Понимание когнитивных преимуществ обучения в естественных средах

Обучение в естественных условиях - от парков и садов до открытых классных комнат и лесных настроек - предлагает гораздо больше, чем простое изменение пейзажа для студентов. Эти настройки обеспечивают повышенное вовлечение студентов и владение их обучением, некоторые доказательства академического улучшения, развития социальных и совместных навыков и улучшенных факторов самооценки. Поскольку педагоги и исследователи продолжают исследовать пересечение природы и образования, убедительный массив доказательств показывает, что наружные учебные среды активно улучшают когнитивные процессы, поддерживают эмоциональное благополучие и способствуют академическому успеху во всех возрастных группах.

Наука, стоящая за природой и познанием

Взаимосвязь между природной средой и когнитивным функционированием широко изучалась в течение последних нескольких десятилетий, при этом исследования последовательно демонстрируют измеримые выгоды. Проведение времени в природе пополняет добровольный фокус и имеет преимущества для внимания, мотивации, концентрации и рабочей памяти. Это явление основано на хорошо зарекомендовавших себя психологических теориях, объясняющих, как и почему природа оказывает такое мощное воздействие на человеческий разум.

Теория восстановления внимания

Одной из наиболее влиятельных основ понимания когнитивных преимуществ природы является теория восстановления внимания (ART), разработанная психологами Рэйчел и Стивеном Капланом. Теория восстановления внимания предполагает, что время, проведенное в естественных условиях или даже просмотр естественных сцен, помогает людям оправиться от усталости от направленного внимания (умственной усталости, которая возникает при поддержании преднамеренного внимания к задачам). Эта теория стала краеугольным камнем исследований в наружных учебных средах.

Теория утверждает, что противоядие от усталости внимания состоит в том, чтобы отвлечься от задач, требующих внимания, связанных с современной жизнью, и провести время в естественной среде, которая требует меньше наших когнитивных ресурсов и позволяет нам восстановить наши способности внимания. ART предлагает, чтобы люди извлекали выгоду из возможности «быть вдали» от повседневных стрессов, испытывать обширные пространства и контексты («экстенс»), участвовать в деятельности, которая «совместима» с нашими внутренними мотивациями, и критически испытывать стимулы, которые «мягко увлекательны».

Природные среды часто вызывают состояние, известное как мягкое увлечение, которое позволяет уму отдыхать и размышлять, поддерживая более поздние результаты работы. В отличие от жесткого увлечения, требуемого видеоиграми или захватывающими фильмами, мягкое увлечение, такое как наблюдение за дрейфом облаков или шелестом листьев, легко захватывает внимание без истощения когнитивных ресурсов. Это позволяет исполнительным функциям мозга восстанавливаться и восстанавливаться.

Эмпирические доказательства когнитивного улучшения

В многочисленных систематических обзорах были рассмотрены эмпирические данные, подтверждающие когнитивные преимущества природы. Рабочая память, когнитивная гибкость и в менее надежной степени контроль внимания улучшаются после воздействия природных сред с низкими и умеренными размерами эффекта. Эти результаты имеют важные последствия для образовательных установок, где эти когнитивные функции имеют основополагающее значение для успеха обучения.

Исследования также показали, что студенты с наиболее естественным видом окна лучше уделяли внимание, чем те, у кого были построенные или конкретные виды окон. Даже просмотр изображений естественной среды привел к улучшению результатов тестов на внимание. Это говорит о том, что даже пассивное воздействие на природу - не только активное обучение на открытом воздухе - может принести когнитивные преимущества.

Природа способствует усиленному развитию серого и белого вещества в мозге. Существует прямая связь между воздействием природы и когнитивными навыками, рабочей памятью и вниманием. Эти неврологические изменения подчеркивают глубокое влияние, которое естественная среда может оказать на развивающийся ум.

Всесторонние когнитивные преимущества обучения на открытом воздухе

Когнитивные преимущества обучения в естественных условиях распространяются на несколько областей, влияя на все, от базовых процессов внимания до навыков мышления более высокого порядка. Понимание этих преимуществ может помочь педагогам разработать более эффективный опыт обучения на открытом воздухе.

Усиление внимания и фокусировки

Одним из наиболее последовательно документированных преимуществ обучения на открытом воздухе является улучшение концентрации внимания. Прямое и косвенное воздействие на природу позволяет студентам быстрее восстанавливаться после умственно сложных упражнений. Этот восстановительный эффект особенно ценен в образовательных контекстах, где студенты сталкиваются с устойчивыми когнитивными потребностями в течение дня.

В 12 из 14 исследований, в разных образовательных уровнях, когнитивные преимущества возникают с точки зрения направленного восстановления внимания от умственной усталости из-за контакта с природой. Эта замечательная последовательность в разных возрастных группах и образовательных учреждениях предполагает, что восстановление внимания является надежным и надежным преимуществом воздействия природы.

Наружные игры и уроки на открытом воздухе оказывают влияние на последующее обучение в помещении: снижение стресса и увеличение концентрации, внимания, мотивации и взаимодействия с материалом. Этот вывод особенно важен, потому что он демонстрирует, что обучение на открытом воздухе не только приносит пользу студентам, пока они находятся на улице - положительные эффекты переносятся в традиционные настройки класса.

Улучшение сохранения памяти и академической производительности

Естественные условия обучения создают условия, которые поддерживают более сильное формирование и сохранение памяти. Мультисенсорный опыт, доступный на открытом воздухе - звуки, запахи, текстуры и визуальные стимулы природы - создают более богатые контексты кодирования, которые помогают учащимся запоминать то, что они узнали. Эти разнообразные сенсорные входные данные обеспечивают несколько сигналов поиска, которые позже могут помочь учащимся более эффективно запоминать информацию.

Обучение на открытом воздухе, в свою очередь, приводит к улучшению стандартизированных тестовых оценок, результатов вступительных экзаменов в колледж и результатов занятий по всей учебной программе. Эта связь между обучением на открытом воздухе и измеримыми академическими результатами обеспечивает убедительные доказательства для интеграции естественного образования в стандартные учебные программы.

Исследования, проведенные в рамках пилотной программы TEACHOUT в Дании, предоставили особенно убедительные доказательства академических преимуществ. Недавний национальный пилотный проект TEACHOUT в Дании предоставил научные доказательства преимуществ обучения на открытом воздухе для учащихся начальных школ: физическая активность, мотивация к школе, просоциальное поведение и даже эффективность чтения. Тот факт, что обучение на открытом воздухе может улучшить даже фундаментальные навыки, такие как чтение, демонстрирует его широкую образовательную ценность.

Повышение креативности и навыков решения проблем

Природные среды предоставляют уникальные возможности для творческого мышления и инновационного решения проблем. Обучение на открытом воздухе помогает студентам стать лучшими коммуникаторами, более вовлеченными учениками и гибкими решателями проблем. Открытый характер наружных настроек побуждает студентов подходить к задачам с разных сторон и разрабатывать новые решения.

Функциональная, конструктивная, исследовательская, драматическая, творческая и творческая игра усиливается на открытом воздухе по сравнению с традиционными игровыми настройками. Это улучшение различных типов игр способствует когнитивному развитию, позволяя детям экспериментировать, проверять гипотезы и участвовать в расходящемся мышлении - все важные компоненты творчества и решения проблем.

Неструктурированные элементы, найденные в естественных условиях — свободные части, такие как палки, камни, листья и вода, — предоставляют бесконечные возможности для творческого исследования. В отличие от изготовленных игрушек с заранее определенным использованием, натуральные материалы могут быть переосмыслены и перепрофилированы бесчисленными способами, стимулируя творческое мышление и когнитивную гибкость.

Снижение стресса и эмоциональное регулирование

Когнитивные преимущества обучения на открытом воздухе тесно переплетаются с эмоциональными и физиологическими эффектами. Природа снижает частоту сердечных сокращений, артериальное давление и температуру тела, что приводит к лучшей концентрации внимания и наслаждению уроком. Эти физиологические изменения создают оптимальные условия для обучения за счет снижения реакции на стресс, которая может помешать когнитивной обработке.

Природа обладает потенциалом для снятия когнитивной перегрузки, снижения стресса и повышения благополучия — все факторы, способствующие обучению. Когда студенты менее подвержены стрессу и более эмоционально регулируются, у них больше когнитивных ресурсов, доступных для учебных задач. Снижающие стресс свойства природы, таким образом, косвенно поддерживают когнитивное функционирование, освобождая умственные способности, которые в противном случае были бы поглощены беспокойством или эмоциональной дисрегуляцией.

Для студентов, которые испытывают трудности с вниманием или поведенческие проблемы, обучение на открытом воздухе может быть особенно полезным. Исследования показали, что обучение на основе природы может улучшить настроение, регулировать поведение и повысить концентрацию на традиционных предметных материалах, что делает его ценным инструментом для поддержки различных учащихся.

Типы естественной среды обучения

Естественные условия обучения бывают разных форм, каждая из которых предлагает уникальные преимущества и возможности для когнитивного развития. Понимание разнообразия наружных настроек обучения может помочь педагогам выбрать наиболее подходящие варианты для своих студентов и образовательных целей.

Школьные сады и зеленые школьные дворы

Школьные сады представляют собой одну из наиболее доступных форм внешней среды обучения. Эти пространства могут быть интегрированы в существующие школьные площадки и предоставляют возможности для практического обучения по нескольким предметным областям. Сады предлагают богатые контексты для преподавания научных концепций, таких как биология растений, экосистемы и жизненные циклы, а также поддерживают уроки математики (измерение, подсчет, сбор данных), языковые искусства (описательное письмо, журналирование) и социальные исследования (пищевые системы, культурные традиции).

Зеленые школьные дворы - открытые пространства, которые включают в себя природные элементы, такие как деревья, местные растения, сады и природные игровые площадки - обеспечивают ежедневные возможности для воздействия на природу. Зеленые открытые пространства связаны с улучшением познания, благополучия, поведения и физического здоровья как для детей, так и для взрослых. В отличие от полевых поездок, которые происходят время от времени, зеленые школьные дворы предлагают постоянный доступ к природе в течение всего учебного дня.

Лесные школы и программы дикой природы

Движение Forest School в Великобритании первоначально было вдохновлено датской практикой обучения на открытом воздухе и подчеркивает ориентированное на детей обучение для раннего обучения и детей младшего школьного возраста в лесной среде. Лесные школы обычно включают регулярные, повторяющиеся занятия в лесных или природных районах, где дети участвуют в обучении под руководством детей, основанном на играх.

Эти программы погружения в природу позволяют студентам развивать глубокие связи с окружающей средой с течением времени. Регулярный, устойчивый контакт с природой, который обеспечивают лесные школы, может быть особенно полезен для когнитивного развития. Исследования показывают, что обучение на открытом воздухе более эффективно, когда оно устойчиво / более длительный срок (например, более интенсивный проект, продолжающийся несколько дней или еженедельная сессия на открытом воздухе в течение года, и есть хорошо продуманная подготовительная и последующая работа).

Наружные классы и естественно-ориентированная учебная программа

Наружные классы включают в себя выведение традиционных академических предметов за пределы и обучение их в естественных условиях. NSLOtC включает в себя практические и экспериментальные учебные мероприятия, проводимые на улице в школьных площадках и других местах, таких как парки, леса, жилые лагеря / центры или в экспедициях. Деятельность может быть учебной или неучебной, сосредоточена на различных областях когнитивного, социального, эмоционального и морального развития и быть связана с обучением в помещении.

Такой подход поддерживает академическую строгость, используя когнитивные преимущества естественных условий. Учителя могут проводить уроки математики с использованием натуральных материалов для подсчета и измерения, держать круги чтения под деревьями или преподавать научные концепции посредством прямого наблюдения за природными явлениями. Ключ в том, что наружная обстановка становится неотъемлемой частью опыта обучения, а не просто фоном.

Городская природа и близлежащие зеленые пространства

Не все школы имеют доступ к лесам или обширным природным районам, но даже городские зеленые насаждения могут обеспечить когнитивные преимущества. Связь между расстоянием до NOE и временем завершения CTT, обеспечивая некоторое указание на то, что близость к природе может принести пользу когнитивной функции, особенно визуальному вниманию. Парки, общественные сады, усаженные деревьями улицы и даже небольшие участки зелени могут служить ценной внешней учебной средой.

Городские школы могут сотрудничать с местными отделами парков, ботаническими садами или природными центрами, чтобы получить доступ к зеленым насаждениям для обучения на открытом воздухе. Даже короткие прогулки по близлежащим природным районам могут обеспечить когнитивные преимущества, делая обучение на открытом воздухе доступным для школ в густонаселенных районах.

Механизмы, лежащие в основе когнитивных преимуществ природы

Понимание механизмов, с помощью которых естественные среды улучшают познание, может помочь педагогам максимизировать преимущества обучения на открытом воздухе.Множественные пути способствуют когнитивным преимуществам, наблюдаемым в естественном образовании.

Восстановление внимания и психическое восстановление

Основной механизм, предложенный теорией восстановления внимания, включает в себя восстановление способности к направленному вниманию. Современные образовательные среды предъявляют большие требования к направленному вниманию студентов - трудоемкой, добровольной концентрации, необходимой для академических задач. Эта способность конечна и может устать. Когда направленное внимание истощается, студенты изо всех сил пытаются сосредоточиться, противостоять отвлекающим факторам и взаимодействовать с учебными материалами.

Природные среды обеспечивают облегчение от этих требований, привлекая непроизвольное внимание через мягкое увлечение. Это позволяет нейронным системам, ответственным за направленное внимание, отдыхать и восстанавливаться. Бесплатная возможность поддерживать познание студентов - это перерыв в зеленой среде после умственно требовательных действий. Даже короткие перерывы на природе могут помочь восстановить способность внимания и улучшить последующую когнитивную производительность.

Снижение когнитивной нагрузки и умственной усталости

Городские и внутренние среды часто содержат многочисленные стимулы, которые конкурируют за внимание - рекламу, трафик, шум, толпы и искусственное освещение. Обработка и фильтрация этих стимулов требует когнитивных усилий, способствующих умственной усталости. Природные среды, напротив, обычно содержат меньше конкурирующих требований и более последовательные, предсказуемые модели.

Городские жители могут испытывать когнитивную усталость и мало возможностей для восстановления психики из-за отсутствия доступа к природе.Предоставляя окружающим среду с более низкими когнитивными потребностями, природа позволяет студентам испытать восстановление психики и вернуться к учебным задачам с обновленными когнитивными ресурсами.

Многочувственное участие и эмпирическое обучение

Природные среды одновременно задействуют несколько чувств, создавая богатый опыт обучения, который поддерживает формирование памяти и когнитивную обработку. Студенты, обучающиеся на открытом воздухе, могут видеть, слышать, касаться, обонять, а иногда и вкусить элементы своей среды, создавая несколько путей для кодирования информации.

Это мультисенсорное взаимодействие согласуется с тем, как маленькие дети учатся естественным образом. Чтобы учиться, маленькие дети должны испытывать вещи для себя, обрабатывать информацию таким образом, который подходит для них, бороться с проблемами и использовать творческие и творческие способы поиска решений. Природная среда обеспечивает идеальные условия для этого типа эмпирического, практического обучения.

Физическая активность и функция мозга

Обучение на открытом воздухе обычно включает в себя больше физических движений, чем традиционные занятия в классе. Эта повышенная физическая активность способствует когнитивным преимуществам через несколько путей. Упражнения увеличивают приток крови к мозгу, способствуют высвобождению нейротрофических факторов, которые поддерживают здоровье мозга, и могут улучшить настроение и уровни возбуждения, которые оптимизируют обучение.

Сочетание воздействия природы и физической активности может оказывать синергетическое воздействие на познание.Учащиеся, которые физически активны в естественных условиях, могут испытывать большие когнитивные преимущества, чем те, кто сидячий в помещении, даже если обе группы занимаются аналогичным академическим содержанием.

Практические применения в образовательных установках

Перевод исследований о когнитивных преимуществах природы в практические образовательные стратегии требует продуманного планирования и реализации.Воспитатели могут включать обучение на открытом воздухе различными способами, адаптируя подходы к их конкретным контекстам, студенческому населению и учебным целям.

Интеграция природы в повседневные рутины

Один из наиболее эффективных подходов заключается в том, чтобы сделать обучение на открытом воздухе регулярной частью учебного дня, а не случайным специальным мероприятием.

Утренние встречи или время нахождения на открытом воздухе: Начало дня на природе может помочь студентам прийти к выполнению учебных задач с восстановленным вниманием и снижением стресса.
Наружные переходы: Краткие перерывы между субъектами или после когнитивно-требовательных действий могут помочь восстановить внимание для последующего обучения.
Регулярные занятия на открытом воздухе: Определение конкретных дней или времени для обучения на открытом воздухе создает согласованность и позволяет студентам развивать комфорт с обучением на открытом воздухе.
Природные перерывы и свободная игра: Обеспечение того, чтобы время перерыва включало доступ к природным элементам, поддерживает как когнитивное восстановление, так и физическую активность.

Ключом является последовательность и интеграция, а не отношение к обучению на открытом воздухе как к отделению от «реального» образования. Когда опыт на открытом воздухе вплетается в ткань повседневной школьной жизни, учащиеся могут регулярно получать доступ к когнитивным преимуществам природы.

Тематические мероприятия по обучению на открытом воздухе

Почти любой предмет можно преподавать на открытом воздухе с соответствующим планированием. Вот примеры по различным дисциплинам:

Научное образование: Природные среды обеспечивают идеальные условия для обучения науке. Студенты могут наблюдать экосистемы, проводить эксперименты с природными материалами, изучать погодные условия, исследовать состав почвы, идентифицировать растения и животных и исследовать физические научные концепции, такие как сила, движение и энергия. Наружный опыт обучения положительно влияет на достижения науки и отношение к окружающей среде. Эти переживания увеличивают вовлеченность и знание научного содержания при реализации обученными учителями в знакомых условиях, таких как школьные дворы.

Математика: Наружные настройки предлагают бесчисленные возможности для математического мышления. Студенты могут измерять деревья, вычислять площади и периметры садовых кроватей, собирать и составлять графики данных о природных явлениях, использовать природные материалы для подсчета и сортировки, исследовать геометрические формы в природе и применять математические концепции к реальным проблемам, таким как проектирование планировок сада или расчет популяций птиц.

Языковые искусства: Природа дает богатое вдохновение для писательской и грамотной деятельности. Студенты могут заниматься журналированием природы, писать описательные отрывки о наблюдениях на открытом воздухе, создавать поэзию, вдохновленную естественными условиями, читать литературу на открытом воздухе, практиковать устное повествование и развивать словарный запас посредством прямого опыта с природными явлениями.

Образование в области искусств: Природные среды предлагают бесконечные художественные возможности. Студенты могут создавать искусство с использованием природных материалов, рисовать наружные сцены, исследовать цвет и текстуру в природе, использовать природные объекты для печати, создавать наземные художественные инсталляции и изучать, как художники на протяжении всей истории изображали природу.

Социальные исследования: Обучение на открытом воздухе может поддерживать цели социальных исследований посредством таких мероприятий, как изучение местной истории и географии, изучение того, как общины взаимодействуют с окружающей средой, изучение культурных связей с природой, изучение вопросов экологической справедливости и изучение отношений коренных народов с землей.

Создание эффективного опыта обучения на открытом воздухе

Чтобы максимизировать когнитивные преимущества обучения на открытом воздухе, педагоги должны учитывать несколько ключевых принципов:

Обеспечить достаточное время: Стремление к активным занятиям на свежем воздухе может создать стресс, а не восстановление. Позволяют учащимся достаточно времени, чтобы осесть в открытой среде, заниматься учебной деятельностью и испытывать восстановительные преимущества природы.

Структура баланса и свобода: Хотя некоторые структуры помогают обеспечить достижение целей обучения, время для неструктурированного исследования и игры поддерживает творчество, решение проблем и восстановление внимания, которое происходит от самонаправленного взаимодействия с природой.

Подключайтесь к учебной программе: Наружное обучение должно дополнять и улучшать обучение в помещении, а не отключаться от него. Исследования показывают, что обучение на открытом воздухе более эффективно, когда есть хорошо продуманная подготовительная и последующая работа. Подготовка студентов перед открытыми сессиями и последующий опрос помогает консолидировать обучение и сделать связи явными.

Обеспечить доступность: Учитывайте потребности всех студентов при планировании обучения на открытом воздухе. Это включает физическую доступность для студентов с проблемами мобильности, сенсорные соображения для студентов, которые могут быть перегружены внешними стимулами, и предоставление соответствующей одежды и оборудования, чтобы все студенты могли комфортно участвовать.

Построение потенциала учителя: Обучение учителей до начала службы и в процессе работы должно включать в себя акцент на том, как естественные условия могут быть эффективно использованы для обучения. Профессиональное развитие, которое помогает учителям развивать уверенность и навыки в обучении на открытом воздухе, имеет важное значение для успешной реализации.

Решение общих проблем

Хотя преимущества обучения на открытом воздухе очевидны, преподаватели часто сталкиваются с практическими проблемами в реализации. Общие проблемы включают погодные условия, соображения безопасности, управление классом в условиях на открытом воздухе, давление на охват учебной программы и отсутствие подходящих открытых пространств.

Многие из этих проблем можно решить путем планирования и творческого решения проблем. Соответствующая одежда и кров могут сделать обучение на открытом воздухе возможным в различных погодных условиях. Ясные ожидания и процедуры помогают с управлением классом на открытом воздухе. Обучение на открытом воздухе может поддерживать, а не отвлекать от охвата учебной программы при продуманной интеграции. Даже школы с ограниченным открытым пространством могут получить доступ к близлежащим паркам или создать небольшие зеленые зоны в кампусе.

Начало небольшого - возможно, с одной открытой сессии в неделю или кратких перерывов на природе - позволяет учителям строить доверие и разрабатывать системы до расширения программ обучения на открытом воздухе. Со временем, как учителя, так и студенты становятся более удобными с обучением на открытом воздухе, это может стать естественной и ценной частью образовательного опыта.

Возрастные особенности для обучения на открытом воздухе

Хотя обучение на открытом воздухе приносит пользу студентам всех возрастов, конкретные подходы и мероприятия должны быть адаптированы к этапам развития и соответствующим возрасту целям обучения.

Образование детей раннего возраста

Для маленьких детей обучение на открытом воздухе особенно важно, поскольку оно соответствует их потребностям в развитии для движения, сенсорного исследования и практического опыта. Нахождение на открытом воздухе и игра на природе необходимы для здорового развития детей и формального обучения, и что благополучие и обучение детей могут извлечь выгоду из использования открытых пространств в качестве учебной среды.

Раннее обучение в детском возрасте должно подчеркивать:

Неструктурированная игра и исследование в естественных условиях
Сенсорный опыт с природными материалами
Развитие грубых и тонких моторных навыков посредством активного отдыха
Природное повествование и творческая игра
Простые исследования и наблюдения природных явлений
Строительный комфорт и знакомство с внешней средой

Когнитивные преимущества для маленьких детей включают повышенное внимание, улучшение исполнительной функции и более сильные навыки решения проблем, которые обеспечивают основу для последующего академического обучения.

Начальная школа

Студенты начального возраста могут участвовать в более структурированном обучении на открытом воздухе, в то же время получая выгоду от игры и исследования. На этом этапе обучение на открытом воздухе может напрямую поддерживать академический контент по предметам, продолжая при этом обеспечивать когнитивное восстановление и снижение стресса.

Эффективные подходы к начальным студентам включают:

Наружные научные исследования и эксперименты
Природа журналирования и наблюдательный рисунок
Математические решения проблем с использованием природных материалов и наружного контекста
Чтение и письмо в естественных условиях
Проекты обучения на основе сада
Природоохранная деятельность по формированию групп и сотрудничеству

Дети, которые проводят больше времени на природе, особенно в школе, учатся лучше. Регулярное обучение на открытом воздухе в течение начальных лет может установить модели и отношения, которые поддерживают обучение на протяжении всей жизни и экологическое управление.

Средняя и средняя школа

Подростки сталкиваются с возрастающим академическим давлением и когнитивными требованиями, что делает восстановительные преимущества обучения на открытом воздухе особенно ценными.На этом этапе обучение на открытом воздухе может стать более сложным, включающим сложные исследования, расширенные проекты и более глубокое исследование экологических и научных концепций.

Соответствующее обучение на открытом воздухе для пожилых студентов включает в себя:

Научные исследования на местах и сбор данных
Экологический мониторинг и гражданские научные проекты
Наружное приключенческое образование и курсы вызова
Проекты обучения, ориентированные на экологическое управление
Междисциплинарные проекты, соединяющие несколько предметов через внешние контексты
Отражательные практики и осознанная деятельность в природе

Исследования показали положительную связь между обучением на открытом воздухе и успеваемостью даже на вторичном уровне. Исследования по ежедневному воздействию зелени для всех возрастных групп дают представление о методах снижения трудностей с вниманием и способах поддержки академического развития. Для подростков, готовящихся к колледжу и карьере, когнитивные преимущества обучения на открытом воздухе могут поддерживать академические достижения, а также способствовать благополучию в течение сложного периода развития.

Долгосрочные выгоды и более широкие последствия

Когнитивные преимущества обучения на открытом воздухе выходят за рамки немедленного улучшения внимания и памяти. Регулярное взаимодействие с естественной учебной средой может иметь длительные последствия для академических траекторий студентов, жизненных навыков и отношений с естественным миром.

Академические достижения и вовлеченность в школу

Совокупные эффекты улучшения внимания, снижения стресса и улучшения когнитивного функционирования способствуют улучшению общей академической успеваемости. Обучение на открытом воздухе, в свою очередь, приводит к улучшению стандартизированных тестовых оценок, результатов вступительных экзаменов в колледж и результатов класса по всей учебной программе. Эти измеримые академические результаты обеспечивают убедительные доказательства ценности программ обучения на открытом воздухе.

Помимо тестовых баллов, обучение на открытом воздухе может повысить вовлеченность учащихся в школу и мотивацию к обучению. Существует связь между обучением на открытом воздухе, вовлечением в процесс и снижением склонности к отказу от школы. Для студентов, которые борются в традиционных условиях класса, обучение на открытом воздухе может обеспечить альтернативные пути к успеху и помочь им раскрыть свои сильные стороны и интересы.

Социальное и эмоциональное развитие

Преимущества обучения на открытом воздухе выходят за рамки когнитивных областей для поддержки социального и эмоционального развития. Сообщаемые преимущества обучения в естественных условиях на открытом воздухе включают: увеличение вовлеченности студентов и владения их обучением, некоторые доказательства академического улучшения, развитие социальных и совместных навыков и улучшенных факторов самооценки.

Природные среды обеспечивают уникальные контексты для развития социальных навыков, поскольку студенты работают вместе над проектами на открытом воздухе, ориентируются в задачах и участвуют в совместной игре. Менее структурированный характер наружных настроек может позволить возникнуть различной социальной динамике, давая студентам возможности развивать лидерские навыки, практиковать разрешение конфликтов и строить отношения по-новому.

Улучшенная самооценка, которая часто является результатом опыта обучения на открытом воздухе, может иметь долгосрочные последствия для уверенности и готовности студентов решать проблемы. Успешное навигация по мероприятиям обучения на открытом воздухе - будь то восхождение на дерево, завершение исследования природы или уход за садом - создает самоэффективность, которая переходит в другие области жизни.

Экологическая грамотность и управление

Регулярный положительный опыт в естественной среде в детстве и подростковом возрасте способствует экологической осведомленности и отношениям управления. Студенты, которые учатся на открытом воздухе, развивают более глубокое понимание экологических концепций, большую оценку природы и более сильную мотивацию для защиты окружающей среды.

Шестинедельный проект по кормлению и мониторингу птиц в школьных помещениях привел к повышению осведомленности о биоразнообразии, повышению знаний о идентификации птиц и улучшению отношения к природе, особенно среди детей с ограниченным воздействием природы. Эти виды опыта помогают учащимся развивать экологическую грамотность - знания, навыки и мотивацию для принятия обоснованных решений по экологическим вопросам.

По мере того, как экологические проблемы становятся все более насущными, важно развивать экологически грамотных граждан, которые понимают и заботятся о природном мире. Обучение на открытом воздухе в образовательных учреждениях играет решающую роль в содействии этой экологической грамотности и вдохновляет следующее поколение экологических управляющих.

Физическое здоровье и благополучие

Когнитивные преимущества обучения на открытом воздухе дополняются преимуществами для физического здоровья. Обучение на открытом воздухе обычно включает в себя больше физической активности, чем обучение в помещении, что способствует сердечно-сосудистому здоровью, развитию двигательных навыков и поддержанию здорового веса. Воздействие естественного света поддерживает синтез витамина D и помогает регулировать циркадные ритмы, способствуя улучшению сна.

Доступ к открытым и естественным пространствам поддерживает улучшение физического здоровья, а время вне природы также оказывает благотворное влияние на когнитивное и психическое здоровье.Взаимосвязи между физическим здоровьем, психическим здоровьем и когнитивным функционированием означают, что обучение на открытом воздухе поддерживает благополучие студентов целостно.

Направления исследований и будущие соображения

Хотя существенные данные подтверждают когнитивные преимущества обучения на открытом воздухе, исследователи продолжают исследовать вопросы о механизмах, оптимальных подходах и конкретных популяциях, которые могут извлечь наибольшую пользу из обучения на основе природы.

Текущие пробелы в исследованиях

Подходы к обучению на открытом воздухе варьируются от погружения в жилые помещения и программ, основанных на природе, таких как лесная школа, до повседневного обучения в учебных программах, которое происходит на территории городских школ. Эти различия затрудняют сравнение и сопоставление результатов в нескольких исследованиях, и очень мало исследований непосредственно сравнивают различные подходы или контролируемые переменные, чтобы можно было изучать конкретные аспекты обучения на открытом воздухе.

Будущие исследования должны решить несколько ключевых вопросов:

Какие особенности природной среды наиболее важны для когнитивных преимуществ?
Сколько времени необходимо природе для достижения измеримых когнитивных улучшений?
Как различные типы обучения на открытом воздухе (структурированные против неструктурированных, основанные на учебной программе против основанных на игре) сравниваются в их когнитивных эффектах?
Каковы долгосрочные последствия регулярного обучения на открытом воздухе в детстве и подростковом возрасте?
Как можно оптимизировать обучение на открытом воздухе для студентов с различными потребностями и способностями к обучению?

Решение этих вопросов поможет преподавателям разработать более эффективные программы обучения на открытом воздухе и принять обоснованные решения о внедрении.

Соображения справедливости и доступа

Важным соображением в исследованиях и практике обучения на открытом воздухе является обеспечение справедливого доступа к образовательным возможностям на основе природы.Учащиеся в школах с недостаточными ресурсами, городских районах с ограниченными зелеными насаждениями и общинах, сталкивающихся с экологической несправедливостью, могут иметь меньший доступ к качественному обучению на открытом воздухе.

Природоспецифическое обучение на открытом воздухе имеет измеримые социально-эмоциональные, академические и социальные преимущества и должно быть включено в школьный опыт каждого ребенка со ссылкой на их местный контекст. Достижение этой цели требует преднамеренных усилий по предоставлению возможностей обучения на открытом воздухе для всех учащихся, независимо от их местоположения или ресурсов школы.

Стратегии повышения справедливости в обучении на открытом воздухе включают в себя развитие зеленых школьных дворов в городских школах, партнерство с общественными организациями для доступа к близлежащим природным районам, обеспечение транспорта к богатым природным объектам и обеспечение того, чтобы программы обучения на открытом воздухе были культурно отзывчивыми и включали в себя различные перспективы и опыт.

Технологии и виртуальная природа

По мере развития технологий исследователи изучают, может ли виртуальный опыт природы обеспечить некоторые когнитивные преимущества фактического воздействия на открытом воздухе. Несколько исследований продемонстрировали, как захватывающие VR-сцены естественной среды все еще могут увеличить воспринимаемую восстановительность, положительный эффект и аспекты внимания. Результаты в совокупности указывают на то, что воздействие виртуальной природы улучшает психическое здоровье и благополучие (например, снижение негативного воздействия и стресса, увеличение положительного воздействия).

Хотя виртуальная природа не может полностью заменить реальный опыт на открытом воздухе, она может обеспечить преимущества, когда доступ к реальной природе ограничен. Это может быть особенно ценно для студентов с проблемами мобильности, школ в районах с ограниченными зелеными насаждениями или в погодных условиях, которые препятствуют обучению на открытом воздухе. Однако фактическое воздействие реальных сред может усилить эффект восстановления в этих трех областях, по сравнению с виртуальными воздействиями.

Последствия политики и системные изменения

Для реализации полного потенциала обучения на открытом воздухе для повышения когнитивного развития и академических достижений требуется поддержка на нескольких уровнях - от отдельных учителей и школ до районной политики и национальных образовательных рамок.

Школьная и районная политика

Школы и районы могут поддерживать обучение на открытом воздухе с помощью политики, которая:

Выделить время в школьном расписании для обучения на открытом воздухе
Обеспечить профессиональное развитие учителей в методах обучения на открытом воздухе
Инвестируйте в развитие и поддержание открытых учебных пространств
Включите обучение на открытом воздухе в рамки учебных программ и стандарты
Установите протоколы безопасности и процедуры управления рисками, которые позволяют, а не препятствуют обучению на открытом воздухе.
Признать и ценить обучение на открытом воздухе в оценках учителей и мерах подотчетности школ

Эта политика поддерживает создание условий, в которых обучение на открытом воздухе может процветать, а не рассматриваться как дополнительное или дополнительное бремя для учителей.

Партнерство и ресурсы сообщества

Школы могут использовать ресурсы сообщества для расширения возможностей обучения на открытом воздухе. Партнерства с отделами парков, природными центрами, экологическими организациями, ботаническими садами и группами отдыха на открытом воздухе могут обеспечить экспертизу, доступ к природным районам и дополнительные ресурсы для программ обучения на открытом воздухе.

Волонтеры сообщества, включая родителей, натуралистов и любителей активного отдыха, могут поддерживать обучение на открытом воздухе, помогая контролировать, обмениваться опытом и помогать поддерживать учебные пространства на открытом воздухе. Эти партнерские отношения не только расширяют возможности для обучения студентов, но и укрепляют связи между школами и сообществами.

Национальные и международные движения

Растущее признание преимуществ обучения на открытом воздухе вызвало национальные и международные движения за расширение доступа детей к естественному образованию.Такие страны, как Дания, Финляндия и Норвегия, имеют давние традиции обучения на открытом воздухе, которые в настоящее время изучаются и адаптируются в других контекстах.

Организации, занимающиеся обучением на открытом воздухе, такие как Детский & Nature Network, Зеленые школьные дворы АмерикиЭти движения помогают наращивать импульс для системных изменений, которые придают приоритетное значение связи детей с природой как фундаментальному компоненту образования.

Практические ресурсы для педагогов

Учителя, заинтересованные в включении обучения на открытом воздухе в свою практику, могут получить доступ к многочисленным ресурсам для поддержки своих усилий:

Возможности профессионального развития

Многие организации предлагают обучение и сертификацию в методах обучения на открытом воздухе. Программы обучения в лесных школах, учебные семинары на открытом воздухе и курсы обучения на основе природы могут помочь учителям развить знания и уверенность в эффективном преподавании на открытом воздухе. Онлайн-ресурсы, вебинары и профессиональные учебные сообщества обеспечивают постоянную поддержку и обмен идеями среди преподавателей на открытом воздухе.

Учебные ресурсы и планы уроков

Многие веб-сайты и организации предоставляют бесплатные или недорогие учебные программы для обучения на открытом воздухе, в том числе:

Проект «Древо обучения», проект «WLD» и проект «WET» (программы экологического образования)
Программа школьных дворов Национальной федерации дикой природы
Life Lab садовая учебная программа
Nature Explore Outdoor Classary Resources (англ.) (недоступная ссылка).
Местные природные центры и организации экологического образования

Эти ресурсы обеспечивают структурированные планы уроков и мероприятий, которые могут быть адаптированы к различным уровням, предметам и наружным настройкам.

Книги и публикации

Растущее количество литературы дает рекомендации по обучению на открытом воздухе. Книги, такие как «Последний ребенок в лесу» Ричарда Лува, «Природный принцип» Ричарда Лува, «Баланс и босиком» Анджелы Ханском и «Исправление природы» Флоренс Уильямс, исследуют важность связи природы для развития детей. Практические руководства, такие как «Руководство Койота по соединению с природой» и различные руководства по лесным школам, предлагают конкретные стратегии обучения на открытом воздухе.

Измерение успеха в программах обучения на открытом воздухе

По мере того, как школы реализуют программы обучения на открытом воздухе, оценка их эффективности помогает продемонстрировать ценность, определить области для улучшения и создать поддержку для непрерывных инвестиций в естественное образование.

Когнитивные и академические результаты

Школы могут отслеживать различные меры для оценки когнитивных и академических воздействий:

Меры внимания и фокуса (наблюдения учителей, стандартизированные оценки внимания)
Показатели академической эффективности (оценки, результаты тестов, показатели завершения работы)
Метрики вовлеченности (уровень участия, поведение на работе, опросы студентов)
Оценка памяти и удержания (сравнение удержания материала, преподаваемого в помещении и на открытом воздухе)
Меры по решению проблем и креативности (выполнение задач открытого типа, творческие проекты)

Социально-эмоциональные и поведенческие результаты

Помимо когнитивных мер, школы должны оценивать более широкое влияние на благополучие учащихся:

Уровень стресса и тревоги (самоотчеты студентов, поведенческие наблюдения)
Социальные навыки и отношения со сверстниками (наблюдения учителя, социометрические меры)
Самооценка и уверенность (опросы студентов, рефлексивные журналы)
Поведенческие инциденты (отправка в офис, частота конфликтов)
Климат и удовлетворенность в школе (опросы студентов, учителей и родителей)

Экологические знания и отношения

Оценка экологической грамотности студентов и их связи с природой помогает оценить, достигает ли обучение на открытом воздухе более широких целей:

Оценка экологических знаний (экологические концепции, идентификация видов, системное мышление)
Меры связи с природой (время, проведенное на открытом воздухе, комфорт в природе, чувство места)
Экологические установки и ценности (опросы, интервью, рефлексивное письмо)
Стюардивное поведение (участие в экологических акциях, устойчивый выбор)

Использование нескольких мер обеспечивает полную картину воздействия обучения на открытом воздухе и помогает донести его ценность до заинтересованных сторон.

Преодоление барьеров на пути реализации

Несмотря на очевидные преимущества обучения на открытом воздухе, многие школы сталкиваются с препятствиями на пути осуществления. Понимание и решение этих проблем имеет важное значение для расширения доступа к естественному образованию.

Время и давление на учебный план

Учителя часто испытывают давление, чтобы охватить обширное содержание учебной программы и подготовить студентов к стандартизированным тестам, оставляя мало времени для того, что может восприниматься как «дополнительные» занятия, такие как обучение на открытом воздухе. Однако переосмысление обучения на открытом воздухе как стратегии для повышения эффективности доставки учебной программы, а не конкуренции с ней, может помочь решить эту проблему.

Когда обучение вне дома интегрировано в существующую учебную программу, а не добавлено поверх нее, это не требует дополнительного времени. Фактически, когнитивные преимущества - улучшение внимания, снижение стресса, улучшение памяти - могут сделать обучение более эффективным, позволяя студентам более эффективно овладевать контентом за то же или меньшее время.

Проблемы безопасности и ответственности

Опасения по поводу безопасности студентов и потенциальной ответственности могут заставить администраторов и учителей нерешительно относиться к обучению на открытом воздухе. Хотя эти проблемы понятны, они могут быть решены с помощью:

Четкие протоколы безопасности и процедуры управления рисками
Соответствующие коэффициенты надзора и профессиональная подготовка персонала
Постепенное внедрение активного отдыха, начиная с опыта с более низким риском
Обучение студентов навыкам безопасности на открытом воздухе и соответствующему поведению
Надлежащее страхование и освобождение от ответственности
Признание того, что разумный риск является частью здорового развития

Многие организации образования на открытом воздухе предоставляют рекомендации по управлению рисками, позволяя студентам испытывать соответствующие проблемы и развивать компетентность в условиях на открытом воздухе.

Ограниченные открытые пространства

Школы с ограниченным открытым пространством или доступом к природным зонам могут чувствовать, что обучение на открытом воздухе для них неосуществимо. Однако даже небольшие открытые пространства могут быть расширены, чтобы обеспечить возможности обучения на основе природы. Контейнерные сады, оконные коробки, кормушки для птиц и небольшие посаженные районы могут принести природу в школы с ограниченным пространством.

Кроме того, партнерские отношения с близлежащими парками, общинными садами или природными центрами могут обеспечить доступ к природным зонам для школ без надлежащего пространства на месте. Даже городские школы могут найти природные очаги - уличные деревья, небольшие парки, общинные сады - которые могут служить открытыми классами.

Погода и сезонные вызовы

Проблемы погоды часто ограничивают обучение на открытом воздухе, но при соответствующей подготовке обучение на открытом воздухе может происходить круглый год в большинстве климатических условий. Ключом является наличие надлежащей одежды и оборудования, корректировка деятельности в соответствии с условиями и помощь студентам в развитии комфорта при различных погодных условиях.

Многие преподаватели на открытом воздухе придерживаются философии, что «нет такой вещи, как плохая погода, только неподходящая одежда». Обучение студентов правильно одеваться в зависимости от условий и поиск возможностей обучения в разные сезоны и погодные условия может обогатить обучение на открытом воздухе, а не ограничить его.

Будущее наружного обучения

В качестве доказательства когнитивных и более широких преимуществ обучения на открытом воздухе продолжает накапливаться, в будущем, вероятно, будут расширены возможности для обучения на основе природы. Несколько тенденций свидетельствуют о растущем импульсе для обучения на открытом воздухе:

Повышение узнаваемости в образовательной политике: Все больше образовательных систем включают обучение на открытом воздухе в стандарты, рамки и требования, признавая его как существенное, а не необязательное.

Растущая осведомленность общественности: Родители и общины все больше понимают важность связи с природой для развития детей, создавая спрос на возможности обучения на открытом воздухе.

Климатическое и экологическое образование: По мере того, как изменение климата и экологические проблемы становятся все более насущными, обучение на открытом воздухе обеспечивает критические условия для экологического образования и развития экологически грамотных граждан.

Фокус здоровья и благополучия: Признание проблем психического здоровья среди детей и подростков вызывает интерес к природным мероприятиям и обучению на открытом воздухе в качестве оздоровительной стратегии.

Технологическая интеграция: Вместо того, чтобы заменить обучение на открытом воздухе, технология может улучшить его с помощью инструментов для сбора данных, идентификации видов, документации и связи с экспертами и другими учащимися.

Продвижение исследований: Продолжающиеся исследования продолжают совершенствовать понимание того, как работает обучение на открытом воздухе, для кого это наиболее выгодно, и как оптимизировать его реализацию.

Вывод: Природа как обучающий партнер

Обширные исследования когнитивных преимуществ обучения в естественных условиях дают убедительные доказательства того, что обучение на открытом воздухе не является роскошью или отвлекающим фактором от «реального» обучения, а скорее мощной стратегией для повышения когнитивного развития, академических достижений и общего благополучия учащихся. Пассивное и активное участие в природе через обучение на открытом воздухе имеет явные преимущества для познания и обучения студентов, которые дополняют обучение в помещении.

От восстановления внимания, которое происходит, когда студенты испытывают мягкое увлечение в естественных условиях, до усиленного формирования памяти, поддерживаемого мультисенсорными переживаниями на открытом воздухе, до снижения стресса, которое освобождает когнитивные ресурсы для обучения, природа обеспечивает уникальную и ценную поддержку образования. Преимущества распространяются на когнитивные области - внимание, память, творчество, решение проблем - и в возрастных группах, от раннего детства до подросткового возраста.

Внедрение обучения на открытом воздухе не требует резкой перестройки образования или отказа от академической строгости. Скорее, это включает в себя признание природы в качестве партнера по обучению и преднамеренное включение опыта на открытом воздухе в образовательную практику. Будь то регулярные занятия на открытом воздухе, перерывы между уроками, школьные сады, программы лесных школ или обучение на открытом воздухе на основе учебной программы, есть несколько путей для объединения студентов и природы в образовательных контекстах.

Проблемы, связанные с внедрением обучения на открытом воздухе - давление времени, проблемы безопасности, ограниченное пространство, погодные условия - реальны, но преодолимы. С продуманным планированием, соответствующей поддержкой и приверженностью к тому, чтобы сделать обучение на открытом воздухе приоритетом, школы могут преодолеть эти барьеры и обеспечить студентам регулярный доступ к образованию на основе природы.

Поскольку мы сталкиваемся с растущими экологическими проблемами и растущими опасениями по поводу психического здоровья детей, физической активности и отрыва от природы, обучение на открытом воздухе предлагает решение, которое одновременно удовлетворяет множество потребностей. Путем улучшения когнитивного функционирования, поддержки академических достижений, содействия физическому и психическому здоровью, содействия социально-эмоциональному развитию и создания экологической грамотности обучение на открытом воздухе готовит студентов не только к тестам и оценкам, но и к значимой, вовлеченной жизни в качестве учащихся, граждан и распорядителей естественного мира.

Вопрос не в том, приносит ли обучение на открытом воздухе пользу студентам, — данные ясно показывают, что это так, — а в том, как быстро и всесторонне мы можем интегрировать эти практики в образовательные системы, чтобы обеспечить всем студентам доступ к когнитивным преимуществам и преимуществам развития. Природное обучение на открытом воздухе имеет измеримые социально-эмоциональные, академические и социальные преимущества и должно быть включено в школьный опыт каждого ребенка со ссылкой на их местный контекст.

Понимая и принимая когнитивные преимущества обучения в естественной среде, педагоги могут повысить эффективность обучения, поддержать успех студентов и внести свой вклад в развитие следующего поколения творческих мыслителей, эффективных решателей проблем и экологически сознательных граждан. Путь вперед ясен: вывести обучение за пределы, позволить природе работать ее восстанавливающей магии, и наблюдать, как студенты процветают когнитивно, академически и целостно.