文物數(shù)字化在博物館教育方面的應(yīng)用探索

摘 要：文章探討了文物數(shù)字化在博物館教育方面的開(kāi)發(fā)與利用。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，文物數(shù)字化為博物館教育的發(fā)展帶來(lái)了新的模式，使“博物館熱”持續(xù)升溫。文章簡(jiǎn)要回顧了博物館教育形勢(shì)的發(fā)展歷程，并通過(guò)對(duì)文物數(shù)字技術(shù)手段的介紹，以文物數(shù)字化課件開(kāi)發(fā)為例，闡述了其對(duì)博物館教育的深遠(yuǎn)影響。文章還分析了文物數(shù)字化在教育應(yīng)用過(guò)程中面臨的問(wèn)題和困難，并提出了解決策略，以促進(jìn)文物數(shù)字化更好地為博物館教育領(lǐng)域服務(wù)。

關(guān)鍵詞：文物數(shù)字化；博物館教育；技術(shù)手段；課件開(kāi)發(fā)

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2025.07.023

文物是人類(lèi)歷史文化的見(jiàn)證，它們承載著豐富的歷史、文化、藝術(shù)和科學(xué)信息。然而，由于文物的脆弱性、不可再生性以及分布的局限性，使其在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用受到了一定的限制。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，文物數(shù)字化為解決這些問(wèn)題提供了新途徑。文物數(shù)字化不僅可以實(shí)現(xiàn)文物的永久保存，還可以突破時(shí)空的限制，將文物廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域，為學(xué)生提供更加豐富、生動(dòng)和直觀的學(xué)習(xí)資源。

1 博物館教育的發(fā)展與作用

在早期，博物館的功能是簡(jiǎn)單的對(duì)物品的收藏和保存，教育功能未能普及。直到18世紀(jì)末，法國(guó)將盧浮宮變?yōu)楣埠蛧?guó)藝術(shù)博物館對(duì)外開(kāi)放，使普通民眾也能欣賞到國(guó)家寶藏，博物館的社會(huì)服務(wù)和教育職能日漸凸顯。此后，越來(lái)越多的博物館開(kāi)始向公眾開(kāi)放，人們有了更多接觸和了解文物、藝術(shù)品、科技知識(shí)的機(jī)會(huì)。博物館作為重要的教育機(jī)構(gòu)得到了更多的關(guān)注和支持，成為學(xué)校教育的重要補(bǔ)充。

如今，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，博物館的展陳理念和教育方式悄然改變，文物拍攝從二維向三維技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了文物從靜止到“活起來(lái)”的飛躍。數(shù)字技術(shù)不僅為文物資源的保護(hù)提供了精確的科學(xué)依據(jù)，還開(kāi)辟了宣傳與展示中華優(yōu)秀歷史文化的新途徑。數(shù)據(jù)顯示，2020年全球超過(guò)2000家博物館開(kāi)發(fā)了線上展覽，吸引了遠(yuǎn)超傳統(tǒng)參觀者數(shù)量的網(wǎng)上觀眾①。文物數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，拓展了博物館教育的范圍和影響力，使其在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮多重作用。

1.1 拓展知識(shí)體系

博物館擁有豐富的實(shí)物資源，涵蓋歷史、文化、藝術(shù)、科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。它為人們提供了學(xué)校教育之外的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，能夠幫助人們深入了解各個(gè)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，拓寬知識(shí)面。例如，自然歷史博物館通過(guò)展示化石、動(dòng)植物標(biāo)本等，讓觀眾直觀地學(xué)習(xí)生物進(jìn)化、地球科學(xué)等方面的知識(shí)；科技博物館展示最新的科技成果和科學(xué)原理，幫助觀眾緊跟時(shí)代步伐，了解前沿科學(xué)動(dòng)態(tài)。

1.2 提供多元視角

當(dāng)數(shù)字影像搭上互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的快車(chē)，就促使博物館文化傳播得以超越時(shí)間和空間的局限，與各種各樣的人群相遇，最大限度地拓展文化輻射范圍②。博物館的展品往往來(lái)自不同的地區(qū)、文化和歷史時(shí)期，這使得博物館教育能夠呈現(xiàn)多元的文化視角。觀眾在參觀過(guò)程中可以接觸到不同文化背景下人們的生活方式、價(jià)值觀和思維方式，從而打破文化隔閡，培養(yǎng)全球視野。

1.3 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

博物館通過(guò)精心設(shè)計(jì)的展覽和互動(dòng)體驗(yàn)活動(dòng)，將教材內(nèi)容從書(shū)本中“請(qǐng)”出來(lái)，生動(dòng)形象地展示在學(xué)生面前，能夠激發(fā)青少年的學(xué)習(xí)興趣和探索精神?？梢栽诓┪镳^中設(shè)置動(dòng)手操作區(qū)域，如模擬考古挖掘、搭建建筑模型、簡(jiǎn)單陶藝制作等，讓孩子們?cè)谟螒蛑袑W(xué)習(xí)，鍛煉動(dòng)手動(dòng)腦的能力，獲得記憶深刻的體驗(yàn)。

1.4 豐富教學(xué)資源

博物館是一個(gè)地區(qū)的文化窗口，藏品資源豐富，品類(lèi)繁多，歷史和藝術(shù)價(jià)值較高，是學(xué)校課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充。運(yùn)用數(shù)字化教學(xué)模式，探索數(shù)字技術(shù)與博物館教育應(yīng)用相結(jié)合，將這些資源制作成VR引入課堂，能夠促進(jìn)教學(xué)效率的提升和學(xué)習(xí)興趣的提高。

2 數(shù)字技術(shù)手段在博物館教育方面的應(yīng)用

博物館數(shù)字化展示是通過(guò)數(shù)字化采集手段，如利用三維掃描、攝影測(cè)量、環(huán)拍等技術(shù)的綜合應(yīng)用，采集文物數(shù)據(jù)信息，在多媒體制作基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)容制作。特別是在文物展示方面，數(shù)字技術(shù)極大地提升了珍貴文物的呈現(xiàn)效果。一些具有較高歷史價(jià)值、觀賞價(jià)值及研究?jī)r(jià)值的文物，在數(shù)字技術(shù)的助力下，能夠放大其細(xì)節(jié)，全方位展示各個(gè)角度，超越了傳統(tǒng)說(shuō)明牌的局限。此外，數(shù)字技術(shù)還能為文物提供更加詳盡而深入的解說(shuō)，極大地豐富了觀眾的認(rèn)知體驗(yàn)③。

2.1 三維掃描技術(shù)

三維掃描是運(yùn)用高速激光掃描測(cè)量的技術(shù)手段，速度快、精度高，不接觸文物就可以獲取被測(cè)文物的立體尺寸數(shù)據(jù)和紋飾信息（圖1）。三維掃描主要包括前期現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集（外業(yè)）和后期數(shù)據(jù)處理（內(nèi)業(yè)）部分。外業(yè)主要指利用手持三維掃描儀進(jìn)行點(diǎn)云采集工作；內(nèi)業(yè)主要指點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接、誤差的提取和修正、坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換、降噪與抽稀、彩色點(diǎn)云賦值（貼圖）、重要斷面提取等后期對(duì)點(diǎn)云的一系列技術(shù)處理。后期數(shù)據(jù)制作流程如圖2所示。

高精度三維掃描與重建技術(shù)被主要應(yīng)用于博物館藏品的數(shù)字化進(jìn)程，在保護(hù)文物的同時(shí)拓展博物館的數(shù)字藏品庫(kù)，為博物館未來(lái)的智慧化應(yīng)用提供豐富且真實(shí)的數(shù)字內(nèi)容基礎(chǔ)。

2.2 攝影測(cè)量技術(shù)

攝影測(cè)量通過(guò)采集文物的色彩、紋理、尺寸等數(shù)據(jù)（圖3），并在此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行三維建模，制作正射影像和三維展示影像，可用于文物的研究、保護(hù)和展示等。它的主要原理是對(duì)文物各個(gè)角度的照片序列進(jìn)行計(jì)算，匹配每張照片在空間的位置，利用建模工具創(chuàng)建三維模型。基于攝影測(cè)量的三維模型有自動(dòng)紋理的功能，足以滿足博物館宣教服務(wù)需求，且使用成本低，對(duì)文物無(wú)損害。攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理流程如圖4所示。

2.3 環(huán)拍

文物環(huán)拍（圖5）先將文物置于轉(zhuǎn)盤(pán)上，通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行拍攝。小型文物環(huán)繞全景拍攝單張像素大于4200萬(wàn)，拼接可達(dá)到百億像素級(jí)。圖像24位真色彩標(biāo)準(zhǔn)還原，拍攝角度小于10°，一件完整的文物環(huán)繞拍攝由36×3=108張照片組成，圖片焦點(diǎn)清晰準(zhǔn)確、質(zhì)感強(qiáng)、無(wú)死角、無(wú)錯(cuò)位、無(wú)瑕疵，觀看時(shí)旋轉(zhuǎn)過(guò)渡自然平滑真實(shí)。

通過(guò)以上技術(shù)手段，以博物館具有特色的文化資源為基礎(chǔ)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)理念與專(zhuān)業(yè)智慧教學(xué)終端，采用交互、動(dòng)漫、圖片、視頻等方式，研發(fā)多角度展示文物信息、文物背后故事的多媒體教學(xué)課件。通過(guò)與配套教材進(jìn)行數(shù)字化內(nèi)容制作與互動(dòng)性環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，吸引更多青少年、兒童來(lái)到博物館進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，亦可定期走進(jìn)校園進(jìn)行展示，同時(shí)開(kāi)展線上宣傳，豐富學(xué)生的業(yè)余生活。近年來(lái)，三維文物展示技術(shù)已廣泛應(yīng)用于博物館的觸摸式設(shè)備上，極大地豐富了展陳形式，給觀眾帶來(lái)了煥然一新的體驗(yàn)。與此同時(shí)，文物數(shù)字化教育課件正逐步成為推動(dòng)博物館教育發(fā)展的強(qiáng)大潛力所在。

3 文物數(shù)字化展示教育課件的開(kāi)發(fā)

通過(guò)將采集的文物數(shù)字化信息進(jìn)行加工、制作，并與觸摸設(shè)備完美匹配，借助照片墻、時(shí)間軸、3D微展示等多種學(xué)習(xí)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)文物三維模型的放大、縮小查看，圖文介紹，細(xì)節(jié)、紋飾等重要部位的特效展示等，讓觀眾全方面了解文物的前世今生。下面以鄂倫春民族博物館開(kāi)發(fā)制作的文物數(shù)字化教育課程為例（4節(jié)課）。

鄂倫春民族博物館位于內(nèi)蒙古呼倫貝爾市鄂倫春自治旗，國(guó)家三級(jí)博物館，收藏著鄂倫春民族文物、歷史文物、動(dòng)物標(biāo)本等，其中的樺皮、獸皮文物保留著質(zhì)樸與天然的藝術(shù)氣息?；娟惲小芭d安嶺上鄂倫春”全面展示了鄂倫春的歷史文化、民俗民風(fēng)，以及他們?cè)邳h的民族政策的關(guān)懷下，同全旗各族人民相互交融、共同建設(shè)美麗家園的奮斗歷程。本課程以展覽內(nèi)容為依托，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，讓學(xué)生更加直觀地了解家鄉(xiāng)歷史文化。

3.1 第一節(jié)課：鄂倫春族的歷史發(fā)展

課程時(shí)間設(shè)置：5分鐘左右。

課程內(nèi)容簡(jiǎn)介：通過(guò)互動(dòng)式跨屏交互的數(shù)字時(shí)間軸形式、知識(shí)圖譜形式展示鄂倫春族的歷史發(fā)展、重要事件和人物關(guān)系，主要目的是通過(guò)直觀的、可交互的數(shù)字化觸控形式展現(xiàn)鄂倫春的歷史發(fā)展脈絡(luò)。在線下研學(xué)時(shí)，社教人員可通過(guò)觸控對(duì)鄂倫春族的歷史做整體性的介紹，同時(shí)可對(duì)某一節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行點(diǎn)擊查看，日常開(kāi)放模式下，游客也可自由點(diǎn)擊查看。

交互形式：采用觸控時(shí)間軸形式。

內(nèi)容數(shù)量：時(shí)間軸1套。

3.2 第二節(jié)課：狩獵生活場(chǎng)景展示

課程時(shí)間設(shè)置：10分鐘左右。

課程內(nèi)容簡(jiǎn)介：基于三維建模搭建鄂倫春族狩獵生活的場(chǎng)景，展示鄂倫春族古老的建筑斜仁柱，文物器具的使用場(chǎng)景。例如，還原弓箭、獵刀、吊鍋的使用情境，展示狍角帽、狍皮衣、樺皮箱等生活用品的使用，還原吸鹿哨場(chǎng)景，播放吸鹿哨的聲音，使人如同走進(jìn)了大森林，身臨其境地感受森林游獵生活。

交互方式：VR設(shè)備及觸控大屏。

交互形式：采用VR互動(dòng)程序、大屏互動(dòng)等形式。

內(nèi)容數(shù)量：1套。

3.3 第三節(jié)課：珍貴文物微展示

課程時(shí)間設(shè)置：5～10分鐘。

課程內(nèi)容簡(jiǎn)介：選擇5件珍貴文物，采用數(shù)字化手段將其重要細(xì)節(jié)做觸控放大特寫(xiě)處理（圖6、圖7），文物主要的細(xì)節(jié)特征可通過(guò)觸摸屏點(diǎn)擊后進(jìn)行放大，并配有專(zhuān)業(yè)語(yǔ)音講解。社教人員可通過(guò)點(diǎn)擊觸控屏的方式，引導(dǎo)開(kāi)展文物的介紹，激發(fā)青少年學(xué)習(xí)興趣。

交互方式：觸控大屏。

交互形式：采用觸控互動(dòng)程序等形式。

內(nèi)容數(shù)量：5件文物。

對(duì)文物的基礎(chǔ)文字信息、基本的高度、長(zhǎng)度等信息進(jìn)行介紹。

每件文物均有獨(dú)有的特征特寫(xiě)，點(diǎn)擊特征點(diǎn)后，文物會(huì)放大到特征點(diǎn)位，并在需要描繪的位置出現(xiàn)流光的紋路效果。每件文物支持多個(gè)特征點(diǎn)，具體交互點(diǎn)需根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行增加或減少。

3.4 第四節(jié)課：非遺制作

課程時(shí)間設(shè)置：5分鐘左右。

課程內(nèi)容簡(jiǎn)介：將非遺傳承人制作樺皮盒、狍角帽的視頻整合到課件中（圖8），社教人員可通過(guò)觸控點(diǎn)擊播放視頻，讓學(xué)生們觀看文物是如何制作出來(lái)的。如一件樺皮盒的制作需要切劃、剝皮、蒸煮、壓平、剪裁、刻花、壓邊、縫合等十幾道工序。通過(guò)數(shù)字化的文物展示和教育活動(dòng)，能夠讓學(xué)生更加深入地了解中華優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，感受多姿多彩的民族文化。

交互方式：觸控大屏。

交互形式：采用視頻形式。

內(nèi)容數(shù)量：視頻1個(gè)。

4 文物數(shù)字化在博物館教育應(yīng)用中存在的問(wèn)題

4.1 技術(shù)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的限制

文物數(shù)字化的應(yīng)用需要一定的技術(shù)設(shè)備支持，如內(nèi)存大、性能高的計(jì)算機(jī)及VR設(shè)備、高清顯示設(shè)備等。同時(shí)，還需要穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來(lái)保證文物數(shù)字化資源的傳輸和共享。然而，在一些地區(qū)，尤其是偏遠(yuǎn)和經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，可能存在技術(shù)設(shè)備不足和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定的情況，限制了文物數(shù)字化在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

4.2 數(shù)字化文物資源的質(zhì)量和版權(quán)問(wèn)題

數(shù)字化文物資源的質(zhì)量參差不齊，有些資源可能存在分辨率低、色彩失真等問(wèn)題，影響學(xué)習(xí)效果。此外，數(shù)字化文物資源的版權(quán)問(wèn)題也需要引起重視。在使用數(shù)字化文物資源時(shí)，需要確保資源的來(lái)源合法，避免引起版權(quán)糾紛。

4.3 社教人員的信息技術(shù)素養(yǎng)和教學(xué)能力

文物數(shù)字化在教育領(lǐng)域的應(yīng)用需要社教人員具備一定的信息技術(shù)素養(yǎng)和教學(xué)能力。如熟練掌握數(shù)字化設(shè)備的使用方法、數(shù)字化資源的制作和整合技巧等。然而，目前部分社教人員的信息技術(shù)素養(yǎng)和教學(xué)能力還不能滿足文物數(shù)字化教學(xué)的需求，需要加強(qiáng)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。

5 結(jié)語(yǔ)

文物數(shù)字化在博物館教育領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。它不僅豐富了展覽形式，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，而且對(duì)于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效率、促進(jìn)教育公平等方面作用非凡。未來(lái)，通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)、提高資源質(zhì)量和規(guī)范版權(quán)管理、采購(gòu)經(jīng)驗(yàn)豐富的系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)服務(wù)商提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)、加強(qiáng)師資培訓(xùn)等策略，可以有效地解決這些問(wèn)題，使博物館教育力量得到更加充分的發(fā)揮。

注釋

①鞏慶華.博物館的社會(huì)教育角色：博物館公眾參與與文化傳播[J].文物鑒定與鑒賞，2024（13）：102-105.

②毛若寒，鄭寬.試論博物館數(shù)字影像技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀與轉(zhuǎn)向[J].中國(guó)博物館，2022（3）：55-60，140.

③韋堅(jiān).科技賦能，數(shù)字化技術(shù)釋放博物館教育的力量：以云南省博物館為例[J].文物天地，2023（3）：48-50.