位置如何影響大學生自習行為的認知和評價
——一項基于神經建筑學視角的自然實驗

崔思瑤，張昕*

0 引言

研究表明，空間的文脈/分布/形狀、高度/寬度/圍度、界面色彩/肌理、聲光熱等物理要素[1]會對人類的記憶力和認知過程產生影響。由此可推斷，空間中不同位置的個體因光線、視野、人際距離的不同，存在認知和評價差異。為厘清位置差異，本研究選取北向自習室為載體，以12 個位置的14 天自習行為為研究對象，開展自然實驗。

位置選擇的顯性因素，即與窗、墻的關系，決定了視野內的室內外景觀特征。與外界的視覺聯系為室內人員提供有關時間、天氣、環境變化的信息，有助于緩解疲勞，對于恢復注意力、減輕壓力具有積極影響[2]，有助于提升人員整體的健康水平[3]。

位置對應的照明條件，如亮與暗、天然光占比，也是位置選擇習慣的成因之一。除視覺影響外，眼部非視覺曝光與覺醒度關聯性更強，可利用生理節律刺激（CS 值）等指標進行量化，反映褪黑素分泌的受抑制程度。

位置的隱性屬性，即人際距離，影響個人空間的大小，進而人的心理感受。愛德華·霍爾（Edward Twitchell Hall Jr.）劃分了日常交往中的4 種人際距離，即親密距離、個人距離、社交距離和公共距離[4]。

1 實驗場景

神經科學的最新研究解釋了人類感知如何影響情緒、注意力、記憶等認知過程[5]。基于神經建筑學的視角，通過構建長時自習的自然實驗，可以將評價、認知、生理表現與位置建立聯系，為不同位置進行特征畫像，結果可支持基于位置智能的微環境干預，也為自習者的選位提供了新的視角。

1 研究方法

自習行為的特點是歷時長、動態天然光與靜態人工光混合、多人共處同一空間。實驗空間為位于三層的北向教室，采光相對穩定。每支燈具可獨立調節強度和色溫，實驗期間各位置的人工光相同，累加天然光后照度均位于有效照度范圍內。實驗期間12 個實驗位置坐滿，還原多人自習場景。被試在同一位置進行上、下午各3.5 小時的自主學習，確保非視覺的時間累積效應充分發揮作用。不同實驗日設定不同色溫和照度的人工光以覆蓋各強度范圍內的位置差異。通過主觀評價問卷、認知績效測試、生理數據測量獲取被試在不同時段的各項表現。

主觀評價問卷包含覺醒度、情緒、環境評價，分別采用KSS 量表、PAD 情緒量表、視覺舒適度評價量表。通過因子分析進行降維，提取對原始數據方差變異具有較高解釋力的3 個因子，定義為環境滿意度、主觀覺醒度、情景影響度。

認知績效測試包括Stroop、Go-Nogo、等式計算、N-Back，反映感知、持續注意力、思維和記憶能力，正確率與反應時間用于計算單次任務績效。

利用無線人因生理記錄儀和智能可穿戴傳感器采集心率數據，通過心率變異性的時域和頻域分析，基于平均心跳間隔指標和功率譜密度中低/高頻比，構建神經生理因子，反映交感神經活性，較高的交感神經活性對應較高的情緒喚起程度和認知負荷水平。

2 結果

基于不同位置的生理節律刺激值，主觀覺醒度、環境滿意度、認知表現和神經生理因子得分，得到各維度的位置性能排序（圖 2）。

2 各維度因子下12個位置優劣情況

根據各位置的主觀評價因子、認知表現因子和神經生理因子的三維排序圖（圖 3），位置11的綜合評價較優，位置4 的綜合評價較差。其他位置在各維度的表現差異較大，如位置10、12的主觀評價和神經生理水平較優，但綜合認知表現較差；位置2、6 的神經生理水平較差，但綜合認知表現較優；位置8 的主觀評價和綜合認知表現較差，但神經生理水平較優。

3 12個位置的綜合主觀評價因子、綜合認知表現因子和神經生理因子相對得分三維圖

對各維度下的因子（圖 4）進行相關性分析，認知表現維度的感知、持續注意力、思維和記憶4 個因子間存在較強相關性，根據認知心理學的觀點，符合其在信息加工中相互聯系的特點，但其與主觀評價各因子和神經生理因子無相關性。

4 12個位置的各因子相對得分雷達圖

神經生理因子、主觀覺醒度和環境滿意度間存在較強相關性。神經生理因子反映個體交感神經活性，表征個體情緒狀態和認知負荷水平[6]，當處在較高認知負荷水平時，個體會有意識分配更多注意力資源，即對應較高主觀覺醒度水平。

3 結論

本實驗中的主觀評價、認知表現、神經生理，受到兩類空間特征的影響：（1）位置，其在視野、心理空間的特征，影響被試的心理感受與認知過程；（2）光，其非視覺特征，影響交感神經活性、主觀覺醒度和環境滿意度。據此，對位置的理解應包括顯性的物理環境屬性和隱性的心理認知屬性，二者不應被割裂研究與設計。□ （致謝：感謝北京津發科技股份有限公司對本實驗的支持。）