(dǎo)覽機(jī)器人可進(jìn)一步細(xì)分為類人博物館導(dǎo)覽和虛擬博物館導(dǎo)覽，其中虛擬導(dǎo)覽往往與移動設(shè)備、虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合。遠(yuǎn)程呈現(xiàn)機(jī)器人能自動跟隨人類博物館向?qū)г诓┪镳^里走動并進(jìn)行直播，以便學(xué)校團(tuán)體能遠(yuǎn)程參觀博物館并進(jìn)行互動，同時也能與傳感器結(jié)合，幫助視力障礙人士通過觸覺遠(yuǎn)程參觀博物館。在輔助參觀時的互動建立機(jī)制上，機(jī)器人通過觀察訪客視線來感應(yīng)訪客與其互動的興趣或意愿，并根據(jù)訪客的興趣程度與其建立眼神交流，從而開展導(dǎo)覽、交流等互動活動。在互動體驗感方面，研究者發(fā)現(xiàn)肢體互動是提高體驗感的關(guān)鍵。例如，博物館中機(jī)器人向?qū)Ц兄赶蚴謩莸哪芰δ芄膭钚W(xué)生提出更多問題；大學(xué)生在參展時更喜歡與肢體動作富于表現(xiàn)力、性格開朗、愛講故事的機(jī)器人交互，而非單純態(tài)度友好的機(jī)器人[8]。AR 技術(shù)通過參觀者佩戴的可穿戴設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)定位，繼而實現(xiàn)室內(nèi)導(dǎo)覽?，F(xiàn)有研究往往設(shè)計準(zhǔn)實驗探究AR 導(dǎo)覽、傳統(tǒng)音頻導(dǎo)覽、不攜帶輔助導(dǎo)覽設(shè)備三種情況下訪客的表現(xiàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：AR 引導(dǎo)有效地提高了參觀者的學(xué)習(xí)效率，提升了觀展體驗，延長了訪客專注時間。

（三）促進(jìn)學(xué)習(xí)：技術(shù)促進(jìn)泛在與沉浸式學(xué)習(xí)

應(yīng)用于場館學(xué)習(xí)方面的技術(shù)主要包括移動技術(shù)和智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)兩大類。移動通信技術(shù)與傳感技術(shù)的發(fā)展使得情境感知泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)在場館學(xué)習(xí)中得到應(yīng)用，其主要表現(xiàn)為智能手機(jī)搭載由VR、AR 技術(shù)實現(xiàn)的教育游戲移動應(yīng)用創(chuàng)設(shè)沉浸式虛實融合學(xué)習(xí)環(huán)境。移動技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)主要體現(xiàn)在移動教育應(yīng)用和基于位置的情境感知泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)。移動教育應(yīng)用常以基于位置的AR 教育游戲等形式搭載于智能手機(jī)或平板電腦上，以寓教于樂的方式提高學(xué)習(xí)者的自我效能感，從而提升場館學(xué)習(xí)效果。智能手機(jī)還與網(wǎng)站搭配使用，實現(xiàn)線上線下、館外館內(nèi)一體的混合移動學(xué)習(xí)模式，延伸時間和空間，并幫助訪客對博物館進(jìn)行更為深入的參觀[9]。同時，手持移動設(shè)備作為科技先行組織者被應(yīng)用于場館詞匯學(xué)習(xí)中?；谖墨I(xiàn)內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，2012—2017 年間，我國研究者在開發(fā)與改進(jìn)場館教育中的情境感知學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究方面做出了突出貢獻(xiàn)，主要研究類型包括情境感知泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)、混合的情境感知泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)和移動標(biāo)簽輔助系統(tǒng)等，其可根據(jù)參觀者的位置進(jìn)行智能導(dǎo)學(xué)，從提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)、降低認(rèn)知負(fù)荷、提高學(xué)習(xí)效率和提高訪客參與度等方面進(jìn)行探索。在教學(xué)效果方面，情境感知學(xué)習(xí)系統(tǒng)采用傳感技術(shù)來檢測學(xué)生在現(xiàn)實世界中的學(xué)習(xí)行為，從而能夠為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)和反饋[10]。此外，為降低學(xué)習(xí)負(fù)荷，研究者還開發(fā)了知識檢索輔助和圖形界面，使沒有相關(guān)專業(yè)知識的參觀者也能輕松上手[11]。同時，為提高學(xué)習(xí)效率，還有研究者將u-learning 與e-learning 結(jié)合，使得算法能根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活地為參觀者設(shè)計最高效的學(xué)習(xí)路徑[12]。而且，為提高訪客參與度，研究者通過開發(fā)移動標(biāo)簽輔助系統(tǒng)引導(dǎo)參觀者與展品互動，延長參觀者的停留時間[13]。

智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)則通過VR、AR、交互技術(shù)的應(yīng)用來提高參觀者的沉浸式學(xué)習(xí)體驗。從學(xué)習(xí)內(nèi)容方面來看，VR/AR 技術(shù)常應(yīng)用于陳述性知識的傳播，如學(xué)習(xí)伯努利原理等；其次是分析和解決問題，一般采取游戲或探險的形式讓參觀者分析、回答或解決問題；還有少許情感體驗的培養(yǎng)，如感知和了解納粹大屠殺給人類造成的沉重災(zāi)難[14]。此外，有研究將多點交互式觸控屏應(yīng)用于歷史文化博物館中的地理地圖知識教學(xué)之中，教學(xué)效果雖然表明與傳統(tǒng)的印刷地圖相比，學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)體驗有了顯著提升，但沉浸式學(xué)習(xí)也存在一定缺陷，如有學(xué)者通過藝術(shù)博物館中訪客使用多點交互式觸控屏來闡釋具身詮釋技術(shù)，但發(fā)現(xiàn)存在設(shè)備生態(tài)問題，即訪客在多個屏幕、手機(jī)、視訊流顯示的內(nèi)容之間切換時的注意分配行為會降低其自身的沉浸式體驗[15]。

（四）空間設(shè)計與社會互動：新興技術(shù)提供布展策略、多維互動增強(qiáng)參展體驗

建筑互動性理論認(rèn)為，建筑的本質(zhì)是為了滿足人的需求，并體現(xiàn)在人與建筑之間的關(guān)系中[16]。博物館作為一種非正式學(xué)習(xí)空間建筑，其空間設(shè)計在一定程度上決定著參觀者與展品之間的互動關(guān)系。移動眼動追蹤技術(shù)能夠記錄訪客難以用言語表達(dá)出的、無意識的大量實時觀展數(shù)據(jù)。研究人員可以通過分析訪客的觀察時間、凝視軌跡、眼神逃避行為等判斷訪客的興趣區(qū)域[17]，從而為博物館的空間設(shè)計提供依據(jù)，具體表現(xiàn)在個性化布展策略、藝術(shù)展品陳列方式、科學(xué)展覽呈現(xiàn)方式與信息呈現(xiàn)方式（墻體文本和移動文本）等方面[18]。傳感技術(shù)同樣具有空間設(shè)計的作用，其可以通過協(xié)調(diào)多個非接觸式傳感器來同時測量一定范圍內(nèi)眾多參觀者的行為，從而量化每件展品對參觀者的吸引力，為展品的呈現(xiàn)方式與解釋說明的改進(jìn)提供依據(jù)。

促進(jìn)訪客社會交互是指在博物館利用自然用戶界面技術(shù)、移動游戲等探索訪客與展品和共同參展人進(jìn)行視覺和身體互動的模式，以理解訪客在不同教育環(huán)境下的社會互動偏好。例如，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在博物館移動游戲的挑戰(zhàn)中，女性更傾向于社會合作，而男性更傾向于社會競爭[19]。多點交互式觸控屏常被應(yīng)用于科學(xué)博物館中以發(fā)揮人機(jī)交互的作用，屏幕交互功能、屏顯材料特點、屏幕外觀設(shè)計以及屏幕面積都能影響訪客的使用體驗與參與程度。屏幕交互功能可以用于編碼復(fù)雜的科學(xué)概念，如在科學(xué)博物館的生物可視化研究中，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)訪客更偏好彩色數(shù)字卡片，但水彩風(fēng)格的屏顯材料卻會降低訪客的參與度[20]。

四、研究結(jié)論與展望

本研究對2012—2021 年近10 年間的外文文獻(xiàn)中關(guān)于新興信息技術(shù)在博物館中的應(yīng)用研究進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，描述了該領(lǐng)域整體的研究圖景。構(gòu)建博物館技術(shù)應(yīng)用的“類別-作用”二維分析框架作為輔助，從時空分布、技術(shù)類別、技術(shù)作用、場館類別和關(guān)鍵趨勢五個研究范疇進(jìn)行范圍綜述。

從時空分布來看，新興信息技術(shù)在博物館中的應(yīng)用研究呈上升趨勢，且技術(shù)有更迭取代之勢。國外技術(shù)賦能博物館教育的研究起步較早，但我國相關(guān)研究后來居上，逐漸呈現(xiàn)出趕超之勢。從技術(shù)類別來看，移動技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用與智能手機(jī)的結(jié)合極大地凸顯了場館學(xué)習(xí)的非正式特征，智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)突破了物理空間與數(shù)字空間的虛實界限，創(chuàng)客空間技術(shù)助力科技創(chuàng)新后備人才的培養(yǎng)，資源建設(shè)技術(shù)使得博物館展品數(shù)字化、開放化、共享化。四類新興信息技術(shù)有機(jī)耦合，助力博物館向新型虛實融合的學(xué)習(xí)空間轉(zhuǎn)型。從技術(shù)作用來看，支持并促進(jìn)場館學(xué)習(xí)仍是作為非正式學(xué)習(xí)環(huán)境代表的博物館的主流作用，數(shù)字資源建設(shè)匯聚大眾力量構(gòu)建博物館新形態(tài)，技術(shù)促進(jìn)智能導(dǎo)覽與遠(yuǎn)程呈現(xiàn)輔助訪客參觀，人機(jī)與人人互動增強(qiáng)參展體驗，博物館空間設(shè)計也逐漸由技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供布展策略參考。從場館類別來看，雖然技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)博物館的效果好于歷史文化博物館，但科學(xué)技術(shù)博物館中新興信息技術(shù)的應(yīng)用覆蓋度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。從關(guān)鍵趨勢來看，目前各級各類博物館主要關(guān)注技術(shù)應(yīng)用促進(jìn)個性化體驗、社會性參與和入館弱勢群體權(quán)利的保護(hù)等方面，但技術(shù)應(yīng)用本身的感知易用性與博物館工作人員的技術(shù)素養(yǎng)等問題未得到應(yīng)有的關(guān)注。立足當(dāng)下，未來展望。博物館的技術(shù)應(yīng)用應(yīng)著眼于應(yīng)用擴(kuò)大化、虛實融合化、環(huán)境沉浸化三個方面的發(fā)展。

首先，加快提高場館技術(shù)應(yīng)用的覆蓋率，以新興智能科技武裝展品與教學(xué)?？萍紕?chuàng)新與科學(xué)普及是實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。博物館與科技館等作為學(xué)?？茖W(xué)教育的重要組成部分，也是開展科學(xué)普及活動的重要場域。因此，應(yīng)加快推進(jìn)場館技術(shù)應(yīng)用，尤其是科學(xué)技術(shù)博物館中的技術(shù)覆蓋，用新興信息技術(shù)實現(xiàn)博物館中的多模態(tài)展品呈現(xiàn)、沉浸式人機(jī)交互、智能定位與導(dǎo)覽、移動式泛在學(xué)習(xí)，讓科學(xué)教育在技術(shù)環(huán)境中蓬勃發(fā)展，助力國家科技創(chuàng)新后備人才培養(yǎng)。此外，還應(yīng)配合國家“雙減”政策，探索建立“館校合作”長效機(jī)制，鼓勵科技館資源以科學(xué)工作坊、科學(xué)資源包等不同形式進(jìn)校園，鼓勵學(xué)校組織科學(xué)活動小組參加科技館的創(chuàng)客空間項目，滿足課堂教學(xué)和課后服務(wù)的需要等。

其次，充分體現(xiàn)場館教學(xué)的科學(xué)實踐本質(zhì)，打造虛實融合的新型智慧學(xué)習(xí)空間。一方面，借助場館的場域支持，增強(qiáng)科技創(chuàng)新后備人才真實完整的科學(xué)探究體驗，為少年兒童搭建科學(xué)實踐的平臺。另一方面，應(yīng)充分利用移動技術(shù)輔助空間設(shè)計，構(gòu)建場館物理空間的“知識場”，同時發(fā)揮智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的作用，輔助構(gòu)建現(xiàn)實情景融合虛擬空間的“意義場”，并且以資源建設(shè)技術(shù)推動優(yōu)質(zhì)展品數(shù)字化轉(zhuǎn)化，形成網(wǎng)絡(luò)科普資源，融入泛在空間的“生活場”，新興信息技術(shù)集成知識場、意義場與生活場，致力于打造虛實融合的新型智慧場館學(xué)習(xí)空間。

最后，實時跟進(jìn)場館設(shè)備更新和技術(shù)迭代，增強(qiáng)教育技術(shù)應(yīng)用的友好體驗?，F(xiàn)有博物館技術(shù)應(yīng)用仍存在設(shè)備的感知易用性欠缺問題，如頭戴式VR 設(shè)備、移動眼動追蹤眼鏡不夠輕便，室內(nèi)定位技術(shù)的精度有待提升，博物館內(nèi)移動游戲的虛實交互仍需掃描QR 碼才能實現(xiàn)等，導(dǎo)致參觀者的沉浸式體驗感下降。未來應(yīng)著重提高技術(shù)應(yīng)用的感知易用性與感知移動性，為線下參觀者創(chuàng)設(shè)沉浸式觀展環(huán)境，同時也要注意為遠(yuǎn)程參觀者、身體殘障者等提供沉浸式的線上觀展體驗。