Кафедра ЮНЕСКО Культурно-историческая психология детства

Московский государственный психолого-педагогический университет

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Публикации Обзоры зарубежной литературы Современные исследования умственного вращения в зарубежной психологии

Современные исследования умственного вращения в зарубежной психологии

Современные исследования умственного вращения в зарубежной психологии

Т.Д. Соколова, Р.Е. Радева
 
Интерес к изучению умственного вращения (mental rotation) на западе достаточно высок, о чем свидетельствует достаточное количество публикаций на эту тематику за последний год. Исследования умственного вращения идет по нескольким направлениям: изучение и объяснение гендерных различий, изучения успешности вращения в зависимости от используемой стратегии, влияние установок на успешность выполнения заданий и отдельную область составляют исследования посвященные изучению физиологических основ вращения .
Большое количество исследований по этой тематике побудило исследователи из Гельфского университета (Канада) к обобщению стимульного материала, поэтому, они создали специальную библиотеку трехмерных изображений (3D). Опыт  канадских ученых описан в статье, которая открывает наш литературный обзор.

Применение фигур умственного вращения Шепарда и Мецлера и описание библиотеки стимулов умственного вращения
Мишель Петерс, Кристиан Ваттиста
Applications of mental rotation figures of the Shepard and Metzler type and description of a mental rotation stimulus library
Michael Peters, Christian Battista
Brain and Cognition Volume 66, Issue 3, April 2008, Pages 260-264

Ключевые слова: умственное вращение, стимулы, тест, половые различия, Шепард и Мецлер (Shepard and Metzler); Вандерберг и Кьюзе (Vandenberg and Kuse).

Статья посвящена описанию библиотеки трехмерных кубических фигур, предназначенных для экспериментов по изучению умственного вращения. Библиотека включает себя 16 различных 3D фигур, представленных в различных ориентациях от 5 до 360 градусов. У каждой фигуры есть точная зеркальная копия. Всего библиотека содержит 2336 изображений фигур. Библиотека доступна для исследователей и позволяет предъявлять фигуры, как на экране компьютера, так и в бумажном варианте.
В первой части статьи авторы анализируют различия между тестом Шепарда и Мецлер  (1971) и тестом Вандерберга и Кьюзе (1978). Шепард и Мецлер  выявили лишь зависимость скорости решения задачи от угла поворота фигура, а Вандербергу и Кьюзе удалось выявить значимые различия гендерные различия. Это объясняется тем, что тесты устроены по-разному. В методике Шепарда и Мецлер испытуемый осуществляет сравнение двух фигур между собой (см. рис.1).
Рисунок 1. Задача испытуемого определить являются предлагаемые фигуры одинаковыми или различными.

 

В тесте Вандерберга и Кьюзе необходимо выбрать аналогичную образцу фигуру из 4 предложенных вариантов, причем количество одинаковых фигур может быть от 0 до 4.

Рисунок 2. Пример задания теста умственного вращения Вандерберга и Кьюзе

 

Ключевым различием тестов выступает и фактор времени. В тесте Шепарда и Мецлер время фиксируется, но оно не ограничено, в то время как у Вандерберга и Кьюзе дается определенное количество времени на все задачи.
Исходя из представленных различий мы можем говорить о двух парадигмах в исследовании умственного вращения, коренное различие между ними лежит в методике исследования.
В настоящее время существует множество исследований умственного вращения, в основе которых лежит тест Шепарда и Мецлер или различные его модификации, однако до сих пор не существует единого набора стимулов. Поэтому обобщение и соотнесение полученных разными исследователями результатов представляет определенные трудности. Michael Peters и Christian Battista видят решение этой проблемы в создании библиотеки стандартизированных стимулов умственного вращения.

Библиотека стимулов
Нами было замечено, что исследователи, использующие тест Вандерберга и Кьюзе вынуждены работать либо с плохим качеством оригинальных стимулов, либо с модификацией теста (Peters и др. (1995)). В то время как ученые, использующие парадигму Шепарда и Мецлер, обычно самостоятельно конструируют необходимые стимулы. При создании библиотеки стимулов канадские ученые учли потребности представителей обеих парадигм и создали универсальную базу. Предлагаемая библиотека содержит 16 трехмерных фигур, составленных из 10 кубов. Чтобы получить различные углы поворота каждая фигура последовательно вращалась на 5 градусов. Также у каждой фигуры есть её зеркальное отображение. Таким образом, библиотека содержит 2336 стимулов. Вращение фигур возможно осуществлять по трем осям: X (абсцисса), Y (ордината) и Z (аппликата).

При создании базы необходимо было решить вопрос о характере изображений, будут ли они изображены в перспективе или ортогонально (см. Рисунок 3). Для библиотеки было выбрано изображение фигур ортогональным методом, т.к. в них достаточно сильна иллюзия глубины и зеркальные изображения выглядят очень похожими.


Рисунок 3. Первая пара показывает фигуру и её зеркальное отображение в перспективе (a, b), во второй паре фигуры изображены ортогонально (c, d).

Также необходимо было определить, будут ли стимулы белого цвета или состоящими из чередующихся черно-белых кубов. Чередование кубов позволяет более успешно справляться с заданиями, где в силу угла наклона фигуры элементы частично накладываются друг на друга. В результате было решено включить оба варианта расцветки.

И, наконец, на каком фоне будут располагаться фигуры? Обычно стимулы использовались на темном фоне или легко окрашенном, для представления на компьютере это не важно, однако, если нам необходимо печатная версия это не удобно. Поэтому в предлагаемой библиотеке предусмотрено два вида фона – белый и серый.

Таким образом, настоящая библиотека содержит 2336 стимулов, обеспечивает выбор цвета стимула (белый или чередование белых и черных кубов), выбор цвета фона (светлый или темный).
Можно связаться с любым автором, чтобы заказать  библиотеку на DVD ( Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ).

Всегда ли мужчины лучше женщин в умственном вращении? Исследование гендерных установок

Анжелика Моэ
Are males always better than females in mental rotation? Exploring a gender belief explanation
Angelica Moè
Learning and Individual Differences Volume 19, Issue 1, 1st Quarter 2009, Pages 21-27

Ключевые слова
: умственное вращение, стереотипное отношение, гендерные установки

Мужчины превосходят женщин в показателях теста умственного вращении (MRT) по биологическим, стратегическим и культурным причинам. Настоящее исследование было обращено к изучению мотивационного объяснения гипотезы о том, что женщины могут делать лучше, когда они побуждаются позитивной верой и надеждами.
Методом исследования послужил тест MRT Вандерберга и Кьюзе, который был разделен на две равные по трудности части. Сначала предъявлялась первая часть, а потом после дополнительной инструкции вторая.
В исследовании приняли участие 152 респондента: 71 женщина и 81 мужчина, средний возраст составил 18 лет. Все испытуемые были разделены на шесть групп в зависимости от предлагаемой инструкции:
  1. Мужчины выполняют это задание лучше.
  2. Женщины выполняют это задание лучше.
  3. Контрольные инструкции без отражения гендерных различий.
Дополнительно каждой из перечисленных групп говорилось, что предлагаемые задания легче или труднее, чем в первой части.
Время выполнения теста фиксировалось – на каждую часть давалось по 4 минуты.
 
Рисунок 4. Значение показателей теста МРТ в различных группах.

По результатам успешность выполнения задач напрямую зависела от исходной установки (см. Рисунок 4). На выполнение теста женщинами оказали воздействие позитивные  инструкции о влиянии гендера.
 
Таблица 1. Показатели теста MRT в группах с учетом уровня сложности

На мужчин подействовали инструкции о трудности задачи, они показали более высокий результат (в контрольной группе) в случае возрастания трудности (Таблица 1).
Таким образом, в описанном исследовании показана важность изначальной установки испытуемого при решении задачи умственного вращения.

Следующая статья Анжелики Моэ и её коллег посвящена изучению влиянию оценки себя в различных задачах на выполнение MRT, также авторами анализируются стратегии решения задач и их влияние на продуктивность деятельности.

Женщины и умственное вращение: пошаговая теория и использование пространственной стратегии повышения производительности
Анжелика Моэ, Кьяра Менегетти и Мара Кадину
Women and mental rotation: Incremental theory and spatial strategy use enhance performance
Angelica Moèa, Chiara Meneghetti, Mara Cadinu
Personality and Individual Differences Volume 46, Issue 2, January 2009, Pages 187-191

Ключевые слова: стереотипные аттитюды, гендерные установки, умственное вращение

Умственное вращение - пространственный навык, в котором мужчины превосходят женщин. Настоящее исследование посвящено изучению влияния позитивных установок на результаты теста умственного вращения (Mental Rotation Test - MRT).  В исследовании приняли участие 120 студенток, средний возраст участниц - 21 год.
Процедура исследования включала в себя следующие этапы:
  1. Опросник на определение установок. Испытуемым предлагалось оценить 15 ситуаций по трем вопросам: «Как Вы думаете, кто более успешен в предлагаемой ситуации мужчины или женщины?», «Насколько человек может улучшить результаты в каждой из предлагаемых задач?», «Насколько хорошо Вы сами справляетесь с предлагаемой задачей?». Экспериментальные ситуации  по содержанию можно разделить на гендерно-специфические (например, строительство или починка чего-либо считается исконно мужским делом, а в изучении иностранных языков или распознавании эмоций, как правило, лучше женщины) и нейтральные (например, любознательность, способность концентрировать внимание).
  2. Выполнение теста умственного вращения (MRT). Использовался модифицированный вариант теста  Вандерберга и Кьюзе, состоящий их 10 заданий, в каждом из которых предъявлялось 4 фигуры для сравнения с образцом, необходимо было определить, какие две из них идентичны образцу. Задания предъявлялись в компьютерном варианте. На выполнения теста давалось 4 минуты.
  3. Опросник на выявление стратегии умственного вращения фигур. Испытуемым предлагалось шесть утверждений, описывающих умственные действия с объектами, необходимо было оценить частоту использования каждой из стратегий по семи бальной  шкале. На основании полученных ответов можно было определить, какую стратегию  для решения задачи использует участник: целостную или аналитическую.
Основной вывод проведенного исследования заключатся в том, что восприятие себя как успешного или неуспешного в пространственных видах деятельности оказывает прямое влияние на показатели теста MRT, в то время как выбор стратегии решения оказывает лишь опосредованное воздействие.
Авторы статьи дают социально-когнитивное объяснение гендерных различий в умственном вращении.

В следующей статье обсуждаются гендерные различия, акцент делается на использовании мужчинами и женщинами различных стратегий при решении задач на вращение.

Характерная полу  стратегия ответа в тесте умственного вращения
Марко Хирнстеин, Ульрике Байер, Маркус Хаусман
Sex-specific response strategies in mental rotation
Marco Hirnstein, Ulrike Bayer, Markus Hausmann
Learning and Individual Differences, Volume 19, Issue 2, June 2009, Pages 225-228

Ключевые слова: когнитивные гендерные различия, пространственные способности, умственное вращение, стратегии ответа

Данное исследование было направлено на изучение, являются ли отмеченные гендерные различия в показателях стандартного теста умственного вращения (MRT) результатом использования различных стратегий. В исследовании приняли участие 34 респондента (17 мужчин, 17 женщин). Методика состояла в  выполнении двух тестов на умственное вращение:
  • тест MRT в версии Вандерберга и Кьюзе [1];
  • модифицированный MRT. В модифицированной версии число совпадающих фигур изменяется от нуля до четырех, таким образом, участники должны были сличать каждую одиночную фигуру с целью.
Форма проведения теста задавала определенную стратегию работы с информацией: для стандартного MRT – скачкообразную, для модифицированного MRT – последовательную.
Как мужчины, так и женщины показали более низкие результаты в измененной версии. Хотя гендерные различия в модифицированном MRT отчасти уменьшены, мужчины все еще опережают женщин (в стандартном MRT d=.95, в измененном MRT d=.76). Эти находки позволяют предположить, что мужчины используют в основном прыгающую ответную стратегию.
Однако, на основании полученных результатов, мы можем говорить о незначительной зависимости устойчивых гендерных различий в MRT от стратегии ответа.

В следующей статье представлена ещё одна модификации теста MRT, изменения связаны не с формой предъявления теста, а с содержанием стимулов.

Кубы и тела: гендерные различия в новой версии теста умственного вращения
Герианни М. Александр, Милагрос Эвердони
Blocks and bodies: Sex differences in a novel version of the Mental Rotations Test
Gerianne M. Alexander, Milagros Evardone
Hormones and Behavior, Volume 53, Issue 1, January 2008, Pages 177-184

Ключевые слова: гендерные различия, умственное вращение, человеческие фигуры, числовые расчеты

В исследовании представлена новая версия теста умственного вращения (MRT), в котором стандартные кубические фигуры заменили на трехмерные человеческие фигуры.
По сравнению со стандартным тестом с кубическими предметами, тест на вращение человеческих фигур был выполнен более успешно как мужчинами, так и женщинами.
Однако женщины продемонстрировали более выраженное улучшение показателей (по сравнению со стандартным тестом), чем мужчины. Это подтверждает исследовательскую гипотезу об усилении эффекта воздействия человеческих фигур на женщин, по сравнению с мужчинами. Стоит отметить, что у женщин улучшение показателей наблюдалось на материале как мужских, так и женских фигур. А показатели мужчин улучшались только в случае, если в качестве стимула выступали мужские фигуры.
Результаты проведенного исследования подтверждают положение о зависимости скорости умственного вращения от содержания теста и свойств стимульного материала. Исследователи показали, что гендерные различия в результатах MRT могут определяться также гормональными и социальными факторами. Высказанное предположение требует дополнительной экспериментальной проверки.

В предлагаемом обзоре мы до сих пор рассматривали исследования проводившиеся со взрослыми людьми (их в принципе подавляющее большинство), однако для нас наибольший интерес представляет изучение умственного вращения у детей.

Качественные и количественные изменения показателей теста умственного вращения у детей
Кристиан Гейсер, Вольфганг Леманн, Мартин Котч, Майкл Эйд
Quantitative and qualitative change in children's mental rotation performance
Christian Geiser, Wolfgang Lehmann, Martin Corth, Michael Eid
Learning and Individual Differences, Volume 18, Issue 4, 4th Quarter 2008, Pages 419-429

Ключевые слова: пространственные способности, умственное вращение, гендерные различия, стратегии решения, дети, изменения

Это исследование изучало качественные и количественные изменения в характеристиках умственного вращения и стратегиях решения с фокусом на гендерные различия.
Немецкие дети  (N=519) выполняли ментальный ротационный тест (MRT) в 5 и 6 классах (интервал: один год, в диапазон возрастов в первом случае: 10-11 лет).
В качестве методики исследования использовался тест Вандерберга и Кьюзе в модификации Петерса. Детям предъявлялось 12 задач на вращение. Необходимо было подобрать к фигуре-образцу две таких же из четырех предложенных вариантов. Задания с отвлекающими фигурами были двух типов: с зеркальным отображением искомой фигуры и с изображением фигур различны по форме (см. Рисунок 5). Введение отвлекающих фигур другой формы необходимо для исключения угадывания правильного ответа.
 
Рисунок 5. Первый тип: отвлекающие фигуры D1 и D2 являются зеркальным отображением фигуры-образца (8 из 12). Второй тип: отвлекающие фигуры D1 и D2 отличаются по форме от фигуры-образца (4 из 12).
 
По результатам исследования мальчики в среднем превосходят девочек в обоих случаях (dT1=0.45, dT2=0.35). Зафиксированы значимые качественные изменения между выполнением теста в 5 и 6 классах. Изменения для девочек были эквивалентны (d=1.04) и для мальчиков  (d=1.05). Качественные изменения были обнаружены методом латентного транзитного анализа (ЛТА). ЛТА подтвердили находки предшествующих исследований, показавших, что дети используют различные стратегии решения для решения MRT задач. Девочки склонны использовать менее эффективные стратегии, чем мальчики. Более того, ЛТА выявил, что участники, показавшие  менее эффективные стратегии решения в первом случае, стремились улучшить свою стратегию, по сравнению с теми, кто показал более проработанную стратегию в первый раз.

Различия в показателях теста умственного вращения имеют значение для взрослой жизни, т.к. ряд профессии требует от человека выполнения пространственных задач. Как правило, мужчины более успешных в этих профессиях, чем женщины. Авторы считают, что ключ к пониманию гендерных различий лежит в использовании различных стратегий при выполнении  задач на вращение. Текущее исследование лишь указывает на различие этих стратегий, но не дает их конкретного описания. Важной задачей является подробное изучение когнитивных стратегий и разработка программ по обучению эффективным стратегиям решения задач на умственное вращение.

Заметки о гендерных различиях в умственном вращении в различных возрастах
Кристиан Гейсер, Вольфганг Леманн, Майкл Эйд
A note on sex differences in mental rotation in different age groups
Christian Geiser, Wolfgang Lehmann, Michael Eid
Intelligence, Volume 36, Issue 6, November-December 2008, Pages 556-563

Ключевые слова: умственное вращение, гендерные различия, развитие, возраст

Большое количество исследований показывают более успешное решение мужчинами задач на умственное вращение, по сравнению с женщинами. Однако, до сих пор никто не ответил на следующие вопросы: неизвестно каким образом изменяются эти гендерные различия в зависимости от возраста. Например, увеличивается ли разница  с возрастом?

В работе проводится параллель между текущим исследованием и проведенным в 1995 г. под руководством М. Петерса [1].  В исследовании приняли участие 1624 человека (из них 818 женщин), возраст участников от 9 до 23 лет. По данным ранее проведенных исследований ученые отмечают разницу в стратегиях решения, по их мнению, женщины чаще мужчин используют аналитическую стратегию в решении задач на вращение [2].
Методика исследования – тест умственного вращения Вандерберга и Кьюзе в модификации Петерса. Использовался стандартный вариант теста, когда необходимо найти два ответа идентичных образцу-стимулу.

Гендерные различия в пользу мужчин были обнаружены во всех возрастах с разбросом значений  d от .52 до 1.49. Значения ментальных ротаций увеличиваются с возрастом для обоих полов (ΔR2=.126). Это увеличение сильнее для мужчин, чем для женщин, на что показывает небольшое, но существенное расхождение между полом и возрастом (ΔR2=.003).

Результаты исследования подтверждают небольшое увеличение в гендерных различиях в зависимости от  возраста. В качестве возможной причины такого расхождения авторы выдвигают гипотезу о том, что в повседневной жизни мужчины чаще сталкиваются с решением пространственных задач, чем женщины.

В двух описанных исследованиях умственное вращение у детей изучается методом срезов в различных возрастах. Авторы указывают на различные стратегии, применяемые мальчиками и девочками в решении задач. Ученые приходят к выводу  необходимости организации специального обучения эффективным стратегиям.
В рамках культурно-исторической психологии для нас интереснее не констатация, а формирование различных процессов. Поэтому рекомендуем Вам обратить внимание на работы Гуннара Виеденбауера и Петры Жансен-Османн, посвященные обучению умственному вращению через действие [3,4]. Исследования проводились к с детьми, так и со взрослыми и, несомненно, заслуживают внимания со стороны исследователей изучающих развитие способности к решению задач на вращение.

Использованная литература
  1. Peters M., Laeng B., Latham K., Jackson M., Zaiyouna R., & Richardson C. (1995). A redrawn Vandenberg & Kuse Mental Rotations Tests: Different versions and factors that affect performance. Brain and Cognition, 28, 39–58.
  2. Geiser C., Lehmann W., Eid M. (2006). Separating “Rotators” from “Non-Rotators” in the Mental Rotations Test: A multigroup latent class analysis. Multivariate Behavioral Research, 41, 261—293.
  3. Wiedenbauer G., Schmid J., Jansen-Osmann P. (2007) Manual training of mental rotation. European Journal of Cognitive Psychology, Volume 19, Issue 1, Pages 17–36
  4. Gunnar Wiedenbauer, Petra Jansen-Osmann. (2008) Manual training of mental rotation in children. Learning and Instruction, Volume 18, Issue 1,  Pages 30–41
 

Запорожец Александр ВладимировичЗапорожец Александр Владимирович
30.08.1905 - 07.10.1981
Психолог, разрабатывал вопросы развития действий, ученик Л.С. Выготского.