L'intelligenza spaziale è essenziale per l'innovazione e possiamo aumentarla attraverso la formazione?

Che cos'è l'intelligenza spaziale o l'abilità spaziale?

Secondo David Lohman della University of Iowa, l'abilità spaziale può essere definita come la capacità di "generare, trattenere, recuperare e trasformare immagini visive ben strutturate". Un esempio di un grande inventore che ha usato il suo alto livello di abilità spaziale ad innovare fu Nikola Tesla, che fornì la base per sistemi di corrente alternata (CA). Tesla è stato detto (o leggendario) di essere stato in grado di visualizzare un intero motore funzionante nella sua mente ed essere in grado di testare ogni parte nel tempo per vedere cosa si sarebbe rotto prima. Piuttosto che una grande impresa di matematica mentale, si potrebbe considerare questa una grande impresa di immaginario mentale.

Perché il SAT, l'ACT e il GRE non includono una misura di capacità spaziale?

Lo Scholastic Assessment Test (SAT), l'American College Test (ACT) e il Graduate Record Examination (GRE) hanno tradizionalmente incluso misure matematiche e verbali. In alcune delle mie ricerche, insieme al lavoro dei miei colleghi Rose Mary Webb della Appalachian State University e David Lubinski e Camilla Benbow della Vanderbilt University, abbiamo essenzialmente scoperto che oltre mezzo secolo di ricerca sulle abilità spaziali ha scoperto il significato che gioca – in Oltre alla matematica e abilità verbali-In contesti educativi e professionali dove è essenziale, come ingegneria, fisica, matematica e informatica. Pertanto, questo pone chiaramente la domanda: perché non vi è alcuna misura spaziale inclusa in questi test standardizzati? Ci manca l'identificazione di un gruppo di individui che potrebbero avere un talento spaziale ma meno matematicamente e con un talento verbale?

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I maschi e le femmine differiscono in media nell'abilità spaziale?

Diane Halpern del Claremont McKenna College, nel suo eccellente libro Sex Differences in Cognitive Abilities , ha documentato l'evidenza che maschi e femmine mostrano una robusta differenza sessuale nelle abilità spaziali, favorendo i maschi.

I maschi e le femmine differiscono in matematica, ragionamento scientifico e abilità spaziale nell'estrema coda destra?

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In un recente studio che ho condotto insieme ai miei colleghi Megan Cacchio, Martha Putallaz e Matthew C. Makel del Talent Identification Program della Duke University, abbiamo esaminato i dati dal 1981 al 2010 su SAT e ACT tra oltre 1,6 milioni di studenti che avevano 12 anni di età. Abbiamo riscontrato che il rapporto uomo-donna tra gli studenti dell'estrema destra che ha ottenuto un punteggio di 700 o superiore sul SAT-M (il massimo 0,01% in capacità, un gruppo con un livello medio di intelligenza pari a circa 180) era di circa 13 a 1 in all'inizio degli anni '80 ma che è rapidamente diminuito nel primo decennio ed è rimasto stabile a circa 4 a 1 negli ultimi 20 anni (vedi la figura sopra). Oltre ai dati dal SAT, abbiamo anche avuto un campione indipendente che ha preso l'ACT, che include non solo una misura matematica (ACT-M) ma anche una misura di ragionamento scientifico (ACT-S). Negli ultimi 20 anni, sia le misure matematiche che quelle di ragionamento scientifico hanno dimostrato un rapporto uomo-donna di circa 3 a 1.

Perché potrebbe essere importante per la rappresentanza uomo-donna nelle carriere matematiche e scientifiche di alto livello?

Come ho menzionato in un post precedente, in alcune delle mie ricerche, anche all'interno dell'1% superiore dell'abilità matematica per gli studenti che hanno preso il SAT-Math all'età di 12 anni, confrontando il quartile superiore con il quartile inferiore, c'erano differenze significative tra questi gruppi circa venti anni dopo nel conseguimento di risultati matematici e scientifici, tra cui dottorati di ricerca, pubblicazioni, brevetti e persino la permanenza in carica in un'università superiore. Pertanto, poiché troviamo ancora una differenza di sesso nel SAT-Math, ACT-Math e ACT-Science, i ragionamenti matematici e scientifici sono ancora una parte dell'equazione di spiegazione per la sottorappresentazione delle donne nelle carriere matematiche e scientifiche di alto livello . Tieni presente che è l'abilità dell'individuo, non il loro sesso, che conta nel predire questi risultati a lungo termine.

Tuttavia, poiché né il SAT né l'ACT includono una misura di abilità spaziale, non siamo stati in grado di scoprire se esiste una differenza maschio-femmina nell'abilità spaziale nell'estrema destra. Poiché le differenze di abilità spaziale medie tra maschi e femmine sono piuttosto robuste, sarebbe logico che ci sarebbe anche un vantaggio maschile sull'abilità spaziale tra i migliori punteggi. Questo perché le piccole differenze medie di solito si traducono in grandi differenze nelle code. Tuttavia, questo è qualcosa che non è stato ancora dimostrato empiricamente e richiede una ricerca futura.

Possiamo aumentare l'abilità spaziale, forse attraverso la formazione?

Il fatto che troviamo queste differenze è intrigante, ma quella che forse è una domanda più importante è cosa possiamo fare al riguardo? Il nostro obiettivo non dovrebbe essere quello di aiutare tutti gli uomini e le donne che hanno la capacità, l'interesse e la passione per la matematica e la scienza a perseguire una carriera di così alto livello in questo settore? In particolare, cosa potremmo fare per aumentare il numero di donne nelle carriere matematiche e scientifiche di alto livello?

Ora David Miller, uno studente laureato presso l'Università della California Berkeley, e Diane Halpern del Claremont McKenna College hanno condotto uno studio affascinante che esamina se l'abilità spaziale potrebbe essere aumentata attraverso l'allenamento. Gli autori hanno esaminato gli studenti universitari altamente dotati di STEM (scienze, tecnologia, ingegneria e matematica) che hanno completato dodici ore di addestramento spaziale e li hanno confrontati con gli studenti universitari che non hanno completato l'addestramento.

Secondo Mr. Miller, questi erano i risultati critici dello studio:

1. "Rispetto agli studenti del gruppo di controllo, gli studenti del gruppo di formazione hanno mostrato maggiori miglioramenti nelle abilità spaziali nonostante le competenze spaziali estremamente elevate prima dell'allenamento."

2. "Abbiamo riscontrato grandi differenze di genere nelle abilità spaziali prima dell'allenamento, come molti altri ricercatori hanno. Tuttavia, queste differenze di genere sono state ridotte dopo l'allenamento. "

3. "Gli studenti del gruppo di formazione avevano un GPA superiore di un terzo di una lettera in un difficile corso di fisica basato sul calcolo."

4. "Nessuno di questi miglioramenti alla formazione è durato da otto a dieci mesi".

Mr. Miller mi ha detto che "Questi risultati dimostrano che anche gli studenti universitari STEM di alto livello possono beneficiare dell'istruzione spaziale, sebbene dodici ore di istruzione possano avere effetti longitudinali limitati".

Ha continuato dicendo che "la mancanza di effetti longitudinali di questo studio non implica che tali effetti longitudinali siano impossibili. È probabile che non stiamo insegnando queste abilità in modi che promuovono la conservazione a lungo termine e il trasferimento ai corsi STEM. Sebbene molti studi di ricerca abbiano trovato grandi miglioramenti a breve termine nelle abilità spaziali, sorprendentemente poca ricerca ha cercato di capire come promuovere la longevità di questi effetti di formazione e promuovere direttamente il successo degli studenti STEM. "

Quando ho chiesto al dott. Halpern come la ricerca sull'addestramento spaziale possa influenzare la rappresentazione delle donne nelle carriere STEM di alto livello, ha detto "Penso che contribuirà ad aumentare il numero di donne nei campi STEM".

Quindi, che cosa possiamo fare per incoraggiare più donne a perseguire carriere STEM di alto livello?

Oltre all'addestramento spaziale, ci sono altre cose che possiamo fare per incoraggiare le donne a perseguire la matematica e la scienza?

Nella figura mostrata in precedenza, il rapporto matematico uomo-donna è diminuito abbastanza rapidamente dai primi anni '80 ai primi anni '90. I miei colleghi e io stiamo attualmente indagando su quelli che potrebbero essere i fattori socioculturali responsabili del restringimento del rapporto matematica-maschi in matematica e forse questo è qualcosa che possiamo usare per incoraggiare più donne a intraprendere carriere matematiche e scientifiche di alto livello.

Certamente, sebbene il rapporto uomo-donna sia diminuito rapidamente, è stato approssimativamente stabile (e una differenza è stata presente) negli ultimi 20 anni, quindi un'altra domanda chiave è: se i fattori socioculturali sono stati la ragione chiave del rapido declino, perché c'è ancora una differenza maschio-femmina che sembra essere stabile? Non ho la risposta a questa domanda, ma certamente non possiamo escludere potenziali pregiudizi e barriere. Forse le sagge parole di Sir Alexander Cairncross potrebbero fornire qualche intuizione:

"Una tendenza è una tendenza è una tendenza
Ma la domanda è: si piega?
Cambierà il suo corso attraverso qualche forza imprevista
E vieni in una fine prematura? "

© 2011 di Jonathan Wai

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