随着城市化进程的加快，儿童群体与自然关系疏离，可能表现出“自然缺失症”等问题[1]。作为一种重要的教育形式，自然教育致力于重建人与自然的关系，引导人们重新关注、欣赏和理解自然，进而培养善待自然的意识。儿童的身心健康发展与自然环境密不可分，通过与自然的亲密接触，能使儿童形成健全的人格[2]。在儿童公园设计领域，相关学者围绕空间功能布局、安全防护设计、生态友好营造等方面已开展了系统性研究，形成了较为丰富的理论成果与实践经验。符晨洁[3]研究提出，自然互动儿童游戏场地的设计原则包括人工营造多样的自然环境、依据儿童的不同年龄阶段划分功能空间，设计与自然互动的游戏设施；王娴等[4]以森林山火为主题开展公园的规划布局，建立了森林山火教育科普区、湿地景观区、种植野餐区等，以营造人与自然和谐的城市绿色空间。在此背景下，将自然教育理念融入儿童公园设计是改善城市儿童成长环境的重要途径。本研究分析了自然教育理念在儿童公园设计中的应用原则，以乌鲁木齐市儿童公园为研究对象，探索其自然教育空间营造策略，为推动儿童公园设计的创新发展提供参考。
1 基于自然教育理念的儿童公园设计原则
表1 儿童公园设计的主要趋势及内涵 |
| 主要趋势 | 内涵 |
|---|---|
| 注重自然体验和生态教育 | 在自然环境中开展生态文明教育，通过系统的体验性活动，促进儿童经验、情感和思维的协同发展 |
| 强调多元化活动和综合性功能 | 在综合性儿童公园中，通过视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官体验，提高儿童对自然的感知 |
| 重视安全性与趣味性的平衡 | 在确保安全性的基础上，通过增加趣味性、教育性、共享性和自然性，吸引儿童参与，促进其全面发展 |
| 关注不同年龄段儿童的需求 | 综合考虑不同年龄段儿童的生理、心理特点和行为习惯，通过合理的功能分区，安全性、教育性、共享性、自然性和趣味性原则，为儿童提供一个安全、有趣、富有教育意义的户外空间 |
| 融入地域文化和特色元素 | 通过文化传承、地域特色融合、自然生态与文化教育的结合，主题性与艺术性的设计，科技创新性的应用，文化体验区的打造，儿童活动区的设计，城市文脉的维护，为儿童提供一个富有教育意义、文化体验和娱乐休闲的综合性空间 |
1.1 营造自然探索空间
1.1.1 构建多层次地形空间
1.1.2 营造多样化植物景观
1.1.3 设置生态观察节点
1.2 突出生态教育内容
1.2.1 建立环境解说系统
在儿童公园设计中应融入生态教育元素，包括设计生态解说系统、布置环境教育设施以及可视化展示自然现象。生态解说系统是通过生动多元的教育方法，实现自然教育的完整目标。自然教育过程是儿童感知自然—体验自然—学习自然—留住自然—分享自然—守护自然的过程。通过图文并茂的解说牌、互动性的展示装置，以及适合不同年龄段儿童的解说内容，激发儿童的学习兴趣和探索欲望。
1.2.2 设置自然观察基地
环境教育设施的布置需遵循可持续原则和活动零件理论。可持续原则要求使用环境友好材料，并尝试与屋顶绿化、雨水花园、生态建筑等生态技术相结合。活动零件理论强调设施是开放式的、可组合的、非结构性的，能满足儿童的多种活动需求，使其充分发挥想象力和创造力。例如，设计池塘、灌木丛、沙池、草丛等自然元素，让儿童能够在其中自由探索。
1.2.3 打造生态体验区域
自然现象的可视化展示是激发儿童探索自然兴趣的有效方式[12]。通过对自然生命的探索式学习与思考，可以让儿童体会植物生命的运动，从而进行潜移默化的生命教育。例如，通过观察不同植物的颜色、形状等特征，激发儿童主动探索大自然奥秘的好奇心；合理运用感官装置或游戏设施，将其与自然元素、自然环境相结合，增强景观的活力和趣味性，丰富儿童对自然的感受，形成人与景观的良性互动。根据不同年龄段儿童的认知特点和学习需求，设计适合的教育内容和形式，如为幼儿设计简单直观的自然体验活动，为年龄稍大的儿童提供更深入的生态知识学习机会；引入虚拟现实（AR）技术等现代科技手段，增强自然教育的互动性和吸引力。
1.3 增加互动体验设施
设计互动性的自然体验设施，能为儿童提供丰富的感官体验，满足不同年龄段儿童的需求。王兰等[13]研究表明，儿童公园的游戏设施可分为体力型、冒险型和组合型。体力型游戏设施如秋千、滑梯、攀爬架等，通过器械的配合让儿童获得身体运动的愉悦感。冒险型游戏设施如小型攀岩、林间穿越、溪流飞跃等，符合儿童喜欢冒险、探求未知的心理特点，能锻炼儿童发现和规避危险的能力。组合型游戏设施是将体力训练、智力开发与冒险有机结合，如由攀爬架、吊环、滑梯、水平爬梯、沙坑等组成的综合游戏区。安全性是互动体验设施的首要考虑因素。对于冒险型游戏设施，需配套完备的安全防护措施。为满足不同年龄段儿童的需求，设计应考虑儿童的身心发展特点（表2）。设施设计应注重与自然环境的融合，关注感官刺激、安全性和趣味性，使用天然材料，增强儿童与自然的联系。通过不同质地的材料、各种自然声音、多样的植物香气等，为儿童创造丰富的感官体验。例如，通过设计触摸墙，让儿童感受不同植物的纹理。
表2 基于不同年龄段儿童行为心理特征的设计要点 |
| 年龄段 | 身心发展特点 | 设计要点 |
|---|---|---|
| 0～3岁 | 感知活动 | 注重感官刺激（如风筒、摇摇车、色彩装置） |
| 3～6岁 | 冒险探索 | 注重探索发现以及感知危险（隧道和迷宫、攀爬岩等无动力设施） |
| 7～12岁 | 群体性活动 | 设计多人合作的活动区域以及游戏设施 |
| 12岁以上 | 注重隐私 | 设计半私密空间，注重学习与交流，通过环境设计引导学习自然知识 |
1.4 结合地域文化特色
在儿童公园设计中，将地域文化与自然教育相结合能让儿童更深入地了解本地自然生态系统和文化传统。这种结合主要体现在3个方面：融入当地自然特色，运用地域文化元素，以及通过设计传达环境保护意识。在植物配置上，优先选择乡土植物，采用自然式的种植形式，减少行列式种植，展现植物群落的自然之美。地域文化元素的运用能让儿童在游玩中了解本地文化。通过设计特色景观、主题游戏区或互动装置来展现地方特色。例如，在北方地区设计四合院主题游戏区，在南方地区可以融入水乡元素设计游戏区。此外，在公园中设置能够展示当地传统手工艺或民间游戏的区域，让儿童通过亲身体验了解本地文化。通过设置环保主题游戏区、回收利用艺术装置或生态循环系统展示等方式，让儿童直观地了解环境保护的重要性；定期组织环保主题活动，如本地植物认知、垃圾分类游戏等，培养儿童的环保意识。同时，设计还应考虑到不同年龄段儿童的认知水平和兴趣点，为幼龄儿童设计更多直观、互动性强的设施，为年龄较大的儿童设计需要思考和探索的设施。
2 基于自然教育理念的儿童公园设计实践
2.1 研究区基本情况
研究区属于中温带大陆干旱气候区，气温年较差和日较差大，冬季寒冷漫长而夏季炎热；年平均降水量294 mm，蒸发量1 495 mm，呈现典型的干旱气候特征；春秋两季较短，且常有逆温层出现。乌鲁木齐儿童公园（87°58′12″ E，43°83′26″ N）总面积约17 hm2。公园北侧区域和主园路为一期已改造区域，面积约3.5 hm2。场地内绿化覆盖率80%，绿地率70%，有200余种植物，其中乔木类18科27属51种，灌木类9科17属18种。该地植物配置注重乔、灌、花、草的有机结合，形成了良好的生态系统。
2.2 设计理念与总体布局
2.2.1 设计定位与理念
针对儿童活动群体，设计了融入生态教育元素的互动性自然体验设施，注重地域文化与自然教育的结合。在尊重场地现状的基础上，采用自然的曲线形式，对研究区进行景观设计，安排一系列适龄的自然互动活动，最终根据设计规范，完成了具有自然教育意义的儿童公园提升改造设计方案。
2.2.2 场地分析
设计场地周边有居住用地、公园绿地和教育科研用地，其中主要用地为居住用地。设计后的儿童公园与新疆美术馆、新疆科技馆相邻，形成了一个集休闲娱乐、文化艺术和科普教育为一体的文化聚集区。这种布局方便了市民和儿童参观游览，促进了文化设施之间的资源共享和人流互动，提升了区域文化价值和城市形象。
2.2.3 功能分区
研究区的主要服务对象为0～12岁以上儿童，但场地周边居住区众多，人群复杂，且大多数儿童在活动时需要家长陪伴，所以在园内的功能分区上也应适当考虑其他年龄段人群的需求。本着满足儿童自然教育、游人休憩要求的原则，将研究区分为入口综合休闲区、活力科普乐园区、五感体验区、滨水科普体验区、密林探险区与农事活动体验区（图1）。活力科普乐园区主要针对0～6岁儿童，五感体验区与滨水科普体验区针对3～6岁儿童，密林探险区与农事活动体验区针对7～12岁以上儿童，入口综合休闲区服务于所有游客。
（1）活力科普乐园区。该区域主要针对0～6岁儿童，结合此年龄段儿童的体力问题，该区设置在儿童公园主入口附近。活力科普乐园由6个特色区域组成：科学展示馆、友谊乐园、植物科普展示馆、儿童游乐场、乐教乐园和手工展示馆。这些区域主要通过功能性和建设性游戏，帮助婴幼儿掌握触摸、爬行、滑行、抓握和观察等动作，设置游戏互动体验场地与亲子手工活动区域。通过VR等技术增加儿童的视觉直观体验。此外，为了满足家长和儿童的特殊需求，区内配备了专门的母婴室，提供换尿布、哺乳和休息的私密空间，为所有家长及儿童提供便利。
（2）五感体验区。该区域主要针对具备基本独立活动能力3～6岁的儿童，主要分为4个区域：触摸花园、嗅觉花园、莫奈花园以及停车场。在儿童体验区中，引入具有独特气味、颜色以及形状各异的植物，激发儿童的五感，帮助其更直观地识别和记忆植物的不同特征，有助于促进儿童的感官发展。对于视觉受限的盲童而言，这些植物的气味成为其感知自然、获取信息的重要途径，使其能够形成对植物世界的初步印象。在每个分区内，精心设置了各种自然游戏规则指示牌与植物解说二维码等，能够吸引孩子们主动进入植物区，近距离地观察植物及昆虫。游客可以根据游戏指示牌将带有香气的植物制作成香包，利用收集到的花瓣、树叶和石子等自然材料进行创意手工。
（3）滨水科普体验区。滨水科普体验区主要有中央喷泉、草坪剧场、阳光露营、民俗文化体验馆以及滨水乐园。将水的科普教育、互动体验和景观设计融为一体，儿童在享受与水的互动乐趣的同时，又能学习物理知识。该区域配备了手动泵水装置、水力水车等多种设施，儿童可以操作这些工具来改变水流的方向、喷水的高度和流速。这种多样化的戏水活动不仅激发了儿童对水的探索兴趣，而且促进了其感知、创造和协调能力的发展。
（4）密林探险区。该区域主要服务于3～12岁的儿童，以通往树林深处的曲折栈道为核心景观，其设计灵感源于鸟类穿行于枝叶间隙、停留树梢筑巢的自然动态（图2）。在保证安全性的前提下，为儿童提供感受林间气息的场所。为了打造多维度自然体验场所，在空间布局上摒弃传统游戏活动空间与自然空间包围与被包围的割裂模式，推动绿地与活动场所深度融合，打造出具有自然穿插特性的儿童活动空间。
（5）农事活动体验区。遵循园林设计的基本原则，巧妙地将农事活动融入景观中，同时结合公共艺术装饰和科普指示牌，能够有效吸引儿童，提升儿童对自然之美的感知力，增强其对自然的认识和热爱。农事活动体验区种植区（图3）建造和维护管理的全过程以儿童为主要角色，其参与花园的建造、植物栽植，工作人员会帮助解决植物生长过程中的光、水、肥、病虫害等问题。
2.2.4 动线组织
2.3 设计策略
2.3.1 植物配置
研究区属于温带大陆性干旱气候，适宜选择抗旱、耐寒的本土植物，如刺柏、樟子松、雪岭云杉等常绿乔木，以及山楂、文冠果、刺槐等落叶乔木。这些植物不仅适应当地环境，还能展现地域特色，从而构建出具有识别性的景观，使自然教育过程更具地域文化特色。在植物配置上，以常绿植物为基调，适当增加落叶乔木和花灌木，以丰富季相变化，展现四季不同的自然景观。为确保儿童安全，应优先选择无毒无害、无刺激性气味且枝干圆润的植物，搭配种植高度适宜的低矮品种。此外，可以增加天山山脉特有的植物或与当地民族文化相关的植物[14]。
2.3.2 地域文化与自然教育融合
地域文化融入自然教育应遵循显性表达与隐性渗透相结合、传统与创新相统一的原则。首先，在空间意象层面，提取地域文化中的典型符号进行艺术转译，如将新疆传统纺织品中的几何纹样应用于铺装设计，把民族乐器造型融入景观小品，使文化元素自然地融入儿童的活动环境中。其次，在活动设计层面，将地域传统工艺、民间艺术等转化为互动体验项目，设计民族工艺DIY工作坊、传统音乐互动装置等，让儿童在动手实践中感受文化魅力。同时，通过情境化的空间营造，讲述地方历史故事，加深儿童对本土文化的理解和认同。在功能组织上，通过多样化的体验方式，如视觉识别、听觉感知、触觉互动等，强化文化的沉浸感和参与感，使儿童在游戏化的环境中学习文化知识，增强文化自信[15]。
2.3.3 本土特色的生态教育互动设施
生态系统科普设施的设计需兼顾地域文化传承、生态友好属性与儿童适配性，将地方传统图案、民间故事等文化符号转化为科普设施的互动特色。优先采用本土天然材料制作设施主体与构件，通过材料特性凸显地域辨识度，又减少非环保材料对园区生态环境的影响，践行环境友好设计理念。依据不同年龄段儿童的认知水平与行为能力差异，设置难度递进的探索项目，在保障设施安全防护性能的同时，满足各年龄段儿童的探索需求与认知发展目标。此外，自然教育载体还应具备季节适应性，充分考虑当地气候特征。通过可转换的空间界面、可调节的活动设施等方式，确保科普设施在不同季节均能发挥有效的教育功能[16]。
2.3.4 环境解说系统设计
结合儿童公园的空间布局设计类型多样化的解说媒介，可以向游客多元化地展示儿童公园的各类功能分区。基于儿童公园内游憩路线与不同年龄段的儿童行为习惯，人性化解说可从整体到局部，从历史文化到地域性动植物等，循序渐进地进行自然教育，容易唤起人们对自然的感触与感知，引导游客切身感受自然教育的意义，从而参与到自然生态保护行动中[17]。
3 结语
本研究分析了自然教育理念在儿童公园设计中的应用原则，并以乌鲁木齐市儿童公园为研究对象，探索其自然教育空间设计策略。自然教育导向下的儿童公园设计原则包括自然探索环境营造、生态教育元素融入、互动性体验设施设计和地域文化整合。采用自然的曲线形式，对研究区进行景观设计，将其分为入口综合休闲区、活力科普乐园区、五感体验区、滨水科普体验区、密林探险区与农事活动体验区。植物配置上，以常绿植物为基调，适当增加落叶乔木和花灌木，以丰富季相变化；生态系统科普设施的设计需兼顾地域文化传承、生态友好属性与儿童适配性，将地方传统图案、民间故事等文化符号转化为科普设施的互动特色；结合儿童公园的空间布局设计类型多样化的解说媒介。未来研究在以下几个方面仍需进一步探索：一是深入研究不同年龄段儿童的自然教育需求，优化设计策略；二是加强对设计效果的评估研究，检验设计方案的实际效果；三是扩大研究范围，探索其他地区的适用性。本研究为推动儿童公园设计的创新发展提供参考。