"Dig It! ": How an exhibit breathed life into soils education / J. Patrick Megonigal, Barbara Stauffer, Siobhan Starrs, Andrew Pekarik, Patrick Drohan, John Havlin

帕特里克·梅戈尼盖尔 芭芭拉·斯托夫 希奥布翰·斯塔尔 安德鲁·佩卡里克1 2 2 3帕特里克·多尔翰 约翰·哈芙琳 著4 5陈轶婷 王思怡 译6 6

Science Education and Museums - - CONTENTS -

1. 美国史密森尼学会环境部研究中心2. 美国国立自然历史博物馆3. 美国史密森尼学会政策分析办公室4. 美国宾夕法尼亚州立大学农作物与土壤学系5. 美国北卡罗来纳州立大学土壤学系6. 浙江大学文化遗产与博物馆学研究所

摘 要 我们提倡公众土壤教育的目标不是说教,而是启发。 以此为指导思想,美国国家自然历史博物馆组织策划了“挖掘它!土壤的秘密”大型展览,本次展览从生态系统的视角,以农业生态系统———土壤教育的传统语境视为众多生态系统类型的一种为背景,通过艺术和文化启发,选取了可以使观众惊喜与想象的展品。 展览旨在与广泛年龄层的观众交流,其核心目标受众为12~14 岁。展览涉及当代土壤科学家所关心的全部领域———气候变化、水体富营养化、土壤退化、可持续耕作和其他以尺度来梳理的内容。观众访谈说明该展览有改变超过200万人对于土壤先入为主之见的潜力。我们十分期待该展览能通过内容丰富的官网继续启发公众对于土壤的认知。关键词 美国国立自然历史博物馆 土壤教育 展览

0 引言传统的土壤教育目标是教授土壤知识。 这种方法成功地培养了几代土壤科学家, 但却未使公众对关键的自然资源知识产生真正的关注。 民众普遍对土壤保护不关心,尽管不能说人人都如此。关注这一问题的土壤学者们,不论是向家人,或幼儿园的小孩子,乃至 12年级的高中生提及此事都会遇到同样的回应。相比之下,公众熟知水资源和大气资源的相关话题。由于土壤资源面临着巨大挑战,土壤公共利益缺失问题重重。 土壤科研群体需要采取土壤教育新策略, 以应对土壤在地球系统的重要作用及存在于公众与科学家们之间的巨大知识鸿沟。 我们提倡公 众土壤教育的主要目标不应是说教, 而是启发“,挖掘它! 土壤的秘密”展览的目标也是如此。

1 设计理念和目标在世界上访客量最大的自然历史博物馆中开展一个土壤展览,无疑对策展人提出了重大挑战。如果观众来到博物馆后,发现这个展览很无趣,那么努力的成果将会给人投入巨大而只是让大多数观众加深早已了解知识的印象(如图 1)。 另一方面,正因为公众日常生活中对土壤资源的规模和范围了解甚少,所以当展览使观众惊讶, 改变他们先入为主的观念时将, 会产生巨大的影响。 出于这些原因,策展人必须非常清楚展览设计的理念和目标。

2 来自土壤的启示“挖掘它! ”展览从 2008 年 6 月至 2010 年1月在美国国立自然历史博物馆( National Museum of Natural history)开放参观。 我们事先对这个展览和芝加哥菲尔德自然史博物馆(Field museum of natural History)的一个土壤展览做了调查,结果表明观众普遍认为这个话题很无趣, 即使他们了解到土壤对于人类而言非常重要。 这个理想与现实的差距不利于改善土地利用方式———无论是自愿还是通过立法———如果我们希望保护土壤、水和大气资源的话,那么这些举措势在必行。相比之下,北极熊对生物圈的影响微不足道,公众却有强烈的动机采取行动。为了获取公众对土壤运动的支持, 需要契合公众对于自然和文化的情感。在这个理念的指导下,展览内容选择了影像、案例和定位服务。

基于不同的观众从不同地方获取灵感的假设, “挖掘它! ”设计团队采用了一种利用生态系统———农场、城市、森林、牧场、草原、湿地或苔原展现土壤的方式。我们想通过移情的方式使观众得到共鸣,例如,意识到土壤孕育了美丽森林的人,更容易感受到土壤在湿地生态系统或农业生态系统的作用。 城市生态系统和农业生态系统仅仅是生态系统诸多类型 中的两类。给予所有类型同等关注的教育模式,就会降低对农业生态系统的关注程度, 这是对以往的土壤教育中以农业作为生态系统和案例主导的实践的一种背离。 将陆地生态系统作为土壤教育的重点具有极具启发性, 因为它强调与土壤和几乎任何其他自然和环境科学主题兴趣点之间的关联。 这种方法适宜结合学生所在地环境学习土壤科学内容, 无论是在城市中心、森林、耕地还是苔原。

许多人会被文化或实物启发, 因此在这里我们也扩展案例, 把那些超乎观众认识的例子运用到展览之中。除了大量提及的食物和纤维,我们还关注颜料、染料、药品和木材。 对于许多观众来说,53个土柱是展览中最记忆犹新的部分, 但更令人惊讶的是一座雕塑,它展示了土壤在地球重要的元素循环、水循环和大气循环中起到的核心作用。 对观众的采访表明, 这座雕塑对于那些更容易受艺术感染的观众来说能产生更显著的效果。

3 教育目标“挖掘它! ”展览的第二个目标是提高公众关于土壤关键性质的认识,以加深我们对土壤的理解:土壤是有生命的;土壤是多样的;土壤会变化;土壤连接土地、空气和水;土壤难以恢复。 这些都是必须理

解的土壤常识,是由土壤学家、教育家和展览专家进行两次研讨后总结出来的。 上述原则并没有直接出现在展览里,但指导了图像和视听作品案例的选择、互动装置的使用以及展览文本。 我们的策展策略是运用动人的内容, 而不是列出乏善可陈的原则来诠释,并且允许观众通过直觉来自由推断。

4 展览设计

展览是一种颇具挑战性的教育手段, 因为观众不是可以被随心所欲摆布的。 像土壤保护这样的展览主题, 就更容易让观众感到乏味。 普通观众曾表示:“记者有时形容无趣的东西称作‘MEGO’:这事太没劲了。‘土壤退化’的本质就是‘MEGO’。“”挖掘它! ”展览的设计团队制订了一些不成文的规定,以解决这些问题并指导展览设计: 展览不应让观众厌烦;展览无须阅读;展览不该是线性的。 避免无趣首要步骤就是启迪观众,而不是说教。 但与此同时,我们也想让展览充满科学内容。 我们的解决方案是创造好玩的、以参与的方式来呈现科学内容的活动,它兼具创造性的想法和能将普遍性重要概念运用至特定情境的能力。

很多人仅仅通过视觉参观展览,因此用图像、视听产品和装饰元素传达教育信息而非阅读就变得十分重要。观众会为了避免人群拥挤或者单纯被有趣的元素吸引,而采取非线性的方式体验展览,因此我们并不能认定他们已经了解了前置的展项内容。此外,美国国立自然历史博物馆展览大厅有两个入口,所以展览要设计成无论从哪个方向都可以进入的形式。

这个展览的目标受众是有 12~14 岁孩子的家庭,这个年龄段对应了美国初中学生的年龄层次。因此, 应该使用简单的词汇和句子结构来传达艰涩的知识概念。土壤科学的术语翻译成没有多义词、后置修饰词以及注释的单词或短语。 我们更倾向于选择

95%精准的简明陈述,而非 100%精准的冗长叙述。展览的结构对于观众体验有着巨大的影响。 入

口处必须足够开放并人引 注目, 以便观众可以快速 评估展览内容并判断整个参观流程可能需要的时

间。 装置需要迷人、安全,足以承受摩擦、摇晃、刺戳的坚固性,以及悬挂时不刮伤、不褪色、不破裂。展览须可供残疾人士参观。最后,为了使展览可以运送到

其他场地,许多设计作了特殊设计。这些设计必须同时兼顾强度和模块化,以应对不同结构布局的拆卸、包装、装运和反复组装。

六位史密森尼学会成员和承包商共同设计展览并控制项目进程。具备设计、写作、项目管理、展览运行和相关专长的策展专家主导团队; 同时团队中有一位科学家(策展人)。这种专家配置是合适的,因为成功的展览更聚焦于有效的叙述而非科学内容。

史密森尼学会设计团队制作了一系列详细的平面图和原稿, 这些都经过诸如美国土壤学会( Soil Science society of American) 设计团队的外部专家评审。 这些最终转化为实物施工图纸和用于印刷的平面设计文件。展览的实物生产需要超过20 位拥有特定领域专业技术的工作人员, 包括从事不同媒体的艺术家,例如画家或雕塑家、电影制片人、动画师、建模师、显微成像专家和建筑专家。

设计团队面临的第一个挑战是将土壤科学领域的内容条分缕析,让观众可以迅速理解。经过三年多来的两次研讨会和无数次会议, 团队确立了一个含6个展厅和2个入口的设计(见图 2)。 465 m 的近

2一半空间致力于描绘土壤及性质、形成和功能。第一个展厅是通往博物馆圆形大厅的入口,从视觉上吸引观众并诗意地向他们介绍土壤和土壤生命。 展厅的墙壁是一幅逼真的壁画, 基于实际土壤构成和准确的芒塞尔颜色 ,显示了理想化的美国中部地区地形

*剖面(见图 3)。其中一幅壁画装有显示器,展示了土壤动物和缩时显微镜下的根部与菌丝生长的视频。展厅里还充满滴水、挖掘、蟋蟀和青蛙的背景声音。

之后将进入一个名为“放大土壤”的展厅,观众在这里会被大幅、 高分辨率的优美风景和启迪人心的引文簇拥包围, 例如节选自威廉·布莱恩特·洛根

( William bryant logan)的诗篇“:我每日脚踏这块土

地,却从未感知其伟力;我每天赖其而生存,却从未惊叹其神奇。 ”

与观众迅速建立情感联系至关重要, 这关乎他们是否会在此地充分停留。 因此在另一入口处更能达到我们的目标, 此处展出着日常可见的源自土壤的物品。

从各种意义上说“,放大土壤” 是总体展览设计的缩影。它有令人难忘的藏品———从美国50 个州及哥伦比亚特区、 关岛和波多黎各搜集的土柱收藏系列———有意安排成不同颜色、图案和分层的剪辑(见 图 4)。 这种展览方法效果很好,比如在展厅里无意中听到的评论———一个十几岁的女孩说“我根本不知道(土壤)有这么多种类……太不可思议了! ”因此,观众可以了解到土壤的多样性,而不需要通过阅读所有说明文字。 土壤性质多样化的观点延伸至展览的其他部分, 用来解释土壤在不同的空间范围扮演不同的角色,如后院、地形、生物群落和地球。土柱陈列将观众和他们的家乡联系起来,居功至伟。

我们用烹饪来比喻影响土壤形成的各个要素,解决了解释这个困难但重要的问题。 模拟厨房里有

12个土纲的制作方法,动画视频里的两个厨师在互相竞赛,用唯一的起始成分———砂“烹调”出最好的土壤。 厨师们在 6 000 年的时间区间中操纵气候和生物, 创造出独一无二的土壤。 一位厨师制成了灰土,另一位厨师制成了有机质土。三名“裁判”中的一人是产气的甲烷菌, 它引出了微生物的多样性和温室气体排放的话题,使得年轻观众特别兴奋。对比两种差异巨大的土壤类型, 说明土壤形成因素中许多细微的干扰都会使地球上产生各种各样的土壤,正如土柱藏品可以反映的这些实例。 如果两种土壤类型在未受专业训练的人看来非常相似, 如老成土和氧化土,这就可能导致观众错过了这个知识点,使这个板块的效果大打折扣。

最后, 展厅里有几个互动模块可以让观众亲身参与到展览内容当中。 互动模块包括探索国家土壤的互动一体机及一个专门为儿童设计的教授土壤分层知识的三维移动式拼图。 根据我们的生态系统分类,智力游戏被划分为沼泽森林生态系统、寒带森林生态系统、沙漠生态系统和草原生态系统。也许最简单、最有效、最受欢迎的互动模块是容纳了放大的砂 粒、粉粒和黏粒模型的三个试管(见图 5),它们描绘了各种土壤组成将如何影响土壤的性质。 观众可以翻转试管,观察当水渗入不同质地土壤时的速率。这个模块具有效果极佳的视觉效果, 教育目标也显而易见,时同 父母为孩子解释现象成因时会觉得非常自信。

展览的第五个展厅展现了土壤科学中最令人兴奋的前沿领域之一———生命。 展厅的核心模块是影院, 观众可以坐那在 里观看一部题为《土壤科学调查》的 6 min 短片,短片模仿电视连续剧《犯罪现场调查》:一队土壤侦探破解了灰熊南瓜谋杀案! 在这个过程中,观众了解到微生物分解植物和动物后,植物将养分有机锁定在组织内用于其生长。 这部电影表现了“土壤是大自然的终极回收站” 这一主思题想,有现场 现场演员穿插于电影情节中,有助于观众可视化地理解微生物和其他土壤生物的活动。例如,观众观察到微生物的细胞释放出胞外酶分解有机质并释放养分的动画。 这部电影的成功取决于我们决定采用令人着迷的侦探故事剧本而并非刻板的科学内容,而这个模块短小精悍、充满娱乐但又富含科学

内容的关键的成功取决于两个核心科学观点: 庞大的土壤生物多样性及它们通过分解土壤有机质来维持生命。

展览用约一半的篇幅解释了为什么人和地球的福祉与土壤紧密相关。 设计师们想要尽可能广泛地讨论这个话题, 但难以将信息组织成显而易见的形式传达给观众。最终,我们意识到关键在于明确地表明空间范围, 用展厅极力展示人类—土壤关系在全球性、区域性和地方性范围的相互作用。

从面积来看,地球可能算是海洋星球,但实则是陆地和水生生物丰富多样的土壤星球。 很多当代地球系统研究关注土壤,因为此处生命、矿物质、水和空气交互影响“。挖掘它!”展览的第七个展厅倾力展现土壤、其他地球系统和人类的全球性联系。

观众站在世界土壤类型分布图前的玩一个多项选择的游戏。游戏指出了有趣且惊人的事实:土壤是怎样影响地球系统的。例如,他们了解到亚马逊雨林的生产力受到吹向大西洋的撒哈拉沙漠土壤中的磷元素所支配;同样,太平洋中部大面积的水域生产力受到来源于戈壁沙漠土壤的铁元素支配。 其他的议 题包括全球气候变暖对冻土的影响、 温室气体甲烷的排放对湿地土壤的影响、 土壤的碳元素储存量是大气的两倍、每一滴水都曾穿过土壤。每问都个 题 代表了当代土壤科学的活跃研究领域。

人类活动对全球尺度下对土壤的影响直接展示在一段视频和两个案例研究中。 该视频体现了我们对于展品“少即是多”的理念。视频相当简短,由引人注目的图像、音乐和短语组成。 在 4 min 内,它解释了土壤受到侵蚀、盐渍化、永冻层融化、沙漠化、城市扩张、水体富营养化和海平面上升而转换为开放性水域等威胁。 观众在视频结尾处可以感受到积极的信息———可以通过自身行动来应对这些问题。

展览力图揭示土壤不为人知美突的 , 出显示其颜色、质地和图案的美感。在与视觉型学习者和那些受到艺术品感染的参观者的进一步沟通后, 我们委托创作了“土壤星球”雕塑来进一步展示土壤在地球大循环中的核心位置———水循环、 碳循环和氮循环(见图 6)。 观众可以看到木板上画着与土壤相关的特征,如根、微生物和岩石。 雕塑的向竖 构件呈现了存在于土壤、大气和地下之水 间的水循环。水平细绳

代表微生物或其他物质在景观内乃至全球范围的运动。委托创作雕塑的决定是有风险的,但观众调查表明它能有效地传达重要信息———土壤是地球系统的重要组成部分。对于那些以事实为导向的人来说,这个模块的土壤科学作为当代创造性事业给他们留下了积极的印象。

人们倾向于将土壤这个词语与农场联系在一起,仿佛土壤停留在城市、森林、湿地和其他生态系统的边缘。当然,公众不能广泛地意识到不同地域土壤之间的相互影响。“挖掘它!”展览的第八个展厅用一个实物模型显示位于城市—农村边界的景观(见图7),它涵盖了拥有建筑物、房屋、道路、停车场、地下室、地基甚至地铁的城市区域,以及拥有土坝、牧草和河岸森林的乡村区域, 显示了我们置于土壤之上的许多需求。 我们还用简洁的文字解释了高海拔地区的土壤使用模式将对土壤以及下游水环境产生怎样的影响。

河流、 河口和海岸的富营养化影响成为了土壤研究和公共政策发展的热门领域。 这个展厅用题为“土壤对地球的意义” 的一系列图表反映这个议题。图像以及相对详细的文本揭示了日益增长的人口对 食物、 纤维和燃料的需求增长与农业造成的环境退化之间的冲突,同时也为当代研究提供了新视野,如免耕农业和低耕农业,还有“智能”施肥技术。这个模块包含了丰富的信息量, 以高层次的语言面向成人观众。

农耕影响土壤作为碳汇和碳源的作用, 使农业成为气候变化研究中尤为重要的部分“。温室气体计算器”游戏让观众扮演成农民,选择不同作物(玉米、黄豆或柳枝稷)、不同耕作制度(耕种或免耕)和不同肥料添加量(无、中或高)进行种植,从中了解到他们的决定将如何影响作物产量和温室气体排放。游戏中, 观众通过触摸手机屏幕从一位年迈的土壤科学家处获得建议, 还有一只会说话的知更鸟提供信息反馈, 解释不同的选择将导致作物产量和温室气体排放量的变化。 这个互动游戏的成功关键在于变量的选择组合可以生成尽可能多的结果, 同时又将数量限于观众可以快速吸收理解的程度。

在展览中, 观众和土壤之间最密切的联系发生在第九个展厅里, 展厅中心有一个郊区后院的实物模型(见图 8),展示了混合肥料、娱乐设施、花园和房基。模型还包含化粪池和水井,用来说明我们依赖土壤获取净水和处理废水。 房间内许多的物体也都源于土壤。在两个模型中,土壤剖面都被精准地描绘出来。

土壤产品与日常生活的关系很多, 这使观众们感到惊讶。用利 视觉体验的方法,通过视频介绍此类常见产品制的 作或使用。观众可以看到食物种植、绘画、 面料制作、 维生素药片分和装 木制乐器制作等等。 这个模块试让图 人们将个人经验与土壤资源联结,从而激发人们对土壤的兴趣。

5 展览改进“挖掘它! ”的局限性在于并未调动所有感官参与体验。出于多种原因,展览为观众提供真实的土壤来触摸或感受是不可行, 但这确实启发了土壤科学家。 可移动手推车在一定程度上克服了这个局限———观众尤其是儿童, 可以在手推车中触摸土壤并观察活的微生物。

实物是限制展览无障碍要求的主要因素。 为解决这种局限, 设计者创建了一个网络版本的“挖掘

它!”展览,旨在重新创造交互体验和实体展览内容。借助国家自然保护区协会 (National Association of Conservation districts) 开发的一系列全面的教育材料,网站的实用性得到极大的提升。

6 展览评估借助多样化的展示手法“,挖掘它! ” 取得了成功。 依据在 2009年夏季期间完成的调查显示,到博物馆的所有观众中有20%参观了此展览,整个展期观众合计超过 200 万人。 此外,自 2008 年 7月始的15 周内,网站拥有 430 万点击量,媒体也进行了不断报道。

尽管对于观众参观“挖掘它! ”后的反应没有详尽研究, 我们还是着实从史密森尼学会工作人员对超过 20名观众的采访中获得一些反馈,这些观众分别代表一系列观众类型。 采访内容主要集中于特定的四个因素。在某些访谈中,观众也会被问及这次展览的整体情况以及在自然历史博物馆的参观体验。

当观众被问及对展览的整体评价时, 他们倾向于提出三个要点。第一个是展览主题非常出乎意料、妙趣横生。 土壤或“尘土”是观众不曾指望在博物馆里看到的主题,但他们被展览深深吸引了。在诸多营造主题和观众之间的强关联手段中, 土柱陈列成为最有效的方式之一。土柱按照各州来分别呈现,人们往往有一种寻找自己家乡的本能倾向。 史密森尼学会的所有展览都有一个共同目标, 即与每一位观众建立个人联系,而“挖掘它!”似乎在这方面比大多数展览做得好。一旦观众开始寻找特定州的土壤,他们便自发地参与了核心目标体验, 比较相关实物以寻找差异性和相似性。 这自然而然地将他们引导到那些阐释为什么土壤看起来如此不同的说明文字。 第二,有些观众认为“挖掘它! ”比博物馆里一些更大型、更精心制作的展览要更有趣,因为他们觉得这个展览在实物、照片、互动装置、视频、模型和艺术形式方面有更丰富的体验。因此,这个展览契合了许多不同的和口味 偏好, 似乎它的多样性可以更容易地让不同找观众 到一个参与的切入点。第三,有些观众会产十生 分深刻的关于土壤科学本质的思考。例如,一个 10 岁女孩被“土壤星球”的雕塑 奇异激发灵感,得 出这样的结论: 土壤相对于我们的星球像是另一个不同的星球,因为它与地球不同。这里有更少的空气和更多的生命。她觉得如果你去探索土壤,将会发现意想不到的事情。这个孩子的回应提醒我们,展览影响思维方式的能力并不是线性的; 不仅仅事关“呈递”事实,或阐释我们想让人们思考的方式。 一件陈列,例如这个雕塑,是一种艺术行为;它以某种形式创造性地汇集了实物、观点和人,使人们激动、感动、受到启发。

观察和访谈同时表明某些模块在展览中并不有效,因为它们太过复杂。考虑到简单性是展览设计的一个特定目标, 这一结果强调了向公众呈现土壤科学时“少即是多”的原则。7 结语“挖掘它! 土壤的秘密”展览是迄今一个最有雄心公的向 众展示土壤的尝试。 让公众理解土壤任重而道远———他们需要得到启发:土壤是有生命令的、人着迷的甚至是美丽天然的存在。 我们试图实现这一目标,采用生态系统语境展现土壤科学,而不再过于强调土壤在农业中的作用; 我们在一个尽可能广泛的语境中呈现土壤科学, 从本土到区域甚至全球范围内解释土壤现象;我们将土壤与文化相连,展现尽可能多样的、源于土壤的日常生活物品;我们尽量避免用个几 基本概念展示土壤科学的完整、丰富性;最后,我们通过开发动画、和电影 艺术品来传播该主题,并承受其中的风险和体会其乐中的 趣。

观察和有限的访谈表明, 展览是如何有效地改变有关土壤的先入为主的观念的。 展览形式本身背离了传统展示方式, 而这种背离有助于促成展览效果。 最重要的是,我们的观念,一种更普遍适用于公众土壤教育的理念, 就是展览的主要目的是为了启发而说不是 教。

文章来源

MEGONIGAL J P, STAUFFER B," STARRS S. Dig It!”: how an exhibit breathed1life into soils education [J]. Soil Science Society of America Journal, 2010, 74(3):1706-716.

Dig It!”: How an exhibit breathed life into soils education// J. Patrick Megonigal, Barbara Stauffer, Siobhan Starrs, Andrew Pekarik, Patrick Drohan, John Havlin

First-author's address Smithsonian environ. research center

Abstract We propose that the primary goal of public soils education should not be to teach, but to

“inspire. The goal to inspire guided the design of Dig It! The Secrets of Soil,” a large exhibit in the

’ “Smithsonian s National Museum of Natural History. The Dig It!” exhibit was designed from an

— — ecosystem perspective, in which agriculture the traditional context for soils education is considered to be just one of many ecosystem types. for visitors inspired primarily by art and culture, there were objects chosen to surprise and expand the imagination about soils. The exhibit was designed to communicate to wide range of ages, centered on 12-143 years old. It also included scale models and actual soil monoliths. the exhibit addressed the full spectrum of issues that concern contemporary soil

— — scientists climate change, aquatic eutrophication, soil degradation, sustainable farming, and others by organizing the content according to scale. Interviews with visitors indicated that the exhibit had the potential to effectively alter the preconceived notions of more than 2 million visitors about soils. We fully expect the exhibit to continue inspiring the public about soils through the richness of the exhibit website.

Keywords soil education, exhibition, national museum of natural history

图 1 让孩子烦躁的土壤展览

图 3 美国中部地区地形剖面

图 2 “挖掘它! ”展览平面图

图 4 来自美国50个州及哥伦比亚特区、关岛和波多黎各的土柱标本

图 5 土壤砂粒、粉粒和黏粒的颗粒模型

图 6 “土壤星球”雕塑

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