摘要：在 “数字中国” 战略与 STEAM 教育普及的双重推动下，儿童数字科技馆已成为培育青少年科学素养的关键场景。据中国科协调研数据显示，国内科技馆中 14 岁以下访客占比达 58%，其中数字互动展项的参与率超传统展项 3 倍，但现存场馆普遍存在 “成人化设计”“

在 “数字中国” 战略与 STEAM 教育普及的双重推动下，儿童数字科技馆已成为培育青少年科学素养的关键场景。据中国科协调研数据显示，国内科技馆中 14 岁以下访客占比达 58%，其中数字互动展项的参与率超传统展项 3 倍，但现存场馆普遍存在 “成人化设计”“交互门槛高”“教育性与趣味性脱节” 等问题 —— 某省级科技馆儿童区因触屏高度超 1.2 米，低龄儿童操作成功率仅 32%；65% 的数字展项因缺乏引导说明，儿童平均体验时长不足 90 秒。本文结合儿童认知发展规律与数字技术特性，从展厅设计重构、体验流程优化、教育价值落地三维度，探索儿童数字科技馆的创新路径，为 3-12 岁儿童打造 “能玩、会学、爱探索” 的科普空间。

一、儿童数字科技馆设计的现存痛点与核心诉求

（一）典型设计瓶颈解析

适龄性设计缺失：展项未按儿童年龄段细分，3-6 岁低龄儿童面对复杂触屏操作无从下手，7-12 岁学龄儿童又觉得内容过于浅显。如某场馆 “数字星空” 展项，仅支持触屏缩放，既无语音引导（低龄需求），也无星座知识拓展（学龄需求），导致各年龄段体验满意度均低于 50%。

安全与交互失衡：数字设备存在安全隐患，如裸露的充电接口、尖锐的设备边角，某场馆曾因儿童误触未防护的电源开关引发跳闸；同时交互反馈单一，多数展项仅靠视觉输出，缺乏触觉、听觉、体感等多感官联动，无法满足儿童 “动手探索” 的天性。

教育逻辑碎片化：数字展项多为独立游戏，未形成知识体系。如 “垃圾分类数字游戏” 与 “生态链互动屏” 相邻，却无内容关联，儿童仅关注游戏得分，未理解 “垃圾处理与生态保护” 的逻辑关系，科普转化率不足 20%。

数字技术滥用：盲目堆砌 VR/AR 设备，忽视儿童生理耐受度。某场馆 VR 太空体验项目因设备过重（超 300g）、体验时长超 8 分钟，导致 15% 的儿童出现头晕、恶心症状；且部分数字展项依赖网络，断网时直接瘫痪，影响参观体验。

（二）核心设计诉求提炼

基于皮亚杰儿童认知发展理论与行业实践，儿童数字科技馆需满足四大核心诉求：安全优先性，设备与空间设计符合 GB 50763-2012《无障碍设计规范》与儿童安全标准；适龄适配性，按 3-6 岁（前运算阶段）、7-12 岁（具体运算阶段）细分展项难度与交互方式；多感官交互性，通过 “视、听、触、动” 联动强化认知记忆；教育趣味性，将抽象科学知识转化为游戏化任务，实现 “玩中学”。

二、展厅设计优化：构建童趣化数字科普空间

（一）主题定位与内容体系重构

童话化主题锚定：结合儿童兴趣点确立核心主题，避免抽象概念。如 “数字森林探险”“太空小工程师”“海底科学实验室” 等主题，通过故事线串联展项。以上海科技馆 “儿童科学乐园” 为例，以 “森林王国” 为主题，将数学、物理知识融入 “动物称重”“水流发电小火车” 等展项，儿童平均停留时长提升至 40 分钟。

分龄化内容架构：

3-6 岁低龄区：聚焦 “感知认知”，内容以基础科学现象为主，如通过 “触摸变色墙”（触觉 + 视觉）感知颜色变化，“声音隧道”（听觉）辨别不同动物叫声，展项文字不超过 50 字，以图标为主。

7-12 岁学龄区：侧重 “逻辑探究”，融入简单科学原理，如 “积木式编程机器人”（逻辑思维）、“AR 人体器官探秘”（生物知识），展项配套 “科学小任务卡”，如 “找出心脏的 3 个主要血管”，引导深度思考。

本土化与时效性融合：结合地域文化设计数字展项，如四川儿童科技馆开发 “熊猫数字生态馆”，儿童通过互动屏观察熊猫栖息地变化，理解生态保护；同步预留 “数字更新接口”，及时融入 “嫦娥探月”“天问一号” 等最新成果，如将火星探测数据转化为 “火星寻宝” 游戏，增强内容新鲜感。

（二）空间布局与安全设计

场景化动线规划：采用 “故事线引导” 的动线设计，避免传统直线布局。以 “太空探险” 主题为例，入口设 “火箭发射台”（起始点），沿 “地球→大气层→太空站→火星” 场景递进，每个场景对应 3-4 个数字展项，如 “大气层穿越” 体感游戏（模拟穿越过程）、“太空站对接” 触屏操作（理解轨道原理）。动线宽度不低于 1.5 米，避免儿童拥挤碰撞，关键节点设 “卡通指示牌”（如宇航员形象箭头），降低迷路概率。

功能分区协同：按 “体验 - 休息 - 延伸” 划分功能区，且各区域距离不超过 50 米，方便家长看护：

核心体验区：集中设置数字展项，地面采用防滑地胶（摩擦系数≥0.5），墙面使用防撞软包（高度 1.2 米以下）；

亲子休息区：配备低矮沙发（高度 40cm）、充电插座与儿童绘本架，墙面投影播放 “科学动画短片”（每集 3 分钟），家长可在此观看孩子体验实时画面（通过微型摄像头传输）；

教育延伸区：设 “数字科普工坊”，提供 3D 打印笔（安全低温款）、数字绘画板，儿童可将体验过的科学现象转化为创意作品，如打印 “自己设计的航天器”。

数字设备安全优化：

硬件防护：数字屏幕采用防眩光钢化玻璃（抗冲击强度≥50kg/cm²），设备边角设圆角防护（半径≥5cm），充电接口隐藏于展柜内部，配备儿童无法打开的安全锁；

软件安全：所有数字展项设置 “家长模式”，可调节体验时长（如 VR 项目单次不超过 5 分钟）、过滤不良内容，同时安装 “防误触系统”，儿童连续操作错误 3 次后，自动弹出 “语音引导提示”（如 “试试点击蓝色按钮哦”）。

（三）数字展项与技术应用

多感官交互设计：突破单一视觉交互，强化 “动手 + 体感” 联动：

触觉交互：3-6 岁区设 “数字沙盘”，儿童用手挖沙可出现 “河流”“山脉”，同步显示 “地形形成原理” 动画；

体感交互：7-12 岁区开发 “体感垃圾分类”，儿童通过肢体动作（如挥手）将虚拟垃圾投入对应分类箱，系统实时反馈 “正确 / 错误”，并播放 30 秒知识讲解；

听觉交互：全馆设置 “科学声音导览”，儿童佩戴轻量化耳机（重量≤50g），靠近展项时自动播放卡通化讲解（如 “我是小火箭，点击我就能知道我怎么飞上天哦”）。

轻量化数字技术应用：避免过度依赖重型设备，优先选择适配儿童的轻量化技术：

AR 技术：采用手机 / 平板 AR（而非头戴式设备），儿童扫描展项卡片即可触发 3D 模型，如扫描 “植物卡片” 出现虚拟植物生长过程，家长可协助操作，降低设备负担；

AI 识别技术：开发 “AI 科学小助手”（卡通形象），通过语音识别回答儿童问题（如 “为什么月亮会变圆”），识别准确率≥90%，支持方言识别（如四川话、粤语）；

离线运行设计：核心数字展项预留离线模式，如 “数字星座图” 可存储 12 星座基础数据，断网时仍能正常展示，避免因网络问题影响体验。

视觉与色彩营造：遵循儿童色彩偏好，低龄区以明亮的黄、蓝、绿为主色调（饱和度 60%-70%），避免高饱和色刺激眼睛；学龄区可适当增加深蓝、紫色（科技感），但单区域色彩不超过 4 种。数字屏幕亮度调节至 300-400cd/㎡（防眩光），展项灯光采用暖白光（色温 3000K-4000K），避免直射儿童眼睛。

三、用户体验提升：构建全龄适配的服务体系

（一）分龄化体验优化

3-6 岁低龄儿童服务：

操作简化：展项操作步骤不超过 3 步，如 “数字水池” 仅需 “触摸水面→选择动物→观看动画”，支持语音控制（如 “打开小鱼动画”）；

陪伴引导：配备 “卡通引导卡片”，家长可按卡片提示与孩子互动，如 “宝宝，试试摸一摸红色的区域，看看会发生什么”；

即时反馈：展项交互反馈要快速且夸张，如操作正确时弹出 “小星星” 动画 + 欢呼声，错误时显示 “小问号”+ 温柔提示（“再试试哦，你很棒”）。

7-12 岁学龄儿童服务：

任务驱动体验：设计 “科学闯关地图”，儿童完成每个展项任务可获得 “数字勋章”（如 “编程小能手”“太空探险家”），集齐勋章可兑换文创礼品（如科技馆定制书签）；

自主探究支持：展项旁设 “科学探究手册”（电子版可下载），包含 “拓展问题”（如 “除了太阳能，还有哪些能源可以给机器人供电”），鼓励儿童自主查找答案；

同伴互动设计：开发多人协作展项，如 “数字桥梁搭建”，2-3 名儿童通过触屏共同设计桥梁结构，系统评估承重能力，培养团队合作意识。

（二）服务细节与便捷性优化

智能导览系统：

儿童端：开发 “卡通导览手环”（防水、轻量化），可显示当前位置、推荐展项（按年龄匹配），支持 “找家长” 功能（按手环按钮发送位置给家长手机）；

家长端：手机 APP 集成 “路线规划”“体验预约”（热门展项如 VR 项目可提前预约，减少排队）、“知识讲解”（展项科学原理图文版），实时推送孩子所在位置与体验进度。

人性化配套设施：

母婴与卫生服务：母婴室配备温奶器、婴儿护理台（带安全扣），儿童卫生间设低矮洗手台（高度 60cm）、小尺寸马桶（座圈直径 30cm），墙面贴 “洗手步骤” 卡通图；

特殊儿童适配：为视力障碍儿童提供 “触觉数字模型”（如 3D 打印的太阳系模型，标注盲文），为听力障碍儿童开发 “手语导览视频”（展项旁屏幕可播放），通道设盲道与语音提示（如 “前方 5 米是休息区”）。

应急与健康保障：

健康监测：VR 体验区旁设 “视力检测点”，儿童体验前可简单检测视力（避免视力问题加重），配备儿童专用晕车药（应对 VR 眩晕）；

应急处理：每个展区设 “应急呼叫按钮”（高度 1.2 米，带卡通标识），附近工作人员可在 2 分钟内到达，医疗室配备儿童专用急救箱（含退热贴、创可贴等）。

（三）教育延伸与反馈优化

线上线下联动：

线下延伸：儿童体验后可获得 “数字科普包”（含展项相关实验手册，如 “在家做简易净水器”），工坊作品可扫码保存电子版（方便家长分享）；

线上拓展：开发科技馆小程序，提供 “展项延伸游戏”（如 “太空探险闯关”）、“科学直播课”（每周 1 次，15 分钟 / 节，如 “如何制作水晶泥”），实现 “馆内体验 - 馆外巩固” 的闭环。

多维度反馈机制：

儿童反馈：设置 “笑脸评分屏”（按年龄分 3-6 岁、7-12 岁版本），儿童通过触摸 “大笑”“微笑”“不开心” 表情反馈体验，同步收集 “最想添加的展项”（语音输入或图标选择）；

家长反馈：APP 内嵌入问卷（10 题以内，含 “展项安全性”“教育价值” 等维度），完成问卷可获得 “下次参观优惠券”，提高反馈率；

数据驱动优化：构建 “体验数据看板”，监测各展项的参与率（如 “编程机器人” 参与率 85%）、平均体验时长（如 “AR 器官探秘” 6 分钟），对参与率低于 50% 的展项分析原因，如某 “数字显微镜” 展项因操作复杂，优化为 “一键对焦” 后参与率提升至 78%。

四、实证案例：上海儿童数字科技馆的优化实践

上海儿童数字科技馆于 2023 年完成升级改造，聚焦 3-12 岁儿童需求，通过三大优化实现体验质效提升：

分龄化数字展项体系：划分 “启蒙乐园”（3-6 岁）与 “探索工坊”（7-12 岁），前者开发 “体感水流墙”“触摸星空” 等 12 项多感官展项，后者引入 “AI 机器人编程”“数字考古” 等 8 项探究性展项，展项适龄性满意度从改造前的 42% 提升至 89%。

安全化空间设计：全馆采用防撞软包与防滑地胶，数字设备接口隐藏式设计，VR 体验区配备 “儿童专用轻量化设备”（重量 200g），单次体验时长控制在 5 分钟内，改造后安全事故发生率为 0。

线上线下联动服务：开发 “科普小卫士” APP，实现预约、导览、反馈一体化，配套 “家庭科学实验包”（年更新 4 期），儿童复游率从改造前的 15% 提升至 40%，年接待量突破 80 万人次。

结语

儿童数字科技馆的设计优化，本质是 “儿童视角” 与 “数字技术” 的深度融合 —— 既要尊重儿童 “爱玩、好奇、动手” 的天性，避免 “成人化” 设计；也要理性运用数字技术，不盲目追求 “高科技堆砌”，而是让技术成为 “激发科学兴趣、传递科学知识” 的工具。未来，随着元宇宙、AI 等技术的发展，可进一步探索 “虚实共生” 的儿童科普场景，如 “数字分身太空探险”（儿童创建虚拟形象参与太空任务）、“AI 个性化学习路径”（根据儿童知识掌握情况推荐展项），让儿童在数字世界中真正实现 “玩有所乐、乐有所学、学有所获”，为科学素养培育筑牢基础。

来源：科学梦