殷利华 牛紫涵 彭 越 姚忠勇
1 华中科技大学 武汉 430074
2 湖北省城镇工程研究中心 武汉 430074
3 湖北省规划设计研究总院有限责任公司 武汉 430071
4 武汉林业集团有限公司 武汉 430056
人类尝试通过自然教育改善人们对待自然的态度和行为方式,提高生态文明程度[1],其中,青少年、儿童是自然教育的重点对象[2]。然而,学习重压和自然空间不足剥夺了青少年与自然接触的机会,导致他们容易患上“自然缺失症”,严重影响其身心健康和生态文明建设[3]。营建具有自然教育功能的校园景观,提升校园环境空间品质,有利于增加青少年与自然的联结机会[4]。
目前,国内外自然教育研究尚属起步阶段,主要关注“自然教育对人的环境意识和生态行为的影响”[2,5]、“自然教育对儿童成长以及心理行为的影响”[6-7],以及关注自然教育实践方式以及案例研究[8-9]等方面。这些研究表明,自然教育对青少年、儿童的环境意识、环境行为和自然联结有明显的促进作用[10-12]。自然联结是指个人对自我的认知表征中包含自然的程度[13],即个体对人与自然一体化关系的认同[14],可用来衡量人与自然关系的密切程度。研究表明,自然教育能够增强青少年、儿童的自然联结程度[15-17]。此外,自然教育对学生的生态文化形成也有重要作用[18]。
国内外研究更多探讨“自然教育”“人”“环境”中的两两关系,较少关注三者间的整体影响。关于环境(尤其是中学校园的景观环境)对自然教育效果的影响研究甚少。我国中学校园建设用地通常有限,绿地空间不足[19],许多中小学校园并未达到地方标准中35%绿化覆盖率要求;有些学校虽然绿化率达标,但景观设计缺乏景观审美、康复和教育价值的挖掘和利用,很难有效助力缓解学生的“自然缺失症”[20]。
本文以武汉市主城区典型代表的7所中学为主要研究对象,通过实地调研和问卷调查等方法,了解中学校园景观现状,提炼中学校园自然教育景观设计元素,将自然联结特质作为衡量自然教育有效性的重要因变量,利用结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)寻找对自然教育效果产生较大影响的校园景观元素,并探讨适合中学校园的自然教育景观设计策略。
选取武汉市典型的7所中学(包括初级中学和高级中学)作为调研对象(表1)。实地调查校园景观建设现状,并分析校园自然教育的景观资源及潜力;对校园中不同年级的学生进行问卷调查,了解学生的自然教育景观偏好和自然联结特质。
表1 调研样本学校基本信息及样本统计特征
结合现场调研和文献资料,提取适用于校园自然教育中的景观元素,构建武汉市中学校园自然教育景观元素的内容体系(表1、图1),结合风景园林中的“环境生态” “行为活动”和“空间形态”,将武汉中学校园自然教育景观元素整合为“物质元素”“空间类型”和“活动内容”3种类型。
图1 武汉市中学校园自然教育空间及景观元素提取
按照校园安全管理制度要求,调研人员无法进入校园直接获得学生们接触中学校园空间前、后的自然联结变化情况,但校园户外空间的“场所依恋”可能对促进学生的自然联结有较大影响。因此,本研究引入 “场所依恋” 概念[21-23](即感情和行动上的获得感,可以促进人们的身心健康以及与自然联结),通过问卷调研结果间接判断校园空间中的自然教育景观元素对自然联结特质的影响。
问卷分4个部分:基本信息、自然教育景观元素偏好、场所依恋特征、自然联结特征。对于“自然教育景观元素偏好”部分,从“物质元素”“空间类型”和“活动内容”3个维度出发,设计了中学校园自然教育景观元素偏好量表;对于“场所依恋特征”部分,首先询问学生们自由活动时访问频率最高的校园户外空间,并引用Gosling等[24]场所依恋量表中两个得分最高项目,即“我喜欢这个地方” “我在这个地方感到很快乐”,调查学生们对该地方的场所依恋特征(表2)。“自然联结特征”部分共设9个问题,第5题为反向计分题,当该题得分与其他项目分差超过2分时,判定该问卷为无效问卷(表3)。所有量表均采用5级李克特量表进行评分,即:非常不同意(1分)、比较不同意(2分)、不确定(3分)、比较同意(4分)、非常同意(5分)。本次调查共发放558份问卷,有效问卷452份,有效率为81.00%。
表2 自然教育景观要素偏好及场所依恋问卷量表
表3 自然联结量表[25]
基于理论分析和中学校园现场调查,提出自然教育景观中“景观元素” “场所依恋”与“自然联结”三者之间的概念模型,其中“物质元素” “空间类型”和“活动内容”为“景观元素”的3个维度。提出以下7个假设:H1、H2、H3、H4分别代表“空间类型” “物质元素” “活动内容” “场所依恋”与“自然联结”之间存在正相关关系;H5、H6、H7分别代表“空间类型” “物质元素” “活动内容”与“场所依恋”之间存在正相关关系(图2)。
图2 自然教育景观要素对自然联结的影响模型
采用克隆巴赫系数(Cronbach's alpha)检验问卷的信度,各量表的克隆巴赫系数均大于0.6,可靠性较高。采用验证性因子分析、探索性因子分析方法检验问卷的结构效度。经过主成分分析和正交旋转,根据特征值大于1原则,参照碎石图提取公因子进行Bartlett球形检验和KMO值分析,得到KMO值为0.881,Bartlett球形检验近似卡方值为4875.483,P<0.001,达到显著水平,表明数据适合进行因子分析。
从“空间类型”“物质要素” “活动内容”3个维度,对武汉市中学校园自然教育景观元素进行分析(表4)发现:1)中学校园各类环境空间是承载校园自然教育活动的重要教育资源,空间场所应营造出良好舒适的空间氛围。2)学生在校园的场所体验主要有两种形式,即被动性课堂体验和主动性课堂体验。3)校园自然教育景观中的物质元素包括自然元素和人工元素,其中,自然元素以植物、动物、石头、水景等元素为主;人工元素以体现自然教育内容的设施为主,如可辅助传递自然知识的解说设施、用于学习的实验设施、展示与自然相关的科学信息和人文艺术信息的展示设施等。4)校园自然教育景观中的活动通常根据场地条件进行策划,并带有一定目的性。5)根据对武汉市中学校园自然教育条件的分析,校园中可进行自然教育的活动内容可分为5种,即农业生产、园艺创意、科学教育、文化传承、环境保育。
表4 武汉市中学校园自然景观元素
2.2.1 整体效应
经过因子分析,共得到6个公因子,分别为“活动内容”“自然联结” “物质元素” “自然空间”“人工空间” “场所依恋”,其中,“自然空间”和“人工空间”属于“空间类型”被细分的两个公因子。因物质元素偏好和活动内容偏好为二阶结构,题项较多,为减小模型构建时的参数估计偏倚,采用题项打包策略,建立结构方程模型(structure equation model,SEM)[26]。模型中,椭圆形图标内容代表“潜变量”,长方形图标内容代表“观测变量”(一阶),单箭头代表单项影响。对潜变量进行验证性因子分析后,确认潜在变量能被对应的观测变量代表。经过检验与分析,删除路径系数不显著的“场所依恋←活动内容” “场所依恋←自然空间”“场所依恋←人工空间”“自然联结←人工空间”4条路径。经多次调整优化,得到影响模型M1(图3)。
图3 自然教育景观要素对自然联结的影响模型M1
检验模型的路径系数结果(表5)表明,所有路径系数都达到显著水平,具有统计意义。
表5 模型M1路径系数显著性检验
分析发现(表6),H7代表的“空间类型”和“场所依恋”之间无显著相关,可能是因为“空间类型”包含了多种空间类型的偏好,且无尺度区分,而“场所依恋”表示对特定空间的偏好与情感,两者测试方向不同,因此无显著相关性。H1、H2、H3对应的“空间类型” “物质元素”“活动内容”对“自然联结”都存在显著正向影响。
表6 研究假设的检验结果
此外,“物质元素”和“活动内容”还通过“场所依恋”间接影响“自然联结”水平,“物质元素”对“场所依恋”的直接效应大于其对“自然联结”的直接效应,表明自然教育景观中的物质元素对学生的场所依恋产生更大影响。
2.2.2 局部效应
物质元素偏好中,“植物” “动物” “水景”影响效用值较高(0.73),且效用值相同(图4)。其中“植物”元素包含子元素影响排序为“色彩” (0.82)>“种类” (0.80)>“功能”(0.63) (表7),表明植物色彩对学生的影响最大。“动物”所属子元素影响排序为: “水生动物” (0.80)>“鸟类” (0.77)>“昆虫”(0.56),表明学生对水生动物的偏好程度最高,而“昆虫”要素的影响程度偏低,这可能与部分学生对昆虫恐惧有关。自然教育需通过合理的教学方法引导学生正确认识自然。“水景”子元素的影响因子排序为:“静态水景” (0.93)>“动态水景”(0.85),表明学生们对静态水景的偏好度更高,校园自然教育景观营造中宜首先考虑静态水体。
图4 观测变量标准化效应分布
表7 物质元素二阶观测变量标准化效应值
“设施”和“石头”等硬质景观的影响效用值虽然较其他要素小,但影响效用水平较高(0.66~0.70),也是校园自然教育景观需要重视的元素。其中“设施”的子元素影响排序为:“展示设施” (0.83)>“解说设施” (0.70)>“实验设施” (0.64),表明趣味性、艺术性的展示设施更能激起学生对自然的兴趣;“石头”的效用值为0.66,表明石头可和其他元素结合来丰富景观类型。
空间类型偏好中,3种类型自然空间的影响程度排序为: “半开敞” (0.77)>“私密”(0.54)>“开敞”(0.48),表明视线通透且有一定庇护的自然空间最受欢迎,因此应避免在校园中设置过密的绿化空间和过多的硬质空间。
活动内容偏好中,5种活动的影响程度排序为“文化传承”(0.82)>“科学教育”(0.80)>“园艺创意” (0.79)>“环境保育” (0.69)>“农业生产”(0.65)。“文化传承”活动的影响程度最高,表明学生对自然与人文内容相结合的领域非常感兴趣,也强调了校园自然教育景观中人文要素的重要性。
“科学教育”和“园艺创意”活动对学生们的影响程度高,说明科学教育活动会激发学生的探索欲,而园艺创意活动能激发学生的创造性。学生在与自然的互动中会获得成就感,一定程度上满足了“自我实现”的需求。
“环境保育”和“农业生产”活动对学生的影响程度偏低,可能因为这类活动对学生的吸引度偏低,但整体自然教育活动的效应水平较高,表明校园自然教育景观设计应重视自然教育活动内容,让校园场地更好地承载自然教育活动。
1)中学校园加强自然教育景观建设尤显迫切和重要。首先,自然教育与校园环境密切关联,能影响青少年的自然联结以及身心健康成长;其次,武汉市中学校园进行自然教育活动的空间条件较充足,但缺乏对校园自然教育景观建设的重视,校园中科学、系统、及时、有效的自然教育景观建设亟待关注。
2)中学校园自然教育景观中的“活动内容”“空间类型”和“物质元素”三者均能促进学生的自然联结。其中,“活动内容”和“物质元素”可通过场所依恋间接促进自然联结,且“活动内容”对学生的自然联结影响最大,因此,中学校园自然教育景观设计中应首先考虑自然教育的“活动内容”,再进行“空间类型”和“物质元素”的整体规划设计。
1)中学校园的自然教育活动和空间布局需协调安排。空间场所环境质量能较大程度影响学生对自然的感知体验[27-29]。中学校园空间需有对应的活动内容规划和空间设计策略,以提升校园空间的自然教育效果,例如:1)对于校园入口空间,可以根据实际情况增设融入自然元素的自然教育宣传空间和设施;2)对于教学空间,可以结合室内课堂教学,以科学教育、文化传承以及艺术创意活动为主,空间设计注重文化元素的应用;3)对于景观休闲空间,可以根据学生偏好和自然教育需求,发展如植物文化、自然观察和种植生产等多主题的自然教育活动,空间设计注重开敞度和层次感;4)对于运动空间,可以开展体能拓展类、社交游憩类等自然教育活动,空间设计注重边界的衔接和过渡。
2)中学校园自然教育物质元素设计应根据学生偏好选择。对于中学校园空间环境中的自然教育物质元素,建议根据学生偏好进行选择和设计。例如:1)植物元素,应关注色彩和文化属性,兼顾植物的环境改善功能和适应性,如芳香、耐阴等;2)动物元素,可根据校园条件和自然教育需求,引入合适的动物并为它们营造适宜生境;3)水景元素,应重点关注静态水景,以生态和自然性为原则,适当结合动植物和石头等元素,设计适宜尺度的水体景观;4)设施元素,可重点关注其文化性、艺术性和知识性,并注重设计细节,利用其传递可持续发展的自然教育思想。