儿童认知发展理论、多元智能理论、蒙台梭利儿童教育理论、教育游戏和情境学习理论是本项研究的理论基础。下文将针对这些理论逐一分析，探讨其在儿童展厅设计中的应用方式。

一、儿童认知发展理论

　　从儿童认知心理学角度分析，我们较为熟悉的是皮亚杰儿童思维发展理论。根据瑞士心理学家皮亚杰（JeanPiaget）的研究，对儿童在不同年龄阶段的不同学习内容和方式进行了划分和总结：感知运动阶段（0~2岁左右），前运算阶段（2~7岁左右），具体运算阶段（7~11岁左右），形式运算阶段（11岁以后）。美国《科学素养导航图》同样类似皮亚杰儿童认知理论，针对儿童年龄层的不同，进行了科学认知内容的划分。例如，在与“宇宙”“万有引力”相关科学知识内容上，对于启蒙阶段（感知运动阶段）的儿童来说，需要辨认太阳月亮星星的形状；对于正在上幼儿园至二年级（前运算阶段2~7岁）的儿童来说，需要知道太阳月亮星辰的日夜交替运动；而对于三至五年级（具体运算阶段7~11岁）的孩子们来说，则需要知道太阳系、地球自转、围绕太阳公转等知识。

　　皮亚杰将儿童的前运算阶段（2~7岁左右）又具体分为两个分阶段：前概念或象征思维阶段和直觉思维阶段。在前概念或象征思维阶段（2~4岁），游戏是这个年龄段儿童的主要学习方式，特别是角色扮演类游戏。例如儿童用小木凳当汽车，把扫帚当做马。这里的“汽车”和“马”都是符号性象征物，但是2~4岁的儿童已经可以将二者与身边的物体联系起来，凭着符号对客观事物进行象征化，还原生活场景并沉浸其中。语言也是一种客观事物的符号化处理，此年龄段儿童已经慢慢掌握语言的使用。由于音乐、语言教育和综合能力的培养对于2~4岁的儿童很重要，所以为此年龄段儿童设计展示内容时可以多增加音乐音效和语言提示而尽量避免长篇文字的使用。在直觉思维阶段（4~7岁），孩子们通过游戏还可以慢慢锻炼并尝试培养其“运算能力”。例如在玩“过家家”游戏时，儿童可以称量物品，分解物品之后再累计称量，以形成物质守恒的概念。在儿童展厅的“奇趣大自然”展区可以设计“食物链”展项，帮助直觉思维阶段的儿童分析：老鹰可以吃蛇、蛇可以吃青蛙，从而慢慢形成“传递性”和“物种分类”等具体运算阶段需要具备的思维习惯。

　　国内科技馆儿童展厅的主要受众群体包含2～7岁年龄段的儿童。这个阶段的孩子对成人世界的很多事物是十分好奇的，如何有趣且真实地帮助他们去发现、探索和理解，将对儿童成长过程中的兴趣与能力培养有极大的影响。

二、多元智能理论

　　美国认知心理学家加德纳（Howard Grdner））提出的多元智能理论对儿童早期教育领域产生了非常深远的影响。加德纳认为人类具有至少八种智能：音乐、空间、语言、数理、体能、人际、内省以及自然。我国的传统教育注重语言和数理两方面的培养，却往往忽视了儿童其他方面的教育。过早学科化的内容没有考虑儿童在多个智能领域的充分培养，会让儿童失去兴趣，学习内容也变得单一，不利于儿童的全面发展。

　　同样，意大利瑞吉欧的教育学理论认为“孩子是社会性的、有能力且积极的学习者，他们有无尽的方式和机会表达他们自己”。儿童教育专家EllenGalinsky在其著作中提出的“儿童七大人生技能”教育，分别是：专注与自我控制；自我导向与自动学习；接受挑战；批判性思维；建立联系与联想；换一种视角；沟通。她倡导并致力于支持每一个孩子的社交、情感和认知发展。孩子需要学习的七大人生技能，是健康成长的必备技能。这一理论也被美国波特兰儿童博物馆以及其他众多儿童博物馆的教育理念所吸收。

三、蒙台梭利儿童教育理论

　　蒙台梭利的教育理论主要强调的是“以儿童为主”，为儿童打造以他们为中心，让孩子们在自由的世界里做自己。同时，蒙台梭利强调3~7岁幼儿的发展是通过“工作”而实现的，“工作”指的是儿童在“有准备的环境”中与环境相互作用的活动，而“游戏”则是儿童的日常玩耍。孩子们“为了工作而生活”，成人是“为了生活而工作”。我们可以由此清楚地了解蒙台梭利希望打造的儿童世界，是鼓励孩子们在一个模拟真实的生活场景下进行自主思考和自行决策，即在有准备的环境里“独立、自主、专心地工作”。蒙台梭利强调孩子们在一个模拟真实的生活场景下进行探索和思考，强调情境的重要性。

四、教育游戏和情境学习理论

　　对于儿童的学习还可以运用教育游戏和情境学习理论进一步分析。教育游戏，即专门针对特定教育目的而开发的游戏，具有教育性和娱乐性并重的特点，以成熟的教育理论作为支撑，通过游戏的方式来完成教育过程的产品实现。

　　也就是说，学习者需要在某种知识或技能的实际应用情境中完成对其学习的过程。情境学习即在要学习的知识、技能的应用情境中进行学习的方式。例如在儿童展厅中，要想引导儿童像科学家、工程师、工人、农民、飞行员一样思考，就要模拟实验室、工地、田野、飞机场等特定的情境，鼓励儿童们自由观察、操作和体验展品，做到“在哪里用，就在哪里学”。

　　以上论述凸显出情境的重要性，而科技馆儿童展厅的过早学科化和过度娱乐化问题使得教育内涵缺乏，单纯娱乐的展品设计和单纯装饰的环境设计使得儿童展厅的科学教育内涵不断减弱。对儿童的教育应当注重娱乐与教育功能的合理分配，尊重儿童认知发展规律，重视跨学科的综合能力体系建设，共同助力儿童认知发展与科学教育。将在游戏中学与在情境中学的理论结合起来，共同规约科技馆儿童展厅的设计，才能避免陷入过早学科化和过度娱乐化的泥淖。