空間能力動態測試研究的發展

張琪

摘要：空間能力，廣義上指非語言信息加工中的個體差異，即在日常生活中的個體差異；狹義上則是指對于完成空間測驗中的個體差異。初始作為智力發展研究中的一項子因素，后來隨著研究的深入將空間能力獨立作為個體的一項能力，空間能力的研究發展循序漸進。隨著計算機技術的發展，空間能力的測試不再局限于紙質版測試，而開始應用動態任務來進行測試，本文則重點梳理空間能力動態測試研究的發展。

關鍵詞：空間能力動態測試

空間能力是人日常生活中不可或缺的一種能力，是個體認識事物、探索客觀世界的必要基礎。因為我們的生活處于一個三維空間中，實際生活中有很多場景與空間能力的應用密切相關。例如，當我們出去游玩時，我們需要通過空間能力來判斷方位，尋找方向：或者我們在運動打籃球時，我們也需要空間能力來將籃球投入籃筐中等，空間能力都扮演著重要的角色。

最初發現空間能力因素的存在源自于機械能力及其實踐操作中，關于空間能力的概念提出則始于1904年，因為這一年比奈發表了歷史上第一份正式的智力測驗，此時主要將空間能力定義為智力的一個子因素。后續隨著研究的深入，研究者們發現空間能力與智力中的言語能力存在很大差異，開始將空間能力作為個體的一項獨立能力進行研究。已有關于空間能力研究的發展主要分為三個階段：階段一，提出了空間能力存在的證據；階段二，區分空間能力亞因素的類別；階段三，關注空間能力與其他能力之間的關系以及測驗中各種變異的來源。通過這些研究，確定了空間能力作為個體的一項獨立能力的地位。

在已有研究中，傳統上對于空間能力亞因素的理解均基于紙筆測驗，因此對于現在較為認可的視覺化、空間定向和空間關系因素的測試內容僅限于靜止客體和靜止刺激。隨著計算機技術的發展，研究者們開始重視空間能力的動態測試過程，即刺激的呈現方式是動態的，該種能力著重考察個體對運動元素的反應和處理，也更加真實的反映了世界。

Larson（1996）認為空間能力的靜態測試與動態測試的區別不僅在于運動過程，而且在于任務的屬性不同。在空間能力發展的歷程中，雖然一直用靜態刺激來測量個體的空間能力，但是有研究者曾長期假設個體的能力是用來處理運動物體的。例如，Thurston在1948年提出假設，“個體存在一種或者兩種能力表現為思考固體物體運動的軌跡，而不是區分它們靜止時的狀態。“seibert和Snow在1965年指出，在某些行為下個體行為的表現“不是靜止狀態，也非標準詞匯，也不是被當前已經存在的測驗所測量，這些行為包括一種能力或者傾向，并沒有被已有的紙筆測驗充分和完全的測量。”在該問題上，Pellegrino和Hunt以及他們的同事又重新研究了早期研究者所提出的設想，并重點關注了我們所認為的空間能力就是在心理呈現上操縱靜態物體的本質性局限。

早期因為技術方面的限制，很難將動態刺激納入到空間推理任務中。Gibson曾在1947年的大規模招募新兵時克服了這個難題，該努力也促使了大量比較形象的測驗的產生。Gibson假定了三個指標來對運動的物體進行復雜的判斷：速度估計、相對速度估計和速度識別。盡管Gibson通過他的一系列任務來測量他假定的三個指標，但是并沒有區分在該類測驗中哪些因素結構可以對個體差異產生潛在影響，不過Gibson通過電影藝術般的測量方式開啟了人們應用運動刺激來測量個體空間能力的差異。

Fruchter和Mahan（1952）對Gibson研究中的九個任務進行了因素分析，其中包括了相對速度估計的任務，最后也提取出來三個因素：知覺模式或知覺速度、運動方向判斷和注意分散因素。但是，有研究者指出相對速度估計任務和其他測試任務的相關較低，大多數情況下該變量比較特殊，有時并不能成為一個標準變量。在Seiber坪NSnow（1965）的一項大規模研究中，運用動態圖片來評估空間智力的測試，也表明速度評估任務與所要測試的空間能力并無相關性，Seibert和Snow推測可能是因為速度估計任務包括了預測運動物體的位置，并且需要通過短時記憶來推測物體的運動軌跡。近幾年Hunt（1987，1988）等人應用現代計算機技術呈現動態刺激來測量空間能力，最后得出了與Seibert等研究者類似的結論，對運動物體進行相對復雜的判斷所需的能力在其他類型的空間智力中較為明顯，Hunt（1987）將空間能力的動態測試定義為，判斷一個運動的客體要到哪里去以及何時到達目的地，也就是客體以某種速度按照固定路徑運動，被試估計時間、速度以及不同運動路徑的交叉。

Pellegrino，Hunt和Yee（1989）發現了一種較好的方法來進行動態測量，即對兩個同時運動的物體的相對位置進行判斷，該任務類似Gibson的速度和相對速度估計的任務，在該任務中被試需要注意兩個刺激因素：1）每個物體相對于終點持續不斷減少的距離；2）兩個物體的相對運動速度。當兩個物體的運動速度相同時，只需要判斷哪個物體距離終點更近。但是當兩個物體的運動速度不相同時，則需要綜合速度和距離信息來判斷哪個物體先到達終點。后來有研究者提出到達時間任務對大多數被試來說難度偏大，時間判斷前后誤差多達一秒，這些研究也表明了潛在的個體差異對于任務判斷準確性的影響。

隨著技術的進步，研究者們不斷地開發新的動態測試任務來測量空間能力。空間能力一直以來是一個龐大的體系，希望隨著研究方法與技術的不斷發展，可以使得空間能力的研究更加精確、完善。