Il legame tra intelligenza spaziale e discipline STEM
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La psicologa Nora Newcombe parla dell'importanza del pensiero spaziale per le discipline STEM e del suo legame con la memoria episodica.
Meeri Kim: Gran parte della sua ricerca si è concentrata sullo sviluppo del pensiero spaziale, ovvero sulla nostra capacità di codificare e trasformare informazioni sugli oggetti e sulla loro posizione. Qual è la relazione tra intelligenza spaziale e discipline STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica)?
Nora Newcombe: Esistono numerose prove che il pensiero spaziale sia coinvolto in campi come la matematica e le scienze. Il collegamento è iniziato con l'osservazione di come matematici e scienziati pensano spazialmente, il che si è evoluto in studi che hanno trovato una correlazione tra abilità spaziale e successo nei campi STEM. Tuttavia, questi studi non mostrano alcun vero nesso causale né ci spiegano perché ciò accada.
Più recentemente, abbiamo ottenuto risultati da studi longitudinali studi che seguono i bambini nel corso degli anni, il che aiuta un po' a stabilire un nesso di causalità. Dimostrano che un'elevata abilità spaziale nella prima infanzia può predire l'interesse e il successo futuri nei campi STEM.
Ma quello che stiamo iniziando a fare ora è comprendere meglio quali siano i meccanismi e perché questo legame esista. Ad esempio, l'insegnamento delle scienze implica una buona dose di rappresentazione spaziale. Gli studenti devono leggere diagrammi, interpretare grafici o visualizzare molecole. Richiede di immaginare le distanze, a volte distanze molto grandi, come in astronomia, o distanze molto piccole per comprendere la nanotecnologia.
Stiamo iniziando ad approfondire questo argomento, ma si tratta di un processo complesso e dettagliato perché il pensiero spaziale non è un concetto univoco, così come non lo è la scienza. L'algebra non è la stessa cosa del calcolo infinitesimale, e la biologia è molto diversa dalla fisica.
MK: Che ruolo gioca il pensiero spaziale nella matematica?
NN: Quando si impara la matematica, una delle cose più importanti da capire è il senso di come i numeri sono ordinati e la spaziatura tra di essi. Questo viene spesso valutato chiedendo ai bambini di disporre i numeri su una linea numerica. La linea numerica è una entità spaziale e rimane uno dei meccanismi che collegano lo spazio alla matematica fin dalle origini.
"I bambini che giocano frequentemente con puzzle, costruzioni e giochi da tavolo, in altre parole con giocattoli che stimolano lo sviluppo spaziale, tendono ad avere migliori capacità di ragionamento spaziale."
È coinvolto anche un pensiero spaziale dinamico, ad esempio, nel ragionamento su 4 più x uguale a 7. Manca un termine in questa espressione e gli studenti devono tenere a mente la struttura del problema e persino visualizzarla per poterlo risolvere. C'erano quattro oggetti, e ora ce ne sono sette, quindi quanti ne sono entrati in gioco?
MK: Hai recentemente condotto un studio Hai esaminato i tipi di giocattoli con cui giocano i bambini e la loro influenza sul loro sviluppo spaziale? Quali sono state le tue scoperte?
NN: Abbiamo scoperto che i bambini che giocano frequentemente con puzzle, costruzioni e giochi da tavolo – in altre parole, con giocattoli spaziali – tendono ad avere migliori capacità di ragionamento spaziale. Abbiamo tenuto conto statisticamente di genere, status socioeconomico e capacità cognitive generali. Sebbene il risultato sia di natura correlazionale, stiamo iniziando a riflettere sui meccanismi alla base di questo legame.
MK: I vostri risultati hanno anche mostrato che i maschi si dedicano maggiormente al gioco spaziale rispetto alle femmine. Cosa si sa delle differenze di genere nella cognizione spaziale?
NN: Gli uomini sono più abili delle donne in alcuni compiti spaziali, ma solo in determinati tipi. Il motivo per cui ottengono risultati migliori in alcuni e non in altri rimane un mistero. Sebbene sia facile cadere nella trappola del dibattito "natura contro cultura", ci sono diverse ragioni per evitarlo.
Innanzitutto, la capacità di svolgere questi vari compiti spaziali non è assolutamente innata. Sappiamo che le nostre abilità possono migliorare con la pratica, ed è fondamentale ricordarlo. Numerosi studi lo dimostrano, e i risultati sono chiari: l'abilità spaziale non è un'abilità genetica. Quindi, da un punto di vista pratico, non importa se le donne sono meno brave in certi compiti spaziali, perché possono sempre migliorare.
“Le capacità spaziali non sono innate.”
Un altro motivo è che per argomentare se sia una questione di natura o di cultura serve un'ipotesi specifica, che a mio parere non abbiamo ancora da nessuna delle due parti. Non possiamo affermare che i maschi siano più bravi perché giocano di più con i blocchi. Perché questo dovrebbe migliorare la rotazione mentale – una delle abilità spaziali che mostra una differenza di genere – ma non la capacità di piegare mentalmente gli oggetti o di assumere una prospettiva diversa? Questi compiti sembrano non mostrare differenze di genere. Nessuno ha ancora approfondito il fatto che questo schema non sia valido per tutte le abilità.
MK: Per quanto riguarda le abilità spaziali che mostrano differenze di genere, come la rotazione mentale, a che età si manifesta tipicamente questa disparità di prestazione?
NN: Non sappiamo con precisione a che età si manifesti per la prima volta la differenza tra i sessi. Alcuni sostengono che sia visibile già nei neonati, altri che si noti solo a quattro o cinque anni, e altri ancora che si manifesti intorno ai sette o otto anni. Questo punto è ancora oggetto di dibattito. Ma diciamolo chiaramente: la differenza si manifesta sicuramente prima della pubertà.
MK: Vorrei cambiare argomento e parlare del tuo lavoro su una particolare forma di pensiero spaziale, ovvero la navigazione, e sulla memoria episodica. Qual è il legame tra le due cose?
NN: Navigazione e memoria episodica sono correlate, come abbiamo dimostrato in un recente studioMa sono anche correlate in quanto dipendono dalla stessa struttura neurale, ovvero l'ippocampo. Mostrano schemi di sviluppo simili e sono concettualmente correlate perché entrambe richiedono di associare una cosa a un'altra. Ad esempio, se compri le tue nuove scarpe in una calda giornata estiva, le associ al clima. Per l'orientamento, i punti di riferimento sono spesso associati a delle direzioni, come ad esempio girare a sinistra alla chiesa.
MK: Quando compare la memoria episodica nei bambini?
NN: Non lo vediamo affatto prima dei due anni, il che è interessante perché i bambini stanno ancora imparando, ma non ricordano informazioni molto dettagliate e specifiche. Imparano che le scarpe si mettono ai piedi, cose del genere. Poi c'è una transizione evolutiva molto rapida tra i due e i sei anni. All'inizio, i ricordi sono molto frammentari. Col tempo, diventano più completi e frequenti. Intorno ai sei anni, diventano più dettagliati e simili ai ricordi degli adulti.
Abbiamo condotto a studio Si trattava di un esperimento intitolato "Due stanze, due rappresentazioni?" che prendeva in esame la fascia d'età tra i due e i sei anni. C'erano due stanze, ognuna con quattro contenitori disposti in modo diverso. Uno dei quattro contenitori conteneva un giocattolo. La domanda che ci siamo posti era fondamentalmente: a che età i bambini riuscivano a trovare la bambola all'interno del cesto di vimini nella stanza dell'arcobaleno? L'inizio di questo tipo di memoria episodica si colloca intorno ai due anni.
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Le note
Nora S. Newcombe è Laura H. Carnell Professor of Psychology e James H. Glackin Distinguished Faculty Fellow presso Tempio Nucleoy. La sua ricerca si concentra sulla cognizione e lo sviluppo spaziale e sullo sviluppo della memoria episodica. Attualmente è ricercatrice principale del progetto finanziato dalla NSF. Centro di intelligenza spaziale e apprendimento (SILC)Lo scopo del SILC è sviluppare la scienza dell'apprendimento spaziale e utilizzare questa conoscenza per trasformare la pratica educativa, supportando bambini e adulti nell'acquisizione delle competenze scientifiche, tecniche, ingegneristiche e matematiche (STEM) necessarie per una partecipazione efficace in una società e in un'economia globale sempre più ad alta tecnologia.
