加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員開發(fā)了一種測(cè)試，該測(cè)試?yán)脙和M裝樂(lè)高積木的能力來(lái)評(píng)估他們的空間可視化能力。空間可視化是一種在人腦中可視化3D形狀的能力，這與提高的GPA和STEM大學(xué)生的畢業(yè)率有關(guān)。

一種用于提高大學(xué)生空間可視化技能的工具是一個(gè)名為Spatial Vis的移動(dòng)應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序使學(xué)生可以在觸摸屏上草繪2D和3D形狀，并且是根據(jù)加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究開發(fā)的。

但是，加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院的教授，研究人員Lelli Van Den Einde和Nathan Delson認(rèn)為，從年輕時(shí)開始教授空間可視化技能將是有益的。確實(shí)，在COVID19大流行期間，他們已經(jīng)看到中學(xué)和高中教師對(duì)使用“空間視覺(jué)”的需求增加，因?yàn)樗梢院芎玫赜糜谶h(yuǎn)程教學(xué)。要教授這些技能需要克服的一項(xiàng)挑戰(zhàn)是如何評(píng)估低年級(jí)水平的空間可視化能力。

在大學(xué)級(jí)別，普渡大學(xué)的空間可視化測(cè)試：旋轉(zhuǎn)(PSVT：R)是一種廣泛使用的評(píng)估，這是一個(gè)20分鐘的定時(shí)測(cè)試，由一系列針對(duì)13歲及13歲以上學(xué)生的多項(xiàng)選擇題組成。Van Den Einde和Delson希望開發(fā)一種更適合低年級(jí)學(xué)生的測(cè)驗(yàn)。他們求助于樂(lè)高，樂(lè)高這款玩具的設(shè)計(jì)初衷是針對(duì)較小的年齡段，許多孩子對(duì)此很熟悉。要通過(guò)測(cè)試，學(xué)生必須將一組樂(lè)高積木組裝成特定的形狀，例如鯨魚或小型飛機(jī)，同時(shí)只獲得最終形狀的圖片，而沒(méi)有分步說(shuō)明。學(xué)生建立正確的解決方案所花費(fèi)的時(shí)間是用于評(píng)估的指標(biāo)。

Van Den Einde和Delson以及開發(fā)工程師Jessica Tuazon和博士學(xué)位學(xué)生Daniel Yang將在6月22日至26日舉行的美國(guó)工程教育學(xué)會(huì)會(huì)議上介紹LEGO組裝測(cè)試。為了驗(yàn)證該測(cè)試，研究人員讓學(xué)生參加了兩個(gè)新生工程圖形課程，他們同時(shí)參加了LEGO組裝測(cè)試和PSVT：R。學(xué)生在本學(xué)期初和學(xué)期末都參加了考試。在課程中，他們使用Spatial Viz應(yīng)用程序進(jìn)行了培訓(xùn)。測(cè)試結(jié)果表明，在LEGO測(cè)試和PSVT：R的結(jié)果之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著相關(guān)性。

范登·愛(ài)因德說(shuō)：“我們認(rèn)為，樂(lè)高組裝測(cè)試是評(píng)估小學(xué)年齡學(xué)生空間可視化能力的合適方法。”

德爾森(Delson)補(bǔ)充說(shuō)，樂(lè)高(LEGO)測(cè)試表明，年輕的學(xué)生通過(guò)使用Spatial Vis可以明顯受益，并可以提高他們的空間可視化技能。

Van Den Einde和Delson共同創(chuàng)立了eGrove Education Inc.，以將空間可視化培訓(xùn)商業(yè)化。Spatial Vis應(yīng)用程序已被超過(guò)120所學(xué)校和2000名學(xué)生使用。加州大學(xué)圣地亞哥分校的兩位教授現(xiàn)在正在研究低年級(jí)的版本，以滿足因遠(yuǎn)程教學(xué)而增加的需求。

該應(yīng)用程序包括自動(dòng)對(duì)學(xué)生素描進(jìn)行評(píng)分，并在學(xué)生被卡住時(shí)提示。研究人員將修改他們的提示反饋，因此該應(yīng)用程序更適合K-12學(xué)生，并鼓勵(lì)學(xué)生堅(jiān)持不懈，僅用最小的提示即可解決作業(yè)。