殷利華 牛紫涵 彭 越 姚忠勇

1 華中科技大學(xué) 武漢 430074

2 湖北省城鎮(zhèn)工程研究中心 武漢 430074

3 湖北省規(guī)劃設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司 武漢 430071

4 武漢林業(yè)集團(tuán)有限公司 武漢 430056

人類嘗試通過自然教育改善人們對待自然的態(tài)度和行為方式，提高生態(tài)文明程度[1]，其中，青少年、兒童是自然教育的重點對象[2]。然而，學(xué)習(xí)重壓和自然空間不足剝奪了青少年與自然接觸的機會，導(dǎo)致他們?nèi)菀谆忌稀白匀蝗笔ОY”，嚴(yán)重影響其身心健康和生態(tài)文明建設(shè)[3]。營建具有自然教育功能的校園景觀，提升校園環(huán)境空間品質(zhì)，有利于增加青少年與自然的聯(lián)結(jié)機會[4]。

目前，國內(nèi)外自然教育研究尚屬起步階段，主要關(guān)注“自然教育對人的環(huán)境意識和生態(tài)行為的影響”[2，5]、“自然教育對兒童成長以及心理行為的影響”[6-7]，以及關(guān)注自然教育實踐方式以及案例研究[8-9]等方面。這些研究表明，自然教育對青少年、兒童的環(huán)境意識、環(huán)境行為和自然聯(lián)結(jié)有明顯的促進(jìn)作用[10-12]。自然聯(lián)結(jié)是指個人對自我的認(rèn)知表征中包含自然的程度[13]，即個體對人與自然一體化關(guān)系的認(rèn)同[14]，可用來衡量人與自然關(guān)系的密切程度。研究表明，自然教育能夠增強青少年、兒童的自然聯(lián)結(jié)程度[15-17]。此外，自然教育對學(xué)生的生態(tài)文化形成也有重要作用[18]。

國內(nèi)外研究更多探討“自然教育”“人”“環(huán)境”中的兩兩關(guān)系，較少關(guān)注三者間的整體影響。關(guān)于環(huán)境(尤其是中學(xué)校園的景觀環(huán)境)對自然教育效果的影響研究甚少。我國中學(xué)校園建設(shè)用地通常有限，綠地空間不足[19]，許多中小學(xué)校園并未達(dá)到地方標(biāo)準(zhǔn)中35%綠化覆蓋率要求；有些學(xué)校雖然綠化率達(dá)標(biāo)，但景觀設(shè)計缺乏景觀審美、康復(fù)和教育價值的挖掘和利用，很難有效助力緩解學(xué)生的“自然缺失癥”[20]。

本文以武漢市主城區(qū)典型代表的7所中學(xué)為主要研究對象，通過實地調(diào)研和問卷調(diào)查等方法，了解中學(xué)校園景觀現(xiàn)狀，提煉中學(xué)校園自然教育景觀設(shè)計元素，將自然聯(lián)結(jié)特質(zhì)作為衡量自然教育有效性的重要因變量，利用結(jié)構(gòu)方程模型(Structural Equation Model，SEM)尋找對自然教育效果產(chǎn)生較大影響的校園景觀元素，并探討適合中學(xué)校園的自然教育景觀設(shè)計策略。

1 研究方法

1.1 研究對象

選取武漢市典型的7所中學(xué)(包括初級中學(xué)和高級中學(xué))作為調(diào)研對象(表1)。實地調(diào)查校園景觀建設(shè)現(xiàn)狀，并分析校園自然教育的景觀資源及潛力；對校園中不同年級的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，了解學(xué)生的自然教育景觀偏好和自然聯(lián)結(jié)特質(zhì)。

表1 調(diào)研樣本學(xué)?；拘畔⒓皹颖窘y(tǒng)計特征

結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研和文獻(xiàn)資料，提取適用于校園自然教育中的景觀元素，構(gòu)建武漢市中學(xué)校園自然教育景觀元素的內(nèi)容體系(表1、圖1)，結(jié)合風(fēng)景園林中的“環(huán)境生態(tài)” “行為活動”和“空間形態(tài)”，將武漢中學(xué)校園自然教育景觀元素整合為“物質(zhì)元素”“空間類型”和“活動內(nèi)容”3種類型。

圖1 武漢市中學(xué)校園自然教育空間及景觀元素提取

1.2 問卷調(diào)查

按照校園安全管理制度要求，調(diào)研人員無法進(jìn)入校園直接獲得學(xué)生們接觸中學(xué)校園空間前、后的自然聯(lián)結(jié)變化情況，但校園戶外空間的“場所依戀”可能對促進(jìn)學(xué)生的自然聯(lián)結(jié)有較大影響。因此，本研究引入 “場所依戀” 概念[21-23](即感情和行動上的獲得感，可以促進(jìn)人們的身心健康以及與自然聯(lián)結(jié))，通過問卷調(diào)研結(jié)果間接判斷校園空間中的自然教育景觀元素對自然聯(lián)結(jié)特質(zhì)的影響。

問卷分4個部分:基本信息、自然教育景觀元素偏好、場所依戀特征、自然聯(lián)結(jié)特征。對于“自然教育景觀元素偏好”部分，從“物質(zhì)元素”“空間類型”和“活動內(nèi)容”3個維度出發(fā)，設(shè)計了中學(xué)校園自然教育景觀元素偏好量表；對于“場所依戀特征”部分，首先詢問學(xué)生們自由活動時訪問頻率最高的校園戶外空間，并引用Gosling等[24]場所依戀量表中兩個得分最高項目，即“我喜歡這個地方” “我在這個地方感到很快樂”，調(diào)查學(xué)生們對該地方的場所依戀特征(表2)?！白匀宦?lián)結(jié)特征”部分共設(shè)9個問題，第5題為反向計分題，當(dāng)該題得分與其他項目分差超過2分時，判定該問卷為無效問卷(表3)。所有量表均采用5級李克特量表進(jìn)行評分，即:非常不同意(1分)、比較不同意(2分)、不確定(3分)、比較同意(4分)、非常同意(5分)。本次調(diào)查共發(fā)放558份問卷，有效問卷452份，有效率為81.00%。

表2 自然教育景觀要素偏好及場所依戀問卷量表

表3 自然聯(lián)結(jié)量表[25]

1.3 構(gòu)建自然教育景觀要素影響模型

基于理論分析和中學(xué)校園現(xiàn)場調(diào)查，提出自然教育景觀中“景觀元素” “場所依戀”與“自然聯(lián)結(jié)”三者之間的概念模型，其中“物質(zhì)元素” “空間類型”和“活動內(nèi)容”為“景觀元素”的3個維度。提出以下7個假設(shè):H1、H2、H3、H4分別代表“空間類型” “物質(zhì)元素” “活動內(nèi)容” “場所依戀”與“自然聯(lián)結(jié)”之間存在正相關(guān)關(guān)系；H5、H6、H7分別代表“空間類型” “物質(zhì)元素” “活動內(nèi)容”與“場所依戀”之間存在正相關(guān)關(guān)系(圖2)。

圖2 自然教育景觀要素對自然聯(lián)結(jié)的影響模型

采用克隆巴赫系數(shù)(Cronbach's alpha)檢驗問卷的信度，各量表的克隆巴赫系數(shù)均大于0.6，可靠性較高。采用驗證性因子分析、探索性因子分析方法檢驗問卷的結(jié)構(gòu)效度。經(jīng)過主成分分析和正交旋轉(zhuǎn)，根據(jù)特征值大于1原則，參照碎石圖提取公因子進(jìn)行Bartlett球形檢驗和KMO值分析，得到KMO值為0.881，Bartlett球形檢驗近似卡方值為4875.483，P＜0.001，達(dá)到顯著水平，表明數(shù)據(jù)適合進(jìn)行因子分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 武漢市中學(xué)校園自然教育景觀元素

從“空間類型”“物質(zhì)要素” “活動內(nèi)容”3個維度，對武漢市中學(xué)校園自然教育景觀元素進(jìn)行分析(表4)發(fā)現(xiàn):1)中學(xué)校園各類環(huán)境空間是承載校園自然教育活動的重要教育資源，空間場所應(yīng)營造出良好舒適的空間氛圍。2)學(xué)生在校園的場所體驗主要有兩種形式，即被動性課堂體驗和主動性課堂體驗。3)校園自然教育景觀中的物質(zhì)元素包括自然元素和人工元素，其中，自然元素以植物、動物、石頭、水景等元素為主；人工元素以體現(xiàn)自然教育內(nèi)容的設(shè)施為主，如可輔助傳遞自然知識的解說設(shè)施、用于學(xué)習(xí)的實驗設(shè)施、展示與自然相關(guān)的科學(xué)信息和人文藝術(shù)信息的展示設(shè)施等。4)校園自然教育景觀中的活動通常根據(jù)場地條件進(jìn)行策劃，并帶有一定目的性。5)根據(jù)對武漢市中學(xué)校園自然教育條件的分析，校園中可進(jìn)行自然教育的活動內(nèi)容可分為5種，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、園藝創(chuàng)意、科學(xué)教育、文化傳承、環(huán)境保育。

表4 武漢市中學(xué)校園自然景觀元素

2.2 武漢市中學(xué)校園自然教育景觀設(shè)計影響要素

2.2.1 整體效應(yīng)

經(jīng)過因子分析，共得到6個公因子，分別為“活動內(nèi)容”“自然聯(lián)結(jié)” “物質(zhì)元素” “自然空間”“人工空間” “場所依戀”，其中，“自然空間”和“人工空間”屬于“空間類型”被細(xì)分的兩個公因子。因物質(zhì)元素偏好和活動內(nèi)容偏好為二階結(jié)構(gòu)，題項較多，為減小模型構(gòu)建時的參數(shù)估計偏倚，采用題項打包策略，建立結(jié)構(gòu)方程模型(structure equation model，SEM)[26]。模型中，橢圓形圖標(biāo)內(nèi)容代表“潛變量”，長方形圖標(biāo)內(nèi)容代表“觀測變量”(一階)，單箭頭代表單項影響。對潛變量進(jìn)行驗證性因子分析后，確認(rèn)潛在變量能被對應(yīng)的觀測變量代表。經(jīng)過檢驗與分析，刪除路徑系數(shù)不顯著的“場所依戀←活動內(nèi)容” “場所依戀←自然空間”“場所依戀←人工空間”“自然聯(lián)結(jié)←人工空間”4條路徑。經(jīng)多次調(diào)整優(yōu)化，得到影響模型M1(圖3)。

圖3 自然教育景觀要素對自然聯(lián)結(jié)的影響模型M1

檢驗?zāi)Ｐ偷穆窂较禂?shù)結(jié)果(表5)表明，所有路徑系數(shù)都達(dá)到顯著水平，具有統(tǒng)計意義。

表5 模型M1路徑系數(shù)顯著性檢驗

分析發(fā)現(xiàn)(表6)，H7代表的“空間類型”和“場所依戀”之間無顯著相關(guān)，可能是因為“空間類型”包含了多種空間類型的偏好，且無尺度區(qū)分，而“場所依戀”表示對特定空間的偏好與情感，兩者測試方向不同，因此無顯著相關(guān)性。H1、H2、H3對應(yīng)的“空間類型” “物質(zhì)元素”“活動內(nèi)容”對“自然聯(lián)結(jié)”都存在顯著正向影響。

表6 研究假設(shè)的檢驗結(jié)果

此外，“物質(zhì)元素”和“活動內(nèi)容”還通過“場所依戀”間接影響“自然聯(lián)結(jié)”水平，“物質(zhì)元素”對“場所依戀”的直接效應(yīng)大于其對“自然聯(lián)結(jié)”的直接效應(yīng)，表明自然教育景觀中的物質(zhì)元素對學(xué)生的場所依戀產(chǎn)生更大影響。

2.2.2 局部效應(yīng)

物質(zhì)元素偏好中，“植物” “動物” “水景”影響效用值較高(0.73)，且效用值相同(圖4)。其中“植物”元素包含子元素影響排序為“色彩” (0.82)＞“種類” (0.80)＞“功能”(0.63) (表7)，表明植物色彩對學(xué)生的影響最大?！皠游铩彼鶎僮釉赜绊懪判驗? “水生動物” (0.80)＞“鳥類” (0.77)＞“昆蟲”(0.56)，表明學(xué)生對水生動物的偏好程度最高，而“昆蟲”要素的影響程度偏低，這可能與部分學(xué)生對昆蟲恐懼有關(guān)。自然教育需通過合理的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識自然?！八啊弊釉氐挠绊懸蜃优判驗?“靜態(tài)水景” (0.93)＞“動態(tài)水景”(0.85)，表明學(xué)生們對靜態(tài)水景的偏好度更高，校園自然教育景觀營造中宜首先考慮靜態(tài)水體。

圖4 觀測變量標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)分布

表7 物質(zhì)元素二階觀測變量標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)值

“設(shè)施”和“石頭”等硬質(zhì)景觀的影響效用值雖然較其他要素小，但影響效用水平較高(0.66～0.70)，也是校園自然教育景觀需要重視的元素。其中“設(shè)施”的子元素影響排序為:“展示設(shè)施” (0.83)＞“解說設(shè)施” (0.70)＞“實驗設(shè)施” (0.64)，表明趣味性、藝術(shù)性的展示設(shè)施更能激起學(xué)生對自然的興趣；“石頭”的效用值為0.66，表明石頭可和其他元素結(jié)合來豐富景觀類型。

空間類型偏好中，3種類型自然空間的影響程度排序為: “半開敞” (0.77)＞“私密”(0.54)＞“開敞”(0.48)，表明視線通透且有一定庇護(hù)的自然空間最受歡迎，因此應(yīng)避免在校園中設(shè)置過密的綠化空間和過多的硬質(zhì)空間。

活動內(nèi)容偏好中，5種活動的影響程度排序為“文化傳承”(0.82)＞“科學(xué)教育”(0.80)＞“園藝創(chuàng)意” (0.79)＞“環(huán)境保育” (0.69)＞“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”(0.65)?！拔幕瘋鞒小被顒拥挠绊懗潭茸罡?，表明學(xué)生對自然與人文內(nèi)容相結(jié)合的領(lǐng)域非常感興趣，也強調(diào)了校園自然教育景觀中人文要素的重要性。

“科學(xué)教育”和“園藝創(chuàng)意”活動對學(xué)生們的影響程度高，說明科學(xué)教育活動會激發(fā)學(xué)生的探索欲，而園藝創(chuàng)意活動能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。學(xué)生在與自然的互動中會獲得成就感，一定程度上滿足了“自我實現(xiàn)”的需求。

“環(huán)境保育”和“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”活動對學(xué)生的影響程度偏低，可能因為這類活動對學(xué)生的吸引度偏低，但整體自然教育活動的效應(yīng)水平較高，表明校園自然教育景觀設(shè)計應(yīng)重視自然教育活動內(nèi)容，讓校園場地更好地承載自然教育活動。

3 結(jié)論與策略

3.1 結(jié)論

1)中學(xué)校園加強自然教育景觀建設(shè)尤顯迫切和重要。首先，自然教育與校園環(huán)境密切關(guān)聯(lián)，能影響青少年的自然聯(lián)結(jié)以及身心健康成長；其次，武漢市中學(xué)校園進(jìn)行自然教育活動的空間條件較充足，但缺乏對校園自然教育景觀建設(shè)的重視，校園中科學(xué)、系統(tǒng)、及時、有效的自然教育景觀建設(shè)亟待關(guān)注。

2)中學(xué)校園自然教育景觀中的“活動內(nèi)容”“空間類型”和“物質(zhì)元素”三者均能促進(jìn)學(xué)生的自然聯(lián)結(jié)。其中，“活動內(nèi)容”和“物質(zhì)元素”可通過場所依戀間接促進(jìn)自然聯(lián)結(jié)，且“活動內(nèi)容”對學(xué)生的自然聯(lián)結(jié)影響最大，因此，中學(xué)校園自然教育景觀設(shè)計中應(yīng)首先考慮自然教育的“活動內(nèi)容”，再進(jìn)行“空間類型”和“物質(zhì)元素”的整體規(guī)劃設(shè)計。

3.2 策略

1)中學(xué)校園的自然教育活動和空間布局需協(xié)調(diào)安排。空間場所環(huán)境質(zhì)量能較大程度影響學(xué)生對自然的感知體驗[27-29]。中學(xué)校園空間需有對應(yīng)的活動內(nèi)容規(guī)劃和空間設(shè)計策略，以提升校園空間的自然教育效果，例如:1)對于校園入口空間，可以根據(jù)實際情況增設(shè)融入自然元素的自然教育宣傳空間和設(shè)施；2)對于教學(xué)空間，可以結(jié)合室內(nèi)課堂教學(xué)，以科學(xué)教育、文化傳承以及藝術(shù)創(chuàng)意活動為主，空間設(shè)計注重文化元素的應(yīng)用；3)對于景觀休閑空間，可以根據(jù)學(xué)生偏好和自然教育需求，發(fā)展如植物文化、自然觀察和種植生產(chǎn)等多主題的自然教育活動，空間設(shè)計注重開敞度和層次感；4)對于運動空間，可以開展體能拓展類、社交游憩類等自然教育活動，空間設(shè)計注重邊界的銜接和過渡。

2)中學(xué)校園自然教育物質(zhì)元素設(shè)計應(yīng)根據(jù)學(xué)生偏好選擇。對于中學(xué)校園空間環(huán)境中的自然教育物質(zhì)元素，建議根據(jù)學(xué)生偏好進(jìn)行選擇和設(shè)計。例如:1)植物元素，應(yīng)關(guān)注色彩和文化屬性，兼顧植物的環(huán)境改善功能和適應(yīng)性，如芳香、耐陰等；2)動物元素，可根據(jù)校園條件和自然教育需求，引入合適的動物并為它們營造適宜生境；3)水景元素，應(yīng)重點關(guān)注靜態(tài)水景，以生態(tài)和自然性為原則，適當(dāng)結(jié)合動植物和石頭等元素，設(shè)計適宜尺度的水體景觀；4)設(shè)施元素，可重點關(guān)注其文化性、藝術(shù)性和知識性，并注重設(shè)計細(xì)節(jié)，利用其傳遞可持續(xù)發(fā)展的自然教育思想。