空间能力是视知觉领域极其重要的一部分,是一种涉及表征、转换、生成、和提取符号非言语信息的技能。
对于空间能力的结构, France认为有9个相互独立的因素隶属于视知觉领域:表征空间、空间定向、完形知觉、完形流畅性、知觉速度、长度估计、知觉交替和图形错觉,从而将视知觉过程界定为5个成分:空间关系知觉、视觉辨别、图形背景知觉、视觉完形和视觉记忆。
针对视知觉或空间能力研究的元分析结果表明,空间能力包含三种基本因素,或称主要因素,空间关系知觉、空间定向和表征,而完形速度、知觉速度和视觉记忆等则是空间能力的亚因素。
空间表征能力,对于儿童青少年的学习与生活有着重要的作用。研究表明,表征能力与学业成就尤其是数学成绩密切相关,与智力也存在显著的正相关。从数学解题的角度出发,表征就是建构心理和外在图像,并利用这些图像主动去解决问题的能力,数学问题解决能力与表征能力有密切的关系,数学测验成绩得分高的儿童表征测验的得分也高。
空间关系知觉能力是指感知空间模式或维持客体空间方向的能力,代表着迅速解决简单旋转问题的能力,对空间关系知觉能力的测量,主要通过心理旋转任务来实现。
心理旋转是指人在头脑中将某个图形的表象做平面或立体转动的心理操作过程,它以简单的它以信息的内部表征的产生为前提,但涉及比表象更为复杂的认知过程,心理旋转是一个在认知发展中水平相对较高的能力,与语言能力不同的是,心理旋转是一个没有标记的,不用计算的,连续的类比的过程。大脑360认知力评估与训练脑电分析系统中,空间力模块中有一个训练项目——折叠箱,就训练了包括空间表征能力。
研究表明,从小学四年级到高中一年级,个体心理旋转能力呈上升趋势,高中一年级左右发展至最高峰,随后呈下降的趋势,在不同的发展阶段,发展速率亦不尽相同,在初一至初二这一阶段发展的较快,初一年级、初二年级和初三年级学生在心理旋转任务上的正确率显著提高,而初三、高一和高二这三个年级不存在显著差异,也就是说初中阶段是个体心理旋转能力发展的重要阶段,进入高中以后趋于稳定。
国内外许多研究发现,儿童空间关系知觉能力与数学成绩和智商呈显著的正相关,九年级学生的心理旋转和视觉空间工作记忆与代数运算能力存在中等程度的相关。不少研究还发现,阅读障碍与空间关系、知觉能力存在着密切关系,较低识字能力者,在图形心理旋转和视觉空间工作记忆的实验成绩上,都低于较高识字能力者。与正常读者相比,发展性阅读障碍患者心理旋转速度慢,无法有效提取旋转对象及变体的视觉特征信息,并进行心理对比。
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