2. Taikymas. Biofilinio dizaino taikymas praktikoje ir prototipų kūrimas naudojant AR

Įvadas

Norėdami pereiti nuo biofilinio dizaino supratimo prie jo taikymo, mokiniai turi ištirti, kaip gamtos strategijas galima pritaikyti realiame miesto erdvėje. Biofilinis dizainas nėra tik idėjų rinkinys, tai dizaino metodas, reikalaujantis apgalvoto aplinkos sistemų, medžiagų ir technologijų integravimo į miesto struktūrą.

Ši mokymo modulio dalis yra praktinė, kūrybinė ir skaitmeninė. Mokiniai skatinami mąstyti kaip planuotojai, architektai ir urbanistai, siūlydami naujas idėjas, kurios įkūnija biofilinius principus. Tuo pačiu metu pristatomos skaitmeninės priemonės, pvz., papildyta realybė (AR), kaip pagalbinės platformos, leidžiančios mokiniams vizualizuoti ir kurti savo dizaino prototipus. AR suteikia interaktyvų mokymosi patirties sluoksnį, sujungdama konceptualų mąstymą ir erdvinį planavimą, tuo pačiu skatindama eksperimentavimą virtualioje aplinkoje. Naujausi tyrimai patvirtina, kad AR įrankiai stiprina mokinių erdvinį suvokimą ir dizaino mąstymą, kai jie dalyvauja tvarumo ir STEM projektuose (Wu et al., 2020; Bower et al., 2017).

Ši dalis skatina techninį ir kūrybinį augimą, derindama atvejų analizę, projektų prototipų kūrimą ir AR pagrįstą modeliavimą. Ji padeda užpildyti spragą tarp teorinių žinių ir praktinio taikymo, o tai yra svarbus žingsnis, suteikiantis jauniems mokiniams galimybę įsivaizduoti ekologiškesnius, sveikesnius ir labiau į žmogų orientuotus miestus.

Dizaino mąstymo iššūkis: miesto erdvės permąstymas pagal biofilinius principus

Kūrybiškas biofilinių principų taikymas prasideda nuo gebėjimo stebėti, kritiškai vertinti ir tobulinti erdves per problemų sprendimo prizmę. Dizaino mąstymas, struktūrizuota, į žmogų orientuota metodika, suteikia tvirtą pagrindą šiai užduočiai atlikti. Dizaino mąstymas, plačiai naudojamas švietime, inžinerijoje ir architektūroje, skatina inovacijas per empatiją, idėjų generavimą, prototipų kūrimą ir iteraciją. Tvarumas ir statybos aplinka skatina mokinius spręsti sudėtingus uždavinius, derinant ekologines žinias su kūrybiniu tyrinėjimu (Leal Filho et al., 2024).

Ši veikla veda mokinius per dizaino mąstymo ciklą, kai jie iš naujo įsivaizduoja esamą urbanistinę erdvę, nesvarbu, ar tai būtų jų vietinė aplinka, ar fiktyvus kontekstas. Procesas prasideda nuo kritinio esamų vietos apribojimų įvertinimo. Tai gali būti karščio poveikis, prasta ventiliacija, augmenijos trūkumas, nepralaidžios paviršiai ar maža biologinė įvairovė. Remdamiesi šiuo įvertinimu, mokiniai apibrėžia poreikių ar dizaino iššūkių rinkinį, atspindintį aplinkos ir žmonių prioritetus.

Idėjų generavimo etape pristatomi biofiliniai sprendimai: strategijos, kurios semiasi įkvėpimo iš gamtos, siekiant išspręsti tokias problemas kaip perkaitimas, prasta oro kokybė ar socialinė izoliacija. Remdamiesi 14 biofilinio dizaino modelių (Browning et al., 2014) principais, mokiniai skatinami apsvarstyti tiesioginius ir netiesioginius ryšius su gamta, įskaitant želdinius, vandens elementus, medžiagų pasirinkimą ir erdvės konfigūracijas, skatinančias prieglobsčio ar perspektyvos jausmą. Sprendimai gali apimti pavėsingų susibūrimų vietų su medžių lajomis įrengimą, žaliųjų sienų integravimą oro kokybei ir terminiam komfortui pagerinti arba vandens kanalų įrengimą lietaus vandeniui sugerti ir valdyti.

Kaip dalį savo kūrybinės veiklos, mokiniai kuria koncepcinį pertvarkytos erdvės planą, sutelkdami dėmesį į dienos šviesos prieigą, natūralų oro srautą, biologinės įvairovės koridorius ir jutiminį sąveikavimą su organinėmis medžiagomis. Šios idėjos grindžiamos biofiliniais principais ir STEM susijusia analize, pavyzdžiui, geometrijos taikymu išdėstymo optimizavimui, biologijos taikymu tinkamų augalų rūšių pasirinkimui ir fizikos taikymu pasyvios ventiliacijos strategijų planavimui.

Siekiant toliau vadovauti šiam procesui, Global Wellness Institute (2018) pateikia praktinį modelį, kaip biofilinis dizainas gali pagerinti bendruomenės gerovę, suteikiant prieigą prie gamtos, didinant mobilumą ir jutiminę įvairovę. Šios gairės skatina dizainerius mąstyti holistiškai, vertinti miesto erdves ne tik kaip fizinę infrastruktūrą, bet ir kaip vietas, skirtas sveikatai, emociniams ryšiams ir aplinkos atsparumui.

Galiausiai, šis iššūkis ugdo supratimą apie biofilinį dizainą kaip mokslinį ir žmogaus poreikiais grindžiamą užsiėmimą, kuriam reikia techninio mąstymo, empatijos ir kūrybiškumo, kad būtų galima išspręsti realaus pasaulio urbanistines problemas.

AR prototipų kūrimas: gamtos įkvėptos urbanistinės ateities vizualizavimas

Sukūrę naują dizaino koncepciją per dizaino mąstymo procesą, mokiniai pereina prie savo idėjų prototipų kūrimo naudodami papildytą realybę. Papildyta realybė suteikia puikią galimybę įgyvendinti biofilines vizijas, leidžiant mokiniams įdėti gamtos elementus į pasirinktos miesto erdvės skaitmeninį atvaizdą. Šis etapas stiprina erdvinį mąstymą ir leidžia giliau įsitraukti į anksčiau sugalvotus dizaino elementus.

Naudodami tokias platformas kaip „CoSpaces Edu“ ar „Assemblr EDU“, mokiniai kuria interaktyvias 3D vizualizacijas, kuriose yra pagrindiniai biofiliniai komponentai. Tai gali būti medžių alėjomis apsodintos promenados, stogų sodai, atspindintys vandens baseinai, natūraliai vėdinami koridoriai ar fraktalinės geometrijos įkvėpti lapų rašto baldakimai. Tikslas – modeliuoti pertvarkytą erdvę, atkreipiant ypatingą dėmesį į aplinkos veiksmingumą ir naudotojų patirtį.

Naujausi tyrimai rodo, kad AR gali labai padėti aplinkosaugos švietimui ir kūrybiškumui, ypač kai mokiniai projektuoja siekdami tvarumo tikslų (Wu et al., 2020). Šioje užduotyje mokiniai skatinami komentuoti savo projektus, aprašydami kiekvienos biofilinės savybės funkciją, STEM principą, kurį ji atspindi, ir numatomą naudą žmonių ir ekologinei sveikatai.

Be skaitmeninio modeliavimo, AR prototipai gali būti naudojami pristatymams ir tarpusavio vertinimui, kur mokiniai paaiškina ir apgina savo dizaino sprendimus. Ši refleksijos fazė prideda kritinio mąstymo ir bendravimo įgūdžių sluoksnį, stiprindama dizaino raštingumą ir aplinkosaugos sąmoningumą.

Mokyklos projektai, susiję su biofiliniu dizainu: mokymasis per patirtį viduriniame ugdyme

Biophiliško dizaino pristatymas vidurinių mokyklų mokiniams suteikia puikią edukacinę galimybę susieti teorines žinias su realaus pasaulio ekologiniais iššūkiais. Pastaraisiais metais kelios vidurinės mokyklos visoje Europoje įgyvendino biophiliško dizaino projektus, kurie skatina mokinius permąstyti pastatytą aplinką, remdamiesi gamtos principais. Šios iniciatyvos skatina ekologinį sąmoningumą, gerovę ir tarpdisciplininį mokymąsi, apimantį biologiją, aplinkos mokslą, dizainą ir architektūrą.

Nors ne visada jie vadinami biofiliniu dizainu, daugelis šių projektų aiškiai atitinka pagrindinius biofilinius principus, pavyzdžiui, stiprina jutiminį ryšį su gamtos elementais, gerina oro kokybę ir kuria lauko mokymosi aplinką. Per tokias veiklas 14–18 metų mokiniai įgyja praktinės patirties permąstant miesto ir švietimo erdves, dažnai kurdami modelius, piešinius ar tvarumo pasiūlymus, pagrįstus jų stebėjimais ir sąveika su gamta.

Putney High School, priklausanti Girls' Day School Trust Londone, 2021 m. pradėjo novatorišką biofilinio klasės bandomąjį projektą, siekdama ištirti, kaip mokymosi aplinkos gamtos elementai veikia mokinių gerovę, koncentraciją ir kognityvinį įsitraukimą. Projektas buvo pritaikytas vyresniems 4 ir 5 pakopų mokiniams (14–18 metų) ir sukurtas bendradarbiaujant su Oksfordo Brookes universiteto ir Studio P Architects tyrėjais.

Perprojektuotoje klasėje buvo įtraukti keli elementai, kilę iš 14 biophiliško dizaino modelių (Browning et al., 2014), įskaitant:

Natūralios medžiagos ir tekstūros: medinės plokštės, vilnoniai tekstilės gaminiai ir neapdorotos apdailos medžiagos sumažino sensorinį nuovargį ir sukūrė raminančią vizualinę estetiką.

• Augalai ir žaluma: kambariniai augalai buvo integruoti ne tik siekiant sukurti vizualų ryšį su gamta, bet ir pagerinti oro kokybę bei suteikti mikroatstatomąjį poveikį.
• Dinamiškas apšvietimas: LED sistemos buvo pritaikytos imituoti paros ritmą, padedantį išlaikyti dėmesį ir reguliuoti nuotaiką įvairiais mokyklos dienos momentais.
• Akustinis dizainas: garso sugeriančios medžiagos ir tylios zonos buvo įtrauktos siekiant apriboti pernelyg didelį dirginimą ir sukurti kognityvines prieglobsčio zonas.

Klasę naudoję mokytojai ir mokiniai pranešė apie pagerėjusią koncentraciją, sumažėjusį stresą ir malonesnę mokymosi atmosferą. Be pasyvaus natūralių elementų poveikio, mokiniai įvertino klasės poveikį, mokydamiesi kritiškai mąstyti apie tai, kaip aplinkos dizainas veikia sveikatą ir veiklą. „Atsiliepimai, kuriuos gavome iš šią
erdvę naudojančių mokinių, buvo nepaprastai teigiami“, – sakė Putney High mokyklos vadovė Suzie Longstaff. „Jie jautėsi labiau atsipalaidavę, įsitraukę ir susiję su savo mokymusi.“

Nors Putney projektas yra pavyzdinis biofilinės mokymosi aplinkos pavyzdys viduriniojo mokslo lygyje, jis vis dar yra orientuotas į fizinę aplinkos dizainą. Ateityje tokių projektų kartotės galėtų labai pasinaudoti papildytos realybės (AR) integravimu, siekiant sustiprinti vaizduotę ir interaktyvumą.

AR galėtų leisti studentams:

• Prieš fiziškai pertvarkant erdvę, vizualizuoti įvairius biofilinius išdėstymus.
• Realaus laiko duomenis, pvz., saulės spindulių kryptį, oro srautus ar garso lygį.
• Virtualiomis priemonėmis kurti naujų elementų, pvz., žaliųjų sienų, vandens elementų ar ekologiškų baldų, prototipus.
• Dalyvauti bendruose urbanistinio dizaino projektuose, imituojant biofilines zonas mokyklų kiemeliuose, stoguose ar viešosiose erdvėse.

Toks integravimas suteiktų mokiniams galimybę ne tik patirti biofilines aplinkas, bet ir kurti bei dalytis jomis skaitmeniniu būdu, naudodami STEM įgūdžius prasmingais, praktiniais būdais.

Putney vidurinės mokyklos biofilinis klasės projektas yra sėkmingas pavyzdys, kaip vidurinių mokyklų mokiniai gali pasinaudoti įtraukiančia, su gamta susijusia aplinka. Didėjant supratimui apie aplinkos, mokymosi ir gerovės santykį, šis modelis yra vertinga nuoroda kitoms mokykloms, siekiančioms įtraukti biofilinį mąstymą.

Derinant tokias iniciatyvas su skaitmeninio dizaino ir AR prototipų kūrimo įrankiais, ateities mokyklų projektai galėtų tapti dar įdomesni, labiau individualizuoti ir atspindėti 21 amžiaus mokymosi tikslus, kuriuose susilieja tvarumas, kūrybiškumas ir technologijos.