有效学习空间的科学

如果您曾经试图通过走出户外或在云层滚滚时通过窗户划开区域来清理自己的头，那么您直觉上碰到了科学家们研究了多年的东西：我们的自然和建筑环境似乎会影响我们的想法和感受。研究人员最近致力于确定环境因素如何影响孩子的学习能力。研究表明，精心设计的学习环境可以补充循证教学法和课程设计。让我们研究可以增强或阻碍学习的四个环境因素。

白天光照可以促进学习

光不仅仅是让我们看到周围的世界。当光线进入我们的眼睛时，它还会参与一个非视觉系统，从而影响我们的睡眠-觉醒周期的时间和我们的认知能力。实际上，我们眼睛的一部分直接连接到大脑的一部分，该部分会分泌影响睡眠(褪黑激素)或机敏性(皮质醇)的激素。

更重要的是，所有的光都不一样。尽管任何光的存在都可以通过这种非视觉系统影响激素分泌，但蓝光的作用最为明显。当暴露于蓝光(相对于其他波长)时，人们更加机警，更少困倦。阳光，全光谱LED和大多数数字屏幕都富含蓝光。

一项针对21,000名美国小学生的研究表明，在一个学年中，与在阳光明媚的教室里学习的孩子相比，在上学日暴露在更多阳光下的孩子的阅读成绩和数学成绩都高出26%。但是，即使您的教室的自然光比您想要的少，其他研究也表明，用富含蓝色的灯泡代替人工照明可以提高学生的认知能力。

白天的蓝光暴露尤其可能对青少年产生强大的影响。青春期的生物变化通过将褪黑激素的分泌转移至傍晚(使青少年更难入睡)和清晨(使青少年较难起床)而延迟了睡眠觉醒周期。这意味着青少年经常在一周内积累睡眠债务，这对学习成绩产生负面影响。首先，这会使他们在上学期间机敏，无法集中注意力，因此学习能力下降。其次，睡眠的质量和数量受到影响，干扰了大脑存储一天中学习内容的能力。稍后的上学时间可以帮助减少这些挑战，但整个教学日的蓝光照射也会有所帮助。光线会重设人体的昼夜节律，因此让青少年接触光线可以提高机敏性并改善学业。

夜间光照会阻碍学习

鉴于美国青少年每天平均花费9个小时使用数字媒体(不包括上学或做家庭作业的媒体时间)，因此人们越来越担心在所有这段屏幕时间内的蓝光照射。如果在孩子准备入睡时发生此类暴露，则蓝灯可能加剧了因学校开始时间与其延迟的睡眠-醒觉周期之间的异步性而导致的睡眠中断。

通过扰乱孩子的睡眠方式，睡前暴露在蓝光下也会使他们变得困倦，使他们第二天的学习能力降低，从而干扰学习，并破坏睡眠中一天学习的存储过程。实际上，促进学习的最简单方法之一就是提高睡眠质量和数量(并在学习和测试之间增加一些睡眠)。减少床前屏幕时间可以有效地最大化睡眠对学习的好处。

与自然环境的互动对学习有益

您是否认为您的学生在上课时凝视着窗户是在闲逛?她可能本能地寻求一种认知上的重置，这将提高她的专注能力。许多研究表明，无论是真实的还是模拟的，自然环境对儿童学习和幸福的影响。

一项针对10,000多名五年级学生的研究表明，拥有不受限制的自然观的学校的孩子在阅读，数学和语言艺术方面的测验要高于具有城市观(或根本没有观象)的学生。其他研究表明，与大自然的互动对患有ADD和ADHD的孩子特别有用，并且孩子的游戏空间越绿，他或她的注意力缺陷症状越减轻。

同样，请不要担心您的教室或儿童卧室缺少自然风光。在2009年的一项研究中，研究人员将多叶植物引入教室，发现对学生的幸福感和行为产生了积极影响，病假和纪律事件减少了。

课堂设计可能会分散学习

研究了构成教室设计的许多因素对学习的影响。对学习影响最大的因素是噪音，温度和(令人惊讶的)座位安排。

1.噪声：学习过程中噪声的干扰效应，尤其是包括声音(语言)在内的噪声，对年幼的孩子影响很大。可能的原因是，儿童的大脑系统仍在发育，这些大脑系统使我们能够滤除干扰并专注于手头的任务(执行功能)。因此，儿童特别容易受到噪声的影响。由于嘈杂的干扰使孩子难以完成任务，因此对学习产生了广泛的影响。事实证明，噪音会极大地影响阅读，写作和理解技能的学习以及整体学习成绩。

2.温度：如果教室或家庭学习环境的温度超出舒适范围，则可能成为干扰学习的干扰因素。对温度与学习结果之间关系进行调查的研究综述显示，最佳学习的理想温度范围为：华氏68至74度，湿度约为50%。

3.座位安排：另一个分散注意力的原因可能是教室中桌椅的安排。在一项经典研究中，研究人员测试了三种座椅模型，它们具有不同级别的独立布置和互动布置。他们表明，小学生在课桌成排布置时任务最少，在成簇布置时表现更好，而在半圆处则表现最好。然而，另一项研究建议，最好的安排应通过将其与手头的任务相匹配来确定：更多的互动任务将从互动安排(半圆和簇)中受益，而独立任务则来自独立(行)安排。

总而言之，关于建筑环境和自然环境的很多事情都会影响学生的学习，一些研究人员认为，学术成果差异的10%至15%受环境的影响。

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