设计工作室中面向恢复的环境修改偏好：学生草图与桌面级视图可达性的探索性研究

《Architecture》：Restoration-Oriented Environmental Modification Preferences in Design Studios: An Exploratory Study of Student Sketches and Desk-Level View Access

　　

设计工作室教育需要持续注意力与长时间占用共享工作空间，使得短暂恢复的环境机会可能与学生福祉相关。这项探索性研究以可供性理论（affordance theory）为解释性透镜，检查了学生从其指定桌面位置提出的环境修改，以及草图内容与学年、工作室位置和桌面级窗户视图可达性（desk-level window view access）的关联程度。数据集包括71份结构化草图、与71位草图参与者关联的85个工作站的几何视图度量（geometric view metrics）用于推断分析，以及一年后对同一队列进行的非匹配照明调查（n=57）。草图被编码为17个修改类别。水和协作/社交空间（Collaborative/Social Space）被描述性保留，但因准完全分离（quasi-complete separation）而排除出推断解释。研究人员对15个普通逻辑回归模型进行了Benjamini-Hochberg错误发现率校正（false-discovery-rate correction），并附加了省略工作室位置的互补规范。植物（Plants）（73.2%）、自然形态/图案（natural shapes/patterns）（52.1%）和电光质量（electric light quality）（52.1%）是最频繁的修改。在主要模型中，技术（Technology）（q=0.033）和植物（Plants）（q=0.047）保留了FDR支持的整体拟合；仅技术的学年系数（OR=0.17，95% CI [0.06, 0.50]，q=0.021）保留了FDR支持。该研究识别了环境偏好和未来恢复性学习环境研究干预的假设。

**研究背景、问题与目的**

设计工作室教育是高等教育中最密集的学习环境之一，要求学生在共享工作空间内持续投入注意力并长时间占用，这使得提供短暂恢复机会的环境条件可能对学生福祉产生重要影响。尽管已有大量研究证实校园绿色空间对恢复的益处，以及教室和开放式办公环境中的室内环境质量、舒适度和亲生物性（biophilia），但针对设计工作室这一学生必须在同一空间内同时进行持续工作与寻求恢复的环境，其恢复性可供性（restorative affordances）仍缺乏系统关注。当前研究背景下，学生心理健康问题日益突出，例如2023-2024年美国健康心态研究（Healthy Minds Study）数据显示，艺术与设计领域学生中重度焦虑筛查率高达45.6%，建筑与城市规划领域为38.2%，均高于总体样本的35.1%。因此，探究设计工作室中哪些环境修改能支持恢复，以及这些偏好如何随学年、工作室位置和桌面级视图可达性而变化，具有重要意义。

**研究内容与结论**

研究人员采用可供性理论（affordance theory）作为解释性框架，以美国一所R1大学室内设计专业2025届和2026届学生为样本，通过结构化草图练习、桌面级视图度量（visible window steradians, VWS；window subtended angle, WSA）和一年后进行的照明调查，收集了71份草图、85个工作站的几何视图数据及57份有效调查问卷。研究将草图内容编码为17个修改类别，并运用二元逻辑回归（binary logistic regression）结合Benjamini-Hochberg错误发现率校正（false-discovery-rate correction, FDR）进行推断分析。研究发现：植物（73.2%）、自然形态/图案（52.1%）和电光质量（52.1%）是最常被提出的修改类别；在主要模型中，技术（Technology, q=0.033）和植物（Plants, q=0.047）的整体模型拟合在FDR校正后仍显著，其中仅技术的学年系数（OR=0.17, 95% CI [0.06, 0.50], q=0.021）保留FDR支持，表明高年级学生（junior）提出技术修改的几率显著低于低年级学生（sophomore）；而桌面级视图几何度量（VWS和WSA）与草图类别出现频率无独立关联。该研究提供了学生视角的环境修改偏好，为未来恢复性学习环境干预提出了假设，论文发表在《Architecture》。

**关键技术方法**

研究人员采用三项关键技术方法：第一，结构化草图练习——向每位学生提供其指定桌面位置的标准消色透视渲染图，要求学生在20分钟内添加绘图、注释或符号，以表达对恢复性工作室环境的修改想法，最终编码为17个类别；第二，桌面级视图度量——从每个工作站拍摄圆形鱼眼照片，通过等面积投影（equisolid projection）计算可见窗口立体角（VWS）和窗口张角（WSA），并依据EN 17037标准分类；第三，照明调查——在草图练习一年后对同一队列进行调查，获取日光、电光、窗户视图感知及使用报告。样本来源为美国一所R1大学室内设计专业2025届和2026届学生，共71人参与草图（83.5%响应率），85个工作站有视图度量，一年后57人参与调查。

**研究结果**

**3.1 样本特征与视图可达性度量（Sample Characteristics and View Access Metrics）**
通过描述性统计，研究人员发现核心区（core zone）与立面区（fa?ade zone）工作站的视图可达性存在显著差异：核心区VWS均值仅为0.02 sr（标准差0.02），WSA均值为16.12°（标准差35.26°），而立面区VWS均值为0.30 sr（标准差0.23），WSA均值为66.87°（标准差50.47°）。按EN 17037水平视角标准分类，核心区86.0%的桌面未达到最低阈值（14°），而立面区50%达到中等水平，42.9%达到高水平，表明视图可达性在空间上分布不平等。

**3.2 感知的视图与照明条件（Perceived View and Lighting Conditions）**
通过照明调查，研究人员发现不同队列的感知存在差异：核心区低年级学生（junior）中38.7%报告无日光到达桌面，而立面区高年级学生（senior）中53.8%认为日光刚好合适。92.3%的高年级学生报告可见树木或植被，而低年级学生中仅58.1%。两个群体多数认同窗户视图提供精神焕发（mental refreshment），但高年级学生更频繁地使用视图进行心理休息（61.5%至少一半时间）和休息眼睛（57.7%），而低年级学生中64.7%从未使用视图进行心理休息。对电光个人控制的评价普遍负面（高年级84.6%评价为差或低于平均水平）。

**3.3 环境修改偏好的描述性模式（Descriptive Patterns in Environmental Modification Preferences）**
通过编码草图，研究人员发现植物（73.2%）、自然形态/图案（52.1%）和电光质量（52.1%）是最频繁的修改类别，其次为技术（43.7%）、颜色（39.4%）和自然光/室外连接（35.2%）。水（5.6%）、身份/文化（9.9%）和协作/社交空间（11.3%）出现频率最低。

**3.4 学年模式（Patterns by Academic Year）**
描述性比较显示，高年级学生（junior）在植物（85.7% vs 61.1%）、电光质量（65.7% vs 38.9%）、自然形态/图案（62.9% vs 41.7%）、材料（37.1% vs 16.7%）和协作/社交空间（22.9% vs 0.0%）上更频繁；低年级学生（sophomore）在技术（63.9% vs 22.9%）、空气/热舒适（22.2% vs 2.9%）和钉板/展示（38.9% vs 25.7%）上更频繁。

**3.5 工作室位置模式（Patterns by Studio Location）**
核心区学生更频繁地提出钉板/展示（48.6% vs 14.7%）、材料（35.1% vs 17.6%）、技术（54.1% vs 32.4%）、协作/社交空间（18.9% vs 2.9%）和水（10.8% vs 0.0%）；立面区学生更频繁地提出植物（79.4% vs 67.6%）、声学处理（35.3% vs 27.0%）和身份/文化（14.7% vs 5.4%）。自然形态/图案在两区相似（约52%）。

**3.6 预测因子诊断（Predictor Diagnostics）**
通过卡方检验和相关性分析，研究人员发现学年与工作室位置无关（χ²=0.35, p=0.556），但与视图度量无显著相关（VWS: r=0.10, p=0.430；WSA: r=-0.10, p=0.414）。工作室位置与VWS（r=0.65, p<0.001）和WSA（r=0.50, p<0.001）显著相关，两种视图度量中度相关（r=0.40, p<0.001）。方差膨胀因子（VIF）均小于2，条件指数为2.47，表明不存在严重多重共线性，但位置与视图共享空间方差。

**3.7 整体模型拟合（Overall Model Fit）**
通过15个整体似然比检验（omnibus likelihood-ratio tests）的Benjamini-Hochberg校正，研究人员发现技术（Technologies）模型（χ²=16.69, p=0.002, q=0.033, Nagelkerke R²=0.28）和植物（Plants）模型（χ²=14.36, p=0.006, q=0.047, Nagelkerke R²=0.27）的q值低于0.05，保留FDR支持。其他类别如钉板/展示（p=0.011, q=0.055）、空气/热舒适（p=0.021, q=0.079）和材料（p=0.039, q=0.117）未达到校正阈值。

**3.8 学年关联（Academic Year Associations）**
在15个学年系数的FDR校正后，仅技术（Technologies）的系数保持显著：高年级学生提出技术修改的几率是低年级学生的0.17倍（95% CI [0.06, 0.50], p=0.001, q=0.021）。其他未校正显著的学年系数（如植物OR=4.72, p=0.012, q=0.091；电光质量OR=3.14, p=0.024, q=0.100）未达到FDR阈值，仅作为假设生成。

**3.9 工作室位置关联（Studio Location Associations）**
所有15个位置系数的FDR校正后均未能保持q<0.05。最小的未校正p值出现在材料（Materials）类别（OR=0.14, 95% CI [0.02, 0.80], p=0.027, q=0.407），但未达到FDR支持。因此，位置关联仅作为描述性模式，无独立支持的推断关联。

**3.10 视图可达性关联与互补分析（View Access Associations and Complementary Analysis）**
VWS和WSA的任何系数在各自15个预测因子家族的FDR校正后均未保持q<0.05（VWS所有q≥0.592, WSA所有q≥0.516）。在互补分析（省略工作室位置）中，技术、植物和钉板/展示的整体模型拟合在FDR校正后仍显著（q分别为0.015、0.023、0.031），但视图系数仍然不显著。最强的未校正视图关联是钉板/展示的VWS负系数（OR=0.39每0.1 sr, 95% CI [0.18, 0.84], p=0.016, q=0.246），但未达到FDR阈值。这表明几何视图可达性不独立解释草图类别出现。

**讨论与结论**

讨论部分指出，三个关键发现：第一，植物、自然形态/图案和电光质量是最频繁的修改类别，而技术、颜色和自然光/室外连接也常见；第二，在FDR控制后，技术和植物整体模型得到支持，而仅技术系数（学年）保持显著；第三，几何视图可达性在桌面间差异显著，但与草图类别无独立关联。研究强调，学生回应了恢复性工作室概念时，结合了自然相关增强、环境舒适性、控制与功能性支持，而非将恢复与舒适、生产力等割裂。植物的普遍性与亲生物设计文献一致，但需进一步研究量化其数量、位置、可及性等。技术的学年差异可能反映了从功能性关注向大气、材料或亲生物关注的转变。视图可达性虽存在空间不平等，但几何度量未解释修改偏好，可能因视图内容、深度、临时性遮挡等未被测量。照明调查提供了上下文，但未与个别草图匹配。

研究结论部分翻译如下：该探索性研究识别了设计学生响应恢复性工作室提示时最常表示的环境修改，并将这些类别与工作站测量条件相关联。自然相关添加、照明变化、环境控制与功能性支持在学生回应中均突出。在多重检验校正后，最清晰的推断证据涉及技术和植物模型，而几何视图可达性在校正阈值下未解释类别出现。因此，该研究为选择未来评估的环境干预提供了基于学生信息的工作站层级基础。这些发现应被视为设计优先事项和假设，而非提出特征能产生恢复的证据。