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导读
在汉斯出版社《新闻传播科学》期刊上，有文章针对传统数学文化传播抽象化、教育体验单一化的现实困境，以及公众尤其是青少年对数学形成的“枯燥、晦涩”刻板印象，以案例研究和用户需求调研为核心方法论，融合沉浸式技术、智慧场馆设计与AI个性化学习理论，开展AI赋能传统数学文化沉浸式体验馆设计框架研究。
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基本信息
AI赋能传统数学文化沉浸式体验馆的设计框架研究
A Design Framework Study on AI-Empowered Immersive Experience Hall for Traditional Mathematical Culture
作者：
靳毓沙, 黄旭群, 甘可儿, 梁瑞婷, 黄月兰*：广西民族师范学院数学与计算机科学学院，广西 崇左
关键词：
数学文化；沉浸式体验；人工智能；设计框架；科技场馆
基金项目：
2025 年自治区级大学生创业训练计划项目“数学文化体验馆——AI 赋能的传统数学文化的沉浸式体验馆的设计框架研究”(项目编号：S202510604203X)
广西教育科学“十四五”规划 2025 年度课题“民族地区高校学生数字化学习能力实证研究”(项目编号：2025C636)
doi：
https://doi.org/10.12677/jc.2026.144093
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体验馆设计框架的构建
本研究构建的 AI 赋能传统数学文化沉浸式体验馆设计框架，以“数学即体验，文化即感知”为核心理念，立足文化认知基础理论与具身认知理论，通过多维度设计降低观众认知负荷，实现传统数学文化的可感知化——依托多感官交互技术，将抽象的数学概念、公式推导转化为具象的视听呈现与物理交互，让数学从“抽象符号”变为“可触可感的体验对象”；
可互动化——将数学知识嵌入古代生产生活、民俗文化等真实场景，引导观众通过身体动作、操作实践参与认知过程，实现“做中学”；
可情感化——挖掘传统数学的历史脉络与人文价值，通过叙事化体验设计，将数字技术作为情感触发的媒介，以有效调动观众的情绪与感受，从而引发更深的情感共鸣，打破“数学枯燥”的刻板印象。
本框架从“要素”与“关系”视角，构建空间叙事层–技术支撑层–内容交互层–智能增强层四位一体的核心架构。
四大功能区的核心功能与设计要点如表 1 所示。
整体平面布局如图 1 所示。
具体的技术选型与应用场景如表 2 所示。
内容设计遵循“文化为魂、技术为翼、体验为本”原则，构建“历史–理论–应用”三层体系，核心围绕中国传统数学文化展开，突出本土性与文化性。
互动设计按受众年龄分层展开，每个项目设定明确目标与反馈机制，平均体验时长 3~5 分钟，避免观众疲劳。
智能增强层以 AI 为核心，通过四大功能实现体验闭环，让技术与文化深度融合。
核心展项的设计深度剖析
(一) 展项一：“赵爽弦图动态证明”——从几何直观到逻辑推理
本展项以勾股定理的几何证明为核心，旨在让观众理解赵爽弦图的证明逻辑，体会“数形结合”的传统数学思想，培养空间想象能力与逻辑推理能力，同时感受中国古代数学的智慧与文化价值，激发对传统数学文化的兴趣。
具体交互流程如图 2 所示。
(二) 展项二：《九章算术》方田卷——古代丈量的沉浸式体验
本展项以古代农田丈量为场景，旨在让观众理解《九章算术》中面积计算方法的实际来源，体会“数学源于生活、用于生活”的实用思想，掌握基本图形面积公式，感受中国传统数学的实用价值与文化内涵。
具体交互流程如图 3 所示。
运营与可持续发展策略
为保障体验馆长期运营与传统数学文化传播的持续性，提出“合作共建、线上线下融合、数据驱动”的可持续发展策略，实现社会效益与经济效益统一。
针对体验馆建设运营中的技术、内容、运营、合作风险，结合传统数学文化体验核心需求，制定针对性应对策略，保障场馆稳定运营与文化传播持续性，详见表 3。
结论与展望
本文针对传统数学文化传播抽象化、教育体验单一化及技术与文化融合不足的问题，以案例研究与用户需求调研为核心方法论，融合沉浸式技术、智慧场馆设计与 AI 个性化学习理论，开展 AI 赋能的传统数学文化沉浸式体验馆设计框架研究。
研究构建了“空间叙事层、技术支撑层、内容交互层、智能增强层”四位一体的设计框架，明确了各层级核心构成、设计要点及协同运行逻辑，实现各层级联动赋能。其中空间叙事层提供物理与叙事载体，技术支撑层提供硬件保障，内容交互层实现文化具身化传播，智能增强层形成个性化体验闭环。
通过“赵爽弦图动态证明”、“《九章算术》方田卷”两大核心展项的深度剖析，验证了框架的科学性与实践适配性，可有效消解数学的“高冷”属性，实现技术与传统数学文化的深度融合。该框架可为中小学数学“综合与实践”活动提供落地场景，为相关交叉研究提供新视角，同时为同类数学文化科技场馆建设提供设计参考。
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期刊详情
新闻传播科学
Journalism and Communications
ISSN Print：2330-4766
ISSN Online: 2330-4774
征稿：月刊-7月版面
领域：新闻传播领域
RCCSE中文OA学术期刊
检索：维普
投稿联系：027-86758873
QQ：3915369426
微信号：15802748706
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