神经成像研究:积木比棋盘游戏更能激活儿童的空间能力

印第安纳大学的研究发现,有结构的积木游戏比桌面游戏更能提高儿童的空间能力。
这项研究发表在杂志上心理学前沿该研究测量了两种游戏——一种是结构化积木游戏,另一种是拼字棋盘游戏——对儿童空间处理能力的相对影响,包括心理旋转,即想象物体旋转后的样子。
这项研究为这样一种观点提供了新的支持,即这种积木游戏可能有助于儿童发展科学和数学学科所需的空间技能。
领导这项研究的印第安纳大学布卢明顿艺术与科学学院心理与脑科学系教授莎琳·纽曼说,这也是第一个使用神经成像来探索大脑活动的区块构建影响的研究。
“方块游戏改变了大脑激活模式纽曼说。“它改变了孩子们解决思维旋转问题的方式;我们发现,只有在积木组中,与空间处理有关的区域被激活了。”
研究中使用的结构化积木游戏被称为“积木摇滚”;棋盘游戏是拼字游戏。
这项研究建立在先前的研究基础上,先前的研究表明,经常参加积木游戏、智力游戏和棋盘游戏等活动的儿童比那些经常参加绘画、骑自行车、玩卡车和发出声音的玩具等活动的儿童具有更高的空间能力。
同时也证明了在一个视觉空间任务上的训练可以转移到其他任务上。在这个例子中,结构化积木游戏的训练导致了心理旋转表现的转移。
纽曼说:“其他研究只关注行为变化,比如空间能力测试的提高。”“我们实际上是在扫描大脑。”

为了进行这项研究,印第安纳大学的研究人员将28名8岁的孩子分别置于磁共振成像扫描仪中,分别在玩这两种游戏中的一种之前和之后。游戏时间为30分钟,持续5天。
为了从一开始就在两组儿童之间平均分配空间能力,孩子们根据与空间能力差异相关的几个类别平均分配:性别、年龄、音乐训练、数学技能和社会经济地位。
两组14名儿童在玩游戏之前和之后都在扫描仪中进行了心理旋转测试。这项测试是一项长期存在的空间可视化和分析方法,它展示了同一个字母的两个版本,孩子们必须决定第二个字母是同一个字母的简单旋转版本,还是该字母的旋转镜像。
在第一次旋转测试和扫描中,两组在大脑激活或表现上没有差异。但积木游戏组在第二次扫描时,与运动和空间处理相关的区域的激活发生了变化。
玩游戏的人棋盘游戏没有显示出任何显著的变化大脑活动在赛前和赛后扫描之间,或者在心理旋转测试结果上有任何显著改善。
纽曼说,就8岁儿童的空间能力仍在发展而言,从第一次扫描到第二次扫描的变化可能反映了用于解决思维旋转问题的策略的转变。
换句话说,当孩子们发展他们的空间能力在美国,他们可能会从分析图像内部关系或部分的零碎策略转向整体策略,在这种策略中,图像作为一个整体在脑海中旋转。
“积木游戏组显示出与运动和大脑相关区域的激活发生了变化空间处理纽曼补充道。“这提出了一种可能性,即积木游戏组改变了他们表演的方式心理旋转训练后的任务。”
纽曼在其他工作中探索了数学和空间推理之间的关系,他希望这些发现能帮助那些在数学和其他学科上苦苦挣扎的学生。
她说:“任何可以提高孩子数学能力的方法,无论是积木还是其他方法,都是我的兴趣所在。”
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