兒童博物館的「展示韌體系統」：境教空間學習場域規劃設計策略初探
張世宗
國立台北教育大學 藝術與造形設計學系 教授
摘要：
兒童博物館的設置，是新世紀來臨在台灣博物館發展或社會教育發展，一項新興的發展課題。雖然大眾對於設置這種機構都有相當的共識，但對於此項議題之功能目的與意義，以及執行策略方法之瞭解，卻少見有人探討。
觀察目前博物館教育的設計個案，我們發現缺乏事前的功能性規劃，常會引發出事後經營面的困擾和挫折。尤其是社區型的兒童博物館，此乃為一群特殊學習者所設立的特殊學習場域，其對常態性、經常性的換展的功能規劃，不但必要，甚至是兒童博物館能否永續經營和整個計畫成敗的重要因素。然而在有限的空間、預算、人才等資源條件限制下，如何達到經常換展的要求，對主其事者而言，確是一大挑戰。
本文從兒童博物館之作為一境教空間與學習場域的理論探討出發，分析主要訪客觀眾群–兒童的學習特質，以及對兒童博物館設計前的展示功能與需求規劃之要求，從而提出一項「展示韌體系統」的設計策略，並以作者在國內已完成的實施案例作為說明實例。藉此一方面解決上述常態性換展功能目標問題之建議策略；一方面也提供未來兒童博物館或兒童美術館的設計者，於設計的前置作業—「功能性規劃」問題，能有一種可行的參考解決模式。
關鍵詞：兒童博物館教育、展示韌體系統
The Exhibition Firmware System of Children’s Museum—A Pilot Study on Plan and Design Strategy of Learning Space
Prof. S. T. Chang
National Taipei University of Education
Department of Arts and Plastic Design
Abstract:
The installation of children’s museum is an advent trend in the field of Taiwan museum and social development in the new century. Public may have common agreement about the institution, however, as to the functions, purposes, and meaning of such issue, as well as the methods of design plan and administration strategy are seldom probed and discussed.
Observing recent museum education design projects, we found that the lack of function planning in advance always cause the disturbance and frustration during the management after. Especially in the case of community children museum, this is a special learning field designed and installed for special learners. The function plan on permanent and changing exhibits before the design of the museum space is not only a necessary task, but also a main factor of whether or not the museum could manage permanently after opening, and thus becomes a key point of the whole plan. Under the constraints of limited space, budget, and human source, considering on how to meet the needs of ever-changing exhibits becomes a tough challenge to the designer and the curator.
This article begins with studying a theory of learning space, analyzes the learning characteristic of children as target audience, then comes to offer a design strategy, “display firmware system”, taking examples from completed practical projects as explanation.
On one hand, this research solves the problem of above mentioned function of permanent and changing exhibits. On the other hand, it also offers as a reference model for designers of future children’s museums and art museums.
Keyword:
Children’s Museum education, exhibition design, exhibition firmware system
兒童博物館的「展示韌體系統」：境教空間學習場域規劃設計策略初探
張世宗
國立台北教育大學 藝術系教授
壹、 緒論
一﹒緣起
環境影響人們思考行為，也是學習的管道媒介，乃屬於潛在課程的一種。雖然此種境教以及其功能已經被注意到了，但尚缺乏對其作用與效應的瞭解，還有應如何合理、有效地應用此效應來達到新生代兒童非正規教育的目的…，這些值得探討的議題，尚待我們作更進一步地深入研究。
兒童博物館的設置，也是一項新興的課題。在相關理論研究和概念瞭解層次，雖然大眾對於兒童博物館的需要都有相當的共識，但對於設置這種機構之功能目的與意義，以及執行策略方法之瞭解等相關議題，卻少見有人探討。例如，對於一些根本核心問題：「什麼是『兒童博物館』？」、「兒童博物館該提供那些功能或活動？」、「『兒童博物館』和『兒童美術館』有何差別？」…等等，其答案卻仍是曖昧不明。
此外，在兒童境教學習空間設計的專業人士方面，我們也發現能同時兼具空間設計、瞭解兒童學習的教育專業知識背景，並具有加以整合能力的專業人士或學者實屬少見。所以純由一般性空間設計專業人士主導的教學空間規劃與設計，在外觀造型上或許美觀炫麗、創意十足，然經常發現一到執行教學實務的應用階段時，才是功能性最後和真正的考驗。
（一）研究問題背景說明
任何教育性的基礎建設與計畫投入，必須先訂立明確的「教育目標」，進行對「目標觀眾」行為特性的分析與瞭解，然後決定所要使用的設計策略、方法和工具。依此看法，在兒童學習空間的規畫、設計、成形與運用上，我們固然在意最後成形空間的形態和造形(know-what)；也要重視合理、有效的規劃設計方法和過程(know-how)，但更根本的是先要瞭解兒童–空間使用者的條件、需求、和所欲達之功能目標(know-why)——這是功能規劃之前最根本的必要資訊，也是設計結果成形的依據，以及計畫成功的保障。
套用教育「三何問題」之檢驗性自省問法（張世宗，1996），這些功能規劃問題可以歸類於三項基本問題：
1. 「為何」(know-why)：成立兒童博物館的目的與意義何在？為誰而做(know-who)？應該要提供那些功能？…
2. 「如何」(know-how)：如何達成上述目標功能？需要哪些策略、方法、工具？…
3. 「是何」(know-what)：「什麼是兒童博物館？展示些什麼？…
由此「三何問題」的自省與反思，將可以讓多數計畫在進行之前，能有一較堅定穩固的基礎。同時注意：這三項問題的出現秩序很重要，我們必要先確實瞭解自己所需的功能目標 (know-why)，再來決定用何工具(know-what)、方法(know-how) 來達到此功能，其選擇的工具、方法等解決策略才有可能是開放和合理的。反過來說，如果已經執意決定要作，卻對其所欲達成之目標還不清楚，那作出的成果肯定無法達成原先預期的規劃功能目的。
事實上這對於所有以教育為功能目標的空間設計都是屬重要議題，筆者研究幼兒學習空間規劃，曾引用卡特勒 (Cutler, W.W.)之所言:「有好的學校建築並不保證一定是好的學校；但學校建築不依其目的而設計，卻幾可確定是差的學校（張世宗，2002，頁11）。」誠哉斯言！
（二）問題發現：
觀察國內現況，台灣在解嚴之後也帶來了教育開放的氛圍，開放性的教育理念已然形成並逐漸落實，有些地方政府和私人機構也已將設置兒童博物館、兒童美術館等之目標付諸實現（張世宗，1999）。但是鮮少見將兒童觀眾視作為「特殊學習者」，針對兒童的學習特質作先期的功能性規劃研究，高雄兒童美術館是所知的一件例外個案。較多的處理方式是將之視同與一般展示設計一樣，由主辦機構公開招標，經由委員們審核，擇一問題較少的提案計畫做為得標者，再發展細部設計、製作成形後開幕實施。
上述的執行過程，實質主導者多是展示空間設計師或室內設計業者，雖有教育研究學者或許被邀請作為顧問角色並實質提供意見，但其發揮的功能其實遠不及設計者的強勢主導權，而評審委員多只能就已有的提出方案中作「要」或「不要」的總結性評量。於是乎，最後的檢驗是當兒童觀眾在完成空間中探索漫遊，並與展品實際接觸互動時，屆時將發現到：一方面積極性的教育功能不易達到之外；另一方面消極性的破壞防範等卻又層出不窮。這些後續發生的現象，也就都成了博物館教育策展者的無奈，和展場維護者的夢魘。究其原因，就是在於缺乏事前的功能性規劃，遺憾的是—此種因果關係之重要性，卻不易被設計師或業者感受到，。
因此，筆者呼籲：要成立類似兒童博物館的教育性設施，首先要思考此建設的價值意義與功能目的定位何在？（這是回應 “know-why” 問題的思考）；要如何進行才能達到我們的願景與目標呢？（這是回應 “know-how” 問題的思考）。通過了以上兩層次的自省思考，才能導致合理的兒童博物館設計（這才是回應 “know-what” 問題的結果形式）。否則，在功能目標尚未釐清之前就直接進行硬體建築設計，兒童館的建設充其量只是有其名而無其實的掛名之舉。換言之，沒有經過設計前的功能性規劃，就投入在建構一項不明目的之建築物，不但浪費了資源成本；也損失了機會潛能。
（三）問題分析
在與兒童學習空間規劃與運用相關的報導、研究等文獻資訊資來源方面，目前所看得到的，多的是有關正式學習場域–如：學校、幼兒園…等以老師「教學」為導向的教室空間等的討論，卻少有讓兒童自己在空間內自由探索、體驗學習的非正式自由學習場域–如：親子館、兒童博物館、兒童美術館…等的研究報告。偶見有人提出相關的報告或文章時，其內容要義又多的是提出有關「應該要作」 的呼籲和建議（漢寶德，2003），但對於如何達成到此需求的相關規劃策略、設計等「應如何作」 (“know-how” ) 的問題，卻較少見有此方面的研究或報告提出。
思考其可能原因，或許一部分是因為此項功能目的與意義之瞭解與執行策略之提供，必須結合教育研究學者、空間硬體工程設計、教育推廣計畫和媒體軟體設計製作…等跨領域人士；因此也需要整合相關不同專業知識領域的研究成果與發現，才得以竟其功。回觀國內現況，專家個人執行業務多的是各自為政，能貫徹團隊合作的「任務編組」(task force)工作模式實屬少見。正因為兒童境教學習空間關連到：教育功能、學習空間、互動展示、安全維護、軟體換展…等多方之統合需求，除非專家本身極具被多元專長之整合特質，否則由系統概念來說，如果只照顧到某些特殊環節的設計案，其整體產出效果是不可能完備的，整體功能效益可能會敗在一個被忽略的不起眼小細節，但卻是基本核心問題之上。有道是：「一串練條不會比任一個最弱的環節更強」，正是此意。
因此，對於一個新的建設案而言，從擬訂計畫到招設計標、製作標…等一系列工作，多是由行政人員和得標的設計業者、施工者一條鞭地執行下來，卻鮮少重視在進入設計之前，依照兒童學習者的特性不同，制訂出獨特的功能性目標和設計規範。正如所謂：「不知道的就是不重要的」，未事先摸清兒童的學習特質、換展必要性、…等功能規劃的基本問題，就驟然執行空間造形設計，其建設成果與原始設立理念目標的落差之必然，也就不言可喻了。
以兒童非正式境教學習空間為例，我們觀察到在台灣以「兒童館」為名而成立的個案中，常發現規劃設計多是「空間硬體綁住展示軟體」的固定式展示系統概念。這對於一個規模夠大、預算夠多的國立大型博物館而言，或許不是問題；但對於空間、預算規模較小的社區型兒童博物館而言，就成了經營上的一大挑戰。例如：在有限的空間、預算等資源條件內，如何能提供好奇的兒童觀眾足夠豐富的互動經驗；且又要經常更換展品，以滿足喜新厭舊的兒童觀眾之需求…等。而這些問題的解決，都必須在設計之前就有充分的思考和清楚的規劃。
二．研究目的
筆者常年關注以兒童為中心的非正式學習系統之研究與設計，多年來觀察與思索所得，認為：正如同機場、捷運系統以及醫院…等的設計作業一樣，任何以教育功能為主目標的設計任務，宜有一功能性規劃的前置作業；並且要以系統的方法來思索問題、找出對策與尋求解答。以「兒童博物館」為例，此乃是為特殊觀眾族群所設置的特殊功能教育空間，具有多重功能需求與條件考量，其設計作業不宜以線性思維的方式來處理，否則不但會如同瞎子摸象般地無法窺見整體姓的問題真相，更不能完美解決多元需求的問題。此外，多元變數的問題之解決需要多種專家專業知能的投入，但專家們也都應避開各自為政、分開投入的線性解決策略。
「設計」是一種科學；也是一種藝術。雖然設計與純藝術 (fine arts) 同樣都有「創作」的特質，然而設計卻更有其客觀性條件的限制。設計的意義在於—「於條件的限制之下，達到功能目標之需求」。是以設計解答需反映目標和條件的特性，並且其設計結果也應是多元的「方案」(schemes) 選擇，所謂：「沒有最好的設計，只有最適當的設計」。至於適當與否的判定，端視原來界定的計畫目標，以及其所被賦予的條件限制變項（尤其是主要觀眾群的特性）來決定，而非由設計師一人藉著個人創意、喜好等主觀性因素來決定之框限。
經由前面所述，我們瞭解在進入設計階段之前的功能規劃等前置之企畫作業，不但是必要的功能，卻也是目前最缺乏的先行工作。再說，這種在計畫實際執行設計前的功能性規畫研究不但應作、要作，而且時機就在當下；否則，愈多的相關建設付諸執行，就代表著宣告我們又損失了一座合理又能真正發揮功能的兒童館的機會。
本文以「韌體展示系統」為主題，由兒童學習的特性分析出發，探討兒童境教學習空間場域的規劃設計基本原則，並以筆者規劃設計的兒童探索館、兒童科學館…等不同案例中，所開發應用的「韌體系統」作為說明案例，提供給未來「兒童博物館」或「兒童美術館」設計者的參考。
貳、論「兒童學習者」
兒童是一種特殊的學習族群，他們有其獨特的—好奇、多感官、操作互動…學習模式，這些特性與傳統學校教育或為成人所設的教育都有所區隔。而最早形成要為兒童特別設立博物館的概念；也是最早成立兒童博物館的，正是最注重兒童教育的國家—美國。
世界上第一座為兒童而特別設立的兒童博物館–「布魯克林兒童博物館」(Brooklyn Children’s Museum)早於1898年就在紐約市出現了(Cleaver, 1988)。該館位於紐約市布魯克林區，其屋頂就是一座公園，除了室內展示空間外，更包含戶外學習區；教學活動的規劃不但有室內展品的操作學習，也包含戶外環境的探索體驗。隨後一世紀的發展下來，在美國各都會城市甚至鄉鎮社區，都設有能發揮該地區特色的兒童博物館（圖1）。
圖1 世界第一座兒童博物館–紐約的布魯克林兒童博物館
要探討兒童博物館或兒童美術館的規劃設計原則，就應該先對這些計畫的服務對象主觀眾群之學習特性有所瞭解，以下就應用「皮毛 (PIMO)」分析工具來說明之，首先說明此分析工具的意涵和內容。。
一﹒ 「皮毛 (PIMO) 分析」釋義
所謂「皮毛分析法」乃是筆者特別開發的一項分析與評量之簡便工具（張世宗，1996），包含了針對個案對象作分析研究與評量時的四大思考向度。以下簡要地說明之：
1. “P”- Plus「優點分析」：這是分析對象在針對學習目標而言的優勢與成熟度，也是我們在作任何設計、改進時，一定要堅持維護的利基；
2. “I”-Identity「特點分析」：這是針對學習目標而言，分析對象所具與眾不同的獨特性要點；也是我們在作任何設計、改進時，要突顯的要項；
3.“M”-Minus「缺點分析」：這是分析對象針對目標而言尚未成熟、或不利的因素，是規劃設計時要注意；也是最值得我們投入改進的待發展方向；
4. “O”-Opinions「意見與建議」：以上各項都是針對既有對象之特性所進行的消極性評量分析，在此瞭解的基礎平台上，接下來「意見與建議」這一項則是分析能夠帶來繼續延伸開發、改進的發展空間與作法內容。」
經由上述說明，可知此分析工具為形成性評量之用，適合在檢驗過程中找出待發展和可發展之空間，此點與一般常用的SWOT (優勢∕劣勢∕機會∕威脅）之分析工具有所不同，後者較適合在總結性評量時應用。
二﹒兒童學習特性之「皮毛 (PIMO) 分析」
針對我們的研究對象，不妨引用上述「皮毛(PIMO)分析法」作為評量分析工具，可得到以下兒童學習者特質之分析成果：
1. Plus 優點–好奇、積極、主動的學習者：
﹨兒童是「好奇性」的學習者，而好奇心正是探索發現學習的原動力。
﹨兒童是「主動性」的學習者，卻不能接受強教灌輸，是以引發動機重於給于答案。
2. Identity 特點–具體操作、多感官經驗的學習者：
﹨成人資訊來源管道以視聽為主，兒童卻是以「多感∕共感」 (multi-sensorial, 劉玉燕，2002) 的經驗為主要資訊吸收管道；
﹨對經驗不足的兒童言，其學習經驗以「具體經驗」最為有效。
3. Minus缺點–經驗不足、發展受限、具破壞性的學習者：
﹨兒童是「受限性」的學習者，主要可以分兩方面來談：
(1) 定量限制：除了人體工學尺度考量外，與成人作比較，其注意區間(attention span)較短，聚焦視野 (narrow-focusing)也較窄。
(2) 定性限制：尚在發展中的兒童，社會經驗不足、較為缺乏抽象思維能力，因此其吸收能力也受到相當地限制。
﹨兒童是「破壞性」的學習者：好奇、好動的兒童常會以不可預期的方式與展品互動，不但對展品維護帶來不可預知的變因，也對其自身安全帶來潛在的威脅。
4. Opinions 建議：「玩中學」–趣味導向、動手操作、遊戲學習。
綜合以上各要點分析的結果，我們可以勾勒出「兒童學習者」的一些設計基本考量要點，以作為後續規劃設計時之參考應用。例如：
﹨兒童是「遊戲性」主動學習者，其學習具有「合迎否拒」的特質，尤其是學前幼兒，除非學習內容能引發其主動學習意願，否則將不易被內化接受。
﹨既然兒童是「受限性」、「好奇性」的學習者，具有喜新厭舊的特性卻又受限於定量、定性限制，那麼提供給他們的學習活動與資訊不必一次給太多，但應該要經常性地更換」。
﹨兒童是「破壞性」的學習者，正如工業設計有「防愚性」 (fool-proof) 設計——避免產品有被錯誤使用的機會；為兒童設計的互動學習媒體，也宜有類似性的 「防童性」(child-proof) ——安全性、防止不當使用、防止破壞性…等防誤性之考量。
將以上的分析成果作為設計前基本規劃資料，再經過適當的篩選、安排、組織這些基本資訊要素，就可以產生有用的設計原則資訊，以作為設計兒童學習空間功能性規劃設計的參考，其實質作法於下一章節中說明。
三﹒小結：對「兒童博物館」功能規劃的啟示與建議
以上針對「兒童學習者」學習特性的分析資料，以及組織這些資料而得的資訊，對我們規劃設計兒童博物館、兒童美術館時，將可以提供一些基本設計原則和考量要點。例如：
1. 「兒童博物館」的教育沒有考試、也不具強制性，所有的觀眾來源是開放性不分齡的，但是他們都是被其內部好奇心、自主意願所吸引而自動前來學習，所以是主動性、遊戲性的學習者，空間功能規劃、展示設計…等，都一定要反應此種學習特質。
2. 正因為博物館是一種自由的境教學習場域，通常我們在規劃展示計畫時，常需要觀眾群之特性，並將之納入設計考量。而當兒童博物館吸引好奇、主動者前來參與，則訪客並不只是年少的「兒童」，卻是所有年齡層次的「全齡兒童」(children of all ages)。因為每一個童心未泯的成人都有一個仍具好奇心的“童心小孩”在身內，只是這個小孩經常都被寄主放不開的形象壓抑住了；此外，成人也都能應用兒童多感官經驗、具體操作、主動參與等的學習特質來與展品互動。
3. 換個角度思之，我們不妨打破以學習者生理年齡分級的框限，將所有的參觀者視為一群「具有童心，富好奇心，尚有心智成長空間」的全齡兒童，如此將學習者以心理年齡，卻非生理年齡分類的方式以界定遊戲性教育或游藝學來進行研究時，會帶來很大的發展空間（張世宗，1993）。.因此建議執行兒童博物館的教育規劃建設時，除了將兒童定位為「目標觀眾群」(target audience)外，可以將所有年齡層次的全齡兒童定位為「主觀眾群」(major audience)，如此一來，全民都是我們的潛在觀眾群了。觀察美國兒童博物館都是親子甚至三代同堂前來使用，就可驗證。
4. 兒童自有其好奇、主動的優勢，我們也不可忽略其發展能力、注意力受限等的學習門檻。所以展示設計除了基本人體工學定量分析之考量外，更要多注意除了視覺、聽覺（Audio-Visual）媒體資訊外，更多的是提供其它多種感官、具體經驗之體驗學習的機會，可說是一種「共感性」(multi-sensoriality) 的體驗學習機會(劉玉燕， 2002）。
5. 因為兒童的學習模式具有：多感官、具體經驗、操作學習…等特質，而非一般成人是以視聽（AV）媒體作為主要資訊來源，考慮兒童獨特的學習模式，我們也應該堅持將一般為成人所設的博物館、美術館中常見的「請勿動手」牌子中之“勿”字拿掉，成為「請動手」的互動學習場域，設計具多感學習經驗的多元互動展品。
6. 另一方面，在「請動手」式的操作為主之兒童博物館學習，兒童也是具「破壞性」的學習者，我們在設計和製作展品時，一定要將之納入展品安全度、耐用度…等多種層面之考量；但卻不宜逕自剝奪了他們動手操作學習的機會，「請動手」式的操作學習是應堅持的原則；防止破壞的設計方法策略則是專業人士要處理的挑戰性工作 (challenging tasks)。
以上僅列出由使用者特性出發所歸納出設計原則和考量要項，再來當我們考量兒童的好奇新與喜新厭舊的特性，加上前述筆者所評估—將來較具發展潛能的社區型或小學學區型之訪客定位的兒童博物館，就產生了以下一連串的思維與挑戰性：「如何提供好奇的觀眾足夠的新奇、有趣、耐玩、豐富之互動經驗？同時要如何吸引社區民眾願意多次前來，滿足喜新厭舊的觀眾之需求，避免一次性刺激就失去動力？但是如果空間、預算、人才等資源條件有限，如何達到經常換展的要求呢？」
以上這些在建設完成後於經營面要面臨的問題挑戰，也應是在設計展示空間硬體建設之前必須考量的功能性規劃目標。於是乎，「如何能夠節省經費，又要能常態性地的更換多元性互動展品？」就成了達到「永續經營」目的一個重要的設計功能規劃課題。接下來，在下一章就提出一個「韌體系統」的發展經驗，以作為兒童博物館達到永續經營目的之一種功能性規劃設計解答方案之參考。
參、韌體系統的規劃與設計–案例探討
一．系統分析與「韌體」概念
一般媒體系統分析可分為：硬體 (hardware)、軟體 (software) 兩大系統。以電腦為例，大致上我們稱電腦機器本體為電腦硬體；而驅動其計算、運作的程式或所產生、呈現的資訊資料，我們稱為電腦軟體。其中電腦硬體系統又可再分成：1. 輸入(in-put，如鍵盤、滑鼠…)、 2. 中央處理 (CPU–核心運算晶片與線路板…) 、 3. 輸出 (out-put，如顯示幕、印表機…) 等三大硬體子系統。
在介於硬體與軟體之間，如果以硬體作為載體，藉由燒錄在硬體上的軟體改變特定的輸入、輸出屬性，藉此改變硬體原本提供的功能，進而提供所需要電路系統和產品的功能，在電腦科學界概以「韌體系統」（firmware –介於軟、硬體之間）。其功能在與硬體溝通（一般以組合語言溝通，用來測試、燒在電路板上，或寫在晶片裡）；並控制硬體產出的功能，如：能改變操作模式，改變傳輸方式，改變使適用某類軟體，成為一種發展環境，常使用於如：網路電話、磁碟機控制卡、無線網路卡、藍芽、快閃記憶卡、彩色噴墨影印機、光碟機伺服控制晶片、即時控制驅動電路…等科技產品。比如說有些品牌的錄音筆可以藉由下載不同的韌體模式之後，與不同軟體介面做溝通，或選擇不同的軟體媒體傳輸方式。
二．境教空間規劃的「韌體」概念
使用功能需要多元性、開放性的境教空間之設計，可以在設計規劃時，考慮「韌體系統」的建置之前的，就可以達到彈性應變和開放性使用的功能效果。例如辦公大樓的室內設計以輕鋼架懸垂系統取代傳統固定造型的天花板，則該空間可以在日後隨著室內家具動線配置的變換位置，隨時更改出風口、燈光照明模組單元的位置，卻不需要重新設計、建造另一新的天花板結構。
同理，在規劃有經常變更整體功能需求的兒童境教學習場域—如幼兒園活動室和兒童館展示系統時，如果在硬體空間基本建設前，先進行功能性的規劃，以便提供利於未來性的活動軟體系統使用功能，將可以讓最後使用者—第一線幼教老師或博物館策展者，有更大的自主權與空間應用的自由度。
以兒童境教學習空間為例，如果再加以細分，於正式教育領域，可以幼兒園的活動室為代表；於非正式教育領域，可以兒童博物館為代表，以上所描述的功能性規劃問題，在後者又遠大於前者。因為在幼兒園的規劃與設計，大家都已經瞭解一些基本原則，例如：開放型空間（保留第一線教師自行設定空間功能區分的機會）、提供活動式矮櫃、桌椅等單元模組系統（提供開放視界、避免安全照護死角、並讓第一線教師依其教學目標功能需要，自行彈性規劃學習空間之功能）…。
可是在兒童博物館的規劃與設計，常看到設計硬體空間的建築師未考慮到未來經常換展需要的模組化韌體系統功能；室內展示設計師仍延伸規劃一般博物館特展、主題展的觀念，直接在硬體空間內設計裝置展示軟體，展期結束後就全部打掉歸零，以利下一展期的施工，如此一來，不但是物質、知識、智力、創意、經費等的浪費，也不利於永續經營的要旨。
反過來說，如果在設計硬體空間建築時就考慮後續軟體常態性研發和置換的必要性，在硬體空間與未來開放性的軟體系統預留銜接性的「展示韌體」系統，如此一來，不但可以節省換展經費、時間、致力等的消耗，置換後舊有的軟體單元不但可以考慮後續永久性使用，還可以用在另一個空間場域重複應用。當然，「展示韌體」系統的建置，需要設計者投入更多的心力來設計模組化、單元化的銜接性韌體系統，但長遠來看，此措施正是達到永續研發、永續經營的一種重要措施。
三．幼兒園學習空間的布置–「軟體開放原則」之說明
教育領域中最早開放的幼兒園教學空間，因為常態教學中常有主題變更或多元的活動需求，尤其需要藉著變換室內活動傢俱–桌椅、矮櫃等的配置，以求改變活動室的功能。筆者於協助台北縣幼兒園老師作「學習空間的規劃設計與布置」師能提升訓練時，曾經針對幼師的需求，提出幼兒園學習空間的布置參考原則，簡述如下（張世宗，2002）：
1. 原則一︰「開放空間原則」–空間規劃開放化
2. 原則二︰「立體空間原則」–空間布置立體化
3. 原則三︰「彈性空間原則」–傢俱配置活動化
4. 原則四︰「軟體開放原則」–以軟體改變硬體功能
在此對最後一個原則–「軟體開放原則：子系統為母系統之軟體，以軟體的改變硬體功能」提出說明。應用系統分析的概念，我們可以將整個學習空間環境視為一系列的「外系統」、「子系統」來建立空間內資源的位階系統。例如：櫥櫃是空間的子系統；操作盤、抽屜等是櫥櫃的子系統；教具是操作盤、抽屜等的子系統；而教具的玩法說明等又是教具的子系統…，藉著改變多元應用型態，為母系統之軟體。
因為子系統為母系統之軟體，我們可以應用彈性、開放的子系統（軟體）配置和應用型態，來改變上一位階母系統（硬體）的功能。例如： 如果將活動室空間視作為硬體，我們可以藉著移動傢俱（軟體）在活動室硬體空間內不同的配置方式，來改變空間的功能型態；同理，將傢俱視作為硬體，我們可以藉著改變內裝的操作盤或抽屜等（軟體）來改變傢俱的功能；如果將操作盤或抽屜等視作為硬體，我們可以藉著改變內裝的操作教材或玩具等（軟體）來改變其功能；…依此類推（見圖2）。
（圖2） 子系統為改變母系統硬體功能的軟體
四．博物館「展示韌體系統」之說明
除了幼兒園教學空間—活動室外，博物館空間也是一個經常要變換展示主題和應用功能的學習場域，但兒童博物館的展示系統軟體不只是家具的變更，還需要進一步的展示系統的功能性規劃與設計。我們已經瞭解——硬體建設是承載軟體的基體平台，而軟體系統才是真正發揮最後功能的變項要件。以博物館教育為例：博物館空間是硬體，提供展品展示的基台；而觀眾訪客是經由與展品互動得到學習的功能。（當然從「境教」的概念，博物館建築空間也可以視作為常態性的展品之一，但在此先以互動性展品作為主要軟體系統探討案例代表）。
如果博物館空間的設計工程進行之前未經功能性的規劃，經常發現是在建築空間硬體建設完竣之後，才在內部空間設法填入展示系統的設計與建置，而這些展示系統的設計與建置如果是不能活動性更換的固定形式（通常是展示系統直接綁在硬體聰間之上），則等到換展時，因主題變更需要得撤換展示軟體內容，就必須先拆除固定在空間硬體之上的舊展示系統，然後再另行設計、製作新的展示系統，重新安置在原來空間硬體之上；再有換展必要，就又得再次重複一次上述的工作…，此種運作模式至少有以下三點的問題：
1. 固定式型態的展示系統直接被綁固在硬體之上，二者就合而為一而成為組合硬體，失去軟體彈性變更的功能性可能；
2. 每次換展都要先猜除或損毀舊的展示系統，不但浪費預算與資源，且又又增加廢棄物的負擔。
3. 因為換展是一件消耗預算與麻煩的工程
筆者在規劃兒童博物館境教學習空間的展示系統時，深覺如果要提供好奇但容易喜新厭舊的兒童訪客耳目一新的感動，必須經常性的換展才能達到永續經營的目標。但希望經營者或策展者能夠經常換展，一定要讓換展功能成為是一項省經費又容易執行的工作，而非一項消耗預算且麻煩的工程。於是乃引用前面所述電腦科學界「韌體系統」的概念，在進行硬體空間的功能性規劃時，就將可以附著展示軟體系統的「展示韌體系統」建置在空間硬體的設計與建設工程內，以便將來能夠簡易地變換、更替多種開放性不同功能的展示軟體系統，以達成並控制硬體空間常態性多元的換展功能。
五．境教空間規劃與展示韌體系統之案例呈現與說明
一．省立博物館兒童探索室（既有固定空間改建個案）
在1991年時，筆者應當時的台灣省立博物館之邀，為其將地下室原來的水族館區改建計畫案中，規劃設計「兒童探索室」（後來再改建時已經拆除），當時即是以兒童博物館境教學習空間規劃設計的理念，先進行軟、硬、韌體整合的功能性規劃，再進行後續的設計與施工，以下作進一步的說明。
（一） 整體平面之功能性規劃
此個案所用的是位日據時代仿希臘式中央本體建築的地下室既有空間，內部空間因為承重結構體錯落其間，將之分割成零碎的內空量體空間，原來是利用柱間作成水族展示箱，館方邀請筆者將之改建為「兒童探索室」。現況分析除發現前述承重柱和結構體將內空零碎分割外，更因為主動線和逃生動線橫貫其間，在空間的完整性利用實為一大挑戰（見圖3）。
（圖3） 地下室既有空間的建築結構
分析過既有空間的條件，以及館方的經營理念與功能需求後，筆者首先對既有空間進行目標功能定位規劃：
（一）目標定位功能規劃
1.「台灣的」–以台灣本土的文物為主展品；以國人為主觀眾群(target audience)。
2.「省立的」–全國性的非正式教育展示空間和學習場域，提供全國小學生學期間課程活動的相關教學資源。
3.「博物館的」–結合本館內部既有四項文物蒐藏與研究區塊–動物、植物、礦物、人文–的文物與人力資源，進行教育轉化軟體系統研發，轉化文物資源成為本案展示與教育活動之應用資源。
4. 「兒童的」–發揮兒童學習特質的「請動手」式互動性展示；考量館方的顧慮，除了允許觸摸的大件展品外，提供間接操控型的高保護性互動展示韌體系統。
5. 「探索室」–在展品安全考量之下，盡量提供近距離、可操控、又不一目了然，可讓年少觀眾自我探索發現、主動操作學習的展示策略。
6. 另考慮平日（學校學童）與週末觀眾群（親子全家）的不同，將主要展區規劃為兼具「展示性博物館」和「探索性校外教室」的功能場域。
（二）功能性分區規劃（見圖4）
1. 首先進行功能性分區規劃，將中央四根柱子中的兩柱相連以主展示櫃包住，順便將主動線以北的區域化為靜態展示∕教學多功能區，同時也形成二出入口；另兩根柱子則包圓，以利中央多功能區之整體性與安全性使用（圖4A）。
2. 主動線以南的三壁龕作為主題介紹展示窗櫃，讓主動線觀眾預知多功能主展區的內容，作為引進功能，展示窗櫃後為儲藏室（圖4B）。
3. 多功能主展區內的壁龕作為互動性專題展示窗櫃，其後方空間也作為儲藏室（圖4C）。
4. 多功能區中央維持淨空，保留最大彈性以利多功能使用空間之完整，平時可作為力地展示區和開放性可觸摸展示區（圖4D）。
5. 沿著主展區內的壁龕互動展示窗櫃作地平抬高之設計，一方面區隔出參觀動線和中央多功能區動靜分明之功能，同時形成的高低差可做為梯階教室座椅，座椅下設置隱藏式展示抽屜共28個，以利兒童觀眾探索、互動（圖4E）。
6. 中軸視覺焦點主展區依高度作垂直性功能區分，由下而上分別設置可讓觀眾觸摸、探索、操作、視覺展示的多功能展示帶韌體系統（圖4F）。
（圖4） 「兒童探索室」的空間規劃
接下來進行分區功能性展示設計，依據目標定位時所確立之——平日學校學童使用以及週末親子全家觀眾群使用的不同使用功能，將主要展區設計為兼具「探索性校外教室」（平日）和「展示性博物館」（週末）的多功能學習場域，提供兩種不同的照明系統功能：「均布型流明照明系統」和「聚光型投射照明系統」，講台也作為隱藏在主展示櫃的可動式講台。此外，更因館方在未來教育研究媒體製作與永續經營的需要，於講台上方設置懸垂韌體系統，提供教學攝影棚的功能。
（由於篇幅所限，以下只針對本文探討「韌體系統」的規劃與設計，作較詳細的進一步說明。）
（三）翻板展示格韌體系統（圖4F）：
在主題展示區的硬體空間建設計畫，設計了以45㎝ ×45㎝ 光箱為模組單元的翻板展示格韌體系統（見圖5）。光箱裡面放置標本，外蓋作成可讓觀眾掀開的翻板，翻板外表設置一可更換問題紙卡的壓克力插槽，內面則是可更換答案紙卡的壓克力插槽。例如兒童觀眾收首先看到一片有問號的多格蓋板，其中一片是問「什麼牛會飛？」（引發動機），打開蓋板，裡面紙卡寫著「天牛」（文字資訊）；同時也看到光格展示窗內的天牛標本（實體資訊），既吸引好奇的兒童觀眾與之互動，又不讓兒童有機會破壞標本；且達到館方易換展的開放性和自由度。
以此翻板展示格韌體系統之設計為例，來討論其功能規劃原則的設計應用。因為在作功能性規劃之初，展示格本體以及外蓋翻板上的問題、答案紙卡壓克力插槽，都是採用模組化單元韌體系統設計，開館一段時間後，館方在需要換展時只要置換格內的標本，同時更換翻板前後的問題和答案紙卡，就可輕易地改變互動軟體內容；對觀眾而言，就不會是一成不變的展示格了。
再來，常態下下垂並遮住展品資訊的蓋板，一方面不直接呈現主要資訊，以引發兒童觀眾的好奇心，主動翻開蓋板求知；一方面也引導兒童進行「請動手」式的操作性互動學習；同時有壓克力保護的展示光格內天牛實體標本，也無慮被破壞，這些設計策略基本上用到了上一章所推出的「引發好奇」、「防破壞性（child-proof）」、「多感官經驗」、「具體操作學習」、…等功能性規劃原則。
圖5：主題展示區的翻板展示格韌體系統
（二） 階梯展示抽屜韌體系統（圖4E）：
在中央活動區的階梯座位下，暗藏展示抽屜韌體系統，讓好奇的觀眾自己發現並與之接觸互動。館方可以輕易地只要變更格內的標本，達到軟體換展的功能；同時還可以自行決定是否要讓觀眾直接接觸展品—如果可以接觸，只要放入展品即可；如否，則可以加上壓克力上蓋，發揮由使用者決定的開放性功能（見圖6）。
圖6：階梯展示抽屜韌體系統邀請訪客探索發現互動學習
（三）互動展示櫃操作韌體系統（投光型∕圖4C）：
在地下室因為柱子穿過空間不完整，原來是在壁面柱間設置水族箱，本案將之改為互動展示櫃。觀眾透過推上紅色小拉門得以操控嵌入式的按鈕（防童設計 child-proof措施），藉著投射燈光的指引，發現自選的不同展品物件會分別出現與之互動（見圖7）。要變更展品項目時，只要同時更換按鈕上的說明紙即可。
圖7：應用投射光的互動展示櫃韌體系統
（四）互動展示櫃操作韌體系統（轉盤型∕圖4C）：
互動展示櫃的另一種形式，在此例是以45㎝ ×45㎝ 為模組單元的展示轉盤韌體系統作為底座，訪客可以拉開紅色小拉門（此門是防止兒童可能會的無意義亂按之child-proof措施），然後按下按鈕會啟動轉盤旋轉，所選擇的展品物件就會轉出呈現在眼前，這種如同「躲貓貓」的操控方式，對年紀小的訪客有極大的吸引力（見圖8）。同樣地，要變更展品項目時，只要同時更換按鈕上的說明紙即可。
圖8：應用轉盤單元的互動展示櫃韌體系統
篇幅所限，有關固定既有空間改建之兒童探索室的韌體系統案例探討至此；另外針對非固定既有或閒置空間（如地方文教館）的巡迴性展示功能需求，亦可以開發更簡單、更易行的模組單元系統來達成更開放、更彈性的應用功能。以下另外提出一種巡迴展韌體系統的設計構想與組合成果，作進一步的說明。
二．非固定空間ETI單元展板組合韌體系統
筆者多年來一直都秉持著：「兒童博物館的研究成果和展品資源應該讓全國兒童共享」的理念，在美進修時的碩士設計案和博士論文，亦是都是以「活動博物館」(Mobile Museum) 作為研究主題 (Chang, 1989)。
最近考慮巡迴展展示系統搬移、組裝、倉儲…等的不便，於是開發出一套能夠組合成展示架、操作桌、隔間屏風、主題展示塔…等多種形式的「展示韌體組合」系統（見圖9～11）。這套系統已經獲得國家專利，在此介紹幾項其所具有的功能特色：
1. 只有兩種尺寸的模組化單元板，成簡單倍數比例（1：2）；
2. 倉儲和搬移的時候，可全部平整包裝，成一立方體，節省空間；
3. 於現場組合時，只要兩個人，不需工具、不需零件、不需特別技巧即可組合成展示架、操作桌、隔間屏風、主題展示塔、角色鏡…等多種形式的展示韌體系統。
圖9：ETI單元展板韌體系統組成的「連續展示屏風」（模型）
圖10：ETI單元展板韌體系統組成的「穿透式展示空間」（模型）
圖11：ETI單元展板韌體系統組成的「獨立式主題展示塔」（模型）
三．ETI 單元展板組合韌體系統應用例（故宮巡迴展）
前述由筆者研發設計的「ETI單元展板韌體系統」，已經有實際的應用案例—被「故宮到校教育服務計畫」應用作為去年到全省各校巡迴服務的展示系統（見圖12～14），經由此計畫的實際應用與實施，讓這套系統的功能得到驗證。
注意雖然「ETI單元展板韌體系統」的展板模組單元只有兩種尺寸，卻可以組合成以下的多種應用形式。每一個展板模組單元組件都可以反覆應用於不同的場合、以及不同的使用形式；並且所加裝和更換的展示軟體—包含平面展示海報、立體展示物件、立體操作單元…等，也都是開放性且易於輸送與應用的。
圖12：ETI單元展板韌體系統組成的「獨立式主題展示塔」（小學禮堂現場）
圖13：ETI單元展板韌體系統組成的「連續展示屏風」（小學禮堂現場）
圖14：ETI單元展板韌體系統組成的「展示兼操作桌」（小學禮堂現場）
伍、結論與前瞻
時代在改變，人才需求在改變；教育在改變，學習管道也跟著在改變。今天，在「終生學習」與「開放教育」等教育理念的發展之下，我們發現學習的時間並不僅止於學生時代，學習的空間也並不僅止於學校之內；而且學習的形式，也並不僅止於由老師主導的「教學」…，這些現象結合一起，就宣告了「兒童美術館時代」的來臨。
兒童博物館是一種體制外的學習機構，其所能提供的教育功能主要是屬於境教式、多感體驗、操作互動型的非正式學習經驗，與體制內的學校教育機構比起來，兩者正是平行互補、相輔相成，又不互相取代的相容又對立功能；而兒童博物館的多感、具體、主動經驗學習與學校的課程教學結合，就成為一個更豐富、也更均衡的學習體系。換句話說，觀眾在兒童博物館體驗、操作而得的經驗乃是引起學習動機，然後他們會帶著此動機到學校去接受更結構性、更系統化的知識吸收與能力養成。而這正是體制內正式學習經驗和體制外非正式學習經驗結合後，所能夠帶來之利的一項詮釋案例。
由此，我們整理出以下對成立「兒童美術館教育」的功能意義與啟示：
1. 未來教育學習管道會日趨多元，一方面學校教育仍會需要既成的教科書、教材等來協助老師執教，老師也應該自主開發學校本位課程，以及應用其它多元的管道來讓學生學習。如此一來，不但可以讓學校教育與兒童博物館教育結合，擴充學生的吸收管道；兒童博物館等也得以充分發展其自有的特色與功能。
2. 兒童美術館、兒童博物館等體制外學習場域與學校藝術教育是平行的雙軌，共同組合成一個的更趨豐富、完整的學習系統。而作為體制外學習場域，兒童博物館一方面應訓練教師善用館內的既有資源；另一方面也應多發展能讓兒童們自由探索、體驗、學習的展示計畫、展品設計、與活動開發，以及能讓教師融入其教學活動的非正式學習教材。
3. 兒童博物館可以更進一步地發揮積極性服務功能，例如利用實體展品的「外訪計畫」 (reach-out programs) 和數位網路的「虛擬美術館」 (virtual museums) …等，來延伸、增強教育推廣的功能。前者「外訪計畫」讓“到博物館”成為“博物館到家服務”；後者讓博物館成為無遠弗屆的世界性教育服務機構。要提醒注意的是—這些建議的新功能仍應視為博物館根本功能的延伸，因為：直接與具體物件 (objects) 互動、多感官體驗學習模式等非正式學習的特質，仍然是博物館教育無法、也不能被取代的根本價值與意義（Chang, 1989）。
回顧過去，前瞻未來，世界上第一座為兒童而特別設立的兒童博物館–「布魯克林兒童博物館」早於1898年就在紐約市成立，至今已有一百多年了，而至今台灣仍需要能夠真正呼應兒童學習特質、發揮境教功能的兒童博物館建設。但在投入建設之前，我們更當注意是—社會上出現的是以兒童為名的一座新“政績”呢？或者是讓尚具童心、玩性的所有年齡層之“兒童”，多了一處得以在其中流連、探索、體驗、發現、學習、創作、欣賞…的新境教場域；多了一處讓個人獲得自我學習成長、提昇個人成就感與自信心之新天地？
參考書目
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劉玉燕（譯）（2002）。 Ceppi, G.., Zini, M. (Ed.). 兒童、空間與關係：兒童環境設計的後涉專案。台北：光佑文化事業。
Baroody, A. J. (1987). Children’s mathematical thinking. New York: Teachers
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Chang, Shih-Tsung(1989). Learning through PLAY-The development and design of the P-L-A-Y Module Project for children’s museum education. Ann Arbor, MI: U.M.I. – Doctoral dissertation.
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