植物园自然教育学习单应用效果评价

2023-09-19张卫哲

中国城市林业 2023年4期

张卫哲吴蒙王青王韬

1 深圳市仙湖植物园广东深圳 518004

2 台湾大学森林环境暨资源学系台北 106617

植物园通常在自然环境、物种资源、科学研究及教育设施等方面具有得天独厚的优势[1-2]，是向公众开展自然教育的重要场所。近年来，我国植物园自然教育发展迅猛，在联结公众与自然、传播科学知识、培养生物保护意识和环境保护态度、鼓励保护行为等方面发挥着重要功能[3-5]。然而，相比自然教育理论、课程设计、新媒体下的自然教育等研究主题，我国植物园在开发设计自然教育教学工具(尤其是主题学习单)方面，还处于起步探索阶段[6-8]。

学习单是带有提问或帮助记录信息的一种表格，作为中介性教学工具，具有沟通学习者与学习对象的作用，可以促进学习者更好地进行自主探究性学习[9]。国内外科技馆、博物馆通常在家庭群体中开展探究式学习单设计研究，从而引导观众参观学习展馆展品、增强学习者的科学理解与思维认知，并提高馆藏资源利用率[10-11]。学习单也大量应用在学校教学中，一线教育人员根据教学目标、难重点，结合学习内容将学习单用于课前预习[12]，评价学生对学习单的认可程度、学习单设计策略对学习动机及学习效果的影响[13-15]。也有学者将学习单应用到儿童绘本阅读中，根据儿童心理特点、审美需求和认知水平提出学习单设计的经验与思考[16]。

植物园每年吸引大量游客，据统计仅2021年约有809万人次参观游览我国科学院植物园[17]。常规学徒式自然教育方式与活动场地规模，已无法满足大量游客探索自然和了解生物多样性的认知需求。依托学习单的自主探索模式更加灵活，不受场地、教学老师及组织流程的制约。因此，本文试图探讨植物园自然教育学习单的设计与使用，评价学习单对公众自然联结、体验满意度、学习行为等游览效果的影响，为自然教育工作者开展自主探究教育活动提供实践方法与理论依据。

1 研究方法

1.1 设计学习单

本研究借鉴国内外科技馆学习单经验，参考现有的学习单设计要素与标准[18]，依托植物专类园多样的植物、解说牌、科普场馆等教育资源，设计自主探索式自然教育学习单。

根据情景学习理论模型中的个人情境，考虑学习单使用者的期望与学习动机，学习单主题设定为植物园收集保育的苏铁类、仙人掌类、药用植物、兰科植物等类群。这些类群与城市常见园林植物存在明显差别，预期对普通公众具有较强吸引力。学习单问题设置，以易于理解和可通过自主式探索学习来解决为原则。学习单部分问题内容，结合学校课程中数学、地理等先验知识，并引导运用多感官进行探索。在社会文化情境方面，学习单问题设计成开放性提问，需要多人或者请求他人帮助来完成。物理情境方面，学习单设计主要依托“场馆展品”，融合植物科普解说牌、活体植物等其他实物环境，迅速调动公众进入学习场景。

本研究先根据不同专类园展示的植物与展览主题，收集整理植物科学知识、图片素材，构思学习单题目；之后筛选并确定阴生植物、兰科植物、苏铁植物、药用植物、仙人掌与多肉植物以及蝴蝶6个主题学习单；最后对学习单进行排版与美化，以艺术压花附页的方式装订，封面采用牛皮纸封套，外用干花素材装饰，内页使用手绘风格。

1.2 研究地点

学习单制作完成后，招募公众参加植物园自然教育解说活动。场地选择仙湖植物园专类区苏铁园和仙人掌与多肉园，分别使用对应的学习单。苏铁园占地面积约6 hm2，由保育区、古苏铁林、攀枝花苏铁石灰岩展示区、苏铁盆景园及苏铁化石展馆组成。化石展馆占地面积为300 m2，内有100余件产自辽西中生代苏铁化石及伴生植物化石标本。化石标本展示了中生代苏铁类植物多样性及群落景观。馆内亦有电子显示屏播放科普短片《铁树华开世界香》，让公众感受两亿多年前与恐龙生活在同时代的苏铁类植物及其演化历程。科普互动展柜等教育设施则演示苏铁植物的地理分布、苏铁植株的生长与种子成熟散布过程等科学知识。

仙人掌与多肉园包括3座温室展览馆，共展示23科1 000余种仙人掌科和多肉植物。美洲馆主要展示仙人掌科植物，亚洲馆展示多浆多肉植物，非洲馆展示大戟科等较高大的沙漠植物。该专类园设置8座30面植物科普解说牌，展示仙人掌与多肉植物物种和生存策略的科学知识。

1.3 自然教育解说活动安排

专类园自然教育解说活动共计招募323位公众，剔除未完成填写问卷的18位，有效参与305位。其中213位作为使用学习单的实验组，92位在自然教育解说活动过程中未使用学习单，作为对照组。实验组与对照组分别独立参加专类园自然教育解说活动。活动分为3个环节，每个环节30 min。第一个环节，实验组与对照组活动安排相同，在自然解说志愿者带领下分组参观苏铁园、仙人掌与多肉园。志愿者解说专类园建设历史、物种收集、路线与节点上的植物科学知识、植物文化故事等信息。过程中，两组公众可与解说志愿者进行问答互动。第二个环节，实验组公众领取学习单，并完成学习单任务。对照组公众参加“植物名字猜猜看”游戏或自由参观专类园，未使用学习单。最后一个环节，实验组与对照组公众活动安排相同，口头分享解说活动收获体会及活动建议、拍摄活动合影、填写植物园自然教育解说活动调查问卷。

1.4 调查方法

本研究以量化问卷调查与质性开放式问题评估学习单对公众产生的教育效果。问卷第一部分包含基本的人口学信息(性别、年龄、文化程度、以前是否来过植物园)。第二部分使用意象符号7点量表测量公众感知自我与植物的关系，自我与植物的距离。两个圆圈之间的重叠程度表示感知自我与植物的关系[19]。另外，使用意象的人形符号和植物符号之间的距离远近表示人们感知到自我与植物的距离。

二元变量被用于测量公众自我报告是否请求了身边朋友或者家人的帮助，是否认识交往了新朋友，是否帮助了其他参与者。这部分题目旨在测量公众在自然教育解说活动过程中的人际交往情况。李克特5点量表测量公众对专类区游览体验的推荐意愿与重游意愿。

采用Nisbet等人提出的“自然联结量表”衡量公众对植物的喜爱程度[20]。该量表原有21项题目，本文根据植物园专类区学习情景对量表进行改编，选择其中的17项题目作为测量指标，采用李克特5点量表法进行评估。

质性资料收集使用开放式问题，于活动现场随机选择实验组公众，回答关于学习单使用收获的提问: “使用植物园自然教育学习单之后，您觉得最大的收获是什么?”“使用植物园自然教育学习单过程中，您觉得学习单有什么样的作用?”

1.5 数据分析

本文采用多因素方差分析应用自然教育学习单是否能够显著影响公众的自然联结、植物专类园推荐意愿、重游意愿、自我与植物距离、自我与植物关系。同时，性别、年龄、教育程度、以前是否参观过植物园等人口学变量作为协变量进行分析。使用相关分析检验公众自我与植物距离和自我与植物关系之间的关系。跟踪观察法被用于收集部分学习单使用者在自主探究环节中参观科普展馆时间、观看解说牌、填写学习单等行为。本研究采用R(3.4.2版本)统计软件进行数据处理与统计分析。

开放式问题获得的质性资料，通过扎根理论的编码方法[21-22]，由下而上编码与归纳，进行主题分析，形成“学习环境知识”“学习环境技能”“形成环境态度、“促进身心健康” “学习单的作用”五大主题。最终分析结果已与所有作者讨论，达到没有分歧。

2 结果与分析

2.1 基本情况

有效问卷305份，其中男性133人，女性172人，主要集中在学生与30～49岁中青年。公众文化程度以中小学学历居多，硕士及以上最少，其他学历人数比例分布相对均匀。超过50%的公众曾到访过植物园(表1)。自然联结量表进行可信度检验后，得到标准化科伦巴赫α系数为0.913，表明量表可信度较高，可进行统计分析。

表1 参与研究调查的公众人口学基本信息

2.2 自然教育学习单增强公众自然联结

多因素方差分析发现，年龄与自然教育学习单共同影响公众的自然联结。较大年龄比低年龄有着更高的自然联结，实验组比对照组的自然联结显著更高(P＜0.001)(表2)。多元方差分析也发现，实验组的自然联结分值显著高于对照组(F＝85.35，P＜0.001)(图1)，说明自然教育学习单增加公众对植物的自然联结，促使公众对植物更加喜爱。

图1 使用自然教育学习单(实验组)与未使用自然教育学习单(对照组)的公众在自然联结、感知自我与植物的距离、推荐意愿和重游意愿方面的得分对比

表2 社会人口变量与是否使用自然教育学习单对心理学变量的多因素方差分析

此外，实验组相比对照组更加愿意推荐植物专类园，并愿意重游专类园(表2，图1)。然而，自然教育学习单的使用与否，并没有增加公众感知自我与植物关系，但显著(P＜0.001)影响公众感知自我与植物的距离(图1)。

2.3 自然教育学习单促进环境知识和态度

通过分析30名实验组公众对开放式问题的回复，得到表3的效果主题和提及人数。由此发现，使用自然教育学习单进行的探究活动可以促进公众学习环境知识，形成环境态度。实验组自我报告形成了喜爱植物、亲近自然、希望保护植物的环境态度。这些积极的环境态度是自然联结的具体表现，呼应了问卷调查量化分析的结果。

表3 实验组部分公众谈及的学习单效果主题归纳汇总

其中学习单也促进了公众的学习过程:实验组公众带着问题进行参观，更有目的和学习兴趣，提升了学习动机，从而更专注；在发挥这种引导和提示作用的同时，学习单也帮助公众总结复盘所学内容(表3)。

另外，本次学习单辅助的解说活动，也因促进亲近自然而让一些公众放松心情，或是帮助某些公众获得可以借鉴的植物知识，作为内容知识迁移到他们自身的教学或解说中，提高了环境技能。这说明学习单在自然解说活动中的应用，具有达成超越知识和态度效果的潜力，发挥着更多的作用。虽然提及这两方面的人数较少，但可能是未来尝试研究的方向。

在整个活动中，行为观察发现学习单会促使实验组公众认真观看植物科普解说牌、与他人讨论学习单中的问题、观看科普场馆的展览设施，并找寻答案。此外，实验组公众在专类园科普场馆内自主探索的时间相对更长，平均14 min(跟踪记录6名学习单使用者)，而对照组大多数公众在第二个环节自由观看游览一圈之后离开科普场馆，与同伴交流、观看科普解说牌的时间较短。这说明在学习单的引导下，公众在专类园的学习时间更长，学习行为表现更好。

2.4 自然教育学习单提高公众人际交往能力

在专类园自然解说活动过程中，使用自然教育学习单的实验组公众自我报告的请求帮助、认识朋友以及帮助他人的人数比率显著(P＜0.05)高于对照组中的人数比率。而对照组公众在整个活动中，是否请求帮助、认识朋友以及帮助他人的人际交往的人数频次没有明显差异(图2)，说明学习单使用与否和公众参与自然教育解说活动时的人际交往行为之间存在相关性。

图2 实验组与对照组公众自我报告有人际交往行为情况的频数

3 讨论与结论

3.1 讨论

年轻一代的人们正在经历自然体验的代际变化，面临自然体验的消失，引发了一系列负面效应[23-24]。植物园作为非正式教育场域，肩负着鼓励年轻人接触自然，促进社会福祉的使命。多元的自然教育方式中，植物园生物多样性主题学习单作为教学工具能够增加公众的自然联结，主要原因是学习单促使公众与专类园自然环境充分接触，导致沉浸式自然体验。大量研究已证实充足的自然体验能够激发人们对动植物情感的、认知的以及行为的改变，增强自然联结[25-28]。反过来，自然联结满足了公众自主探索学习主动性和与他人的关联性，这样的心理满足增强了学习兴趣与动机[29-30]，促进了自然体验过程中的人际交往与学习行为。本文研究结果与博物馆、科技馆中借助学习单激发学习动机的结果是一致的[10，11，14-15]，这也暗示了学习单指引下带有任务型或者目标性的自然体验活动有助于促进公众学习行为，产生积极教育成效[31]。

学习单设计制作成本低、适用受众范围广，是自然教育教学中理想的辅助工具并能产生多种教育成效，值得保护地自然教育者借鉴应用。然而，本研究设计的学习单仍存在一定不足，部分主题学习单类似设有问答题和填空题的学校考卷，这与自然教育倡导的自由探究开放式教学方法、教育效果有些偏离[32]。因此，自然保护地属性的机构优化设计思路，借助多媒体技术开发兼具探究性与互动性的学习单是未来发展方向。