2023年7月4日发(作者：)

儿童认知地图研究——以小学校园为例

王烟

【期刊名称】《《华中建筑》》

【年(卷),期】2019(037)010

【总页数】5页(P79-83)

【关键词】认知地图; 儿童; 小学校园; 环境心理

【作 者】王烟

【作者单位】华南理工大学建筑学院、亚热带建筑科学国家重点实验室

【正文语种】中 文

【中图分类】TU244.2

认知地图研究的主要任务是要了解人如何认识、理解空间环境，得出某些规律，并以此来启发我们设计更加人性化的环境。一直以来，认知地图的研究几乎都是针对大尺度的城市环境，且研究的主体都是以成年人为主。对于以儿童为使用主体的中小尺度环境，目前尚缺乏专门针对儿童认知地图方面的研究。

在现代观念中，为儿童设计建造空间的任务包含两个方面，一是社会层面的“基本需求”；二是心理层面的“奢侈需求”[1]。在设计建造以儿童为使用主体的空间环境时，几乎所有设计师都明白儿童的特殊性，都希望将设计重心更多地转移到儿童的心理需求层面。然而事实上，由于目前与空间环境有关的儿童认知心理研究非常匮乏，设计师们缺少相应可供参考的儿童环境认知方面的研究成果，以至于他们只能依靠一般心理学和行为学去“揣测”儿童的心理需求，而这种“揣测”有可能只是“一厢情愿”。因此，对儿童环境认知的实证研究成为当前心理层面设计任务的迫切要求之一。

1 儿童认知地图概述

所谓认知就是指人们认识、理解事物的心理活动。环境认知属于环境心理学的范畴[2]，它是指人对环境刺激的储存、加工、理解以及重新组合，从而识别环境，并理解环境所包含的意义[3]。通过环境认知，形成了人对环境的总体描绘[4]，形成了人与环境之间产生互动的心理基础，正如著名学者相马一郎指出，人只有通过认知环境，才能从环境中获得指导行为的方法[5]。环境认知的关键在于人能在记忆中重现客观事物的形象——意象，意象中的一部分大致能用图像来表述，称为意象图（Mental Image），意象图中具体空间环境的意象称为认知地图（Cognitive Map）[3]。认知地图的概念最早由格式塔派心理学家E. Tolman通过白鼠迷津寻址试验提出，后来通过美国城市规划师Kevin Lynch发展出城市认知地图五要素[6]并逐渐在环境研究中被推广使用。

儿童的环境认知具有其特殊性，正如皮亚杰划分的儿童认知发展阶段（感知运动、前运算、具运算和形式运算阶段）[7]，不同阶段的儿童对空间环境的认知有所不同，因而环境的价值和意义就不同。研究儿童认知地图的目的就是探察儿童的空间认知特点，探察他们在知觉、记忆和心理上操纵空间关系与方位的一系列能力，[8]进而解释他们与环境之间的关系。

2 研究设计

2.1 研究对象选取

（1）研究客体

代表性地选取贵州省仁怀市的三所规模相对较大的城市普通小学为研究对象。一所是实验小学，该校于21世纪初建成投入使用，是“新课标”等新型教学改革推行的示范性学校，现有45个教学班，师生共计约3500人，学校占地约2hm2，环境绿化较好，校园室外体育场地较为丰富；一所是中枢三小，该校师生共计2000余人，34个教学班，学校建于20世纪90年代，占地面积约1hm2，综合楼于2013年进行扩建完成，学校无环形跑道足球场，校园环境相对老旧，绿化率较低，场地相对狭小，集体活动时较为拥挤；另一所是城南小学，为半寄宿制学校，2016年一期建设完成，现有90个教学班，学生4000多人，是先期调研学校中规模最大、环境最新、设施最先进和完备的小学。

（2）研究主体

儿童一般系指18岁以下的任何人，其跨度较大，各年龄段的儿童认知差异也较大。6～12岁的儿童处于儿童中期（Middle Childhood）[9～10]，相当于处于具运算阶段。这一阶段的儿童具有一定认知共性，因此本文仅选取6～12岁（小学阶段）的儿童作为研究对象。三所学校中每个年级选择一个班的儿童作为调研对象。

2.2 研究过程及方法

要求儿童根据自己的记忆在白纸上画出其所在学校的地图草图，可在图上标出所画对象的名称。三所学校18个班级回收的草图中，剔除与地图表达无关或无法解读的样本，最后剩下有效地图草图共433幅。各学校、各年级的样本分布参看表1。对回收的草图作如下几个方面的分析：

①统计所有草图中提及的环境要素，然后对统计结果进行分类，归纳出儿童认知地图的要素构成，分析儿童意象要素的特点，并比较三所学校意象要素的差异。

表1 认知草图样本分布实验小学中枢三小城南小学一年级361725二年级324520三年级263412四年级281923五年级261810六年级212021小计169153111

表2 认知地图要素分类及频次建筑路径场所标志物边界要素频次要素频次要素频次要素频次要素频次教学楼403道路212操场269校门331围墙111综合楼128室外楼梯63足球场172国旗209栅栏/围栏15办公楼53坡道55花园/花池171彩旗117堡坎9厕所47升旗台142标识标语81宿舍44篮球场124时钟71门卫室35沙坑65梦想石62食堂30乒乓球场58健身设施33垃圾站13入口广场55宣传栏7厕所22教室35其他标志物37报告厅20树林33风雨楼11地下停车场4其他建筑22 其他场所94 合计828 330 1222 948 135

②采用图形叠加方法，利用校园客观地图，将每所学校儿童认知地图中提及的环境要素进行叠加，绘制出校园的公共认知地图，并对儿童公共认知地图的特点进行讨论。

③对草图进行深入分析，根据儿童认知地图的不同特征对其种类进行划分，如路线型、鸟瞰型等。然后对不同类型儿童认知地图的特点进行探讨。

3 结果与分析

3.1 儿童认知地图的要素构成

（1）认知地图要素分类

认知地图的构成要素（亦称意象要素或意象元素[3]）主要有两种分类方式：一种是舒尔茨提出的认知地图三要素：场所、路径、领域[11]；一种是林奇提出的认知地图五要素：路径、标志、节点、边界、区域[6]，或称：道路、地标、节点、边界、区域[12]。上述两种分类方式都是基于大尺度的城市环境进行划分的，对于中小尺度环境，这两种分类方式并不完全适用。因此，需要对儿童认知地图进行全面的统计分析，从中提取与校园环境相一致的认知地图构成要素。

通过统计三所小学儿童认知草图中出现的空间环境要素，如图1a中、首先对儿童明确标注的对象进行统计，如 “食堂1”、“操场”等分别统计1次……然后对未标注名称、但较为明显的描绘对象进行统计，如图1b中校门至操场的道路、校门两侧围墙等分别统计1次。对表达不明确的对象（如花草树木）、想象要素、与空间环境无关的要素（如云彩、车辆、人物等）不予统计。

图1 认知地图要素统计示例 图2 认知地图要素平均数

图3 城南小学儿童公共认知地图

在统计出的所有要素中，根据要素性质，可将其分为五类，即建筑、路径、场所、标志物、边界。各类要素出现总频次参看表2。表2中的五种分类基本能涵盖儿童认知地图的所有要素，该分类与林奇提出的城市意象五要素有所不同。根据五类要素的统计结果可以看出，儿童对小学校园的意象组成要素根据其重要性依次为：场所、标志物、建筑、路径和边界。这一结果不同于其他以成年人为对象的研究结果，如林玉莲和朱小雷在研究大学校园认知地图时发现，建筑是成年人群体（大学生）认知地图中最重要的意象元素[13-14]。而本次研究发现，在小学校园中，场所、标志物和建筑都同时体现了它们的重要性，都居于儿童环境可意象性的主要地位，路径和边界则居于次要地位。

（2）三所学校的意象要素比较

分别统计三所小学中的儿童认知地图的五类要素，将每所小学的五类要素总数分别除以每所小学的样本数，得到每幅儿童认知地图各类要素的平均数（图2）。通过计算，得到每所小学每幅认知地图平均要素数量，参看图2中括号内所示。

由图2可以看出，平均每幅儿童认知地图中，五类要素出现的平均次数为：建筑2次、路径0.7次、场所2.4次、标志物2.2次、边界0.3次；这表明，在儿童认知地图中，意象要素的数量不会太多，平均每幅认知地图出现约7.6个要素。这与其他针对成年人的认知地图中出现大量意象要素不同，儿童意象平均数目有限，尤其是低年级儿童，其意象平均数更少。

三所小学根据其占地面积、环境要素丰富度的依次增加，其意象平均数亦有所增加，但增加的数量不多。如城南小学，其规模是中枢三小的数倍之大，但其意象要素的数量并不是按照相应倍数增长的，而仅比平均数增加1.4个。这表明，环境规模对儿童意象平均数的影响不大。 上述结果体现的实质是儿童环境认知的“容量”问题。换言之，即环境规模或大或小，儿童都会将其中的众多要素进行过滤、提取，最终简化至有限的意象数目，仅提及为数不多的、他们认为最重要的几个环境要素。

3.2 儿童的公共认知地图

公共认知地图选择规模较大的城南小学作为研究对象。根据其意象要素的分类统计结果，将客观地图中对应的各要素进行划分，采用图形叠加方法，如图1a、图1b两幅认知地图的校门，对其叠加两次；如图1a校门至操场的道路、图1b校门两侧的围墙，按其大致位置进行图形叠加，最后绘制出儿童的公共认知地图（图3）。

（1）公共意象的同意率

通过分析图3发现，儿童对校园环境意象要素的同意率（或出现率）普遍偏低。在公共认知地图中，超过50%同意率的要素很少，仅有校门、国旗、入口主干道等少数要素同意率超过50%，普遍要素都主要分布在30%上下。这与其他针对成年人的认知地图的研究结果有所不同，在其他针对成年人的认知地图研究中，超过50%，甚至超过80%同意率的意象要素都很多。

造成儿童公共意象同意率偏低的原因可能有两个方面：一是受绘画技巧的影响，尤其是低年级儿童尚未掌握更多画法的情况下，他们很难通过绘画语言来完全表达自己的真实想法；二是较低的同意率本身就反映了儿童的空间环境认知特性，它表明了各要素在儿童心中难以形成高度一致的环境认同。

（2）公共意象的空间结构

由图3可见，公共意象范围主要分布在校园北侧，南侧靠近公园的景观绿地几乎成为儿童的意象空白。西南侧的风雨楼（B4、体育馆）处于主入口右侧的显要位置，但其同意率却不足15%。通过实地调查发现，校园南侧成为意象空白的主要原因是其使用率较低，由于长期施工的影响，从南侧校门进出的人非常少。虽然风雨楼位置较好，但由于建成至今尚未开放使用，这可能是造成其同意率偏低的主要原因。很显然，校园公共意象范围与儿童日常活动范围密切相关，公共意象要素的同意率也与其使用率有很大关系。

整体环境并不是一个简单意象的综合，不同要素之间存在相互强化或相互呼应的关系，从而形成一个有机的意象空间结构。在图3中，校园的意象中心主要由3个要素构成，即校门入口、主教学楼、升旗处的操场。3个意象中心由主道串连起来，形成了该校园的意象核心区域。在其他小学校园认知地图研究中亦发现，不论校园空间布局如何，该3个要素连接的区域往往是儿童认知地图的主要意象范围。

图4 儿童认知地图的三种类型

图5 三种类型认知地图的年龄段分布

3.3 儿童认知地图的类型及特点

（1）儿童认知地图的分类

通过分析儿童认知地图的特点，借鉴Siegel和White提出的三种空间表征方式：界标表征（Landmark Representation）、路线表征（Route Representation）和整体表征（Survey Representation）[8]，将儿童认知地图分为如下三种主要类型：界标型、路线型和整体型。其中，界标型是指以实体要素为主、难以体现要素之间空间位置关系的认知地图；路径型是指以道路为主线、同时包含界标及界标之间的路线信息的认知地图；整体型则包含了空间环境的总体结构。三类典型儿童认知地图参看（图4）。

界标型认知地图只包含具有知觉显著性或对儿童而言具有重要意义的标志物，而不包含其他相关空间信息。如图4a1，该儿童仅在地图中画出了国旗、座椅和栏杆等标志物；图4a2中，虽然该儿童画出了一条道路，但道路并未与其他要素产生联系。此类认知地图似乎需要一种特殊类型的图像记忆[15]，儿童似乎依赖于脑海中存储的一幅幅图像来构建特有的空间认知模式，因而此类认知地图通常以水平视点的立面形象予以呈现。本研究发现，低年级儿童尤其依赖于此类空间表征方式。路线型认知地图包含了界标以及界标之间的路线。这种表征方式是以自身为参照的，即依据观察者自身所处的位置来定位物体[16]。与主要基于视觉的界标表征不同，

路线表征主要是基于运动知觉， 由主体一系列动作而形成的空间认知序列[8]。根据本次调研结果，此类认知地图又可细分为三类，即单线型（图4b1）、树型（图4b2）和网格型（图4b3）。从路线型认知地图中初步发现，该三种类型的认知地图大致呈递进关系，但这种关系并不十分明显。即在高年级儿童也常出现单线型认知地图，低年级儿童中也常出现树型认知地图。整体型认知地图不依赖于个体自身当前所处的位置， 而是使用以环境为中心的参考系统来编码空间位置之间的距离和方向，甚至可能使用“东南西北”这样的绝对参考框架。此类型的认知地图一般包含了五要素中大多数类型，如图4c1，该儿童基本上能按五要素的内容全面地理解校园的空间环境；图4c2中，该儿童虽然未画出校园整体的边界，但他通过色块明确地表现了场所之间的局部边界，图中也基本包含了五要素的全部内容。

（2）三类认知地图的年龄特征

根据三类认知地图的特点，统计各年级儿童三类认知地图的数量（难以区分的认知地图不统计），得到结果（图5）。

由图5可见，三类认知地图的年龄分布特征极为明显。低年级（1～2年级）儿童的认知地图主要以界标型为主。随着年龄的增长，界标型认知地图的比例逐渐减少，整体型的认知地图比例逐渐增加，而路线型的数量却没有明显变化。从整体来看，小学阶段的儿童认知地图以路线型为主，尤其在中高年级（3～6年级），路线型认知地图的数量是最多的一类。虽然具运算阶段的儿童（约小学阶段）在环境认知方面具有很多共同特征，但低年级与中高年级儿童在认知地图的类型方面仍然存在较大的差异。随着年龄的增长，儿童认知地图从界标型逐渐向整体型发展。

4 主要结论

总结上述研究，概括出如下主要结论： ①儿童对小学校园的意象组成要素根据其重要性（出现率）依次为：场所、标志物、建筑、路径和边界。其中，场所、标志物和建筑居于儿童环境意象的主要地位，路径和边界则居于次要地位。

②小学儿童认知地图中，意象要素平均数为7.6个。随着环境规模的增大，平均意象要素数量略有增加，但增加数量不多（约1～2个）。这表明，环境规模或大或小，儿童都会将其中的众多要素进行过滤、提取，最终简化至有限的意象数目，仅提及为数不多的、他们认为最重要的几个环境要素。

③儿童公共认知地图中，意象要素的同意率普遍偏低，超过50%同意率的要素都很少，各意象要素在儿童心中较难形成高度一致的环境认同。校园的意象中心主要由3个要素构成，即校门入口、主教学楼、升旗处的操场。该3个意象中心通过主干道连接起来，形成了小学校园的主要意象范围。

④儿童认知地图按照空间表征方式可分为三类：界标型、路线型和整体型。低年级（1～2年级）儿童以界标型为主。随着年龄的增长，界标型认知地图的比例逐渐减少，整体型的认知地图比例逐渐增加，而路线型的比例没有明显变化。从整体来看，小学阶段的儿童认知地图以路线型为主。

结语

本文采用实证方法对儿童认知地图进行研究，尝试从不同角度分析儿童认知地图的特点，并以此探讨儿童的空间环境认知特性，所得出的结论具有积极的理论意义和实践意义。研究成果一方面丰富了儿童环境心理学的理论内容；另一方面对我们设计更加顺应儿童认知心理特征的环境提供了有益的理论参考。

资料来源：

图1，图4：来源于调研学校的儿童绘画作品；

其余图均为作者自制或自绘。

参考文献

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