刘心桥 李菲菲
【摘要】 调整孤独症学生所处的物理环境,提供适宜的感觉输入,可能改善其行为表现。通过分析16篇与孤独症学生物理环境调整相关的文献发现:研究主要关注物理环境中对视觉和听觉的调整,多为单一被试设计;使用治疗球椅、调整视觉刺激和控制声音强度能改善他们的任务表现;对于治疗垫、照明控制和背景音乐的效果尚存在争议。这为我国创造孤独症学生友好的物理环境提供了思路,也可为国内相关研究提供参考。
【关键词】 孤独症学生;物理环境调整;感觉输入
【中图分类号】 G760
【作者简介】 刘心桥,硕士研究生,浙江师范大学儿童发展与教育学院(杭州,311231);李菲菲,副教授,浙江师范大学儿童发展与教育学院(通讯作者:lifeifei1206@163.com,杭州,311231)。
一、引言
孤独症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)是一种神经发育障碍,其特征包括社会交往及沟通障碍、重复刻板行为以及对感觉输入的高反应性或低反应性,或对环境的感觉方面表现异常[1]。孤独症学生在发展早期出现的不寻常感觉特征,可以归类为七种形态:对特定的刺激反应过度、低反应、超载反应(不堪负荷环境的刺激)、强烈的感觉偏好(喜欢相同重复性的刺激)、不良的专注力(无法过滤、聚焦于某些刺激)、感觉动作反应差(包括平衡、协调)以及日常生活中的感官问题[2]。这些不同形态的感觉特征会外化为孤独症个体不寻常的行为,这对他们在日常活动中的投入产生了负面影响。
感觉设计方法(sensory design theory)为应对孤独症学生的不寻常感觉表现提供了一种具有实效性的途径。该方法的核心理念是,考虑到孤独症个体在感知和整合方面的差异性需求,通过调整环境,改变不同的感官空间,或者创造多样的刺激区域,来促进孤独症者积极行为和技能发展[3]。因此,感觉设计方法专注于深入研究感觉障碍机制,以便设计出适应孤独症个体感觉需求的环境[4],使得学校和社会能更好地支持孤独症个体的发展。另外,社会建构理论提醒我们,人们对于残疾的认识是可塑的,并且社会的态度和支持水平对于孤独症个体的认知和发展至关重要[5]。在一个包容和支持性的社会环境中,孤独症学生更有可能获得适当的帮助和支持,有更多机会发展潜力[6]。而感觉设计方法为实现这一目标提供了具体的指导。因此,为孤独症学生创造一个感觉系统友好的物理环境,对于他们的行为表现、学业成就以及生活质量至关重要。
物理环境的调整涉及环境改变的许多方面,例如噪音控制、光线调节、音乐播放等,旨在提供一个更适应孤独症学生感觉和行为需求的环境。虽然已有不少研究者重视调整物理环境对于孤独症学生的重要性,并进行了一些研究。但关于物理环境调整的研究多基于问卷、访谈等方法,例如针对教师的问卷调查发现,教师认为高色温照明对学生的警觉性、态度和能力水平有正向影响[7],然而这类调查研究提出的建议能否满足孤独症个体的需求,缺乏实验论证。所幸目前国外已有部分研究者对物理环境变化是否能够改善孤独症学生的表现开展了一些实验研究,为这方面的教育实践提供了宝贵的研究证据。
因此,本研究将对近年来国外相关的实证研究进行检索和梳理,总结物理环境改变对孤独症学生有益的最佳证据,为国内创造孤独症学生友好的物理环境提供思路和建议。物理环境指的是影响孤独症学生感觉和行为的外部环境因素,包括教室、家庭、治疗室等实际的空间和结构设置,以及其中的物理刺激,如光线、声音、触觉等。我们将尝试确定哪些物理环境的调整对孤独症学生的感觉和行为能够产生积极影响,为实践决策者和工作者提供可行的指导,更好地优化和改善孤独症学生所处的物理环境,促进他们的学习和发展。同时,为国内物理环境调整改变孤独症学生表现的相关研究提供参考。
二、方法
(一)研究程序
首先,以主题词、关键词、摘要等对ProQuest、ScienceDirect、Web of Science和EBSCO数据库中发表在同行评审期刊中的英文全文进行检索,检索范围为1980年至2023年,检索词分两大类并用“AND”连接:一類是孤独症学生相关的主题词(ASD or Autism or Asperger or Autistic or Pervasive development disorder) AND(child or adolescent);还有一类是物理环境调整相关的主题词(physical environment or classroom or school)AND(changes or modification or intervention)。搜索最初产生771篇文献,再根据纳入标准对标题和摘要进行阅读,排除无关、重复以及综述和调查类等非实验类文献,筛选出与本研究高度相关的11篇文献。最后,为了防止依靠关键词搜索可能会导致的文献遗漏,对11篇文献的参考文献进行筛查,另获5篇相关文献,最终本研究纳入的文献共计16篇。
(二)纳入标准
搜索获得的研究必须符合以下纳入标准:(1)研究对象为孤独症儿童或青少年,年龄范围为0—20岁;(2)实验设计为单一被试设计、准实验设计或随机对照实验设计;(3)研究包含对至少一处物理环境的调整;(4)研究关注可观察和可测量的认知或行为指标,以考察环境调整的有效性;(5)研究结果关注干预前后或干预过程中研究对象在认知和行为指标上的变化,以考察物理环境调整的有效性。
三、结果
对筛选出来的16篇文献进行分析后,发现目前研究主要从视觉环境调整和听觉环境调整两方面对物理环境的调整进行了考察。
(一)视觉环境调整
12项研究涉及到了视觉环境的调整,具体调整的内容可以分为座椅和布局调整以及视觉刺激管理两方面。
1.座椅和布局调整
物理环境中的座椅和布局调整指的是对特定物理环境中的座椅和布局进行调整和改变,以创造更适合特定需求的空间环境。7项研究采用单一被试设计,重点研究了治疗球椅和治疗垫这两种动态座椅对物理环境中孤独症学生行为表现的影响,另有1项研究采用随机对照实验设计,专注于评估对教室进行布局调整后孤独症学生的行为表现。
Schilling和Schwartz采用單一被试设计,在教室中让4名3—4岁的孤独症男孩使用治疗球椅代替普通座椅,干预时长为8周。结果显示,在使用治疗球椅期间,所有被试的就坐行为都有显著改善,参与行为也明显增加[8]。这项研究的结果引发了Bagatell等人的关注,他们采用了类似的方法为6名幼儿园到一年级的孤独症男孩提供了治疗球椅,干预时长约3周。然而,结果发现治疗球椅的效果是因人而异的:在主动寻求前庭—本体感觉输入的孩子中,球椅对就坐行为有积极的影响,而姿势稳定性较差(即平衡能力较差)的孩子在球椅上的参与行为较少[9]。最近的两项关于治疗球椅效果的研究又给出了积极的答案。Krombach和Miltenberger利用治疗球椅对4名4—12岁的孤独症儿童进行干预,并采用单一被试设计来检验干预的效果。结果表明,治疗球椅可以增加孤独症儿童的任务参与时间和就坐时间[10]。Brennan和Crosland使用单一被试设计来评估治疗球椅对临床环境中3名4—8岁孤独症儿童任务参与行为和就坐行为的影响。结果表明,与标准桌椅相比,治疗球椅能使他们的就坐行为和任务行为都有所增加[11]。此外,Umeda和Deitz提供了关于治疗垫的实验数据。他们在教室中为2名5—6岁的孤独症男孩提供了治疗垫,干预期为13.5周。研究数据显示,治疗垫对于被试的就坐和任务参与行为没有实质性效果。值得注意的是,干预前的评估显示2名被试存在“寻求感觉/反应不足”方面的加工异常[12],这可能说明治疗垫对这类感觉异常的儿童的效果不佳。
Matinsadr等人进一步对比了治疗垫和治疗球椅在孤独症学生中的效果,对4名7—10岁的孤独症学生进行了就坐行为和任务参与行为的测量,干预时长为4周。结果发现,在教室中使用治疗垫时,4名被试的两种行为均有所改善;使用治疗球椅时,4名被试的任务参与行为都有所增加,但仅2名被试的就坐行为有所改善,另外2名被试坐在治疗球椅上会感到重力不稳,效果不佳[13]。之后,Matinsadr等增加被试量,对15名7—10岁的孤独症学生进行了单一被试研究,并延长干预时间至8周。结果表明,使用治疗球椅可以改善13名学生的就坐行为和8名学生的任务参与行为。相比之下,治疗垫仅改善了8名学生的就坐行为和3名学生的任务参与行为。此外,研究人员发现治疗球椅和治疗垫可以使孤独症学生的刻板动作减少,沟通和社交能力增强[14]。
综合以上研究,治疗球椅对多数孤独症学生的就坐和任务参与行为都产生了积极影响。通过在治疗球椅上摇晃和弹跳来调节兴奋水平和感觉输入,刺激本体感觉和前庭系统,这些孤独症学生在生理上可以得到满足,从而获得并保持最佳的学习唤醒状态[15-16],课堂表现较好。治疗垫的效果则不太理想,特别是对感觉刺激需求较高、想寻求更多的感觉输入的孤独症学生效果不佳。这可能是因为治疗垫提供了稳定的座椅表面,无法通过足够强度的感觉输入来促进这些孤独症学生的行为改变[17]。
除了动态座椅,也有研究关注教室布局的改变。Mostafa将12名6—10岁的孤独症学生随机分成实验组和对照组,通过调整教室的空间结构,创造了一个可预测的学习环境,并提供了一个逃避空间作为“基线中性感官环境”,干预时长为12周。结果显示,实验组的孤独症学生在注意力持续时间、反应时间和自我刺激行为方面表现出改善[18]。当孤独症学生能够预见原本高度不可预测的环境时,他们的表现更加平静且能集中注意力[19]。但仅有一项实验来证实教室布局改变的有效性似乎还不够,未来需要更多的证据,以进一步确认这一措施的可行性。
2.视觉刺激管理
孤独症学生对环境中的刺激非常敏感。过多的视觉刺激会导致过度唤醒,明亮和闪烁的灯光可能会给他们带来痛苦[20]。为了管理这些刺激对孤独症学生的影响,有4项研究探索了相应的干预方法。其中,2项研究主要减少了环境中的不必要的物品和多余的视觉提示,从而调节视觉刺激输入的水平。Duker和Rasing对教室的物理环境重新进行了设计,包括移除装饰品和使用统一的色彩,并采用单一被试设计,对2名16岁的孤独症男生进行了为期12周的干预。结果显示,干预后被试的自我刺激行为减少,而任务参与行为增加[21]。Hanley等对26名7—12岁孤独症学生和34名5—13岁典型发展学生进行了研究。两组学生观看了教师上课的视频,其中一半视频中有丰富的背景视觉刺激,另一半没有。研究结果显示,过多的视觉刺激对所有孩子的注意力会产生显著的消极影响,尤其对孤独症学生影响更大[22]。另外2项研究致力于调整教室中的照明情况。Kinnealey等采用单一被试设计,通过在教室安装卤素灯对3名13—20岁孤独症男生进行为期6周的干预。结果显示,在干预阶段,孤独症男生在课堂上的不参与任务行为频率减少,参与任务行为的稳定性增加[23]。Pence等采用单一被试设计,研究了在教室的荧光灯上放置灯罩对4名7—10岁孤独症男生的任务行为和刻板行为的影响。结果显示,灯罩的添加并没有对任务参与行为或刻板行为产生积极影响。相反,灯罩的增加导致任务参与行为减少,刻板行为增加[24]。
综上所述,减少多余的视觉刺激也可能有效改善孤独症学生的行为表现,而教室照明的影响还存在不一致的研究结果,并且目前这些研究的数量都较少,需要更多汇聚性的证据来支持或进一步探究其有效性。
(二)听觉环境调整
16篇文献中有6项研究涉及到了听觉环境的调整。对听觉环境的调整可分为两个方面:调整环境的声学特性以及通过播放音乐改变环境氛围。
在调整环境的声学特性方面,通过在教室安装吸音墙,Kinnealey等人采用单一被试设计对3名13—20岁孤独症男生进行为期6周的干预。干预结果表明,孤独症男生参与任务行为的稳定性增加[25]。Mostafa则对更多的样本进行了随机对照实验,被试为12名6—10岁孤独症学生,通过对语言治疗室的地板、墙壁和天花板进行隔音来改善声学环境。结果显示,相较于对照组的6名孤獨症学生,实验组的6名孤独症学生在注意力持续时间、反应时间和自我刺激行为方面表现出改善[26]。另外,Kanakri等采用准实验设计,将学校的教室分为嘈杂和安静两种环境,对二、三年级的42名孤独症学生进行研究。结果显示,与安静教室相比,嘈杂教室中的学生出现了更多的抱怨、重复言语、打击、制造噪音和重复运动等行为。此外,随着教室噪音水平的增加,这些行为出现的频率也有所增加[27]。
另一方面,播放音乐也是调整听觉环境的一种方法。Kern等进行了针对2名3岁孤独症幼儿的为期2—3个月的单一被试干预研究。研究人员根据每位幼儿的个性分别创造了与问候流程相关的歌曲,并指导教师在早晨问候过程中播放。研究结果表明,这些个性化的问候歌曲有效地促进了2名孤独症幼儿的问候行为[28]。Lanovaz等采用了单一被试设计,通过播放精选的令被试新奇的歌曲,观察和记录了2名5—6岁孤独症学生的声音刻板行为。结果表明,这种干预能够降低他们声音刻板的程度,然而当干预撤回后,该行为的改善效果仅呈现边缘显著[29]。此外,Preis等得到了背景音乐无效的结果。他们采用单一被试设计,以5名5岁孤独症男孩为研究对象,通过在他们进行结构化游戏时播放有明显差异的背景音乐来进行干预。研究持续了28周,结果显示背景音乐对这5名孤独症幼儿的自发语言表达和任务参与行为没有产生影响[30]。
总体而言,在听觉环境调整方面的研究中,降低教室的声音强度对改善孤独症学生的刻板行为等的效果得到了很多研究的证实。大多数孤独症学生存在听觉敏感性,听觉敏感性导致他们对噪音引发的情绪行为的调节存在困难[31],因此降低声音强度能够有效改善孤独症学生的行为表现。而关于播放背景音乐的研究结果尚存在争议。原因可能是研究具体使用的音乐内容和性质、具体测量的孤独症学生的行为各不相同,因此未来研究还需进一步探究在教室中是否可使用某种背景音乐以改善孤独症学生的课堂行为表现。
四、建议
(一)研究建议
首先,在研究设计方面,扩大样本量,设置对照组。16篇文献中有13篇采用了单一被试设计,1篇采用了准实验设计,而另外2篇则设置了对照组。然而,令人担忧的是,只有1项研究的被试数量超过了20人,而其他研究的总样本量都不足15人。样本容量的不足可能导致结果受到样本异质性的影响,限制了研究结果的统计推断能力,削弱了研究结果的可推广性。大样本的随机对照实验是证明干预方法有效性的最有力证据[32]。因此,未来的研究可以通过大样本的随机对照实验来进一步加强对干预效果的论证,同时提高研究的推广性(即生态效度)。此外,大样本的随机对照实验可以获得对孤独症学生团体教学和干预适用的普适性环境调整,而不仅仅是针对个别孤独症学生的特定环境调整的证据。这样的研究结果能够为国内孤独症学生提供更全面的物理环境调整依据,从而更好地支持他们的学习和发展。
其次,在研究内容方面,拓展物理环境因素,验证干预效果。16篇文献主要集中在调整视觉环境和听觉环境两个方面,视觉环境调整聚焦动态座椅,关于调整物理环境空间布局的有效性,需要更多研究来进一步证实。同时,有关治疗垫和照明情况的研究结果存在矛盾,未来的研究可以探究治疗垫的有效性是否与被试具体的感觉加工模式有关,以及是否更适合为具有某一种感觉特征的孤独症学生使用。听觉环境调整方面,未来还可以探究在物理环境中可使用的背景音乐的有效性。另外,除了调整视觉和听觉环境,应考虑物理环境的其他方面,如色彩、纹理、温度等。例如,研究表明孤独症学生总体上对冷色调如绿色和蓝色更偏好[33]。未来的研究可以在此基础上,将某一空间的颜色设置成冷色调,并对孤独症学生进行干预,以验证其有效性,并给予构建友好物理环境的建议。
再次,在研究结果方面,丰富测量指标,并考察长期效果。16篇文献中有15篇文献的测量指标与任务参与有关,剩余1项研究测量的是孤独症学生声音刻板行为的出现次数。这些行为能够提供实用性的信息,反映了孤独症学生在学习等日常活动中的表现情况。然而,这些行为的观察和测量大多发生在孤独症学生独自活动的时候,很少涉及到沟通与社交方面的行为。由于社交障碍是孤独症的核心症状之一,因此,未来的相关实证研究可以在团体活动中观察学生沟通与社交方面的指标。此外,16篇文献都未考察干预的长期效果。为了使研究结果更加可靠,应开展持续追踪研究。持续追踪研究应该延长观察时间范围,可以在数月甚至一年以上的时间内进行观察和评估。这样可以更准确地了解干预措施对孤独症学生的长期影响,进一步探究在某种物理环境调整下孤独症学生认知或行为的变化情况。
(二)实践建议
教育部发布了《普通学校特殊教育资源教室建设指南》,住房和城乡建设部出台了《特殊教育学校建设标准》[34-35]。这两份文件关注特殊群体的整体需求,为特殊教育资源教室和特殊教育学校建筑提供了规范和指导。这一举措有效解决了许多特殊需要儿童在行动和教育方面的限制。然而,尽管这些文件在整体上有益于特殊需要群体,对于孤独症学生而言,由于其对物理环境的特殊敏感性,仍然存在一定的挑战。孤独症学生容易受到多感官输入环境的干扰,这对他们的能力发展和福祉可能产生深远的影响[36]。目前还没有建立针对孤独症学生的专门建筑指南,这使得许多建筑设计师和教师在创建或布置孤独症学生的物理环境时感到困惑,不知道从何处着手。另外,《“十四五”特殊教育发展提升行动计划》鼓励建设孤独症特殊教育学校,那么构建友好的无障碍的物理环境尤为重要[37]。因此,本部分基于对这16篇文献结果的梳理,为国内创造孤独症学生友好的物理环境提供以下几点思路。
1.提供适合的动态座椅
在为孤独症学生设计教室或特定空间时,考虑根据孤独症学生的感觉需求,选择适合的动态座椅,这可能有助于改善孤独症学生的行为表现。治疗球椅的效果已得到了很多研究的证实。治疗球椅应根据每个孩子的个体情况进行配备,确保每个孩子的双脚能平放在地面上,膝盖和髋部呈90°屈曲,且能够舒适地坐在上面。同时,还应提供使球椅稳定的设施,以防止球滚动。比如在球椅下方安置合适直径的自行车轮胎或环形稳定器。大部分研究中使用的治疗垫是“The Disc ‘O Sit”垫子。它是圆形的,且充满空气。值得注意的是,每个孤独症学生都有独特的感觉和行为特点,所以对座椅的需求也可能不同。因此,在使用动态座椅之前,相关人员最好对孤独症学生进行个性化评估和咨询,以确保座椅选择适合他们的特定需求和感觉特点[38]。
2.控制视觉刺激
在特殊教育和融合教育班级中,教室里往往会有过多的装饰品,包括学生们的艺术作品以及过多的视觉提示信息等。孤独症学生具有注意的非典型性,表现为对非社会性刺激的关注高于社会性刺激[39]。相较于典型发展学生,孤独症学生对于环境中的视觉要素会过度关注。基于此,在设计适应孤独症学生的教室环境时,可以考虑优化视觉刺激并创造更为有益的学习环境。一是通过采用统一的色彩和设计主题帮助减少孤独症学生视觉上的混乱,避免过度的墙面装饰降低刺激的强度。二是在教学过程中,教师可以有意识地筛选视觉信息,以确保孤独症学生所接触的视觉信息真正具有教育意义。通过削减冗余的视觉信息,有助于降低无关刺激对孤独症学生学习任务的干扰,从而更好地促使他们专注于学习活动。
3.调整物理环境的声学设计
相关人员可以通过在墙壁、地板、天花板等地方安装吸音设备,或者清除这些物理环境外部的噪音源,来控制室内的噪音水平。这有助于个体的注意过程和执行注意资源更好地运作。另外,这种方式能降低孤独症个体的情绪激活和增加神经资源,减少刻板行为的出现等[40]。而常规的教室噪音与口头指导相结合时,使许多学生尤其是孤独症学生难以上课[41]。因此,噪声和回声处理技术几乎适用于孤独症教学空间的各个方面,尤其在需要孤独症学生长时间注意、快速反应和高度集中的物理环境中,如语音室等区域。在这些地方,噪声和回声处理技术的引入能够显著提升学生的学习体验和教学效果[42]。
五、结论
本研究通过检索物理环境调整对孤独症学生影响的实验研究,对相关研究进展进行了梳理,得到以下结论。第一,目前的研究主要关注物理环境中视觉和听觉两个方面的调整,且大部分都为单一被试设计。第二,在视觉环境调整方面,通过使用治療球椅,减少不必要的视觉刺激,对改善孤独症学生行为表现的效果得到了很多研究的证实;调整教室空间布局对改善孤独症学生的行为存在积极影响,但仍需要更多的研究提供汇聚性的证据;对治疗垫和照明情况调整的作用,目前研究尚未得出一致的结论。第三,在听觉环境调整方面,研究发现安装隔音设备和控制噪音水平等策略可以降低孤独症学生的刻板行为和自我刺激行为;而在活动中播放背景音乐是否能够改善孤独症学生的行为表现,结果尚不明确。基于这些结论,未来的研究可以通过扩大样本量、设置对照组、拓展物理因素、考察长期效果等方式来加强对干预效果的论证,而实践中可以为孤独症学生提供适合的动态座椅,控制视觉刺激,并且通过调整物理环境的声学设计控制室内的噪音水平,为孤独症学生创造友好的物理环境。
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Creating Friendly Physical Environments for Autistic Students:Evidence-Based Recommendations
LIU Xinqiao LI Feifei
Abstract:Adjusting the physical environment in which autistic students are situated and providing them with appropriate sensory input may potentially improve their behavioral performance. Summarizing 16 literatures related to the adjustment of physical environment for students with autism,it is found that:the studies mainly focus on the adjustment of visual and auditory senses in the physical environment,which are mostly designed for a single subject;the use of therapeutic ball chairs,the adjustment of visual stimuli,and the control of sound intensity improve their task performance;and the effects of therapeutic mats,lighting control,and background music are still controversial. This study provides insights for creating autism-friendly physical environments in China,while also offering references for domestic research in this field.
Key words: autistic students;physical environment adjustments;sensory input
Authors:LIU Xinqiao,postgraduate,College of Child Development and Education,Zhejiang Normal University(Hangzhou,311231);LI Feifei,associate professor,College of Child Development and Education,Zhejiang Normal University(Corresponding author:lifeifei1206@163.com,Hangzhou,311231).
(特約编校:范佳露)