Natural elements in the designerrsquo;s work environment influence the creativity of their results
Vicente Chulvi , Mariacute;a Jesuacute;s Agost, Francisco Felip , Jaume Gual
A B S T R A C T
It has been shown that the environment can determine the outcome of work that is carried out in it. Several studies have confirmed that an environment with natural elements can have beneficial effects on peoplersquo;s physical and psychological health and also improve their creativity. However, little research has addressed this effect on the creativity of design engineers within the specific context of processes involving the design of new products.
The main purpose of this paper is to determine whether product design proposals developed in environments containing natural elements show higher creativity factors/parameters/values than those obtained in other environments. The results will also be compared according to whether the natural environment is real or simulated. To this end, an experiment was conducted in which designers in the final phase of their training worked in different environments to develop design concepts, which were then evaluated according to four creativity parameters. The analysis of the results suggests that environments that include natural elements, whether real or artificial, favour the creativity of the conceptual proposals for new products to a greater extent than environments without any natural elements. The conclusions of this research can help civil engineers and architects redesign design studios and workspaces, in order to improve the creativity of design engineers and the originality of their work.
- Introduction
The environment can determine peoplersquo;s performance [1], productivity [2] and the result of the work that is carried out in it [3]. Bearing in mind that today we are moving towards a more urbanised society [4] and that life in cities may be associated with an increase in diseases commonly associated with stress [5], it becomes necessary to consider the benefits of other environments in which daily activities are to be performed.
A number of studies have investigated the positive impact that natural environments have on people [6] by improving their well-being [7] and favouring efficiency when performing an activity [8] and it therefore makes sense to demand a greater use of such spaces for healthier human development [9]. As has been demonstrated, contact with nature can activate the so-called “default mode network” of the brain, which can be crucial for psychological health [10] and helps to relieve stress, even in the case of urban natural environments, such as the parks in our towns and cities [11]. It is therefore important to integrate the aspects of nature into the architectural space [12]. In fact [13], already analyses the use of the metaphor of nature in architecture in a multicultural historical background, concluding that nature has always been present in the concept that underlies all interior architectural projects, enriching aesthetics aspects, the use of the buildings and the quality of the architectural environment.
Just as natural environments can be perceived as attractive, flexible and innovative places in which to perform everyday work activities [14], the presence of natural elements in workplaces has also proved to be positive in many cases, as shown by several studies. In this respect, Yin et al. [15] used measurements conducted by means of wearable sensors and cognitive tests to compare the psychological and cognitive responses obtained by spending time in an office building fitted with natural elements, as opposed to those obtained in an environment without any natural elements. From their results they found that in the building with natural elements the blood pressure of the participants decreased, their short-term memory improved and there was an increase in positive emotions. Ayuso et al. [16] recently developed a tool to measure the impact that natural elements in the workplace actually have on productivity, well-being and health, among other factors. Although this study did not attempt to establish any indicators regarding the amount of greenery and natural light that a workplace should have, it does corroborate the importance of knowing how to combine these two variables in order to improve activity in the workplace. Lottrup et al. [17] found that access to natural elements in the workplace was related to a decrease in levels of stress in the case of men, while also promoting a better attitude towards the workplace, and that this relationship was more pronounced when access to nature was physical and not just visual. In a similar study, Gilchrist et al. [18] found that access to natural spaces and viewing natural elements through a window in peri-urban offices for extended periods of time improved employeesrsquo; well-being. In addition, some authors also argue that this restorative effect could also be obtained through architectural design, as long as buildings are rich enough in ornamentation and detail, which would lead us towards Biophilic architecture [19].
Other studies in a similar line attest to the benefits that the presence of plants in an architectonic space has on people [20]. The exhaustive study of the experimental literature conducted by Bringslimark et al. [21] confirms the general role that houseplants play in relieving stress. Along these lines, Kim et al. [22] demonstrated that the presence of plants in an underground room with no windows not only reduced stress, but also improved performance in response time tasks in comparison to the same task performed in a room without plants, and Raanas et al. [23] found that the presence of plants in a workspace improved workersrsquo; attention span.
Turning to creativity, the focus of our study, several studies have provided evidence of the positive influence that direct contact with nature exerts on peopl
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设计师工作环境中的自然元素会影响其结果的创造性
摘要：
一些研究已经表明，环境可以决定在其中进行的工作的结果。经证实，一个具有自然元素的环境可以对人们的身心健康产生有益的影响，也可以提高他们的创造力。然而，在涉及新产品设计的特定过程中，很少有研究涉及到这种对设计工程师创造力的影响。
本文的主要目的是确定在含有自然元素的环境中开发的产品设计方案是否显示出比在其他环境中获得的更高的创造性因素。根据自然环境是真实的还是模拟的，对结果进行比较。为此，我们进行了一项实验，在训练的最后阶段，设计师们在不同的环境中工作来发展设计概念，然后根据四个创造力参数来评估设计概念。结果分析表明，包含自然元素的环境，无论是真实的还是人工的，比没有任何自然元素的环境更有利于新产品概念方案的创造性。本文的研究结论有助于土木工程师和建筑师重新设计设计工作室和工作空间，以提高设计工程师的创造力和工作的原创性。
1、介绍
环境可以决定人们的表现，生产力和在环境中进行的工作的结果。考虑到今天我们正走向一个更加城市化的社会，城市生活可能与通常与压力有关的疾病增加有关，因此有必要考虑其他环境的好处，在这些环境中进行日常活动。
许多研究已经调查了自然环境对人们的积极影响，通过在开展活动改善人们的福祉和爱好有利于提高工作效率，因此要求更多地利用这些空间促进人类的健康发展是有意义的。正如已经证明的，与自然的接触可以激活大脑的所谓“默认模式网络”，这对心理健康至关重要，并有助于缓解压力，即使是在城市自然环境中，例如我们城镇的公园。因此，将自然的各个方面融入建筑空间是很重要的。事实上已经在多元文化的历史背景下分析了自然隐喻在建筑中的运用，认为自然一直存在于所有室内建筑项目的概念中，丰富了美学方面、建筑的使用和建筑环境的质量。
正如自然环境可以被视为有吸引力、灵活和创新的地方，在那里进行日常工作活动，工作场所中自然元素的存在在许多情况下也被证明是积极的，如一些研究所示。在这方面，金等人通过可穿戴传感器和认知测试进行的测量，比较在装有自然元素的办公楼中与在没有任何自然元素的环境中所获得的心理和认知反应。从他们的研究结果中发现在含有自然元素的建筑中，参与者的血压降低，短期记忆改善，积极情绪增加。阿裕索等人最近开发了一种工具来衡量工作场所的自然因素对生产力、幸福感和健康等因素的实际影响。尽管这项研究没有试图建立任何关于一个工作场所应该拥有的绿色植物和自然光的数量的指标，但它确实证实了如何将这两个变量结合起来以改善工作场所的活动的重要性。洛特鲁普等人研究发现，在工作场所接触自然元素与男性压力水平的降低有关，同时也促进了对工作场所的更好态度，而且当接触自然是身体接触而不仅仅是视觉接触时，这种关系更加明显。在类似的研究中，吉尔克里斯特等人研究发现，在城市周边的办公室里，通过窗户进入自然空间和观察自然元素可以延长时间，从而改善员工的幸福感。此外，一些作者还认为，只要建筑装饰和细节足够丰富，这种修复效果也可以通过建筑设计获得，这将引导我们走向生物主义建筑。
其他类似的研究也证明了植物在建筑空间中的存在对人类的益处。马克等人对实验文献的详尽研究，证实了室内植物在缓解压力方面的一般作用。按照这些思路，金等人证明，与在没有植物的房间中执行的相同任务相比，在没有窗户的地下房间中存在植物不仅减少了压力，而且提高了响应时间任务的性能，安娜等人发现工作空间中植物的存在提高了工人的注意广度。
关于创造力，我们的研究重点，一些研究提供了证据，证明直接接触自然对人们的创造力产生了积极影响。普兰布彻和孔宁通过对各种创造性者及其与自然的关系的定性访谈，验证了自然元素激发更多好奇心和更灵活思维模式的能力。这些因素与更多创造性行为的发展有关，并对准备和孵化阶段产生影响，这是瓦勒斯所描述的四个创造性过程的前两个阶段。威廉姆斯等人在最近一项关于与自然接触促进创造力的研究中表明在自然环境中发生的一些心理过程，如思维漂泊，可以导致更大的灵活性和新颖的思想联想。
其他对提高创造力感兴趣的研究也揭示了这种与自然接触的特殊好处。费拉罗三世发现，在自然环境中长时间的体力活动可以提高创造力，阿奇利发现，在没有任何技术设备的自然环境中浸泡四天，可以显著提高解决问题的创造力。阿裕索等人研究发现，在一个具有自然元素的空间中活动五天后，参与者在创造性任务上的得分提高，并且注意到的困倦症状比那些没有任何自然元素的空间中的参与者少。同样，即使没有沉浸在自然空间中，与自然元素接触仍然有好处。在这方面，施巴塔和苏苴得出结论，在工作环境中种植植物提高了妇女在创造性工作中的表现。
所有这些研究都证实，一个自然环境有利于人们的身心健康，同时提高他们的创造力。但问题是，当环境利用模拟而不是真实的自然时会发生什么，这个问题很有意思，因为它会影响在接近室内建筑项目时的决策。在这方面，艾莎等人已经提到了心理学家和土木工程师在考虑此类项目时进行合作的重要性。
各种研究表明，即使在模拟自然环境的情况下，与自然的接触也能产生恢复作用。吉伦和布堪进行了一项研究，其中几名遭受压力的参与者受到自然环境的影响，另一名则只模拟其特征。在收集生理和心理数据后，结果表明，这两种环境都有利于减轻压力。德克洛特等人。在高、低沉浸屏幕上投影自然胶片，得出结论：模拟自然环境越沉浸，恢复效果和应力降低越大。
在创造能力的提高和自然元素在建筑环境中的存在之间也存在着相关性。泽兰等人进行了一项研究，以确定办公环境中的哪些因素可能对在那里工作的人的创造力产生影响，他们的结论是，植物和良好照明等自然元素的存在是决定因素。其他最近的研究也强调了在封闭空间中观察自然空间和植物的存在对提高视觉创造力的作用。
因此，所有这些研究都表明，自然环境、建筑空间中自然元素的存在或利用模拟而非真实自然的环境都是可以增强人们创造力的空间。然而，很少有人专门针对设计工程师，特别是在设计新产品的过程中，研究大自然对创造力可能产生的积极影响。同样，很少有研究探讨，当自然环境只是模拟的时候，设计师创造力的这种可能的提高是否也会发生，其他涉及其他职业的研究也表明了这一点。
为了回答这些问题，本研究从一个假设出发，即在新产品开发的概念阶段，一个自然的工作环境可以对设计工程师产生创造力提升的效果。因此，本研究的目的是确定在具有自然元素的环境中开发的设计方案是否比在没有自然元素的环境中工作所能获得的设计方案更具创造性。同样，它也试图探索当自然环境是模拟的而不是真实的时，这些自然元素对创造力的影响在多大程度上是相同的。
为此，我们对即将完成大学培训的同质设计师进行了一项实验，他们必须在三个不同的空间中以图形方式开发创意产品概念的新想法：自然室外环境、模拟室内自然环境，以及没有任何自然元素的人工环境。从所获得的结果来看，本研究的结论一方面表明，自然环境比人工环境更有利于新产品概念方案的创意；另一方面，在真实或模拟的自然环境中工作对设计师的创意也有同样的积极影响。
2、材料和方法
2.1.实验设计
工业设计与产品开发工程学士学位最后一年的18名学生，12名妇女和6名男子自愿参加了实验。他们都被告知该项目的总体目标，并书面同意参加。这项研究得到了朱梅尔大学机构伦理委员会的批准。此外，他们在研究结束时还得到了一份小礼物。这一群体在知识和技能方面是同质的，都是面向思想的投射，因为他们都属于同一年，在创造技能方面的发展程度相似。每个参与者在活动开始时都被分配了一个代码以保持其匿名性。
进行这项工作的不同环境试图产生特定的品质，以便能够对比它们对设计师创作过程的影响。首先，环境A（真实的自然）是由真实的自然要素构成的。这种环境包括一个开放的空间，一个花园，有丰富的植物，水，小径，休息的元素（椅子，长凳等）等等（图1）。第二，环境B（模拟自然）（图2）是一个封闭的3x3米房间，用植物元素、人造草坪和墙壁装饰，墙壁上有模拟自然环境的大照片，事实上，在环境A中使用的室外花园。房间的一堵墙有一扇窗户，几乎占据了墙的整个宽度，允许自然光进入。房间里有一把椅子，用来模拟外部环境，参与者可以选择坐在草坪上还是使用其中一个外部休息元素。最后，环境C（中性）（图3）是一个典型的教室，有椅子和桌子用来做笔记。
图1.环境A（真实自然）：实验中使用的真实自然环境.
图2.环境B（模拟自然）：实验中使用的再现自然环境.
图3。环境C（中性环境）：实验中使用的经典课堂。
另一方面，实验中使用的材料包括几块木板，作为环境a和环境B中绘图和写作的支撑，用牛头夹夹将纸夹在木板上，用A3大小的白卡说明提出的问题，用A3格式的白纸反映想法，以及参与者用不同颜色的铅笔和记号笔为研究小组提出的问题画出解决方案。
有三个问题，陈述如下：
第1页。你有20分钟的时间来开发尽可能多的关于衣柜的服装组织者的新概念的想法。通过草图和书面说明，把你的每一个想法都写在不同的纸上。完成后，您将有10分钟的时间来选择您认为最具创新性的一个，并在这张纸上表达出来。
第2页。你有20分钟的时间来开发尽可能多的关于带食物去大学的容器的新概念的想法。通过草图和书面说明，把你的每一个想法都写在不同的纸上。完成后，您将有10分钟的时间来选择您认为最具创新性的一个，并在这张纸上表达出来。
第3页。你有20分钟的时间来发展尽可能多的关于绘画材料组织者的新概念的想法。通过草图和书面说明，把你的每一个想法都写在不同的纸上。当你完成后，你将有另一个10分钟，选择一个你认为是最有创意的，并表达在这张纸上。
每个参与者处理这三个问题，并在表1所示的问题-环境组合中的三个环境中工作，以消除问题可能影响环境影响分析结果的可能性。同样，这三项活动的开展间隔足够长的时间，以防止疲劳对解决问题的过程产生影响。
研究小组遵循的程序由一套指导方针指导：
表1 .问题集（P1、P2和P3）、所处环境（A、B和C）和实验参与者之间的关系。
研究小组的一名成员介绍了研究对象的工作环境。受试者可以自由选择提议环境中的特定位置，以便他们尽可能感到舒适。
研究者向参与者提供相应的材料，以及在该环境下要解决的问题的陈述。
最初给他们20分钟的时间，让他们尽可能多地提出问题的想法和可能的概念性解决方案。每一个解决方案都应该在不同的表格上呈现。
在前20分钟结束时，要求每个参与者将他们认为最有创意的想法以确定的形式写在一张纸上。再给他们10分钟完成这项活动。
最后，研究小组将最终解决方案和参与者提出的其他草图一起归档，并用参与者的编号、解决的问题（P1、P2或P3）和解决问题的环境（A、B或C）对每个草图进行适当编码。
2.2.求解方法
本研究旨在分析概念设计不同阶段在不同环境下的最终结果以及创意过程的有效性。用于此目的的度量是沙华等人提出的。其中创造力是根据四个参数来衡量的：数量、多样性、新颖性和质量。这使我们首先能够通过设计师在每个环境中能够产生的想法数量以及它们的多样性，分析在产生概念解决方案阶段的创造力。定义的另外两个参数，即确定性概念的新颖性和质量，允许我们评估所提出解决方案的最终创造性程度。此外，这两个维度与大多数用于衡量产品创造力的指标一致，后者通常将创造力定义为与提案新颖性及其有用性相关的两个因素的组合。此外，通过评估被设计师“拒绝”的创意的新颖性和质量，我们还可以分析选择方案的概念设计阶段。也就是说，我们可以研究设计师选择的最具创造性的解决方案是否真的是他们的建议中最具创造性的，或者相反，他们能够产生更好的解决方案，而这些解决方案是他们在选择替代方案的过程中丢弃的。
沙华等人度量中包含的四个参数。定义如下：
数量：这是指在为此目的设定的时间内，设计师能够提出的解决方案的总数。它的价值是通过计算提案的数量直接获得的。
多样性：在功能层面上，根据四个预先确定的抽象层次：物理原理、工作原理、实施方式和细节，这就考察了提案在解决问题集的能力方面有多大的不同。它的值是通过构造一棵树来获得的，在树中，按照这四个层次对解决方案进行分类，从最大抽象层次开始，随着抽象层次的下降将其细分为分支。多样性的最终值确定为每一级别的划分数乘以与抽象级别相关的系数之和：物理原理1/10；工作原理1/6；实施例1/3；以及细节1/4。然后将所有这些除以为每个问题找到的最大解数，目的是使比例相等。
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