Natural Selection: Biofilie In Het Onderwijs

Noot van de redactie: Dit artikel verscheen oorspronkelijk in Learning by Design als onderdeel van een contentpartnerschap onder de titel ‘Natural Selection’.

Architectuur is een ervaring. In de beste voorbeelden bepalen context, karakter en gemeenschap de plek, het doel en het perspectief, en geven ze vorm aan de talloze keuzes die gaandeweg worden gemaakt. In leeromgevingen beïnvloeden de beslissingen die tijdens het ontwerp worden genomen het vermogen van een leerling om informatie op te nemen en te onthouden, net zozeer als het gebouw zelf een plek biedt waar een leerling onderwijs krijgt. Voor onderzoekers Bill Browning en dr. Terri Peters is het integreren van het aangeboren menselijke instinct om verbinding te maken met de natuurlijke wereld in de ruimtes waar we wonen, werken, leren en spelen meer dan alleen een kwestie van esthetiek; het is een missie.

"Biophilia gaat over het tegemoetkomen aan het menselijke verlangen en de behoefte om verbinding te maken met de natuur in de ruimtes die we bewonen“, zegt Browning, die managing partner is van Terrapin Bright Green, een adviesbureau voor duurzaam ontwerp en onderzoek dat zich inzet voor het creëren van een gezondere wereld. "Op het meest eenvoudige niveau begint biofilisch ontwerp met een mooi uitzicht op de natuur door ramen en het verlevendigen van de ruimtes die we gebruiken met planten en natuurlijke materialen. Dit zijn echter slechts drie van de vijftien verschillende patronen van biofilisch ontwerp die de gebouwde omgeving kunnen verbeteren. Er is geen gebrek aan bewijs dat deze zaken de cognitieve functies, de lichamelijke gezondheid en het psychologisch welzijn verbeteren.”

Terri Peters, Ph.D., is architect en universitair docent aan de afdeling Architectuur en Wetenschap van de Ryerson University in Toronto, Canada, en heeft haar carrière gewijd aan het bestuderen van menselijke omstandigheden die moeilijk te meten zijn.

Op basis van bijna 30 jaar onderzoek en advieswerk op het gebied van biofiele ontwerpstrategieën deelt Browning mee dat de gevestigde wetenschap rond het integreren van de natuur in de ruimte in drie toepassingsgebieden kan worden onderverdeeld.

‘Natuur in de ruimte’ is het letterlijke idee om natuurlijke invloeden zoals uitzichten, vegetatie en daglicht toe te voegen om de ruimte door middel van ontwerp te verlevendigen. De tweede toepassing, ‘natuurlijke analogen’, betreft de indirecte ervaringen van de natuur door natuurlijke materialen, fractale patronen en biomorfische vormen in de architectuur op te nemen, die via niet-levende elementen toegang tot de natuur bieden. Ten slotte omvat ‘Nature of the Spaces’ ruimtelijke ervaringen waarbij natuurlijk voorkomende ruimtelijke patronen worden toegepast die een psychologisch gevoel van rust en veiligheid binnen een ruimte opwekken. Zo versterkt een onbelemmerd uitzicht door een ruimte heen het bewustzijn van de omgeving, terwijl een muur achter je en een overkapping boven je hoofd een geruststellend gevoel van beschutting binnen een ruimte bieden.

"De effecten van biofilische ontwerpkeuzes zijn meetbaar. Onderzoek in onderwijsomgevingen toont aan dat leerlingen beter leren, meer onthouden en meer genieten van de algehele onderwijservaring in ruimtes met biofilische invloeden”, zegt Browning. “Verschillende onderzoeken tonen aan dat variatie in daglicht de gezichtsscherpte verbetert en ons in balans houdt met onze circadiane klok. Het kunnen zien van de natuur, zelfs door een raam, heeft een effect op onze prefrontale cortex dat helpt onze aandacht te herstellen en stelt leerlingen in staat hun cognitieve focus en het onthouden van informatie te vergroten.”

Volgens de Attention Restoration Theory is het vermogen van het menselijk brein om zich op een specifieke prikkel te concentreren beperkt – te lang bezig zijn met een taak leidt tot gerichte aandachtsvermoeidheid. Door slechts 40 seconden lang even afstand te nemen van intense concentratie in een herstellende natuurlijke omgeving, kan iemands mentale toestand van negatief naar positief worden gereset, waardoor hij of zij in relatief korte tijd weer op volle kracht kan concentreren.

“In onderwijssituaties waarin kinderen overdag toegang krijgen tot de natuur, melden docenten dat leerlingen in een rustigere gemoedstoestand terugkeren naar het klaslokaal en beter in staat zijn om snel aan de volgende taak te beginnen“, zegt Browning.

Peters vertelt dat het team aan de Ryerson University, tijdens een klaslokaalinspectie van de campusfaciliteiten, veel uitdagingen ontdekte met betrekking tot het ontwerp, het gebruik en de ruimtelijke hiërarchie van de klaslokalen.

“Zaken die zo simpel zijn als muren volgeplakt met posters, stoelen en tafels die niet bij elkaar passen, en slechte verlichting zijn voorbeelden van alledaagse basiszaken die gemakkelijk verbeterd kunnen worden”, zegt Peters. “Volgend semester zullen we een proefklaslokaal inrichten waarin biofilische ontwerpprincipes zijn verwerkt vervolgens vergelijken we de ervaringen van studenten en docenten met die in ongewijzigde klaslokalen in hetzelfde gebouw. Daarnaast zullen we planten toevoegen, de verlichting vervangen door een volspectrumsysteem en de ramen schoonmaken voor beter licht en een mooier uitzicht. We zullen ook de ruimtelijke variatie vergroten door hiërarchie aan te brengen in de ruimtes en rommel aan de muren te vervangen door zorgvuldig geselecteerde abstracte afbeeldingen van natuurlijke patronen, waarvan wij denken dat ze meetbare positieve effecten zullen hebben.”

Een van de interessantste manieren waarop biofilische ontwerpstrategieën de beleving van de ruimte verbeteren, is door statistische fractalen te integreren. Deze gedetailleerde, zich herhalende patronen vormen de fundamentele basis van veel organische systemen en komen in overvloed voor in de natuurlijke wereld. Spiraalvormige fractalen stellen de natuur in staat zichzelf te verdichten voor kracht en duurzaamheid tegen de elementen; voorbeelden hiervan zijn dennenappels, ananassen en orkanen. Een Voronoi-fractal illustreert de neiging van de natuur om efficiëntie te bevorderen en is gebaseerd op het verbinden van celstructuren via de kortste weg tussen punten. Voorbeelden hiervan zijn de huid van een giraf, honingraten, de cellen in een blad en schuimende bellen.

Browning maakte deel uit van een team dat een jaar lang onderzoek deed met behulp van eenvoudige biofiele ingrepen in een wiskundeklas van groep 8 in Baltimore. De veranderingen omvatten het verwijderen van het grootste deel van de visuele rommel van posters van de muren, het leggen van Interface®-tapijttegels met een golvend, biomorfisch graspatroon, een behangfries met een geabstraheerd palmbladpatroon en automatische stoffen jaloezieën met een statistisch fractalpatroon gebaseerd op de schaduwen van boomtakken.

Het effect van de ingrepen was al snel duidelijk. De toetsscores verbeterden aanzienlijk – de gemiddelde stijging in wiskundetoetsscores was in het biofiele klaslokaal meer dan drie keer zo hoog als in een controlegroep. Uit het onderzoek bleek ook dat de ruimte de leerlingen hielp bij het verwerken van stress. Het percentage leerlingen in het biofiele klaslokaal dat hun stressfactoren als hoog ervoer, daalde van 67% in februari naar 35% in juni. Bovendien meldde de leerkracht in het biofiele klaslokaal minder angst en een grotere effectiviteit, wat suggereert dat de ingrepen zowel leerlingen als personeel ten goede kunnen komen.

Browning en Peters zijn het erover eens dat de voordelen verder gaan dan verbeterde cognitieve prestaties, wanneer hen wordt gevraagd naar de bredere noodzaak van biofiele ruimtes in leeromgevingen.

“In het onderwijsontwerp is er een steeds grotere druk op fysieke ruimtes om meer te bieden dan louter onderdak. Om concurrerend te zijn, moeten ruimtes de samenwerking bevorderen, ons humeur verbeteren en ervoor zorgen dat mensen zich kalm en welkom voelen,” zegt Peters. Het is geen verrassing dat Browning onthult dat het bedrijfsleven in veel gevallen vooroploopt bij de implementatie van biofilie.

“Bedrijven beseffen nu dat het oude model van met hokjes gevulde werkruimtes geen bevorderlijk klimaat biedt voor toevallige interacties en spontane inspiratie dat leidt tot eureka-momenten die het succestraject kunnen veranderen”, zegt Browning. “Om de waarde van het vastgoed te maximaliseren, hebben zowel werkruimtes als klaslokalen behoefte aan openheid, inclusiviteit en de mogelijkheid tot kruisbestuiving door interacties.”

Browning wijst erop dat energie-efficiëntie gedurende het grootste deel van zijn meer dan 30 jaar ervaring in het vakgebied de focus is geweest van duurzame ontwerpstrategieën. In het streven naar duurzaamheid om de planeet te redden hebben velen over het hoofd gezien dat de exploitatiekosten van een gebouw slechts ongeveer één procent van de bedrijfsuitgaven uitmaken. De echte waarde van duurzaamheid wordt verkregen door verbeterde menselijke prestaties, persoonlijke trots op de plek waar men zich bevindt, en het gevoel van voldoening dat voortkomt uit toegang tot frisse lucht, uitzicht op de natuur en boeiende interacties met anderen.

"In zekere zin zijn de effectiviteit en eenvoud van deze ontwerpstrategieën intuïtief duidelijk“, besluit Peters. “Biofilisch ontwerp streeft naar een meeslepende, multisensorische ervaring van de natuur in de ruimte. Er komt echter meer bij kijken dan alleen planten en uitzichten of toeters en bellen. Het gaat om het gebruik van kleur, licht, textuur en het vermogen van de natuur om de menselijke prestaties te verbeteren. Deze principes kunnen worden toegepast op alles, van tapijtpatronen tot de hoek van een bureau ten opzichte van een raam. Op alle mogelijke manieren maakt ontwerp het verschil.”

References:

• Terrapin Bright Green
• Psychology Today, Een goedkope manier om je aandacht en concentratie te herstellen