国外青少年科技教育与科技中心的建设

陶德坚

这篇文章是1981年写的,发表在世界建筑杂志1982年第二期(总第10期,1982年4月18日出版)上,曾收入黎先耀编的博物馆概论。今天这科技中心在中国及世界许多地方都发展起来了,重新发表是作为历史的纪录。原来附有设计图和其他许多图片,图不好找了,现在先上网,今后当陆续补充相关的资料以飨读者。 --陶世龙

科技教育的重要性

日本是个资源匮乏的小国,二次大战后短短的三十年,为什么竟奇迹般地发展成为经济上的超级大国?教育,特别是科技教育起了重要作用。

日本的资本家认为:“国际间的竞争就是技术竞争,而这种技术竞争也就是教育竞争。”基于这样的认识,日本在二次大战后提出了“教育是立国之本”、“刷新教育,振兴科技”的口号,鉴于科技的发展日新月异,科技人才所需要的基础越来越广,因而在教育改革中很重视科技的早期教育。

科技早期教育的途径

改革后的日本国民科技教育是从幼儿园的三龄童开始的。1964年,文部省颁布的幼儿园教学大纲规定自然课是幼儿园开设的6个科目之一。小学从一年级起设理科课,包括物理、化学、生物、天文、地学五个方面。中学则从50年代后期开始充实了数、理、化课程,并增设了职业课。

在改革正规教育的同时,日本还十分重视青少年课外科技教育。兴建了一批供青少年进行科技活动的场所。目前全国有青少年科技中心或自然之家等共800余个,附有科技制作室的儿童馆2500多个。此外还通过科普读物、电影、电视、玩具等多种途径,对青少年进行科技教育。

美国的小学,从四年级开始有博物课,初中一年级才开始系统的科技教育。据美国的一次调查,只有25%的男童和3%的女童愿意将来从事科技工作。美国的教育家认为,这是与他们没有受过正规科技教育分不开的。他们还认为,12岁的儿童心理已趋定型,此后再开始系统的科技教育已不易培养起兴趣。而提高国家的科学技术水平,必须从儿童时期抓起。他们主张从课外教育着手。

科技中心新型的科技教育机构

1972年,在美国旧金山举行了“科技教育的新途径”讨论会。会议对物理学家奥本海密尔(Dr. Frank Oppenheimer),于1969年探索者博物馆 给与了很高的评价。因为“对自然现象的观察,没有必要的工具和环境是办不到的,课堂和电视所能做到的也极有限,它们展示的景象一闪而过,不能停顿和反复。探索者博物馆则不然,人们可以任意选择,可以流连忘返,对所见之物可以通过触觉、听觉、嗅觉和行动加深理解”、“展品具有玩具的性质,观众可以任意摆弄它,从而发现一些新奇的现象,而不是象学生在课堂上只能发现那些老师预先布置好的事物。”纽约怀特自然科学中心向观众提出了“充分利用这里的一切设施去看、听、摸、观察、思考、探索、讨论和动手做”的要求。青少年科技中心就是这样一种手脑并用,让青少年在欢乐中受到科技教育的新型教育机构。

科技中心的类型及位置选择

广义来说,一切有关自然科学技术的博物馆,都统称为科技中心。按展出的内容可分为专科性的博物馆(如天文、地质、水族、船舶、宇航、环保、电气等等);综合性的博物馆(如自然科学、工业、自然历史、科学史等等)。按服务对象又可分为儿童博物馆、青少年博物馆和一般博物馆。

据美国的一次调查,在25个一般的科技中心观众人数中,学龄年儿童占10%;小学生占28%;中学生占17%;大学生青年占8%;成年人占34%;老年人占3%。青少年观众超过半数。波士顿博物馆原来是一般性的科技中心,但自开办以来,少年儿童占观众人数的一半以上,于是他们就干脆改成以少年儿童为主要对象来布置展品,这样布置,成人同样感到兴趣。

青少年科技中心的展览内容,一般包括数、理、化、天、地、生等基础学科和计算机、原子能等先进科学技术,是一种综合性的博物馆,同时往往又兼作所在地区中小学的科学教育基地和科学教师进修的场所。

青少年科技中心应建在城市或地区的中心,场地附近应有足够的停车面积。一些有特殊要求的专科性博物馆,在位置选择时,除了交通便利的要求外,更应满足其特殊要求,如船舶馆最好在水边,自然之家宜在郊外或公园内等等。

科技中心的规模与经费

科技中心的规模一般以建筑面积的大小来划分;2千平米左右为小型,5千平米左右为中型,超过2万平米为大型。目前世界上最大的科技中心如美国芝加哥科学和工业博物馆,建筑面积将近6万平米;加拿大多伦多科学中心,建筑面积将近5万平米。

建一个多大规模的科技中心,往往不取决于需要,而是经济上的可能。因为开办一个科技中心,不是一次投资建成就了事的。展品的运转、维修与更新需要可观的经费。据美国科技中心协会估计:小型科技中心年度预算为10-30万美元;中型科技中心年度预算为30-100万美元;大型科技中心年度预算为100-700万美元。

以美国加利福尼亚大学所属劳伦斯科技中心为例,1979-80年度预算为340万美元。其中63%用于展览和教师培训,32%用于研究和设计新展览项目,5%用于行政办公。预算的来源为:门票及学费收占44%,政府拨款占37%,社会捐助占10%,大学基金占9%。从这些数字可以看出,科技中心虽然也收门票但不以盈利为目的,大部分经费还靠政府及社会资助。

科技中心的组成

科技中心分为面向观众的部分(展览厅、讲堂、小组活动用房、图书室、小卖部)和内务活动的部分(维修间、仓库、办公室和其他辅助用房)。根据科技中心的规模及担负的任务决定其组成及相互间的比例关系。

展览厅是科技中心的主体,其面积应占总建筑面积的1/2-3/4。根据展览内容,可分为普通展厅与特殊展厅(如天象厅等)。

小组活动用房包括教室、实验室、制作室及动物房等、其种类与数量取决于与学校教学的配合程度。小组用房一般供15-20人的小级使用。教室往布置有会议桌以便于讨论。有些教室满铺地毯,辅导员和儿童席地而坐,使小组活动更亲切活泼。动物房不仅供饲养动物用,还要对儿童进行科学观察与记录方法的训练,因而兼有教室的功能。

维修室的任务是进行展品的修理、改装和某些新展品的制作。一般备有简单的木工及金属加工机床和电工工具。

科技中心的仓库与一般收藏性博物馆的仓库不同。收藏性博物馆的仓库是主要部分,其面积往往超过展厅的面积,而科技中心的仓库则只是存放些更换下来的展品,大多数是待改装和处理的,因此面积不需那样大。

普通展览厅的设计

对建筑空间没有特殊要求的展品,均可布置在普通展厅中。青少年科技中心除天象仪等个别展品外均可布置于一般展厅之中。

科技中心的一般展厅,和常见的高挂着“请勿动手”的牌子,展品一个挨着一个,观众顺着展览路线鱼贯而行的展厅是不同的。科学中心的展品具有供观众探索和玩耍的性质,因此展品的周围必须有足够的空间,让观众有迴旋的余地。有些展品需要观众花较多时间仔细观察的,还应在其周围布置凳子,台子或铺地毯,使观众不致疲倦。目前一些科技中心没有注意这种特点,仍按一般博物馆的方案布置展厅,故而显得十分拥挤。

科技中心展厅的另一特点,是展品具有玩具的性质;观众又以青少年为主要对象,因而在展厅中笑声和欢呼声不绝于耳。目前一些科技中心,没有注意到这种特点,在平面设计中只注意了空间的流动,而设计了许多大空间的展厅,使噪声达到无法忍受的程度。美国科技中心协会一份关于科技中心建设的报告中提出,展厅的大小最好控制在100-200平米内。有些科技中心利用休息空间、楼梯等交通面积等来分隔展览面积,一方面可减少噪音的互相干扰,另一方面又可使空间设计富有变化和情趣。

国外的科技中心,在一般展厅中趋向于完全用人工照明,展厅采用低照度,展品周围采用高照度,用光线的明暗将展厅再分割为若干展览点,使观众的注意力完全集中到展品上。这种方式要耗费较多能源,采用时需结合国情来考虑。

天象厅的设计

天象厅是圆形大厅,半球形穹顶是天象仪投射天象图景的银幕。半球穹顶与地面之间设圆环状的垂直裙墙。天象厅的直径,随天象仪的规格而定。最小的天象厅直径为6米,约有50个座位。目前世界上最大的天象厅是香港的太空馆,直径23米,座位318个;座位最多的天象厅是伦敦天文馆,直径20.3米座位555个。

一些天象厅,天象仪设计成升降式的,平时降至地平下,这种天象厅可兼作讲堂、全天域电影厅和科学魔术等演出用,被称作多功能厅。

科技中心的建筑形式

青少年科技中心是集博物馆、学校、娱乐场所三者于一身的建筑,又多建于市区内,因而有个新颖、活泼、明朗、亲切、美好的外形,使青少年喜爱并容易找到它是必要的,但实际情况往往不那么理想。在美国,许多科技中心是利用旧建筑改建的。费吉尼亚科学馆是老火车站改建的,前面提到的探索者博物馆,是国际博览会建筑改建的,即使是新建的科技中心,也往往拿不出多少钱用在外形上,因而建筑形体的设计应力求用简洁的语言,或加上个别特殊的词汇(如天象厅的圆顶等),写出一篇有新意的小品。

科技中心设计的灵活性

随着科学技术的发展,科技中心的展品将不断更新、扩充甚至引起整个展览系统的改变。波士顿科学博物馆,自1948-72年,前后共进行了三次大的扩建;日本大阪市立电气科学馆,自1954-74年,共进行了6次大的改装。至于展品的更新则是经常进行的。因此在建筑设计中,从楼地板荷载、展厅的划分、隔墙的设计、工程管网的布置等方面,都必须考虑到灵活性的问题,在这些方面花一些投资是值得的。

李元同志为本文提供了部分图片资料,关道询同志为本文部分实例进行了翻译,特致谢意。

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