动手型博物馆与科学中心的起步有两个源头：一是19世纪末美国的首家儿童博物馆；二是20世纪初欧洲和北美的大型传统科学博物馆。
早期科学博物馆
科学中心这个分支的起步首先要归功于1925年慕尼黑德意志博物馆开创性地让观众动手操作发动机以及1937年巴黎发现宫将化学实验直接搬到博物馆里现场展示。[4]当然同期在美国也有类似的进展，如1933年芝加哥科学工业博物馆也建了一个模拟矿井供观众体验，而宾夕法尼亚州费城的富兰克林学会科学博物馆1935年建了一个两层楼的模拟跳动心脏，可以让观众进去观看。[5]这些早期的科学博物馆在围绕展品进行阐释和解说方面已有悠久历史，如今的动手型展品发展便是基于这些博物馆的经验。事实上，传统科学博物馆与现代科学中心的区别或许只是它们的年代不同，而非使命的差异。
1931年开放的伦敦科学博物馆的儿童展厅也被认为是最早的科学中心之一。它更像是“科技游乐园”[6]而不是传统博物馆，在这个儿童展厅里可以按按钮、转动手柄，这可能会激发儿童对科学一生的兴趣，或许会成为他们以后从事科学事业的兴趣源头。这个儿童展厅事实上一开始是作为展厅的序厅为所有年龄层的观众设计的，但是因为它的工作模式和实景模拟展示太受年轻人欢迎，因此就以“儿童展厅”出名了。[7]这便成了如今动手型科学中心的先驱。事实上，那时《博物馆杂志》（Museum Journal）对它的批判就正如今天一样：“我们不得不担心这样的趋势走得太远了，而偏离了博物馆的轨道。”[8]而且，如今的动手型展馆所遇到的问题也与原来的相似：
互动的展品模型……经不起观众的反复把玩，很快就会坏掉……有些类型的展品需要在特殊的环境下展示……有些展品设计要一连串的模型同时处于良好工作状态时才能起作用。[9]
弗兰克·奥本海默（Frank Oppenheimer）受到了伦敦科学博物馆儿童展厅与德意志博物馆的启发，于1969年在旧金山创立了探索馆，这成为世界上首个真正的完整意义上的动手型科学中心，随后北美掀起了科学中心建设风潮。[10]探索馆作为一剂催化剂，促进了很多动手型科学中心的建成，它开出了一张包括200来项互动展品的制造“菜单”，可供别的机构参考，以至于全世界许多科学中心都在复制探索馆的展品！[11]
就在弗兰克·奥本海默建立探索馆的那年，加拿大安大略省投入2300万美元建成了安大略科学中心。1981年夏季，安大略科学马戏团（科学中心的延伸）到访伯明翰和伦敦科学博物馆。这次演出受到科学与工程研究委员会（Science and Engineering Research Council，SERC）的资助，11天的演出取得了巨大的成功。
观众完全沉浸在这种展演经历中，毫无疑问是因为这大部分的展品受到了观众的欢迎……评估结果极大程度地支持了科学中心概念在英国的发展。下一步在科学马戏团的基础上或许就可以开发同种类型的开创性展品了。[12]
在此影响下，伦敦科学博物馆于1981—1982年建立了自己的发现屋。[13]1984年，2万多人参观了它的试验台。当时科学博物馆教育主管将此描述为博物馆参与式教育理念的“量子跃迁”。[14]基于这些成功经验，伦敦科学博物馆开发了发射台（Launch Pad），此项目投资100万英镑，事实表明取得了极大的成功，仅开放的第一天就迎来了超过2万名的观众。[15]
如果说发射台是英国博物馆（包括以收藏为主的博物馆）中首个动手型科学展厅的话，那么首个独立的科学中心则是1986年的加迪夫科学博物馆（Techniquest in Cardiff）与1987年开放的布里斯托尔探索馆（Exploratory at Bristol）。至此，英国科学中心的发展趋势正式形成，并且得到了圣伯里基金（Sainsbury Foundation）、莱弗休姆信托基金（Leverhulme Trust）、纳菲尔德基金（Nuffield Foundation）以及贸工部（Department of Trade and Industry）等众多机构的支持。[16]科学中心之风很快刮遍了欧洲，法国政府也于1986年花重金在维莱特建设了创新馆（Inventorium）。[17]截至1989年年初，英国已建成12座精致的科学中心，其中包括流动的发现中心（Discovery Domes）。发现中心科学项目的主管史蒂夫·皮泽义（Steve Pizzey）还竭力提倡在英国的每个城市都建立科学中心，他对自己的这个梦想颇有几分自豪。[18]
儿童博物馆
1987年，美国科学技术中心协会（Association of Science and Technology Centers，ASTC）对它的会员做了一项调查并发布了调查结果。调查发现虽然科学中心以多样化为特色，但也出现了几个重要的趋势。其中之一是20世纪60年代建立的新科学中心都聚焦于生命与自然科学，而到了70年代物理学占了主导，发展到80年代儿童和青少年博物馆最为流行。[19]事实上，儿童博物馆是世界上发展得最快的一个博物馆分支。[20]但是儿童博物馆这个概念却并不是新出现的，许多儿童博物馆的历史比科学中心要长。例如，布鲁克林儿童博物馆（Brooklyn Children's Museum）开馆于1899年，波士顿儿童博物馆（Boston Children's Museum）也在此之后不久开馆。这些具有悠久历史的儿童博物馆最初在他们认为对儿童最有吸引力的那部分藏品里发展传统博物馆收藏。1964年，波士顿儿童博物馆在馆长麦克·史波克（Michael Spock）（著名儿科专家之子）的带领下首次做了此项试验，获得了热烈反响。麦克·史波克摒弃了博物馆里的玻璃展柜，使观众能更亲近展品，从而为青少年观众创造轻松的学习氛围。波士顿儿童博物馆首次体现了博物馆以人为本，而不是以物为中心的理念。这一以观众为中心的理念成为以后乃至现在全世界儿童博物馆基本的原则。[21]
布鲁克林儿童博物馆也吸纳了此理念，1977年此博物馆重新建设装修，盛大开馆，同时它还以让观众能操作每一件展品为原则。[22]印第安纳波利斯儿童博物馆（Indianapolis Children's Museum）也有着类似的历史，它不仅是世界上最大的且第四古老的儿童博物馆，还完好地储藏了14万件藏品。印第安纳波利斯儿童博物馆被认为在四个主要方面不同于传统的博物馆。
1.博物馆所有的藏品、活动与事件都是为教育服务的。每一个展项都围绕一个目的，每个展品讲述一个故事，每个展厅围绕一个理念展开。
2.利用多彩的颜色和炫丽的灯光效果来吸引注意力，展品标签提示用现代语言写得简明易懂。
3.展品精心布展，让年纪最小的观众也能被吸引住，展品按一定的逻辑顺序摆放。若有可能，展品从本质上都要是动手型的或是参与型的。
4.不管展品有多复杂，身体力行的接触永远是人类最好的学习途径。[23]
20世纪70年代全世界大约有8家儿童博物馆，这之后儿童博物馆便如雨后春笋般冒出，以至于20世纪80年代登记在美国青少年博物馆协会（Association of Youth Museums）下的博物馆达400多家，其中坐落在美国的就有350多家。20世纪七八十年代儿童博物馆数量急速增长的现象受到教育理念变革的影响，20世纪60年代传统教育理念的失败提出了变革的诉求。这之中许多新博物馆是小规模的，在教育方面目标不成熟，管理也缺乏专业水准。但不管怎样儿童博物馆数量在世界范围内的迅速增长反映了博物馆机构将教育做到普识，让任何一种文化背景的人都好理解的热情。
有部分儿童博物馆（如布鲁克林儿童博物馆、波士顿儿童博物馆、印第安纳波利斯儿童博物馆）是建立在传统博物馆的藏品基础之上，同时成功地加入了互动要素与展品，还有部分新的儿童博物馆[如丹佛儿童博物馆（Denver Children's Museum）]挑战传统，完全不再做收藏。虽然这种做法引起了质疑和争论，认为一个没有藏品的儿童博物馆并非真正的博物馆，但美国博物馆协会还是将儿童博物馆纳入博物馆之列，并将之定义为：
儿童博物馆是服务于儿童的需求和兴趣，通过展品和活动来引发好奇心和行动力，来激发他们学习热情的机构。儿童博物馆是永久性的以教育为目的的非营利场所，其拥有专业的员工来策划展览，并定期向公众开放。[24]
很显然这一定义将儿童的需求和兴趣放在首位，而非藏品。而传统的来自英国对博物馆的定义却是：“博物馆是致力于收藏、记载、保存、展示，并向公众阐释实物和相关信息的机构。”这恰恰是将“物”摆在了比“人”更重要的位置上。儿童博物馆正挑战和重新定义着传统博物馆的边界。不同于传统博物馆以保存、研究为目的，以玻璃展柜静态展示为手段，现代儿童博物馆是以客户为中心的，运用情景化的互动展示策略来达到教育的目的。现代儿童博物馆的“物”完全是作为促进儿童学习、满足儿童发展需要的工具，而并非是为藏品本身的价值。
案例研究：加迪夫科学博物馆
加迪夫科学博物馆（Techniquest）有着雄心壮志，但是1986年它开馆的时候经营场址却非常有限。十年之内它的选址变动了三次，且最终发展为英国最大的互动型科学中心。在加迪夫的威尔士大学科学教育学教授约翰·比特斯通（John Beetlestone）的带领下，加迪夫科学博物馆于1986年注册建立了致力于慈善事业的有限责任公司，并且从盖茨比基金会（圣伯里信托的子信托基金）获得了83000英镑的启动经费。博物馆于1986年11月开馆，那时是利用原来的英国天然气展示厅（British Gas showrooms）的场地，当时获得了场地免租金的优惠，开馆6个月就接待了45000名观众。[25]这一临时的展示不仅吸引了大批观众，而且也吸引了潜在的赞助商和赞助人。1987年，盖茨比基金会为博物馆的二期工程建设投入了60万英镑，且加迪夫湾建设集团（Cardiff Bay Development Corporation）还为它在加迪夫湾海滨建设基础工业大楼提供了5年的资助。有了自己的大楼之后，博物馆于1987年关闭了原来的临时展厅，于1988年开放新建设的二期工程。整个项目花费了100万英镑，建设了1000m2的展示面积，设计了80个展项。[26]
正如图1-1所示，博物馆二期工程在5年之内获得观众参观量达10万人次，这一成绩与相邻的威尔士工业与海事博物馆1990年的数据（39000人）相比已算是盛况空前。这一数据说明，即使与现代的以收藏为主的博物馆相比，科学中心在吸引观众的能力方面依然具有很大优势。[27]
图1-1 加迪夫科学博物馆的参观人数
资料来源：加迪夫科学博物馆。
注：（1）三期工程于1995年5月开放。
（2）1996年的数据是9月底估算的12个月的数据。
加迪夫科学博物馆在加迪夫的一个偏僻而又破败的地方选址能取得如此大的成功不得不说归功于馆长约翰·比特斯通的先进理念与他的管理团队。约翰·比特斯通先生将自己比作科学的经销商，成功创造和推销了使观众着迷的体验科学的经历。他的理念就是鼓励广大的群众消费科学，而且沿用英国皇家科学研究院的“圣诞讲座”曾采用的剧场表演形式（一个非常有趣的事实是，此科学博物馆的三期工程科学剧场还真是建设在原来皇家研究院的一个报告厅之上）。[28]加迪夫科学博物馆试图通过吸引儿童而扩展到吸引成人，鼓励成人们像圣诞节上喝三杯威士忌过后那样畅快的表现。这或许正是加迪夫科学博物馆的魅力所在——就像约翰·比特斯通所注意到的，在主题公园，喧闹之音来自展品而不是观众，相反在发现中心（他更乐意用发现中心替代科学中心一词），喧闹之声来自观众而不是展品。[29]
加迪夫科学博物馆采纳了迪士尼的展品理念，那就是展品看起来是全新的，就像昨天刚开放的一样，而且非常注重整体的氛围营造和观众的舒适度。加迪夫科学博物馆的成功原因之一便是它的展品都是精心设计且坚固耐用的，而且色彩都是明亮的基本色。大部分展品都是室内创造的，聘请的艺术家先设计创造出展品概念，再由生产设计人员将这些展品做成可靠的工程模型。建设一家成功的发现中心（科学中心）是具有挑战性的，它是资金密集型的事业，尤其是维护展品需要大规模持续的投入。约翰·比特斯通承认加迪夫科学博物馆既涉足教育领域，也涉及娱乐产业。与传统的教育行业相比，它很大部分的收入来自商业活动。假设互动科学里有任何挣钱机会的话，那么迪士尼或其他商业性娱乐场所或许早就发现了。[30]
加迪夫科学博物馆二期工程在7年内吸引了70多万观众。1991年加迪夫湾建设公司将它作为公司的招牌工程并启动三期工程建设，三期工程于1995年5月竣工开放。在建设公司以及其他的来自威尔士政府、欧洲区域发展基金、威尔士发展协会和威尔士旅游局的资助下，博物馆近期花费了700万英镑，以钢铁结构为主体建成了一个19世纪工程师工作坊，这使得加迪夫科学博物馆的展品也增加了一倍，扩展到160件，还增设了一个科学剧场、一个天文馆、一个发现屋和一个实验室。加迪夫科学博物馆试图不给展品分类，而是让观众主动去建构自己的发现逻辑，并且仔细去思考这些“随意性”之间的内在关系。在遵循博物馆理念的基础之上，博物馆三期工程具有高水平的观众服务设施，而它外延的教育项目也得到了极大的发展。[31]新的科学博物馆在新的场址第一年就接待了236000名观众，其中有1/3是学校团体到访。
总之，加迪夫科学博物馆代表了新一代科学博物馆，它以宏大的愿景开端，配合了一个好的商业模式（有一个小而精的咨询委员会），从而使它快速发展成为英国最大的特色科学发现中心。
支持机构
美国、英国和欧洲国家儿童博物馆与科学中心的发展得力于许多希望动手型学习的教育机构以及为那些刚起步的中心提供经费支持的组织。在美国，青少年博物馆协会作为代表儿童与青少年的专业组织运行，同时科学技术中心协会（ASTC）也于1973年成立，作为博物馆方面的非营利性组织致力于推动公众理解科学。ASTC为欧洲互动型展示提供了宝贵的资源，1988年欧洲也决定成立对等机构。于是，欧洲科技与工业展览协作委员会（European Collaborative for Science，Industry and Technology Exhibitions，ECSITE）在来自欧洲7个国家的赞助下得以成立。ECSITE的目标为：
促进公众理解科学、工业与技术……促进有关互动科学中心、博物馆与展览等非营利性组织之间的合作。[32]
ECSITE提供了一个绝佳的信息与经验共享平台，在这个平台上大家就展品的生产、交换与管理互相交流，从而使这个平台推动了动手型科学博物馆与科学中心的发展。在欧洲共同体的部分资助下，ECSITE首先由纳菲尔德基金发起并提供首笔资金而筹建。纳菲尔德基金是英国知名慈善机构且在推动学校的科学教育方面已有很长的历史。该基金试图将支持创意实验作为其招牌项目，为别人树立榜样，它还在1986年大力赞助了布里斯托尔探索馆的一期工程建设，1988年的流动发现屋（Travelling Discovery Domes）和其他诸如光项目（Light Works）（一个小规模的科学博物馆进学校项目）以及加迪夫科学博物馆的学校工具箱（kits）等众多的科学博物馆项目。同时圣伯里信托家族还专门设立了互动型技术中心发展基金来推动英国科学中心的发展，在发现屋建设前就由史蒂夫·皮泽义来管理运作。[33]
1987年，纳菲尔德基金与英国贸工部合作设立了互动科学技术项目来鼓励科学中心的建设，并引导公众交流思想与知识。本项目由来自布里斯托尔探索馆的理查德·格列高利（Richard Gregory）教授主持，还为英国首批科学中心举办了一个有用的论坛杂志，此杂志一直持续到1990年。[34]虽然杂志的受众一开始还不到50人，但到了1989年12月发行量已超过了400册。[35]
除了纳菲尔德基金、互动科技项目、ECSITE，还有公众理解科学委员会（COPUS）的工作。COPUS是英国皇家学会公众理解科学委员会、皇家研究院以及科学促进会三大机构的联合学会。COPUS成立于1986年，主要目的是提高英国公众对科学技术的意识。COPUS广泛支持各种项目，包括给科学中心提供小额奖项，还与纳菲尔德基金一起就英国第一阶段的动手型教育出版了多篇报告和文章。[36]
这些组织的作用是不容低估的。事实上，1980年年末互动科技项目（Interactive Science and Technology Project，ISTP）将近尾声的时候，其项目主管（同时也是ECSITE的行政秘书）梅拉妮·奎因（Melanie Quin）曾富有洞见地说道：
我与史蒂夫·皮泽义有着共同的梦想，那就是希望有一天，每一个城市都会有一座互动型科学技术中心，就像现在每一个城市都有图书馆、美术馆、影院和体育中心一样。同时我也预测“动手型”概念会超出科学技术中心的范畴，而作为一种交流媒介走得更远。互动理念具有巨大的潜力，“参与”会为观众理解历史藏品、艺术作品等提供新的认知维度，同时它也有助于增值性娱乐活动用在提升课堂教育质量上。[37]