Ученые ИТМО рассмотрели структуру пространственных способностей человека — они отвечают за ориентацию в пространстве и решение сложных задач, включая математические. Исследователи выяснили, что пространственные способности напоминают большую сеть, в центре которой главная — способность ориентироваться по сторонам света. Они предположили, что если ее развивать, то «автоматически» будут улучшаться другие пространственные способности. В перспективе работа поможет сформулировать рекомендации для совершенствования процесса обучения. В исследовании приняло участие около 1000 студентов со всей России.
Пространственные способности связаны с пониманием и запоминанием отношений между объектами, мысленным представлением этих объектов, а также совершением других операций с ними, включая изменения из-за смены перспективы. Они используются в разных сферах жизни — например, чтобы ориентироваться на местности или представлять геометрические фигуры в пространстве и решать задачи по математике. Исследования также показывают, что их можно целенаправленно развивать, в отличие от других когнитивных функций, например интеллекта.
Ученые центра нейронаук в образовании ИТМО предложили студентам российских вузов пройти 16 психометрических тестов, связанных с измерением пространственных способностей. Так, ребята должны были определить сечение в заданных фигурах и пройти компьютерный квест — им нужно было бродить по виртуальному городу. Потом ученые статистически обработали результаты с помощью факторного и сетевого анализа: они построили между показателями каждого теста связи и рассмотрели их.
Это позволило исследователям определить структуру пространственных способностей: оказалось, что, во-первых, все аспекты пространственных способностей связаны друг с другом, а во-вторых, напоминают большую паутину, в центре которой расположен «хаб» — аспект, который был измерен с помощью теста «Навигация согласно направлениям». В этом тесте участникам исследования нужно было ориентироваться в виртуальном городе по компасу. Авторы предположили, что совершенствование центрального «хаба» может привести к улучшению других аспектов пространственных способностей.
«Использовав графические Гауссовы модели, мы проанализировали все участки сети, убедились, что они связаны между собой и центральным “хабом” - навигацией по компасу, — объясняет Максим Лиханов, автор исследования, директор центра нейронаук в образовании ИТМО. — Предполагаем, что если развивать эту способность, то все остальные будут “расходиться” будто по сети от нее и “автоматически” улучшаться. Эта гипотеза базируется на логике сетевого анализа, который мы использовали в этом исследовании. Это очень похоже на то, как работают социальные сети: инфлюенсер делает какой-то важный пост, а он потом “расходится” по всем его подписчикам. Сама способность ориентироваться по компасу, видимо, является сложной и включает в себя другие аспекты пространственных способностей. Например, если человек ищет дорогу по компасу, то при этом он также будет смотреть на какие-то объекты с разных сторон, представлять, как будет выглядеть точка назначения».
По словам автора проекта, следующий этап исследования — проверка гипотезы в экспериментальных исследованиях: действительно ли улучшаются другие аспекты пространственных способностей от совершенствования центральной? Для обучения это важно, потому что пространственные способности — очень сильный предиктор успеха подготовки специалистов в области STEM (S ― science, T ― technology, E ― engineering и M ― mathematics).
Эти способности активно изучают во всем мире, так как они связаны с успешностью и эффективностью человека в разных сферах жизни, в том числе и академической. Учитывая их, можно совершенствовать процесс обучения.
«Очень много международных работ по этой теме. Например, пространственные способности, измеренные в возрасте 13 лет, с некоторой точностью предсказывают, сколько у человека будет патентов, научных статей в 40 лет. Поэтому важно находить “хабы” и прикладывать усилия, чтобы развивать их. Нашу работу в перспективе можно будет использовать при подготовке рекомендаций для усовершенствования процесса обучения, персонификации образования. Существует довольно много способов улучшения пространственных способностей: использование VR, компьютерных игр, разные профильные занятия, например, робототехника, и даже оригами», — добавляет Максим Лиханов.
Ученые планируют развивать исследование: они хотят провести ряд экспериментов, чтобы проверить гипотезу об улучшении пространственных способностей. Также оно поможет обработать результаты исследования предикторов химической успешности, которое команда Центра выполняла в рамках проекта РНФ «Айтрекинг в иммерсивной виртуальной реальности: персонализация образовательных траекторий в химическом образовании», ― в нем ученые использовали пространственные способности в качестве предиктора будущей успешности в химии.
Информация предоставлена пресс-службой Университета ИТМО
Источник фото: ru.123rf.com
