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
摘要: 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,文章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。研究首先构建包含空间叙事层、技术支撑层、内容交互层与智能增强层的“四位一体”设计框架,明确各要素的构成逻辑与相互关系;进而选取“赵爽弦图动态证明”、“《九章算术》方田卷”两大核心展项进行深度剖析,验证框架的实践适配性。研究表明,该框架可实现技术应用与传统数学文化内涵的深度融合,为STEM教育、文化传播与智能技术的交叉研究提供新视角,同时为同类科技场馆建设与数学文化的现代表达提供可参考的设计模型。
Abstract: In response to the practical challenges of the abstract dissemination and monotonous educational experience of traditional mathematical culture, as well as the stereotypical perception of mathematics as “dull and obscure” among the public—especially among adolescents—this paper takes case study and user needs investigation as its core research methodology, integrating immersive technologies, smart museum design theories, and AI-powered personalized learning theories to conduct a design framework study on an AI-empowered immersive experience hall for traditional mathematical culture. The research first constructs a “four-in-one” design framework consisting of spatial narrative layer, technology support layer, content interaction layer, and intelligence enhancement layer, clarifying the compositional logic and interrelationships among these elements. Subsequently, two core exhibits—“Zhao Shuang’s Diagram Dynamic Proof” and “The Nine Chapters on the Mathematical Art: Fangtian Chapter”—are selected for in-depth analysis to validate the practical applicability of the framework. The study demonstrates that this framework can achieve a deep integration of technological application with the connotations of traditional mathematical culture, offering a new perspective for interdisciplinary research in STEM education, cultural dissemination, and intelligent technologies, while providing a referable design model for the construction of similar science and technology venues and the modern expression of mathematical culture.
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