空间能力动态测试研究的发展

张琪

摘要：空间能力，广义上指非语言信息加工中的个体差异，即在日常生活中的个体差异；狭义上则是指对于完成空间测验中的个体差异。初始作为智力发展研究中的一项子因素，后来随着研究的深入将空间能力独立作为个体的一项能力，空间能力的研究发展循序渐进。随着计算机技术的发展，空间能力的测试不再局限于纸质版测试，而开始应用动态任务来进行测试，本文则重点梳理空间能力动态测试研究的发展。

关键词：空间能力动态测试

空间能力是人日常生活中不可或缺的一种能力，是个体认识事物、探索客观世界的必要基础。因为我们的生活处于一个三维空间中，实际生活中有很多场景与空间能力的应用密切相关。例如，当我们出去游玩时，我们需要通过空间能力来判断方位，寻找方向：或者我们在运动打篮球时，我们也需要空间能力来将篮球投入篮筐中等，空间能力都扮演着重要的角色。

最初发现空间能力因素的存在源自于机械能力及其实践操作中，关于空间能力的概念提出则始于1904年，因为这一年比奈发表了历史上第一份正式的智力测验，此时主要将空间能力定义为智力的一个子因素。后续随着研究的深入，研究者们发现空间能力与智力中的言语能力存在很大差异，开始将空间能力作为个体的一项独立能力进行研究。已有关于空间能力研究的发展主要分为三个阶段：阶段一，提出了空间能力存在的证据；阶段二，区分空间能力亚因素的类别；阶段三，关注空间能力与其他能力之间的关系以及测验中各种变异的来源。通过这些研究，确定了空间能力作为个体的一项独立能力的地位。

在已有研究中，传统上对于空间能力亚因素的理解均基于纸笔测验，因此对于现在较为认可的视觉化、空间定向和空间关系因素的测试内容仅限于静止客体和静止刺激。随着计算机技术的发展，研究者们开始重视空间能力的动态测试过程，即刺激的呈现方式是动态的，该种能力着重考察个体对运动元素的反应和处理，也更加真实的反映了世界。

Larson（1996）認为空间能力的静态测试与动态测试的区别不仅在于运动过程，而且在于任务的属性不同。在空间能力发展的历程中，虽然一直用静态刺激来测量个体的空间能力，但是有研究者曾长期假设个体的能力是用来处理运动物体的。例如，Thurston在1948年提出假设，“个体存在一种或者两种能力表现为思考固体物体运动的轨迹，而不是区分它们静止时的状态。“seibert和Snow在1965年指出，在某些行为下个体行为的表现“不是静止状态，也非标准词汇，也不是被当前已经存在的测验所测量，这些行为包括一种能力或者倾向，并没有被已有的纸笔测验充分和完全的测量。”在该问题上，Pellegrino和Hunt以及他们的同事又重新研究了早期研究者所提出的设想，并重点关注了我们所认为的空间能力就是在心理呈现上操纵静态物体的本质性局限。

早期因为技术方面的限制，很难将动态刺激纳入到空间推理任务中。Gibson曾在1947年的大规模招募新兵时克服了这个难题，该努力也促使了大量比较形象的测验的产生。Gibson假定了三个指标来对运动的物体进行复杂的判断：速度估计、相对速度估计和速度识别。尽管Gibson通过他的一系列任务来测量他假定的三个指标，但是并没有区分在该类测验中哪些因素结构可以对个体差异产生潜在影响，不过Gibson通过电影艺术般的测量方式开启了人们应用运动刺激来测量个体空间能力的差异。

Fruchter和Mahan（1952）对Gibson研究中的九个任务进行了因素分析，其中包括了相对速度估计的任务，最后也提取出来三个因素：知觉模式或知觉速度、运动方向判断和注意分散因素。但是，有研究者指出相对速度估计任务和其他测试任务的相关较低，大多数情况下该变量比较特殊，有时并不能成为一个标准变量。在Seiber坪NSnow（1965）的一项大规模研究中，运用动态图片来评估空间智力的测试，也表明速度评估任务与所要测试的空间能力并无相关性，Seibert和Snow推测可能是因为速度估计任务包括了预测运动物体的位置，并且需要通过短时记忆来推测物体的运动轨迹。近几年Hunt（1987，1988）等人应用现代计算机技术呈现动态刺激来测量空间能力，最后得出了与Seibert等研究者类似的结论，对运动物体进行相对复杂的判断所需的能力在其他类型的空间智力中较为明显，Hunt（1987）将空间能力的动态测试定义为，判断一个运动的客体要到哪里去以及何时到达目的地，也就是客体以某种速度按照固定路径运动，被试估计时间、速度以及不同运动路径的交叉。

Pellegrino，Hunt和Yee（1989）发现了一种较好的方法来进行动态测量，即对两个同时运动的物体的相对位置进行判断，该任务类似Gibson的速度和相对速度估计的任务，在该任务中被试需要注意两个刺激因素：1）每个物体相对于终点持续不断减少的距离；2）两个物体的相对运动速度。当两个物体的运动速度相同时，只需要判断哪个物体距离终点更近。但是当两个物体的运动速度不相同时，则需要综合速度和距离信息来判断哪个物体先到达终点。后来有研究者提出到达时间任务对大多数被试来说难度偏大，时间判断前后误差多达一秒，这些研究也表明了潜在的个体差异对于任务判断准确性的影响。

随着技术的进步，研究者们不断地开发新的动态测试任务来测量空间能力。空间能力一直以来是一个庞大的体系，希望随着研究方法与技术的不断发展，可以使得空间能力的研究更加精确、完善。