自然选择： 教育中的亲生物理念

编者按: 本文最初作为内容合作的一部分刊登于《Learning by Design》，标题为《自然选择》。

建筑是一种体验。在最优秀的建筑作品中，环境、特色和 社区共同塑造了场所、目的和视角，进而影响设计过程中 所做的无数选择。 在学习型建筑中，设计过程中做出的决策不仅为学习者提 供了一个获取教育的场所，同时也直接影响着学习者吸收 和保留信息的能力。对于研究员比尔·布朗宁（Bill Browning）和特里 彼得斯博士（Terri Peters, Ph.D.）而言，将人类与自然世界建立联系的本能融入我们生活、工作、学习和娱乐的空间中，不仅仅是一个 美学问题，更是一项使命。

“亲生物性旨在满足人类在我们所处的空间中与自然建立 联系的渴望和需求，”布朗宁说道。他是Terrapin Bright Green公司的管理合伙人，这是一家致力于创造更健康世界的可持续设计与研究咨询公司分享这篇文章，致力于创造一个更健康的世界。“从最简单的层面来说 ，亲生物设计始于通过窗户欣赏美好的自然景观，以及用 植物和天然材料为我们所处的空间注入生机。然而，这些 仅仅是15种能够改善建成环境的亲生物设计模式中的3 种。有大量证据表明，这些措施能够改善认知功能、身体 健康和心理健康。

特里·彼得斯（Terri Peters）博士是一名建筑师，现任加拿大多伦多瑞 尔森大学建筑与科学系助理教授，她毕生致力于研究那些 难以量化的“人类境况”。

通过近30年对亲生物设计策略的研究和咨询，布朗宁指出，关于将自然融入空间的成熟科学可归纳为三个应用领域。

“空间中的自然”是指字面意义上的理念，即通过设计引 入景观、植被和自然光等自然元素，从而为空间注入活力 。第二种应用“自然类比”，是指通过在建筑中融入天然 材料、分形图案和生物形态，借助非生命元素间接体验自 然。 最后，“空间的自然属性”则指运用自然界中存在的空间 模式来营造空间体验，从而在空间内引发一种心理上的平 静与安全感。例如，通过某区域的无阻碍视野可以增强对 远景的感知，而背靠墙壁、头顶有遮蔽则能在空间内带来 一种令人安心的庇护感。

“亲生物设计决策的效果是可量化的。针对教育环境的研 究表明，在具有亲生物影响的空间中，学生的学习效果更 好、记忆更持久，并且更享受整体的教育体验，”布朗宁 说道。“多项研究证明，自然光的变化能提高视敏度，并帮助我 们保持与昼夜节律的同步。能够看到自然景观——即使只 是透过窗户——也会对我们的前额叶皮层产生影响，有助 于恢复注意力，使学习者提高认知专注度并增强信息记忆。"

根据“注意力恢复理论”，人脑专注于特定刺激的能力是有限的——在任务上花费过多时间会导致定向注意力疲劳。在具有恢复作用的自然环境中，即使仅短暂 脱离高度集中状态40秒，也能将人的精神状态从消极转 为积极，使其在相对较短的时间内以满负荷状态恢复专注 。

“在教育环境中，当孩子们在白天被允许接触大自然时， 教师们反映学生回到教室时心态更为平静，能够更快地投 入到下一项任务中，”布朗宁说。

彼得斯分享道，在瑞尔森大学参与校园设施的教室评估时，团队发现许多与教室设计、使用及空间层次结构相关的问题。

“诸如墙上贴满海报、桌椅搭配不协调以及光线不足等看 似简单的问题，都是日常基础条件中容易改进的例子，” 彼得斯说。“下学期，我们将建立一间融入亲生物设计原 则的试验教室，然后将学生和教师的使用体验与同一栋楼 内未作改动的教室进行对比评估。此外，我们将增添绿植 ，用全光谱照明系统替换原有灯具，并清洁窗户以改善采 光和视野。 我们还将通过为空间建立层次感来增加空间多样性，并用 精心挑选的自然图案抽象图形取代杂乱的墙面装饰，我们相信这将产生可衡量的积极影响。"

亲生物设计策略提升空间体验的最有趣方式之一，就是融 入统计分形。这些精细且重复的图案是许多有机系统的根 本基础，在自然界中随处可见。螺旋分形使自然能够通过 自我凝聚来增强强度和耐久性，以抵御自然元素的侵袭； 例如松果、菠萝和飓风。 沃罗诺伊分形则彰显了自然界追求效率的倾向，其原理是 通过点与点之间最短路径连接细胞结构。典型例子包括长 颈鹿的皮肤、蜂窝、叶片中的细胞以及泡沫气泡

布朗宁（Browning）所在的研究团队在巴尔的摩 的一间六年级数学教室中，开展了一项为期一年的研究， 采用简单的亲生物干预措施。这些改变包括：清除墙上大 部分杂乱的海报；铺设带有波浪状草地生物形态图案的英特飞模块地毯；张贴带有抽象棕榈叶图案的壁纸饰带；以及安装基于树枝阴影的统计分形图案的自动织物百叶窗。

这些干预措施的效果很快显现。考试成绩大幅提升——亲 生物教室的数学考试平均分增幅是对照教室的三倍多。研 究还发现，该空间有助于学生缓解压力。事实上，亲生物 教室中认为自身压力源为“高”的学生比例从2月的67%降至6月的35%。 此外，亲生物教室的教师反馈称，自己的焦虑感有所减轻 ，教学效率有所提高，这表明这些干预措施既能惠及学生 ，也能惠及教职员工。

当被问及学习环境中打造亲生物空间的整体必要性时，布朗宁和彼得斯一致认为，其益处远不止于提升认知表现。

“在教育设计中，物理空间面临的压力与日俱增，人们期 待它们能提供的不只是单纯的庇护所。为了保持竞争力， 空间需要增强协作、提升情绪，并让人们感到平静和宾至 如归，”彼得斯说道。不出所料，布朗宁透露，在许多情 况下，企业界在亲生物空间的实施方面处于领先地位。

“企业现在意识到，旧式的格子间办公模式不利于偶然互 动，也无法激发那种能催生‘灵光一现’的自发火花—— 而正是这种火花能够改变成功的轨迹，”布朗宁说。“为 了最大限度地发挥房地产的价值，无论是办公空间还是教 室，都需要开放性、包容性，以及促进互动中思想交叉融 合的机会。"

布朗宁指出，在他30多年的从业经历中，能源效率一直是可持续设计策略的重点。 在推动拯救地球的可持续发展过程中，许多人忽视了一个 事实：建筑的运营成本仅占企业总支出的1%左右。可持 续发展的真正价值在于提升人类绩效、增强对所在空间的 归属感，以及通过接触新鲜空气、欣赏自然景观、与他人 进行有意义的互动所带来的满足感。

“从某些方面来看，这些设计策略的有效性和简洁性是显而易见的，”彼得斯总结道。 “亲生物设计旨在营造一种身临其境、多感官的自然空间 体验。然而，它远不止于植物与景观，也不仅仅是花哨的 装饰。它在于运用色彩、光线、质感以及自然的力量来提 升人类表现。这些原则可以体现在从地毯图案到办公桌角 度，再到窗户的方方面面。设计在各个可能的层面都发挥 着重要作用。

参考文献:

• Terrapin Bright Green
• 《今日心理学》：一种恢复注意力与专注力的低成本方法