Come si sviluppa il ragionamento spaziale nei bambini?
I bambini, come gli adulti, utilizzano una delle due strategie per risolvere i problemi di rotazione mentale
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Ragionamento spaziale È un elemento fondamentale per lo sviluppo di competenze in matematica, geografia, scienze, ingegneria, tecnologia e persino biomedicina. La rotazione mentale è un'abilità spaziale particolarmente importante.
"La rotazione mentale è un'abilità spaziale che usiamo praticamente per tutto", afferma Karinna Rodriguez, dottoranda in scienze dello sviluppo presso la Florida International University di Miami e autrice principale di uno studio nuovo studio sulla rotazione mentale dei bambini. "È la capacità di ruotare mentalmente gli oggetti senza doverli afferrare e girare fisicamente", mi spiega Rodriguez. "La usiamo quando cerchiamo di interpretare le mappe, costruire puzzle, riporre la spesa in dispensa – ogni volta che cerchiamo di capire il modo migliore per, in pratica, mettere le cose negli spazi vuoti."
"La rotazione mentale è un'abilità spaziale che utilizziamo praticamente per tutto."
Karinna Rodriguez
Ma come, esattamente, i bambini sviluppano questa abilità – e quali tattiche usano per la rotazione mentale – è rimasto un mistero. Rodriguez e altri ricercatori dell'università Centro per bambini e famiglie si è avvicinato alla comprensione delle strategie di risoluzione dei problemi dei bambini monitoraggio Movimenti oculari dei bambini.
Come fanno i bambini a ruotare mentalmente gli oggetti?
Sebbene gli scienziati sapessero già che almeno alcuni bambini di appena tre anni poteva ruotare mentalmente gli oggetti, era meno chiaro come Lo stavano facendo. Comprendere questo processo cognitivo potrebbe aiutare gli educatori a supportare meglio i bambini nell'apprendimento della rotazione mentale degli oggetti e anche a identificare precocemente i bambini che hanno difficoltà, prima che una debolezza in quest'area influisca sul loro rendimento in matematica o scienze.
"Sebbene gli scienziati sapessero già che almeno alcuni bambini di appena tre anni potevano ruotare mentalmente gli oggetti, era meno chiaro come Lo stavano facendo."
Ma chiedere semplicemente ai bambini quali strategie utilizzano raramente porta a una risposta utile. "A quell'età non sono in grado di riflettere su come risolvono i problemi e poi descriverlo verbalmente", afferma Shannon Pruden, professoressa di psicologia e direttrice del Project on Language and Spatial Development presso la Florida International University di Miami, nonché una delle coautrici dello studio. I ricercatori hanno visto nel tracciamento oculare un modo interessante per comprendere le capacità di problem solving dei bambini. "Potremmo usare i dati del loro sguardo, i loro dati di tracciamento oculare estremamente precisi, per scoprirlo?", si chiede Pruden.
Innanzitutto, il team di ricerca ha portato un eye tracker portatile in una scuola materna per registrare dove i bambini guardavano e per quanto tempo, mentre svolgevano un compito di rotazione mentale. Sebbene questa iniziativa pilota si sia rivelata utile, gli scienziati si sono presto resi conto di dover osservare più bambini e raccogliere più dati. Un campione più ampio avrebbe permesso loro di ridurre i problemi legati a dati mancanti o incompleti e di rilevare un effetto da piccolo a moderato.
Hanno collaborato con un museo scientifico di Miami, dove hanno allestito l'esperimento all'interno di una mostra per bambini. Le famiglie di passaggio sono state invitate a partecipare. I ricercatori hanno raccolto dati da 148 bambini di età compresa tra i tre e i sette anni.
Nell'esperimento, ai bambini venivano mostrate immagini di un oggetto grande e due piccoli, come ad esempio dei camion. Uno degli oggetti piccoli era rivolto nella stessa direzione dell'oggetto grande, mentre l'altro era rivolto nella direzione opposta. I due oggetti piccoli erano orientati con angolazioni diverse rispetto all'oggetto grande. Ai bambini veniva chiesto quale oggetto piccolo "corrispondesse" a quello grande. La risposta corretta era quella dell'oggetto rivolto nella stessa direzione. Mentre i bambini osservavano le immagini per capirlo, i ricercatori monitoravano i loro movimenti oculari. Ogni bambino ha svolto il compito utilizzando 10 immagini diverse.
Bambini diversi utilizzano strategie di rotazione mentale diverse
I bambini si dividevano in due gruppi: alcuni risolvevano il problema usando una strategia olistica, osservando prima l'immagine intera e poi ruotandola visivamente; altri usavano una strategia frammentaria, guardando le singole parti dell'immagine e poi trovando i pezzi che combaciavano.
Questo è sorprendentemente simile ai metodi utilizzati dagli adulti per risolvere gli stessi problemi. La proporzione di bambini che utilizzavano ciascuna strategia era all'incirca la stessa degli adulti: circa l'85% dei bambini utilizzava la strategia olistica, rispetto al 71% degli adulti in un uno studio del 2019 .
"Ci ha colpito molto", afferma Pruden. "Pensiamo: 'Wow, ci sono bambini piccoli, di tre o quattro anni, che visualizzano già l'immagine intera e la ruotano mentalmente, invece di limitarsi a osservare le singole parti'."
Non si sono riscontrate differenze di accuratezza tra i due gruppi. Tuttavia, i bambini che hanno utilizzato la strategia olistica hanno risolto ogni problema più rapidamente, impiegando in media 8 secondi contro i 14 secondi impiegati dalla strategia frammentaria.
Ciò non significa che la strategia olistica sia necessariamente migliore, poiché la velocità è solo uno dei parametri da considerare. È possibile che alcuni risultati non misurati, come ad esempio la capacità dei bambini di ricordare il design degli oggetti, sarebbero stati migliori con la strategia frammentaria.
La ricerca di Pruden sugli adulti ha dimostrato che alternare le strategie può essere particolarmente utile: gli adulti che lo facevano rispondevano con maggiore precisione rispetto a quelli che non lo facevano. Il prossimo passo per il team sarà quello di esaminare se anche i bambini siano in grado di alternare le strategie.
Per ora, il team spera che il proprio lavoro dimostri a educatori e famiglie quanto sia importante supportare le capacità spaziali dei bambini. Chi si prende cura dei bambini e gli educatori potrebbero giocare con loro utilizzando giocattoli spaziali come blocchi o tangram, oppure usare un linguaggio spaziale, ad esempio parlando con i bambini di forme, dimensioni e distanze.
"Vogliamo che gli educatori sappiano che i bambini possiedono capacità di risoluzione dei problemi molto sofisticate."
Shannon Pruden
«Vogliamo che gli educatori sappiano che i bambini possiedono capacità di risoluzione dei problemi molto sofisticate. Non avevamo prove a riguardo prima d'ora», afferma Pruden. «I bambini sono pronti ad assimilare questo tipo di informazioni spaziali, e ciò significa offrire loro opportunità di coinvolgimento e compiti spaziali con cui giocare». In definitiva, sviluppare queste abilità spaziali contribuirà a preparare i bambini al successo.
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