基于认知发展理论的小学外部空间设计策略--以高新区三岐小学为例.pdf

42HA 08/2023中图分类号 TU244.2 文献标识码 B 文章编号 1003-739X（2023）08-0042-05 收稿日期 2022-10-29摘 要 基于皮亚杰认知发展的四阶段理论与加德纳的多元智能理论的分析，阐明儿童认知发展的特点，描述儿童认知发展的具体状态；推演出小学校园外部空间设计的导则，即吸引性、多样性及易达性。结合三岐小学的案例，通过层叠地台、柔和界面、前景庇护、绿色森林、层级空间、多元空间、同层连接、风雨连廊等设计策略，将认知心理学的理论应用到工程实践中，以期给小学外部空间设计提供一个新的视角。关键词 让 皮亚杰 四阶段理论 霍德华 加德纳 多元智能理论 吸引性 多样性 易达性 Abstract In this article we attempt to clarify the characteristics of childrens cognitive development and describe the specific state of childrens cognitive development,to deduce the guidelines for the external space design of primary school based on Jean Piagets theory of four cognitive developmental stages and Howard Gardners theory of multiple intelligence,namely attractiveness,diversity and accessibility.In the case of Sanqi Primary School which used specific design strategies,such as cascading platform,soft interface,foreground shelter,green forest,hierarchical space,multi-dimensional space,same-level connection,wind and rain corridor,etc,the theory of cognitive psychology is applied to engineering practice,which provides a new perspective for the design of external space for primary schools.Keywords Jean Piaget,Four-stage theory,Howard Gardner,Multiple intelligence theory,Attractiveness,Diversity,Accessibility基于认知发展理论的小学外部空间设计策略以高新区三岐小学为例Exterior Space Design Strategy of Elementary School Based on Cognitive Development Theory:Taking Sanqi Primary School in High Tech Zone for Example林蔚然|Lin Weiran20世纪以来，心理学的理论在国际学术界取得开创性的突破，其中有两位心理学家的理论广受关注，一位是瑞士的认知心理学家让皮亚杰，他以时间为轴线，提出了儿童智力发展的四阶段理论；另一位是美国的发展心理学家霍德华加德纳，他拓展了智力的范畴，提出多元智能理论二者一纵一横建构了儿童智力发展的立体框架。他们的理论，给建筑设计师带来了启发，启发我们从全新的视角去营造校园空间，关注学生的认知与发展过程，去创造有利于促进学生智力发展的校园空间。1 儿童认识发展理论简介1.1 四阶段理论皮亚杰将儿童的认知发展按时间的维度划分为具有本质差别的四个阶段（表1），“心智自然生长，经历了感觉加运动主导的初级阶段，具体运算阶段，形式运算阶段，其特征是转化体系的逐步形成。”1感知动作阶段是以感觉知觉与运动作为认知工具的阶段。前运算阶段是将各种认知图式内化成象征或符号的阶段。具体运算阶段是面向具体物体，进行初级运算的阶段。形式运算阶段是开启了抽象思维的新阶段。1.2 多元智能理论加德纳教授提出了多元智能理论，“亦即承认存在许多不同的、各自独立的认知方式，承认不同的人具有不同的认知强项和对应的认知风格”2。基本智能有八种（图1）。音乐智能：是感知与表达音调、旋律、节奏等的能力。身体动觉智能：是一种控制身体运动的智能。43Design Technology设计技术 丨 逻辑数学智能：是数学计算与推理的智能。语言智能：是用口语或文字表达自我理解他人的能力。空间智能：是一种定位空间及想象空间的能力。人际智能：是观察他人的情绪、动机、意向及与之相处的能力。自我认知智能：是对自己内心世界的觉察，是了解自己的情绪与动机，并指导行动的能力。自然智能：是对自然界中动物、植物等进行识别与分类的能力。1.3 儿童认知发展的特点二位心理学家对智能的本质与形成机制看法高度一致。智能的发展具有自发性，从遗传学的角度看，人类拥有的大部分智能埋藏在基因中，是长期进化而来的。个体不断地积累外部的信息，并进行吸收、转化、重组、再创造，智能就这样一点一点从内部激发出来，正如皮亚杰所描述的那样“智力的主要功能在于理解与创造，也就是在对现实结构化的基础上构建认知的结构。”1智能的发展具有自主性，他的发展由活动中得来。活动泛指建立在兴趣基础上的行为，儿童是一个主动的存在，受到兴趣和需求法则的支配，只有调动起个体的主动性，才能在活动中沉浸其间，并通过持续不断的活动来促进智能的发展。1.4 小学生的认知发展小学生泛指612岁在小学就读的学生，其认知多处于具体运算阶段，认知面向外界的具体事物，外界的刺激，通过眼耳鼻舌身等感觉器官映射到大脑中，形成认知的原材料，并经过消化吸收，进而构建个体对世界的认知。正因为如此，校园空间作为实实在在的外界客体，无时无刻不围绕着小学生，那么，创造一个情境化且吸引人的校园空间，给小学生的认知提供鲜活的原材料，供给他们进行加工，从而有效地促进智能自发地发展。随着身体和神经系统的发育，小学生的各项智能都有了长足的进步。在身体动觉智能上，运动的精确性、力量性、复杂性大大提高3。在空间智能上，能够凭借地图或三维的阶段年龄认知特点外在表现感知动作阶段02岁通过感觉知觉与运动来认知世界，不具备图像再现与思考的能力通过眼耳鼻舌身以及摸、爬、滚等肢体运动感知周围外界事物前运算阶段28岁可以通过象征与符号来表达客体，不具备完整的逻辑演绎能力通过语言、图画、模仿、心理影像等表达与感知客体，拥有一维空间意向具体运算阶段712岁可以进行面向具体物体的运算可进行排序、分类、合并等初级的运算，抽象度不高，可理解二维及三维的空间形式运算阶段1116岁从形象思维渐渐提升为抽象思维可以进行观念与命题上的推演表1 儿童认知发展的四阶段特点一览表123图1 八种基本智能示意图图2 西侧鸟瞰图图3 东南鸟瞰图形态，通过路径及标志物，进行空间定位与寻找方向，测量距离以及估算时间。在数学逻辑智能上，能够根据形象的特征对物体进行分类，按照大小、长短进行排序，归纳总结事物的特性。自我认知更加平衡与多元，能察觉自己的情绪变化，并加以控制。在人际智能上同理心增强，能够与他人进行更加友好的沟通与协作，并做出适当的让步与妥协。因此，创造一个多样化的校园环境去契合多元化的智能发展，让学生可自由地选择，展开各自感兴趣的活动，从而激发智能自主地发展。2 小学校园外部空间设计导则目前的小学校园，教学楼大多采用以教室为单元的水平串联模式，并在楼层上垂直叠加，楼栋之间形成行列式布局。这种程式化的布局模式起源于工业革命时期对标准化人才的培养需求，并一直延续至今。随着21世纪的到来，神经科学和心理学取得重大的突破，关注学生的认知过程及智能的多元发展受到了各界人士的关注。作为建筑设计师，在遵守中小学校设计规范 的基础上，将关注点放在了受规范制约较小的外部空间设计上，希望基于认知发展理论做出些许的尝试与突破。小学校园的外部空间泛指功能用房之外的室外空间与灰空间，包括走廊、开敞楼梯、露台、挑台、内院、广场等，是学生在课间活动的主要场所，我们的设计目标就是希望创造出吸引学生的外部空间，为不同发展阶段、不同智能偏好的学生提供差异化的活动场所，在具体操作层面，营造具有吸引性、多样44HA 08/2023成丰富生动的原材料，日积月累，在潜移默化中激发个体的潜能，促进智能自发地发展。2.2 多样性拥有多样性的空间促进智能自主地发展。小学生从低年级到高年级，认知发展从对外部事物的感知渐渐内化为象征性的符号，从形象思维渐渐上升至抽象思维，热衷的室外活动也随之变化，从以肢体活动为主的游戏渐渐转变为手脑并用的互动式活动，因此，多样化的空间要能够给学生们提供差异化的活动场所。小学生的个体拥有差异化的智能轮廓线，基本有一二项智能强项与弱项，其他智能是平均水平，这样就构成形态起伏的智能曲线轮廓。大部分学生热衷于参加自己擅长的活动。因此，多样化的空间要能够给不同智能偏好的学生提供相应的活动场所。我们希望创造出多样性的空间，学生可以自主地选择，去开展自己感兴趣的活动，从而促进智能自主地发展。2.3 易达性易达性是指能够让人便捷、安全、舒适地进入的特性。小学生对外部空间的使用多集中在课前课后与课间的碎片化时间里，空间具有易达性，学生的使用频率与时长都会有所增加。基于儿童认知发展的理论，我们推演出有利于促进智能发展的外部空间的特性，即吸引性，多样性及易达性，将其作为设计的导则，在操作层面，将导则细分并转化为空间的基本要素，从而指导具体的工程实践。3 设计实例下面以三岐小学为例，解析外部空间设计导则的实际应用。三岐小学（图23）位于福州市高新区，西临36m的乌龙江大道，南临18m的规划路。建筑面积约43000m2，可容纳48个班，是一所示范性小学。场地的特点之一是地质条件良好，南区地表下为十几米厚的微风化岩层，可作为建筑天然的基础，拥有卓越的承载力。场地的另一大特点是拥有优越的景观资源，西侧群山绵绵，置身其间，让人深感震撼。结合场地优势，建筑与室外运动场分别布置在南区与北区（图4）。沿南侧规划路布置专教行政综合楼，中间向主入口敞开，三排教图5 篮球场望向教学区 图7 二层露台图6 内院实景 图8 内院实景图4 总平面及典型平面图性和易达性的外部空间，促进智能自发、自主地发展。2.1 吸引性富 有 吸引力的空间 促 进 智能自发 地发展。心理学家吉布森通过心理学试验，揭示了人类拥有本能的知觉偏好，“这种与生存直接相关的本能反应，是全人类的天性，甚至本质上与动物没有多大区别，越是接近基本生存需要的知觉反应，如觅食、藏身，逃生，人与动物的差别就越小。”4亲地性是对土地的依恋；偏爱柔和界面是对水潭、河岸、沙滩的眷恋；偏爱疏林草原的本能，是因为人类祖先来自非洲；偏爱拥有“前景庇护所”的空间，是因为人本能地喜欢拥有开阔前方视野同时又能隐藏自身的空间。其他的本能偏好还有亲绿性，趋光性等等。我们希望创造出具有原始吸引力的空间，触动儿童本能的知觉。吸引儿童来到其间，可游戏；可交谈；也可独自发呆，从而生45Design Technology设计技术 丨 学楼设在专教楼东北侧。建筑东高西低，面向群山，形成层层叠落的三个平台，平台下设公共活动用房，半地下室为游泳馆以及篮球馆，一层为食堂，二层为图书馆，这些用房，通过连廊连接教学楼和专教楼。如此布局，构建了良好的建筑与环境关系。之后，再应用上文的三个导则与细则，转化为空间的五个基本要素，即形态、尺度、材质、色彩与光线，去创造有利于促进智能发展的外部空间。3.1 吸引性策略（1）层叠地台从西向东，从地面到屋顶，层层后退的平台营造了具有“亲地性”的场所5（图5）。庭院内，低矮的地被与疏疏落落的乔木相搭配，营造了“疏林草原”的意象（图6）；在二三层铺设着木塑板的露台上，设计了一块块圆润的小绿地，仿佛沙滩上的绿洲，营造了“沙洲湿地”的意象（图7）。（2）柔和界面从总体布局到细部设计都贯穿柔和界面的策略（图23）。总体上“S”型的教学楼与“一”字型的行政专教楼，通过连廊构成富有动感的形态。在露台上，设计1m宽的小路将大块绿地细分为落干块边界柔和的小菜地。这块区域在投入使用之后成了颇受欢迎的场所，不仅促进儿童的健康，也能激发儿童的内在天性。（3）前景庇护24层设计了多处拥有“前景庇护”的场所，前景是开敞的露台及远方的群山，庇护所由有顶盖的挑廊构成，置身挑廊之下，背倚着圆柱，仰望天空，眺望远山，视野开阔，内心安定，是一处吸引人的场所（图23）。（4）绿色森林建筑以白色为背景色，以绿色为主色调。外廊的铝单板采用明度高的橄榄绿，柱子的真石漆选用明度低而饱和度高的绿色，外墙面砖选用明度更低而饱和度更高的绿色，形成了富有层次的色彩体系。在阳光的照耀下，庭院里摇曳的绿树，露台上的绿植与绿色的建筑形体，通过折射与反射，斑斑点点，融合在一起，幻化成一片绿色的森林（图8）。总之，从建筑设计师的角度，我们调动各个空间要素，组合生成富有吸引力的外部空间，希望唤起学生们本能的喜爱，在其间尽情地游戏，并在不知不觉中促进认知的发展与智能多元化的拓展。3.2 多样性策略（1）层级空间小学的不同年级对应着认知发展的不同阶段，部分78岁低年级学生处于认知的前运算阶段，课间最喜爱游戏。设计上将低年级的教室布在一层，可以从不同方向进入庭院，庭院四周留出2m多宽的活动空间，庭院内部设计1.5m宽的小径将大块绿地划分成若干小区域，形成一个大环套三四个小环的多路径的活动空间（图9a），循环的路径与多方向的出入口带给学生多重的体验与多样的选择6；在校园的连廊下的庭院，绿色的塑胶铺面将9m宽的地面细分为尺度宜人的活动区域（图9b）。这样的设计让个体与群体均可以在其中找到适宜游戏的空间，可以去奔跑追逐，可以过家家，扮角色，也可以安静地去独处。学生们在游戏中不断感知，重组建构头脑中的意象，发展自己对世界的认知。大部分910岁的中年级学生以及部分1112岁的高年级学生处在认知的具体运算阶段。中年级的教室设在二三层（图9c），学生们可方便地来到同层的露台活动，可以在塑胶跑道上尽情奔跑，释放身上的活力；可以在松软的木塑板上信步游走，看远山连绵，看云卷云舒；也可以在拥有“沙洲湿地”的绿化区，观察自己亲手浇水施肥的瓜果蔬菜；还可以进入露台的“前景庇护”区，在这里，每一根柱子都是一个活动的支点，或倚或靠，进行自主的活动。部分1112岁的高年级学生进入了认知发展的形式运算阶段，思维从形象上升到抽图9 层级空间示意图10 多元空间示意a 内院b 连廊下庭院c 二三层露台c 风雨连廊b 教学区西侧大台阶a 教学区二三层露台46HA 08/2023象，喜欢有挑战性的智力活动。高年级的教室设在三四层，学生可就近到三层露台活动。他们可以在绿化区域随意绕行，可以在座椅区与二三好友促膝聊天，还可以来到拥有“前景庇护”的挑廊之下，这里视野更加开阔，可眺望绵绵群山，可仰望辽阔天空，可一个人放飞心情，可二三好友交流心得。总之，我们希望二三层的露台、挑廊等外部空间，能够让学生们喜欢停留，并在其间自发地生成各种活动，让个体的认知在活动中一点一点去生长。（2）多元空间多元化的空间不仅能满足认知阶段性的活动需求，还能契合八种智能的发展。一层庭院的环形小路，二三层露台的回转路径以及空中跑道，学生们可以在其间散步、奔跑、嬉戏，拓展身体动觉智能（图10a）。在行走和跑动中，沿着不同的路径去捕捉不同的节点标志，有时是一棵树，有时是墙上的一幅画，有时是远山的对景，从而感悟空间，激发空间智能（图10a）。点线面体相结合的建筑，富有节奏感与韵律感，宛如凝固的音乐，学生们在其间来来往往，伴随着时间的流淌，音乐智能与空间智能在潜移默化中悄悄地生长。建筑形体的构成要素，如点的集合，线的延展，体的生成，这些都是逻辑数学智能具体化的教具（图10b）。层层后退的平台让每一层的平台都变成舞台，让每一层平台边缘都形成观众席，构成了立体互动的观演区，学生们既可以是演员又可以当观众，彼此之间守望和互动（图10b）。具有“疏林草原”意象的庭院，“沙洲湿地”意象的露台，以及拥有“前景庇护”的挑廊，都是学生们展开互动性活动的空间，可以与同伴们嬉戏玩耍、比拼较量，从胜败输赢中调整对自我能力的评判；可以从合作分工中学会与人相处、体察他人、适时调整自我，有所坚持也有所妥协，构建良好融洽的伙伴关系，从而发展人际智能与自我认知智能。多元化的室外空间能够让拥有不同智能喜好的学生都能找到适合自己待的地方，选择自己喜欢的课间活动，拓展独特的智能优势。3.3 易达性策略（1）同层连接在普通教室的同一楼层设计了宽敞的室外活动场所，学生们不用上下楼就可以方便地来到露台或者挑廊活动。上课铃声响了，散布在同一楼层的学生步行几十米，耗时一二分钟，就能迅速地回到教室。（2）风雨连廊在一层与二层设计了一条3m宽的风雨连廊贯穿校园（图10c），连接起每一条外廊，每一处拥有“前景庇护”的挑廊，以及每一方露台。不管是刮风下雨还是烈日当头，学生们都可以全天候地展开活动，不必拥堵在教室附近，而是在连廊的遮蔽之下方便地从一个区域进入另一个区域，从而拥有宽敞的室外活动空间。结语在三岐小学的设计上，我们基于儿童认知发展的理论，创造出富有吸引力、多样性和易达性的室外空间，期待学生在校园的室外空间中，自发自主地生成多姿多彩的活动7，促进智能的发展，从而塑造一所能与儿童内心发生连接，有温度有活力的小学校园。三岐小学投入使用至今已有三年多了，我们期待在后续开展后评估研究，通过问卷调查，实地观察等方法，收集使用后的反馈数据，并进行分析来评估设计之初的实际效果，从而为以后的学校设计提供优化与提升的 依 据。资料来源：表1：作者绘制；图1、4、910：刘婧雯绘制；图2：郭亮拍摄；图3：陈夏冰拍摄；图58：作者拍摄。参考文献1 让.皮亚杰.教育科学与儿童心理学M.杜一雄，钱心婷，译.北京：教育科学出版社，2018：29-44.2 霍华德.加德纳.多元智能新视野M.沈致隆，译.杭州：浙江人民出版社，2017.3 露丝.费尔德曼，萨莉.奥尔兹，黛安娜.帕帕拉.发展心理学M.10版.李西营，等，译.北京：人民邮电出版社，2013.4 胡正凡，林玉莲.环境心理学.4版.环境行为研究及其设计应用M.北京：中国建筑工业出版社，2018.5 何健翔.从户牖到都市苍穹深圳红岭实验小学校园设计笔记J.建筑学报，2020（1）：32-37.6 单杰，梅洪元.基于具身认知的儿童交互空间设计研究J.建筑学报，2021（S1）：86-91.7 普拉卡什.奈尔.重新设计一所好学校M.林文静，译.北京：中国青年出版社，2019.作者信息：林蔚然，福建省建筑设计研究院有限公司教授级高级工程师，