編者按 ： 「科技最前線」欄目，旨在介紹中國科學院最新的科技成果，以通俗易懂的形式介紹最新、最前沿的科技動態，歡迎關註。最近，中國科學院版納植物園 探究了前青春期兒童對自然環境的心理表征，以及居住地環境、自然體驗類別和個人特征對兒童自然表征的影響 ，我們特邀請研究人員對成果進行介紹。
在各種環境教育和保護運動中，「自然」是多次出現的主題，這促使我們思考一個基本問題：「自然」，這個詞究竟代表著什麽？不同的人對它的理解存在差異嗎？又是哪些因素會影響人們對自然世界的理解？
事實上，這些問題與我們如何在心理上表征自然有關。人的自然表征儲存了有關自然的資訊，幫助我們感知、理解、處理和記憶來自環境的刺激。自然表征在塑造個人環境態度和行為方面起著至關重要的作用，當我們擁有更生動、更容易獲得、更精細化的自然表征時，可以提高環境資訊對個人行為的有效性。然而理解人的自然表征，尤其是對言語敘述能力發展有限的兒童而言，面臨著方法和技術上的挑戰。
中國科學院西雙版納熱帶植物園（以下簡稱「版納植物園」）陳進研究員領導的環境教育團隊，利用繪畫+書寫的方法，對來自杭州、昆明和西雙版納農村和城市學校的1830名9-12歲的兒童開展研究，探究前青春期兒童對自然環境的心理表征，以及居住地環境、自然體驗類別和個人特征對兒童自然表征的影響。相關研究成果發表在【人與自然】（ People and Nature ）上。
這一研究的主要目的，是開發和利用一種工具來測量個體和環境因素對前青春期兒童自然表征的影響。
繪畫常被視為一種有潛力的兒童研究工具，繪畫創作通常涉及兒童過去和現在的知識、體驗、想象力，亦能反映兒童對特定主題或活動的想法和意見。在正式呈現繪畫之前，兒童需根據個人理解呼叫工作記憶（Working memory），決定要表征的場景。隨後啟用長期記憶，提取視覺表征中可用的圖形圖式（Figurative schemes），然後組織這些圖形圖式的空間關系，最後透過精細運動能力來完成繪畫。因此，兒童對自然的繪畫，既涉及到對自然概念「是什麽」的理解，也包含提取長時記憶中自然是「什麽樣」和記憶加工整合的「怎麽樣」等認知過程。基於以往兒童繪畫和認知心理學的研究，兒童對「自然」的表征可以從多個維度進行評估，如自然的原生性程度、認知復雜性、精細加工程度、情感表達和表征風格。
自然被認為是一個從包含有限的自然元素到荒野的連續光譜，繪畫可以反映兒童自然原生性程度的認識，即自然景觀的人為幹擾程度，也可以廣泛地指環境的「綠色」程度。兒童透過繪畫在二維平面上表現三維世界，他們通常使用分層組織的影像圖式來表征復雜的關系，既包含對自然元素認識的豐富程度，也包括自然元素間簡單到復雜的相互關系。
隨著兒童繪畫技巧的進步，以及對事物更復雜的認識提升，他們的影像圖式庫不斷豐富，兒童繪畫中對元素細節加工的程度可以反映其自然表征的精細化程度；繪畫也被視為兒童形成意義和表達情感的工具，與自然相關的情感表達不僅包括自由、興奮和快樂等積極情感，也包含對環境的擔憂、恐懼和緊張等消極情感；繪畫同時也作為一種符號，表征自然的不同風格，即客觀與主觀，在某種程度上可能代表了兒童與自然環境真實互動的程度。
▲ 繪畫樣本範例。A1-A4是自然原生性程度的範例；B1–B4 是認知復雜性的範例；C1–C4是精細加工程度的範例；D1-D4是情感表達的範例；E1–E4是表征風格的範例。繪畫分析的原始編號位於每張圖紙的右下角。
自然表征通常是高度個人主義的，與個人獨特的探索模式、興趣和其他特征相關，童年自然體驗的主要方式可能為自然表征的建構提供解釋路徑。直接體驗強調透過引人入勝的，以及多樣化的聽覺、嗅覺、觸覺、味覺和視覺等感官交織與自然互動，這將有助於兒童理解並構建起具體且詳細的自然概念。間接自然體驗，即在植物園、水族館或城市公園等人工管理、人為建設或活動相對受限的環境中與自然接觸的體驗，也有助於形成對自然的認識。替代性體驗則發生在沒有與自然實際接觸的情況下，多指透過電視、電腦、雜誌、書籍或其他媒體接觸到現實的、隱喻的、象征性的或程式化的自然資訊。替代性自然體驗對促進兒童對抽象概念的理解發揮著關鍵作用，幫助他們將現實世界的復雜問題和抽象概念轉化為視覺化的理解形式。
陳進研究員團隊的研究表明，9-12歲兒童對自然的表征具有一定的共性：傾向於用單一或組合的生物和非生物元素定義自然；同時，不同地區兒童在表征自然的原生性程度、精細化加工水平糊表征風格上表現出顯著差異。直接自然體驗和替代性自然體驗促進了兒童精細化加工自然的水平，替代性自然體驗也對自然的認知復雜性和積極情感表達有顯著的正向影響；居住地周邊環境對塑造前青春期兒童自然表征有顯著影響。
同時該研究也證明，繪畫+書寫工具是提取前青春期兒童自然表征的有效方法。身處數碼媒體下的兒童，對「自然」的認識是多元的、分散的、不統一的，需要對不同自然表征和興趣的兒童進行不同類別的教育指導，幫助兒童從有限的、主觀的自然認識轉變為更廣泛的認識。
▲繪畫反映前青春期兒童的自然表征（設計：常露丹和嶽智慧）
參考文獻：
Multidimensional mental representations of natural environment among Chinese preadolescents via draw-and-write mapping. Zhihui Yue, Yichuan Meng, Jin Chen. https://doi. org/10.1002/pan3.10577
來源： 中國科學院西雙版納熱帶植物園
