Контакт с природой правда помогает лучше учиться?

В конце XX века появилось несколько теорий о том, как контакт с природой влияет на психологическое восстановление. Так, в 1991 году группа исследователей выяснила, что даже просмотр видео с природными пейзажами способствует более быстрому снижению стресса, чем просмотр записей с городской средой. А в 1995-м психолог Стивен Каплан предположил, что контакт с природой защищает мозг от умственной перегрузки. Идея была такая: в городских условиях человек вынужден постоянно фокусировать внимание на внешних факторах (чтобы, например, не столкнуться с прохожими на оживлённой улице или не попасть под машину) и это перегружает рабочую память, тогда как пребывание на природе позволяет расслабиться.

Можно предположить, что взаимодействие с природой особенно важно для детей и подростков — ведь им в первую очередь нужно учиться новому и развивать умственные (в науке их называют когнитивными) способности, а высокий уровень стресса и перегрузка рабочей памяти вредят как процессу, так и результатам обучения. Так ли это на самом деле?

Учёные уже выяснили, что, например, проживающие в озеленённых районах британские школьники обладают более развитой пространственной рабочей памятью, чем их сверстники из районов с меньшей площадью зелёных насаждений. А ещё известно, что школьники демонстрируют лучшую успеваемость, если на территории школы находятся преимущественно кустарники и деревья, а не газоны и парковки. Однако большинство исследований в этой области — корреляционные, то есть такие, где учёные лишь определяют связь между параметрами (скажем, площадью озеленения и успеваемостью), но не выявляют механизм работы полезного эффекта.

Чтобы определить, как именно взаимодействие с природой влияет на когнитивные функции школьников от 6 до 18 лет, исследовательницы из Мельбурнского университета (Австралия) Дайана Велла-Бродрик и Кристина Гиловская сделали систематический обзор 12 экспериментальных и квазиэкспериментальных исследований, опубликованных в 2014–2019 годах.

Поясним: в квазиэкспериментах учёные не делят участников на группы (экспериментальную и контрольную), а изучают влияние того или иного вмешательства в реальных условиях. Контакт с природой в рассмотренных исследованиях происходил в разных формах — от простого наблюдения за природой через окно класса или во время прогулок в парке до уроков на свежем воздухе и школьного садоводства. А измерялись как краткосрочные эффекты (например, связанные с рабочей памятью и вниманием), так и долгосрочное влияние на долговременное запоминание и успеваемость.

Результаты своей работы исследовательницы опубликовали в статье «Влияние природы (зелёных насаждений) на когнитивные способности школьников: систематический обзор» («Effects of Nature (Greenspace) on Cognitive Functioning in School Children and Adolescents: a Systematic Review»). Кратко перескажем основные выводы.

Как контакт с природой влияет на рабочую память

Сначала исследовательницы рассмотрели краткосрочные эффекты взаимодействия с природой — те, что связаны с обработкой информации в рабочей памяти, то есть способностью фокусировать внимание и не отвлекаться на посторонние стимулы, держать в уме определённый объём данных (например, условия задачи или объяснения преподавателя) и оперировать ими.

Эффект №1

Повышается производительность рабочей памяти

В двух исследованиях измерили, как взаимодействие с природой сказывается на производительности рабочей памяти — максимальном объёме информации, которую человеческий мозг может удерживать в памяти и обрабатывать.

Этот показатель непостоянный — он может зависеть как от вида информации, которую нужно запомнить (например, легче оперировать знакомыми понятиями, чем теми, которые встречаем впервые), так и от состояния человека (усталость и стресс снижают производительность рабочей памяти). Для измерения учёные использовали специальный тест, в котором участникам называли ряд чисел, после чего те должны были воспроизвести услышанные числа в прямом и/или обратном порядке.

В американском эксперименте 2016 года старшеклассников распределили для урока по трём классам: в первом совсем не было окон, окна второго класса выходили на другие школьные корпуса, а окна третьего — на ландшафт с растительностью. После урока все участники по 10 минут отдыхали в своих классах, после чего прошли описанный выше тест. Лучше всех с ним справились школьники из третьей группы, которые занимались и отдыхали с видом на зелёный ландшафт.

Похожий эксперимент провели итальянцы в 2018 году. Ученики 4–5-х классов начальной школы провели 30-минутную перемену за активной командной игрой, при этом одна группа играла в школьном саду, а другая — во дворе без растительности. Обе группы два раза прошли тест на рабочую память — до перемены и после неё. Игравшим в саду ребятам удалось восстановить производительность рабочей памяти, которая была довольно низкой сразу после урока, и в тесте после перемены они показали значительно лучшие результаты, чем их сверстники, которые играли во дворе.

Из этого следует, что контакт с природой, даже пассивный (такой, как простое наблюдение), эффективнее помогает мозгу отдохнуть и восстановиться после приложенных усилий, чем отдых в искусственной среде.

Эффект №2

Становится легче фокусировать внимание

Способность целенаправленно фокусироваться на конкретном стимуле, игнорируя все остальные, называют избирательным (или селективным) вниманием. Именно оно позволяет, например, собирать пазл, отыскивая среди множества разноцветных фрагментов нужный, или сосредоточенно выполнять домашнее задание, пока что-то отвлекает.

В исследованиях, включённых в этот обзор, избирательное внимание измеряется разными тестами. В одних участнику нужно правильно указывать направление объекта (например, стрелки), расположенного среди таких же объектов, направленных в разные стороны, в других — как можно быстрее и безошибочно отыскивать целевой объект на поле с похожими объектами.

Сразу два исследования 2019 года, канадское и датское, выявили, что способность школьников от 8 до 15 лет фокусироваться на задаче значительно улучшается после 30-минутной прогулки на природе. То же самое показало уже упомянутое исследование среди итальянских школьников, участники которого проводили перемену в школьном саду или во дворе без растительности. Исследователи описали два эксперимента: в одном ученики участвовали в командной игре, а в другом — просто отдыхали сами по себе. В обоих случаях школьники, которые провели перемену в саду, показали лучшие результаты в тесте на избирательное внимание, чем ребята, которые отдыхали во дворе.

Похожие результаты получили и британские исследователи в 2016 году: одна группа старшеклассников после урока провела 20 минут на зелёной пришкольной территории, в то время как другая не выходила из здания школы. Первая группа справилась с тестом на избирательное внимание эффективнее, чем вторая.

Читайте также:

Связь между физической активностью и успехами в учёбе подтверждена ещё раз

Однако, помимо того, чтобы фокусировать внимание на задаче, в обучении важно и уметь удерживать его на длительный срок. И результаты исследований этой способности, которую называют устойчивым вниманием, уже неоднозначны. Для измерения этого показателя обычно применяют такие же тесты, как и для измерения избирательного внимания, но именно те их разновидности, что предполагают длительный фокус на задаче.

Так, по результатам одного исследования, младшеклассники, которые занимались в классах с комнатными растениями на стене, лучше справлялись с тестами на устойчивое внимание, чем школьники в классах без растений. Значимый эффект проявился уже через четыре месяца. А в другом исследовании измеряли, как на умственные способности учеников влияет озеленение школьных дворов, где ребята проводят перемены. Согласно его результатам, устойчивое внимание школьников улучшилось только после двух лет наблюдений.

У экспериментов, где изучали эффект от краткосрочных контактов с природой, результаты тоже получились разные. Старшеклассники из Швейцарии смогли дольше удерживать внимание после часовой прогулки в лесу или лесопарке (лучше всего подействовало пребывание в лесу), чем их сверстники, гулявшие в маленьком парке посреди города. А вот ученики помладше из Дании примерно одинаково справлялись с тестами и после пребывания на природе, и после нахождения в классе. Поэтому авторы обзора предполагают, что от контакта с природой не стоит ожидать последовательного влияния на этот вид умственных способностей.

Эффект №3

Может повышаться скорость обработки информации (но не всегда)

Похожая ситуация и с исследованиями скорости обработки информации. В работах, включённых в обзор, её измеряли с помощью заданий, в которых участники должны как можно быстрее трансформировать ряд чисел в ряд букв, используя ключ для расшифровки.

В том же нидерландском исследовании, где школьники четыре месяца учились в классах с растениями на стенах, никакого положительного эффекта не обнаружено: дети в «зелёных» классах выполняли задание примерно с такой же скоростью, как и их сверстники из обычных классов. При этом озеленение школьных дворов (это исследование тоже упоминается выше) увеличило скорость обработки информации у школьников. Но судя по всему, эффект опять же нестабильный.

Как контакт с природой влияет на долговременную память и успеваемость

Исследования, касающиеся влияния природы на способность школьника усвоить знания и показать лучшие учебные результаты, тоже не назовёшь однозначными. Правда, в обзор включили только две научные работы по этой теме, поэтому не исключено, что дальше, благодаря более обширным и глубоким исследованиям, ситуация станет яснее.

Так, в большом американском исследовании ученики 6–12 лет из 25 школ на протяжении года занимались садоводством на пришкольном участке, а также изучали ботанику и основы нутрициологии на уроках. В тестах по этим дисциплинам участники эксперимента показали более глубокие знания, чем ученики из школ контрольной группы, в которых садоводством не занимались. Но в разных школах, где проводили этот эксперимент, различалось время, которое ученики проводили ухаживая за растениями. Исследователи это учли и выяснили, что чем больше школьники занимались садоводством, чем заметнее улучшились их знания.

Читайте также:

Необычная практика: как школьный огород помогает детям… учиться

Также есть шведское исследование, в котором участвовали семиклассники и восьмиклассники 13–15 лет (всего четыре класса). Все они прошли с одним и тем же учителем двухмесячный курс занятий биологией. Половина участников занималась на свежем воздухе в течение шести уроков, а другая половина — только в течение двух уроков. Во время этих занятий ученики собирали образцы растений и других организмов, чтобы потом рассмотреть под микроскопом, наблюдали за птицами и беспозвоночными, измеряли параметры вроде влажности и кислотности почвы, играли в образовательные игры.

Через пять месяцев после завершения учебного курса с некоторыми участниками из всех классов провели интервью — в них были вопросы на тему изученного материала, а также вопросы о том, как сами ученики относятся к урокам на свежем воздухе. Оказалось, что школьники из группы, которая дольше занималась на природе, вспомнили больше материала, отвечали гораздо подробнее и конкретнее и использовали научную терминологию чаще, чем ребята из другой группы.

Также через полгода после курса учеников попросили развёрнуто (в форме эссе) ответить на вопросы по содержанию. И на этот раз между группами не оказалось различий в понимании и долговременном запоминании изученного. Единственное: семиклассники, которые чаще занимались на природе и изучали классификации живых организмов, смогли привести больше примеров, чем ученики, которые проходили ту же тему в классе. При этом все ученики высоко оценили уроки на свежем воздухе как приятное разнообразие среди школьной рутины, особо отметив совместную активность и изучение теоретического материала на практике, в естественной среде.

Читайте также:

Что такое кривая забывания и как помочь студентам запомнить информацию надолго

Как именно контакт с природой воздействует на учеников

В исследованиях рассматриваются разные механизмы, которые могут объяснять пользу контактов с природой для мыслительных способностей. Чаще всего учёные называют восстановительный эффект природной среды, о котором мы уже рассказывали в самом начале. Помимо умственной разгрузки, к нему относятся и другие полезные воздействия — например, то, что на природе у людей снижается стресс, появляется чувство расслабленности, они получают возможность активно двигаться и проявлять любознательность (а это может способствовать развитию внутренней учебной мотивации — основанной на интересе). Как считают авторы научного обзора, эти и другие факторы в совокупности могут оказывать полезное влияние на когнитивное, психологическое и физиологическое состояние учащегося.

То, каким образом природная среда воздействует на умственные способности и обучение, подробно рассмотрели исследователи из США Мин Куо, Майкл Барнс и Кэтрин Джордан. Они проанализировали научные работы на эту тему, изучив исследования среди учащихся разных возрастов, в том числе взрослых, и не только о взаимодействии с «зелёной» средой, но и о контакте с животными. Затем авторы разделили выявленные факторы на две категории.

Первая категория отражает непосредственное влияние контакта с природой на человека. Помимо факторов, которые уже названы выше, в неё вошло развитие самодисциплины, то есть способности контролировать автоматические импульсы, — например, не хвататься за смартфон, если во время лекции пришло уведомление из соцсети, а отложить это до перерыва. Этот эффект развития самодисциплины обнаружили как у взрослых, так и у детей, в том числе с трудностями в обучении.

Во вторую категорию вошли благоприятные для обучения свойства самой природной среды:

• Естественная среда более тихая и спокойная, благодаря чему и ученики ведут себя гораздо более сдержанно. Так, исследователи замечают, что благодаря озеленению школьных дворов или, например, совместному уходу за морскими свинками дети реже нарушают дисциплину, ссорятся и перебивают друг друга или учителя.
• Обучение на природе способствует кооперации. Помимо улучшения поведения, контакт с природой укрепляет социальные отношения. Возможно, дело в том, что природная среда воспринимается как более комфортная и ученики чувствуют себя безопасно и свободно, что помогает им налаживать контакт с другими людьми. Если группа учащихся разобщённая, то совместный поход или занятия на открытом воздухе способны улучшить эмоциональный климат в коллективе. И наконец, в природной обстановке педагогу проще налаживать тёплые отношения с учениками — вероятно, потому, что участники взаимодействия выходят из строгих классных рамок «учитель — ученик» и становятся скорее партнёрами в обучении.
• Природная среда может стимулировать креативность и изобретательность. В 1972 году архитектор Саймон Николсон сформулировал «теорию незакреплённых частей» (англ. Theory of loose parts). Её ключевая идея в том, что искусственная среда (такая, как школьный корпус или городской район) спроектирована другими людьми и поэтому ограничивает наше воображение и творческие способности. В то время как естественная среда хаотична и непредсказуема, и, когда дети играют с палками и камнями, строят песочные замки на пляже, это (в теории) позволяет им развивать свободное творческое мышление. Это влияние пока ещё не получилось доказать экспериментально, но, как пишут исследователи из США, «вклад творческих, активных и социальных игр в умственное, социальное и физическое развитие кажется очевидным».

Что всё это значит для обучения? Судя по всему, пользу от общения с природой сложно переоценить — пусть даже его прямое влияние на успеваемость науке пока только предстоит доказать. И если в России организовать уроки на свежем воздухе из-за климатических условий возможно, пожалуй, только в сентябре и мае (и то не во всех регионах), то комнатные растения в классе будут не только радовать круглый год, но и помогать учиться.