论文部分内容阅读
气象科普场馆是气象科普知识向公众传播的重要载体之一，特别是近年来数字视频技术、多媒体技术、虚拟现实技术、增强现实技术的快速发展，为气象科普场馆的设计带来了新的灵感、新的思路。集趣味性、互动性、科学性于一体的新型气象科普场馆更能激发公众了解气象、学习气象防灾避险知识的兴趣，成为电视、电台等传统媒体和微信、微博、网站等新媒体之外的一个非常重要的气象科普宣傳阵地，本文就气象科普场馆建设的五大原则、四大功能设计作简单介绍。五大原则是指趣味性、互动性、安全性、先进性、实效性；四大功能包括本地气候、气象常识、智慧气象、防灾减灾。
科普是科技和教育之间的一个交叉环节，科普教育作为面向社会开展的科学知识、科学精神和科学技术成果的普及性教育，主要立足于提高国民科学素质，在21世纪的今天，世界上各个国家和各级政府都越来越重视科普教育工作，大力推进科普场馆的建设。科普场馆作为对社会公众进行科普教育、宣传和知识普及的公共场所和重要设施，如何进行这些科普基础设施的建设与发展，最大程度地发挥科普场馆的教育功能，提高社会公众的科学素质，对于我们广大科技教育工作者来说，都是十分值得思考的。近年来，全球气候变暖和极端气象灾害多发、频发趋势日益严重，社会进步和经济发展又使气象与人们的生产和生活关系更加密切，公众对气象的关注程度越来越高，对发生在身边的灾害性天气尤其关注，这就使得气象科普宣传工作在提升社会公众应对气候变化和防灾减灾意识及能力方面的作用越来越突出，为满足社会公众提高自身科学素质的迫切要求，气象部门以科学普及气象防灾减灾和应对气候变化知识为重点，通过加快推进气象科普场馆建设，完善公共场所气象科普功能，面向公众开展气象科普教育宣传[1]。下面以河北为例就气象科普场馆的建设原则、功能设计做简单介绍。
气象科普场馆的建设原则
趣味性
传统的气象科普场馆大多是图文形式的气象知识介绍，参观者只能浏览、观看，很可能过后就忘，很难留下深刻的印象。新形式的气象科普场馆，采用虚拟现实、增强现实、多媒体等新技术，打造有趣的气象科普展品，激发体验者积极主动地参与其中的浓厚兴趣，体会气象知识的无穷奥妙。
互动性
随着新媒体技术的飞速发展，公众的阅读习惯也发生了根本性的改变，在气象科普场馆设置上，力求突出“互动”“体验”，改变传统科普场馆的静态特征，体验者通过参与互动，融入到各类气象科普项目的展示中，亲临自然现象重现场景，感受大自然的神奇魅力，科普效果比传统科普场馆更明显[2]。
安全性
由于在气象科普场馆的设计上突出趣味性、互动性，体验者与展品有频繁的接触和互动，因此，展品的安全可靠性显得十分重要，无论是硬件系统还是软件系统（包括系统软件和应用软件）都必须具有一定的安全可靠性。
先进性
气象科普场馆内的设施、展品相对固定，一旦安装投入运行，可能至少运行3～5年的周期，因此，在技术上要有前瞻性，既能反应目前流行的，具有时代性、先进性的科技，又具有相对的可持续性，至少3～5年不会被淘汰，始终保持技术前沿。
实效性
新形式的气象科普场馆在展品设计上要适应目前和今后长时间内服务对象的需求，在趣味、互动的基础上追求科普效果最大化，填补传统的科普场馆无法实现、无法做到的科普效果，以保证实用性。
气象科普场馆的功能设计
气象科普场馆按主题可划分为河北气候、气象常识、智慧气象、防灾减灾四大区域。通过新媒体技术、影视动画技术、虚拟模拟技术、虚拟现实技术、视频抠像技术、电子沙盘、触摸屏、网络智能互动等手段，加以灯光布局，营造活泼、明快、充满科技感的氛围，介绍河北的气候特征、常见天气现象、气象防灾减灾等气象知识，突出各类天气现象的知识点和视觉互动体验的综合效果。
河北气候
1）气候特征。以电子沙盘的形式介绍河北省的气候特征，通过气温和降水两个主要因素描述河北气候带的属性，以及因此形成的动物、植被特点，包括对农业果木、河流水利的影响，决定了本地具有地方特色的独特农产品的产生。
2）自然风俗。地域和气候环境的变化往往导致人文生活环境的变化，燕赵大地经过历史的积淀变迁形成自己独有的风俗习惯，突出具有河北地方特点的具有丰富科技人文特色的主题内容，以体感互动形式实现，观众可以选择不同内容交互查询体验[3]。
气象知识
1）大气层结构。通过新媒体介绍地球五个大气层，分别是对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。体验者可以在模拟大气空间的环境中选择性触控交互，以显示不同大气层的气压、温度等气象要素，同时列出与知识点对应的各种问题，引导体验者带着问题互动。
2）地球上的水循环。展示地球水循环的整个过程，包括水蒸气的上升——云——形成降雨——雨滴的形成——冰川河流湖泊地下水，以及河流海洋整个水循环的大过程。利用数控电子沙盘成像互动，演示水循环过程，体验者可以随意的建造高山、河流、湖泊、大海等，科普内容结合背景画面，动静组合。
3）天象奇观。通过电子翻书的形式展示大自然中各种奇特有趣的天气现象，让观众一窥“天象”，尽情体验“观云测雨”的乐趣。展示内容包括极光、海市蜃楼、多日现象、佛光、异形彩虹等大自然的奇观。
4）气象小百科。采用互动拼图、AR图像识别技术与多媒体播放器互动，介绍各种天气现象，体验者选择不同问题代码放到图像识别区，系统将会识别代码内容，然后开始播放对应的图文或视频内容。主要内容包括：热点气象、雾、霾、气压、降雨量、气流、闪电、暴雨、大风、龙卷风等。
5）雷电小知识。介绍雷电形成的原因、防御办法以及避雷针的防雷原理。体验者进入特制的雷电通道后，会遇到各种类型的雷电，当体验者的防御办法出现错误时会通过传感装置发出警告信号，同时说出正确的防御办法，体验者重复体验，直到防御办法正确。 6）紧急避险。通过压力系统将体验者的动作与计算机互联，采用影像FLASH技术模拟出暴雨、大风、雷电、冰雹等多种恶劣环境，通过互动体验掌握正确的应急避险技能，每个场景都有多种紧急避险方法，测试体验者是否能选择正确的避险方式，达到普及气象应急避险知识的效果。
7）人工増雨。体验者通过按动按钮向屏幕中的积雨云发射炮弹，击中后积雨云会自动降雨，并通过雨量筒记录降雨量，同时通过软件互动模拟真实的人工降雨过程，寓教于乐，体验者即能体验到游戏的乐趣，又能丰富人工增雨方面的气象知识。
智慧气象
1）虚拟翻书。通过投影成像的原理模拟科普读本，体验者只需要空中挥手翻页，即可实现翻书阅览的效果，形式新颖、内容丰富、视觉冲击力强、模拟效果逼真。
2）小球大世界。体验者会看到在宇宙星空中慢慢转动的地球，以及地球上各种各样的天气变化，如云图、气温、降雨、雾霾等；显示海洋的温度变化、全球地震发生的频率、级别、分布区域等，还原印尼海啸、福岛海啸在海洋上的波浪移动变化等；介绍宇宙星空中的各种星球，是集天文、气象、海洋、地震等多学科于一体的综合性多媒体知识宝库。
3）气象机器人。气象机器人可以回答各种气象知识相关的问题，并通过丰富的面部表情与体验者互动，在吸引眼球的同时更能活跃现场气氛，具有在指定区域漫游、手臂运动、自主导航、触屏交互、引领参观、才艺表演等功能，观众可以通过触摸屏、语音、遥控器、远程网络等渠道与机器人进行人机交互，了解相关的气象知识。
4）气象数据实时可视化。介绍气象数据的采集与分析过程，利用气象数据可视化集成软件触控演示，观众可精准查询任意地点当天的各类天气实况和天气预报，通过科技与创意的融合，将单调、乏味的专业气象数据图形化、可视化，具备交互能力，并快速获取有价值
信息。
5）气象演播室。为公众提供“我当气象主播”的体验机会，通过摄像机捕捉人的动作，并实时抠像，把体验者和电脑输出的背景画面融为一体，体验者可以在大屏幕里看见自己当气象主播的效果，参与节目录制后，还可现场拍照分享，做一次气象科普义务宣传。
防灾减灾
河北省主要气象灾害有暴雨洪涝、高温、干旱、寒潮、冰雹、大風等。通过大型电子沙盘展示河北省的地形地貌，山川河流、农田水利、城市区域，各种气象观测站点、预警系统。演示当气象预警发生时，气象灾害的概率分布，哪些地区会形成洪涝灾害，哪些地区的农业易受影响等等，按不同类别划分，通过触控操作台来切换不同的内容，体验者一目了然，将抽象的气象预警演示为现实场景，激发公众对气象预警的重视程度，达到科普宣传的目的。
关于科普场馆后期发展的思考
科普场馆的主体建设完成之后，如何进行后期的运营管理，对于它们的可持续性发展是十分重要的。纵观国内已经建成的各大科普场馆，普遍存在着“重建设、轻管理”的现象，因此，才导致了很多科普场馆“热热闹闹建设，冷冷清清运营”的局面。为了避免科普场馆建成开馆以后“一年热、二年冷、三年少人问津”的现象，后期的运营管理起着关键性作用，这是科普场馆建设工作的继续和发展，是与工程建设和内容建设同等重要的工作。
科普场馆作为国家宣传科普知识、提高国民科学素质的公益性非盈利机构，决定了它的运营管理理念的不同。目前国内很多科普场馆已经纳入财政拨款范畴，对公众实行免费开放，各大科普场馆应充分利用政策支持，依托馆内资源，如举办临时展览、开展展项设计服务、配套服务、产品开发等多渠道创收。
结论
气象科普场馆具有场所固定的局限性，所以，在其功能设计上要突出“活”，变被动接受参观为主动体验，紧抓当下公众关注的气象话题和阅读体验习惯，不需要刻意的死记硬背，在体验中自然而然的将气象科学知识融入到心里，悄悄地印在脑海里，现实中遇有相同的气象灾害会下意识的去正确防范，这就是体验式气象科普场馆的目标。
参考文献
[1]肖巧洁.论气象科普馆在科普宣传工作中的作用与开展[J/OL].http：//www.guigu.org/news/guiguvip/201209209985.html，2012.
[2]郑念，廖红.科技馆常设展览科普效果评估初探[J].魅力中国，2016（4）：
43-46.
[3]王春雨.科技馆气象科普展区概述[Z].2016.
[4]谢起慧.我国科普场馆建设的现状与思考[J].海峡科学，2012（3）：92-94.
[5]李伟，张倩，唐立岩，等.全国气象科普场馆建设发展现状与思考[J].科技传播，2016，8（4）：44-46.
[6]谢娟，尚修芹.关于科技博物馆教育活动开发的若干思考[J].科普研究，2009，4（3）：39-43.
[7]金浩，曲家惠，李桂春，等.高校科普场馆多功能化在管理模式方面的研究[J].中国校外教育（中旬刊），2014（z1）.
[8]任福君，张义忠，刘萱.科普产业发展若干问题的研究[J].科普研究，2011，6（3）：5-13.
（作者简介：成海民，河北省气象服务
中心。）
科普是科技和教育之间的一个交叉环节，科普教育作为面向社会开展的科学知识、科学精神和科学技术成果的普及性教育，主要立足于提高国民科学素质，在21世纪的今天，世界上各个国家和各级政府都越来越重视科普教育工作，大力推进科普场馆的建设。科普场馆作为对社会公众进行科普教育、宣传和知识普及的公共场所和重要设施，如何进行这些科普基础设施的建设与发展，最大程度地发挥科普场馆的教育功能，提高社会公众的科学素质，对于我们广大科技教育工作者来说，都是十分值得思考的。近年来，全球气候变暖和极端气象灾害多发、频发趋势日益严重，社会进步和经济发展又使气象与人们的生产和生活关系更加密切，公众对气象的关注程度越来越高，对发生在身边的灾害性天气尤其关注，这就使得气象科普宣传工作在提升社会公众应对气候变化和防灾减灾意识及能力方面的作用越来越突出，为满足社会公众提高自身科学素质的迫切要求，气象部门以科学普及气象防灾减灾和应对气候变化知识为重点，通过加快推进气象科普场馆建设，完善公共场所气象科普功能，面向公众开展气象科普教育宣传[1]。下面以河北为例就气象科普场馆的建设原则、功能设计做简单介绍。
气象科普场馆的建设原则
趣味性
传统的气象科普场馆大多是图文形式的气象知识介绍，参观者只能浏览、观看，很可能过后就忘，很难留下深刻的印象。新形式的气象科普场馆，采用虚拟现实、增强现实、多媒体等新技术，打造有趣的气象科普展品，激发体验者积极主动地参与其中的浓厚兴趣，体会气象知识的无穷奥妙。
互动性
随着新媒体技术的飞速发展，公众的阅读习惯也发生了根本性的改变，在气象科普场馆设置上，力求突出“互动”“体验”，改变传统科普场馆的静态特征，体验者通过参与互动，融入到各类气象科普项目的展示中，亲临自然现象重现场景，感受大自然的神奇魅力，科普效果比传统科普场馆更明显[2]。
安全性
由于在气象科普场馆的设计上突出趣味性、互动性，体验者与展品有频繁的接触和互动，因此，展品的安全可靠性显得十分重要，无论是硬件系统还是软件系统（包括系统软件和应用软件）都必须具有一定的安全可靠性。
先进性
气象科普场馆内的设施、展品相对固定，一旦安装投入运行，可能至少运行3～5年的周期，因此，在技术上要有前瞻性，既能反应目前流行的，具有时代性、先进性的科技，又具有相对的可持续性，至少3～5年不会被淘汰，始终保持技术前沿。
实效性
新形式的气象科普场馆在展品设计上要适应目前和今后长时间内服务对象的需求，在趣味、互动的基础上追求科普效果最大化，填补传统的科普场馆无法实现、无法做到的科普效果，以保证实用性。
气象科普场馆的功能设计
气象科普场馆按主题可划分为河北气候、气象常识、智慧气象、防灾减灾四大区域。通过新媒体技术、影视动画技术、虚拟模拟技术、虚拟现实技术、视频抠像技术、电子沙盘、触摸屏、网络智能互动等手段，加以灯光布局，营造活泼、明快、充满科技感的氛围，介绍河北的气候特征、常见天气现象、气象防灾减灾等气象知识，突出各类天气现象的知识点和视觉互动体验的综合效果。
河北气候
1）气候特征。以电子沙盘的形式介绍河北省的气候特征，通过气温和降水两个主要因素描述河北气候带的属性，以及因此形成的动物、植被特点，包括对农业果木、河流水利的影响，决定了本地具有地方特色的独特农产品的产生。
2）自然风俗。地域和气候环境的变化往往导致人文生活环境的变化，燕赵大地经过历史的积淀变迁形成自己独有的风俗习惯，突出具有河北地方特点的具有丰富科技人文特色的主题内容，以体感互动形式实现，观众可以选择不同内容交互查询体验[3]。
气象知识
1）大气层结构。通过新媒体介绍地球五个大气层，分别是对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。体验者可以在模拟大气空间的环境中选择性触控交互，以显示不同大气层的气压、温度等气象要素，同时列出与知识点对应的各种问题，引导体验者带着问题互动。
2）地球上的水循环。展示地球水循环的整个过程，包括水蒸气的上升——云——形成降雨——雨滴的形成——冰川河流湖泊地下水，以及河流海洋整个水循环的大过程。利用数控电子沙盘成像互动，演示水循环过程，体验者可以随意的建造高山、河流、湖泊、大海等，科普内容结合背景画面，动静组合。
3）天象奇观。通过电子翻书的形式展示大自然中各种奇特有趣的天气现象，让观众一窥“天象”，尽情体验“观云测雨”的乐趣。展示内容包括极光、海市蜃楼、多日现象、佛光、异形彩虹等大自然的奇观。
4）气象小百科。采用互动拼图、AR图像识别技术与多媒体播放器互动，介绍各种天气现象，体验者选择不同问题代码放到图像识别区，系统将会识别代码内容，然后开始播放对应的图文或视频内容。主要内容包括：热点气象、雾、霾、气压、降雨量、气流、闪电、暴雨、大风、龙卷风等。
5）雷电小知识。介绍雷电形成的原因、防御办法以及避雷针的防雷原理。体验者进入特制的雷电通道后，会遇到各种类型的雷电，当体验者的防御办法出现错误时会通过传感装置发出警告信号，同时说出正确的防御办法，体验者重复体验，直到防御办法正确。 6）紧急避险。通过压力系统将体验者的动作与计算机互联，采用影像FLASH技术模拟出暴雨、大风、雷电、冰雹等多种恶劣环境，通过互动体验掌握正确的应急避险技能，每个场景都有多种紧急避险方法，测试体验者是否能选择正确的避险方式，达到普及气象应急避险知识的效果。
7）人工増雨。体验者通过按动按钮向屏幕中的积雨云发射炮弹，击中后积雨云会自动降雨，并通过雨量筒记录降雨量，同时通过软件互动模拟真实的人工降雨过程，寓教于乐，体验者即能体验到游戏的乐趣，又能丰富人工增雨方面的气象知识。
智慧气象
1）虚拟翻书。通过投影成像的原理模拟科普读本，体验者只需要空中挥手翻页，即可实现翻书阅览的效果，形式新颖、内容丰富、视觉冲击力强、模拟效果逼真。
2）小球大世界。体验者会看到在宇宙星空中慢慢转动的地球，以及地球上各种各样的天气变化，如云图、气温、降雨、雾霾等；显示海洋的温度变化、全球地震发生的频率、级别、分布区域等，还原印尼海啸、福岛海啸在海洋上的波浪移动变化等；介绍宇宙星空中的各种星球，是集天文、气象、海洋、地震等多学科于一体的综合性多媒体知识宝库。
3）气象机器人。气象机器人可以回答各种气象知识相关的问题，并通过丰富的面部表情与体验者互动，在吸引眼球的同时更能活跃现场气氛，具有在指定区域漫游、手臂运动、自主导航、触屏交互、引领参观、才艺表演等功能，观众可以通过触摸屏、语音、遥控器、远程网络等渠道与机器人进行人机交互，了解相关的气象知识。
4）气象数据实时可视化。介绍气象数据的采集与分析过程，利用气象数据可视化集成软件触控演示，观众可精准查询任意地点当天的各类天气实况和天气预报，通过科技与创意的融合，将单调、乏味的专业气象数据图形化、可视化，具备交互能力，并快速获取有价值
信息。
5）气象演播室。为公众提供“我当气象主播”的体验机会，通过摄像机捕捉人的动作，并实时抠像，把体验者和电脑输出的背景画面融为一体，体验者可以在大屏幕里看见自己当气象主播的效果，参与节目录制后，还可现场拍照分享，做一次气象科普义务宣传。
防灾减灾
河北省主要气象灾害有暴雨洪涝、高温、干旱、寒潮、冰雹、大風等。通过大型电子沙盘展示河北省的地形地貌，山川河流、农田水利、城市区域，各种气象观测站点、预警系统。演示当气象预警发生时，气象灾害的概率分布，哪些地区会形成洪涝灾害，哪些地区的农业易受影响等等，按不同类别划分，通过触控操作台来切换不同的内容，体验者一目了然，将抽象的气象预警演示为现实场景，激发公众对气象预警的重视程度，达到科普宣传的目的。
关于科普场馆后期发展的思考
科普场馆的主体建设完成之后，如何进行后期的运营管理，对于它们的可持续性发展是十分重要的。纵观国内已经建成的各大科普场馆，普遍存在着“重建设、轻管理”的现象，因此，才导致了很多科普场馆“热热闹闹建设，冷冷清清运营”的局面。为了避免科普场馆建成开馆以后“一年热、二年冷、三年少人问津”的现象，后期的运营管理起着关键性作用，这是科普场馆建设工作的继续和发展，是与工程建设和内容建设同等重要的工作。
科普场馆作为国家宣传科普知识、提高国民科学素质的公益性非盈利机构，决定了它的运营管理理念的不同。目前国内很多科普场馆已经纳入财政拨款范畴，对公众实行免费开放，各大科普场馆应充分利用政策支持，依托馆内资源，如举办临时展览、开展展项设计服务、配套服务、产品开发等多渠道创收。
结论
气象科普场馆具有场所固定的局限性，所以，在其功能设计上要突出“活”，变被动接受参观为主动体验，紧抓当下公众关注的气象话题和阅读体验习惯，不需要刻意的死记硬背，在体验中自然而然的将气象科学知识融入到心里，悄悄地印在脑海里，现实中遇有相同的气象灾害会下意识的去正确防范，这就是体验式气象科普场馆的目标。
参考文献
[1]肖巧洁.论气象科普馆在科普宣传工作中的作用与开展[J/OL].http：//www.guigu.org/news/guiguvip/201209209985.html，2012.
[2]郑念，廖红.科技馆常设展览科普效果评估初探[J].魅力中国，2016（4）：
43-46.
[3]王春雨.科技馆气象科普展区概述[Z].2016.
[4]谢起慧.我国科普场馆建设的现状与思考[J].海峡科学，2012（3）：92-94.
[5]李伟，张倩，唐立岩，等.全国气象科普场馆建设发展现状与思考[J].科技传播，2016，8（4）：44-46.
[6]谢娟，尚修芹.关于科技博物馆教育活动开发的若干思考[J].科普研究，2009，4（3）：39-43.
[7]金浩，曲家惠，李桂春，等.高校科普场馆多功能化在管理模式方面的研究[J].中国校外教育（中旬刊），2014（z1）.
[8]任福君，张义忠，刘萱.科普产业发展若干问题的研究[J].科普研究，2011，6（3）：5-13.
（作者简介：成海民，河北省气象服务
中心。）