Стратегии решения задачи «ментального вращения» пространственных объектов
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕНТАЛЬНОМ ВРАЩЕНИИ
ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ 6
1.1. Ментальное вращение как предмет научного исследования 6
1.2. Структура ментального вращения 11
1.3. Свойства ментального вращения 15
1.4. Сфера применения ментального вращения 17
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ АБСТРАКТНОСТИ СТИМУЛА НА ВЫБОР СТРАТЕГИИ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ «МЕНТАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ» 22
2.1. Стратегии решения задач «ментального вращения» пространственных объектов .. 22
2.2. Влияние типов стимулов и способов их предъявления на решения задач
«ментального вращения» 27
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ АБСТРАКТНОСТИ СТИМУЛА НА ВЫБОР СТРАТЕГИИ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ «МЕНТАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ» 36
3.1. Разработка и способ применения стимульного материала 36
3.2. Подготовка и проведение исследования 38
3.3. Анализ и интерпретация результатов исследования 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
ЛИТЕРАТУРА 47
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕНТАЛЬНОМ ВРАЩЕНИИ
ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ 6
1.1. Ментальное вращение как предмет научного исследования 6
1.2. Структура ментального вращения 11
1.3. Свойства ментального вращения 15
1.4. Сфера применения ментального вращения 17
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ АБСТРАКТНОСТИ СТИМУЛА НА ВЫБОР СТРАТЕГИИ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ «МЕНТАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ» 22
2.1. Стратегии решения задач «ментального вращения» пространственных объектов .. 22
2.2. Влияние типов стимулов и способов их предъявления на решения задач
«ментального вращения» 27
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ АБСТРАКТНОСТИ СТИМУЛА НА ВЫБОР СТРАТЕГИИ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ «МЕНТАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ» 36
3.1. Разработка и способ применения стимульного материала 36
3.2. Подготовка и проведение исследования 38
3.3. Анализ и интерпретация результатов исследования 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
ЛИТЕРАТУРА 47
Задача ментального вращения, предложенная американскими психологами Р. Шепардом и Дж. Метцлером, до сих пор привлекает внимание специалистов в области когнитивной психологии благодаря поразительному несоответствию простоты стимульной ситуации и неоднозначности интерпретации механизмов ее решения. Множеству специалистов данная задача нравится за наличие устойчивых тенденций, которые демонстрируют представители различных целевых групп испытуемых, решавших такого рода задачи.
Исследования выявили особенно близкие взаимосвязи между навыками трехмерного ментального вращения и успехами в математике, с конкретными ссылками на успехи в геометрии, алгебре, изучении мировых проблем, мысленной арифметике и высшей математике (например, теории функций, математической логике, вычислительной математике). В дополнение, ментальное вращение играет роль в обучении и достижениях в науке, технологиях, инженерии и математичских дисциплинах. Таким образом, трехмерное ментальное вращение является важным навыком во множестве важных и сложных задачах
Многочисленные последователи Р. Шепарда и Дж. Метцлера склонны видеть разные способы познавательной активности. Можно даже говорить о том, что идентификация и интерпретация этих способов выделились в отдельную тему, определяемую как «стратегии ментального вращения». В результате исследования задач ментального вращения идет по нескольким направлениям: изучение и объяснение гендерных различий, изучения
успешности вращения в зависимости от эмоционального состояния, выполнения отдельных заданий и отдельную область составляют исследования посвященные изучению физиологических основ ментального вращения.
Целью исследования является изучение динамики изменения стратегий в процессе решения человеком пространственных задач.
Объектом исследования являются пространственные способности человека.
Предметом исследования являются стратегии решения задачи «ментального вращения» пространственных объектов.
Цель работы определяет постановку следующих задач:
1. Библиографический обзор проблемы конструирования стимульной ситуации в когнитивной задаче ментальное вращение;
2. Разработка стимульного материала для модификации задачи ментального вращения управлением переменной степень абстракции стимульного материала;
3. Создание набора задач модифицированного теста ментального вращения средствами 3D моделирования;
4. Проведение исследования решения задачи ментального вращения с использованием модификации теста для оценки влияния характера стимульного материала на время решения задачи.
Гипотезы исследования:
1. Пространственные задачи решаются человеком различными способами, в зависимости от его опыта и характера стимульной ситуации;
2. Выбор стратегии решения пространственных задач зависит от степени абстракции объектов, входящих в стимульную ситуацию и проявляется в изменении корреляции между временем решения и углом поворота между сравниваемыми объектами.
Теоретико-методологические основания данного исследования составили обзорные работы и научные публикации зарубежных авторов, которые занимаются изучением особенностей ментального вращения пространственных объектов, в частности таких авторов как M. Thomas, T. Nissan , O. Shapira, N. Liberman и L. Cooper, а так же подход Д. Ю. Баланев к стратегиям ментального вращения объектов.
Научная новизна заключается в рассмотрении влияния переменной степень абстракции стимульного материала, на выбор респондентом стратегии ментального вращения.
Теоретическая значимость работы заключается в анализе сложившихся концепций и методов работы с задачами «ментального вращения» пространственных объектов.
Практическую значемость работы заключается в получении результатов, которые могут быть использовать в дальнейшем при исследовании решения задач «ментального вращения».
Данная выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемой литературы, а так же приложений. В первой главе содержится обзор общего теоретического материала, посвященного представлениям о ментальном вращении, как о предмете научного исследования, расматпивается его структура, его свойства и сферы его применения на практике. Вторая глава показывает влияние типов стимулов и способов их предъявления на ментальное вращение, также дается описание основных стратегий ментального вращения. Третьей главе содержит рабочую модель эмперического исследования, направленного на выявление степени влияния абстракции стимульного материала на выбор стратегии решения задачи «ментального вращения» и на время решения задачи, результаты проведенного исследования, их анализ и обсуждение.
Исследования выявили особенно близкие взаимосвязи между навыками трехмерного ментального вращения и успехами в математике, с конкретными ссылками на успехи в геометрии, алгебре, изучении мировых проблем, мысленной арифметике и высшей математике (например, теории функций, математической логике, вычислительной математике). В дополнение, ментальное вращение играет роль в обучении и достижениях в науке, технологиях, инженерии и математичских дисциплинах. Таким образом, трехмерное ментальное вращение является важным навыком во множестве важных и сложных задачах
Многочисленные последователи Р. Шепарда и Дж. Метцлера склонны видеть разные способы познавательной активности. Можно даже говорить о том, что идентификация и интерпретация этих способов выделились в отдельную тему, определяемую как «стратегии ментального вращения». В результате исследования задач ментального вращения идет по нескольким направлениям: изучение и объяснение гендерных различий, изучения
успешности вращения в зависимости от эмоционального состояния, выполнения отдельных заданий и отдельную область составляют исследования посвященные изучению физиологических основ ментального вращения.
Целью исследования является изучение динамики изменения стратегий в процессе решения человеком пространственных задач.
Объектом исследования являются пространственные способности человека.
Предметом исследования являются стратегии решения задачи «ментального вращения» пространственных объектов.
Цель работы определяет постановку следующих задач:
1. Библиографический обзор проблемы конструирования стимульной ситуации в когнитивной задаче ментальное вращение;
2. Разработка стимульного материала для модификации задачи ментального вращения управлением переменной степень абстракции стимульного материала;
3. Создание набора задач модифицированного теста ментального вращения средствами 3D моделирования;
4. Проведение исследования решения задачи ментального вращения с использованием модификации теста для оценки влияния характера стимульного материала на время решения задачи.
Гипотезы исследования:
1. Пространственные задачи решаются человеком различными способами, в зависимости от его опыта и характера стимульной ситуации;
2. Выбор стратегии решения пространственных задач зависит от степени абстракции объектов, входящих в стимульную ситуацию и проявляется в изменении корреляции между временем решения и углом поворота между сравниваемыми объектами.
Теоретико-методологические основания данного исследования составили обзорные работы и научные публикации зарубежных авторов, которые занимаются изучением особенностей ментального вращения пространственных объектов, в частности таких авторов как M. Thomas, T. Nissan , O. Shapira, N. Liberman и L. Cooper, а так же подход Д. Ю. Баланев к стратегиям ментального вращения объектов.
Научная новизна заключается в рассмотрении влияния переменной степень абстракции стимульного материала, на выбор респондентом стратегии ментального вращения.
Теоретическая значимость работы заключается в анализе сложившихся концепций и методов работы с задачами «ментального вращения» пространственных объектов.
Практическую значемость работы заключается в получении результатов, которые могут быть использовать в дальнейшем при исследовании решения задач «ментального вращения».
Данная выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемой литературы, а так же приложений. В первой главе содержится обзор общего теоретического материала, посвященного представлениям о ментальном вращении, как о предмете научного исследования, расматпивается его структура, его свойства и сферы его применения на практике. Вторая глава показывает влияние типов стимулов и способов их предъявления на ментальное вращение, также дается описание основных стратегий ментального вращения. Третьей главе содержит рабочую модель эмперического исследования, направленного на выявление степени влияния абстракции стимульного материала на выбор стратегии решения задачи «ментального вращения» и на время решения задачи, результаты проведенного исследования, их анализ и обсуждение.
Пространственные способности — это перцептивные и когнитивные способности, которые позволяют человеку эффективно иметь дело с пространственными отношениями, зрительно-пространственными
задачами, ориентацией объектов в пространстве и т.д. Они являются одной из главных тем при изучении зрительного восприятия. Благодаря им люди определяют, что похожие объекты имеют одинаковую форму, несмотря на различия в их положении или размере.
Одним из частных случаев пространственных способностей является ментальное вращение. Ментальное вращение представляет собой комплекс когнитивных задач, с участием различных под процессов, таких как ориентация объекта, визуальные образы, умственное представление стимула, динамическое пространственное преобразование этого изображения, умственное сравнение, внимание и этапы памяти, принятие решения и его осуществление.
Предполагается, что ментальное вращение состоят из пяти последовательных этапов когнитивной обработки: (1) перцептивное кодирование стимула, (2) идентификация стимула и ориентация, (3) ментальное вращение стимула, (4) суждение о схожести, и (5) реакция и исполнение. .В то время как угловые различия варьируются систематически, время отклика, точность и скорость ментального вращения служат в качестве зависимых переменных.
В основе стратегий решения задач «ментального вращения» пространственных объектов, лежит положение, что в мыслительном акте, который направлен на решение задачи, находится опыт движения, манипулирования с предметами, который, будучи получен на ранних стадиях онтогенеза как элемент освоения пространства, впоследствии становится внутренним средством действия. То есть гипотеза подтверждается пространственные задачи решаются человеком различными способами, в зависимости от его опыта и характера стимульной ситуации.
Стимулы и способ их предъявление оказывают значимое влияние не только на процесс решения задачи ментального вращения, но и на результат. Однако будет ли от степени абстракции объектов зависеть выбор стратегии решения пространственных задач. Будут ли наиболее абстрактные объекты в качестве стимула влиять отрицательно на продуктивность решения. А наименее абстрактные объекты позволят решить задачу с заурядной легкостью.
Гипотеза подтверждается, абстрактные стимулы действительно способны влиять на стратегию решения задачи ментального вращения пространственных объектов.
задачами, ориентацией объектов в пространстве и т.д. Они являются одной из главных тем при изучении зрительного восприятия. Благодаря им люди определяют, что похожие объекты имеют одинаковую форму, несмотря на различия в их положении или размере.
Одним из частных случаев пространственных способностей является ментальное вращение. Ментальное вращение представляет собой комплекс когнитивных задач, с участием различных под процессов, таких как ориентация объекта, визуальные образы, умственное представление стимула, динамическое пространственное преобразование этого изображения, умственное сравнение, внимание и этапы памяти, принятие решения и его осуществление.
Предполагается, что ментальное вращение состоят из пяти последовательных этапов когнитивной обработки: (1) перцептивное кодирование стимула, (2) идентификация стимула и ориентация, (3) ментальное вращение стимула, (4) суждение о схожести, и (5) реакция и исполнение. .В то время как угловые различия варьируются систематически, время отклика, точность и скорость ментального вращения служат в качестве зависимых переменных.
В основе стратегий решения задач «ментального вращения» пространственных объектов, лежит положение, что в мыслительном акте, который направлен на решение задачи, находится опыт движения, манипулирования с предметами, который, будучи получен на ранних стадиях онтогенеза как элемент освоения пространства, впоследствии становится внутренним средством действия. То есть гипотеза подтверждается пространственные задачи решаются человеком различными способами, в зависимости от его опыта и характера стимульной ситуации.
Стимулы и способ их предъявление оказывают значимое влияние не только на процесс решения задачи ментального вращения, но и на результат. Однако будет ли от степени абстракции объектов зависеть выбор стратегии решения пространственных задач. Будут ли наиболее абстрактные объекты в качестве стимула влиять отрицательно на продуктивность решения. А наименее абстрактные объекты позволят решить задачу с заурядной легкостью.
Гипотеза подтверждается, абстрактные стимулы действительно способны влиять на стратегию решения задачи ментального вращения пространственных объектов.