Rumslig förmåga
Rumslig förmåga eller visuo-spatial förmåga är förmågan att förstå, resonera och minnas de visuella och rumsliga relationerna mellan objekt eller rum.
Visuell-spatiala förmågor används för dagligt bruk från navigering, förståelse eller fixering av utrustning, förståelse eller uppskattning av avstånd och mätning, och utföra på ett jobb. Rumsliga förmågor är också viktiga för framgång inom områden som sport, teknisk begåvning, matematik , naturvetenskap, teknik , ekonomisk prognos, meteorologi , kemi och fysik . Inte bara involverar rumsliga förmågor att förstå omvärlden, utan de involverar också bearbetning av extern information och resonemang med den genom representation i sinnet.
Definition och typer
Rumslig förmåga är förmågan att förstå, resonera och minnas de visuella och rumsliga relationerna mellan objekt eller rum. Det finns fyra vanliga typer av rumsliga förmågor som inkluderar rumslig eller visuo-spatial perception, rumslig visualisering, mental veckning och mental rotation . Var och en av dessa förmågor har unika egenskaper och betydelse för många typer av uppgifter oavsett om det är i vissa jobb eller i vardagen. Till exempel definieras rumsuppfattning som förmågan att uppfatta rumsliga relationer med avseende på orienteringen av ens kropp trots distraherande information. Mental rotation å andra sidan är den mentala förmågan att manipulera och rotera 2D- eller 3D-objekt i rymden snabbt och exakt. Slutligen karakteriseras rumslig visualisering som komplicerade flerstegsmanipulationer av rumsligt presenterad information. Dessa tre förmågor medieras och stöds av en fjärde rumslig kognitiv faktor som kallas rumsligt arbetsminne. Rumsligt arbetsminne är förmågan att tillfälligt lagra en viss mängd visuellt-spatiala minnen under uppmärksamhetskontroll för att kunna slutföra en uppgift. Denna kognitiva förmåga förmedlar individuella skillnader i förmågan till rumsliga förmågor på högre nivå såsom mental rotation.
Rumsuppfattning
Rumsuppfattning definieras som förmågan att uppfatta rumsliga relationer med avseende på orienteringen av ens kropp trots distraherande information. Det består av att kunna uppfatta och visuellt förstå yttre rumslig information såsom egenskaper, egenskaper, mått, former, position och rörelse. Till exempel, när man navigerar genom en tät skog använder de rumslig uppfattning och medvetenhet. Ett annat exempel är när de försöker förstå relationerna och mekaniken inuti en bil, de förlitar sig på sin rumsliga uppfattning för att förstå dess visuella ram. Tester som mäter rumsuppfattning inkluderar stav- och ramtestet , där försökspersonerna måste placera en stav vertikalt medan de ser en ramorientering på 22 grader i vinkel, eller vattennivåuppgiften , där försökspersonerna måste rita eller identifiera en horisontell linje i en lutad flaska.
Rumsuppfattning är också mycket relevant inom sport. Till exempel fann en studie att cricketspelare som var snabbare på att plocka upp information från kort presenterade visuella skärmar var betydligt bättre slagmän i ett verkligt spel. En studie från 2015 publicerad i Journal of Vision fann att fotbollsspelare hade högre uppfattningsförmåga för kroppskinematik som att bearbeta multitasking-publikscener som involverar fotgängare som korsar en gata eller komplexa dynamiska visuella scener. En annan studie publicerad i Journal of Human Kinetics om fäktningatleter fann att prestationsnivån var starkt korrelerad med rumslig perceptuella färdigheter som visuell diskriminering, visuell-spatiala relationer, visuellt sekventiellt minne, smalt uppmärksamhetsfokus och visuell informationsbehandling. En recension publicerad i tidskriften Neuropsychologia fann att rumslig perception involverar att tillskriva mening till ett objekt eller utrymme, så att deras sensoriska bearbetning faktiskt är en del av semantisk bearbetning av den inkommande visuella informationen. Granskningen fann också att rumsuppfattning involverar det mänskliga visuella systemet i hjärnan och parietallobulan som är ansvarig för visuomotorisk bearbetning och visuellt målinriktad handling. Studier har också funnit att individer som spelade förstapersonsskjutspel hade bättre spatiala perceptuella färdigheter som snabbare och mer exakt prestation i en perifer och identifieringsuppgift samtidigt som de utförde en central sökning. Forskare föreslog att, förutom att förbättra förmågan att dela uppmärksamheten, att spela actionspel avsevärt förbättrar perceptuella färdigheter som top-down vägledning av uppmärksamhet till möjliga målplatser.
Mental rotation
Mental rotation är förmågan att mentalt representera och rotera 2D- och 3D-objekt i rymden snabbt och exakt, medan objektets egenskaper förblir oförändrade. Mentala representationer av fysiska föremål kan hjälpa till att utnyttja problemlösning och förståelse. Till exempel Hegarty (2004) att människor manipulerar mentala representationer för att resonera om mekaniska problem, som hur växlar eller remskivor fungerar. På liknande sätt fann Schwartz och Black (1999) att att göra sådana mentala simuleringar som att hälla vatten förbättrar människors skicklighet att hitta lösningen på frågor om hur mycket lutning som krävs för behållare av olika höjd och bredd. Inom idrottspsykologi har tränare för en mängd olika sporter (t.ex. basket, gymnastik, fotboll eller golf) uppmuntrat spelare att använda mentala bilder och manipulation som en teknik för att prestera i sitt spel. (Jones & Stuth, 1997) Ny forskning (t.ex. Cherney, 2008) har också visat bevis på att att spela videospel med konsekvent träning kan förbättra mentala rotationsförmåga, till exempel förbättringar av kvinnors poäng efter träning med ett spel som involverade ett lopp inom en 3D-miljö. Samma effekter har setts när man spelar actionspel som Unreal Tournament och det populära mainstream-spelet Tetris . Pussel och Rubiks kub är också aktiviteter som involverar högre nivå av mental rotation och kan övas för att förbättra rumsliga förmågor över tid.
Mental rotation är också unik och skild från de andra rumsliga förmågorna eftersom den också involverar områden som är associerade med motorisk simulering i hjärnan.
Rumslig visualisering
Rumslig visualisering karakteriseras som komplicerade flerstegsmanipulationer av rumsligt presenterad information. Det involverar visuella bilder som är förmågan att mentalt representera visuella framträdanden av ett objekt, och rumsliga bilder som består av att mentalt representera rumsliga relationer mellan objektens eller rörelsernas delar eller platser.
Rumslig visualisering är särskilt viktig inom områdena vetenskap och teknik. Till exempel måste en astronom mentalt visualisera strukturerna i ett solsystem och rörelserna hos objekten inom det. En ingenjör visualiserar mentalt samspelet mellan de delar av en maskin eller byggnad som de är tilldelade att designa eller arbeta med. Kemister måste kunna förstå formler som kan ses som abstrakta modeller av molekyler med det mesta av den rumsliga informationen raderad; rumsliga färdigheter är viktiga för att återställa den informationen när mer detaljerade mentala modeller av molekylerna behövs i formlerna.
Rumslig visualisering innebär också att föreställa sig och arbeta med visuella detaljer om mått, former, rörelser, egenskaper och egenskaper genom mentala bilder och att använda dessa rumsliga relationer för att få en förståelse för ett problem. Medan rumslig perception involverar förståelse externt via sinnena, är rumslig visualisering förståelsen internt genom mentala bilder i ens sinne.
En annan kritisk förmåga till rumslig visualisering är mental animering . Mental animation är att mentalt visualisera komponenters rörelse och rörelse inom någon form av system eller i allmänhet. Det är en förmåga som är mycket avgörande i mekaniskt resonemang och förståelse, till exempel kan mental animering i mekaniska uppgifter innebära att mentalt dekonstruera ett remskivasystem till mindre enheter och animera dem i motsvarande sekvens eller lagar i det mekaniska systemet. Kort sagt, mental animation är mental föreställning om hur mekaniska föremål fungerar genom att analysera rörelsen hos deras mindre delar.
Mental vikning är en komplex rumslig visualisering som involverar vikning av 2D-mönster eller material till 3D-objekt och representationer. Jämfört med andra studier har mental veckning haft relativt lite forskning och studier. Jämfört med mental rotation är mental vikning en icke-styv rumslig transformationsförmåga vilket innebär att egenskaper hos det manipulerade objektet ändras till skillnad från mental rotation. I stela manipulationer ändras inte själva objektet utan snarare dess rumsliga position eller orientering, medan i icke-styva transformationer som mental vikning ändras objektet och formerna. Mental vikning i uppgifter kräver vanligtvis en serie mentala rotationer för att sekventiellt vika objektet till ett nytt. Klassiska mentalvikningstest är pappersvikningsuppgiften som liknar Origami . Origami kräver också mental vikning genom att bedöma att vika ett 2D-papper tillräckligt många gånger för att skapa en 3D-figur.
Visuell penetrerande förmåga är minst vanliga rumsliga visualiseringsuppgift som involverar förmågan att föreställa sig vad som finns inuti ett objekt baserat på funktionerna utanför.
Rumsligt arbetsminne
Rumsligt arbetsminne är förmågan att tillfälligt lagra visuellt-spatiala minnen under uppmärksamhetskontroll , för att slutföra en uppgift. Denna kognitiva förmåga förmedlar individuella skillnader i förmågan till rumsliga förmågor på högre nivå, såsom mental rotation. Spatialt arbetsminne innebär lagring av stora mängder korttidsrumsminnen i förhållande till visuo-spatial sketchpad. Det används vid tillfällig lagring och manipulering av visuell-spatial information som att memorera former, färger, placering eller rörelse av objekt i rymden. Den är också involverad i uppgifter som består av planering av rumsliga rörelser, som att planera sin väg genom en komplex byggnad. Den visuospatiala skissblocket kan delas upp i separata visuella, rumsliga och möjligen kin-estetiska (rörelse) komponenter. Dess neurobiologiska funktion korrelerar också inom högra hjärnhalvan .
Könsskillnader hos människor
I en omfattande genomgång av forskning om könsskillnader rapporterade Maccoby och Jacklin att män generellt presterar bättre på rumsliga uppgifter än kvinnor. Kvinnor har generellt lägre visuell-spatiala förmågor än män.
Yrkesansökningar
Forskare har funnit att rumslig förmåga spelar en viktig roll i avancerade utbildningsuppgifter inom naturvetenskap, teknik, teknik eller matematik (STEM). Från studier har det indikerats att sannolikheten att ta en avancerad examen i STEM ökar i positivt förhållande till nivån på ens rumsliga förmåga. Till exempel fann en studie från 2009 publicerad i Journal of Educational Psychology att 45 % av dem med STEM -doktorander var inom den högsta andelen hög rumslig förmåga i en grupp på 400 000 deltagare som analyserades i 11 år sedan de gick i 12:e klass. Endast mindre än 10 % av dem med STEM- doktorander var under den översta fjärdedelen i rumslig förmåga under tonåren. Forskarna drog sedan slutsatsen hur viktig rumslig förmåga är för STEM och som en faktor för att uppnå avancerad pedagogisk framgång inom det området.
Rumslig visualisering är särskilt viktig inom vetenskap och teknik . Till exempel måste en astronom visuellt föreställa sig strukturerna i ett solsystem och vägen för kropparna i det. En ingenjör måste visuellt föreställa sig rörelserna hos de delar av en maskin eller byggnad som de är tilldelade att arbeta med. Kemister måste kunna förstå formler som i huvudsak är abstrakta modeller som ska representera rumslig dynamik hos molekyler, och därför är rumsliga färdigheter viktiga för att visualisera de molekylmodeller som behövs i formlerna. Rumslig manipulationsförmåga är också viktig inom området strukturell geologi, när man visuellt föreställer sig hur bergarter förändras genom tiden, såsom migration av en magmakropp genom skorpa eller progressiv veckning av en stratigrafisk följd. En annan rumslig visualiseringsförmåga känd som visuell penetrerande förmåga är viktig inom geologi eftersom det kräver att geologer visualiserar vad som finns inuti ett fast föremål baserat på tidigare kunskap.
Aktuell litteratur indikerar också att matematik involverar visuo-spatial bearbetning. Studier har funnit att begåvade elever i till exempel matematik presterar bättre i rumslig visualisering än icke-begåvade elever. En recension från 2008 publicerad i tidskriften Neuroscience Biobehavioural Reviews fann bevis för att visuo-spatial bearbetning är intuitivt involverad i många aspekter av bearbetning av siffror och beräkning i matematik. Till exempel kodas betydelsen av en siffra i ett flersiffrigt nummer efter rumslig information givet dess relation till dess position inom numret. En annan studie fann att numerisk uppskattning kan förlita sig på att integrera olika visuella-spatiala ledtrådar (diameter, storlek, plats, mått) för att sluta sig till ett svar. En studie publicerad 2014 fann också bevis för att matematiska beräkningar bygger på integrationen av olika rumsliga processer. En annan studie från 2015 publicerad i tidskriften Frontiers in Psychology fann också att numerisk bearbetning och aritmetisk prestanda kan förlita sig på visuell perceptuell förmåga.
En studie från 2007 publicerad i tidskriften Cognitive Science fann också att rumslig visualiseringsförmåga är avgörande för att lösa kinematiska problem i fysiken. Icke desto mindre indikerar aktuell litteratur att rumsliga förmågor, särskilt mental rotation, är avgörande för att nå framgång inom olika områden av kemi, ingenjörskonst och fysik.
Se även
- Mekanisk begåvning
- Motoriska bilder
- Ravens progressiva matriser
- Rumslig kognition
- Rumslig kontextuell medvetenhet
- Rumsligt minne