小学生空间能力及其发展倾向的性别差异研究

061心　理　科　学　2000年　第23卷　第2期 小学生空间能力及其发展倾向的性别差异研究

许　燕 张厚粲

(北京师范大学心理系,100875)

摘　要　本研究探讨了二、四、六年级小学生空间能力的性别差异表现特征。结果表明,在空间能

力的加工方式、加工精确性及加工策略上均存在着性别差异,而在加工速度上表现为无差现象。

在空间能力的发展趋势和空间组合能力方面,女生表现出稳定的优势;在空间旋转能力上,男生的

优势随年龄增长表现为减弱并消失的特征。

关键词:性别差异　空间能力　效应值　变异率

1　空间能力的性别差异研究回顾

在认知能力性别差异研究中,空间能力是体现性别差异最明显的一种能力,也是在与性别差异有关的认知活动中最难解释、最难描述的一种能力。但它却是一种公认的非常重要的认知能力。研究者们对空间能力的界定和结构进行了多种描述。Linn和Petersen(1985)将空间能力定义为一种涉及表征(Representing)、转换(Transfoming)、生成(G enerating)和提取(Recalling)符号、非言语信息的技能。他们在1986年基于对以往空间研究的因素分析上提出空间能力的三个因素:①空间知觉(Spatial Perception);②心理旋转(Mental Rotation);③空间想象(Spatial V isualization)。Halpem(1992)认为空间能力至少有四种因素:①空间想象(Spatial Visualization);②空间知觉(Spa2 tial Perception);③心理旋转(Mental Rotation);④瞬时空间判断(Spatiotem poral J udgment)。Mac2 coby和Jacklin(1974)将空间能力分为两大类:①分析型(Analytic);②非分析型(Nonanalytic)。到目前为止,有关空间能力的界定及结构范围并未探讨清楚,每种测量工具仅仅测量了空间能力的某一部分。不同的分类方法,显示了不同的效果,这些都说明空间能力是一个具有非常复杂结构成分的能力。

任何一种能力都有其发展特点,空间能力的发展倾向研究却显不足。不同的研究选择了不同年龄点的被试,得出了不同的结果。Linn(1986)对大量空间能力研究资料进行元分析,结果显示年龄越大,空间能力的性别差异越明显,如18岁以上的平均效应值d为0164,而18岁以下的差异效应值d则为0137,效应值的大小显示出了性别差异的大小。但不同的空间能力其性别差异显示的年龄也不同,在空间知觉方面,7岁左右出现男孩优势,而心理旋转能力大约在10—11岁时就已显示出性别差异了。总之,大部分西方研究结果表明,男性在空间能力上占有一定优势,但这种优势的显示是有一定的年龄特征,发展趋势表现为随年龄增长而增大的特征。

2　研究目的及研究设计

211　研究目的

空间能力主要体现了学生对图形信息的识别、操作等涉及空间方位的能力。本研究主要从对图形的识别、组合、旋转操作来考察学生的空间能力。

研究目的:11探讨小学生空间能力的性别差异及其发展趋势的特点;

21探讨小学生认知加工特点与空间能力性别差异优劣的关系。

212　研究设计

21211　总体空间能力及其发展趋势的研究

理论假设:从总体空间能力来考查,男生优于女生,且其性别差异的发展趋势随年龄增长而加大。

根据以往西方性别差异的研究结果建立了本研究的理论假设,以考查中国小学生的空间能力性别差异是否具有与西方相同的表现特征。空间能力是一个复杂的结构,在总体考查中,本研究将不考虑空间能力的类别因素,以便于与西方研究结果比较。21212　空间加工方式的性别差异研究

理论假设:不同性别的学生存在着认知加工方式的偏好差异,男女生加工方式的偏好会影响空间任务操作的优劣。

在各种空间操作中,人们不会只使用一种认知操作能力,而是依据不同的空间任务,启动不同的认知操作方式。本研究设计了两种空间加工方式,其一为图形组合加工方式,其二为图形旋转加工方式。这两种加工方式是通过实验材料来加以控制的。21213　认知加工速度与精确性的性别差异研究理论假设:不同性别的学生存在着加工快慢与精确性的差异,这种差异会影响到男女空间操作优劣。

在一些认知操作中,男生常表现出加工速度快但准确性差,女生多表现出加工速度慢且准确性高的特点。21214　空间加工策略的性别差异研究理论假设:男女生在处理空间问题时,采用了不同的加工策略。加工策略的差异会影响到空间操作的优劣。

以往在性别差异的研究中,多采用孤立地研究空间能力的方式,这会对空间能力的性别差异问题的理解和解释上出现一些缺欠。本研究一反以往研究思路,把空间能力放在认知能力的整体结构中来研究,考查学生在操作空间任务时是否采用了不同的认知策略。研究中共施测了12项认知测验,包括言语能力、数学能力和空间能力的测验。

3　研究方法

311　实验被试

被试选用小学二、四、六年级共计251人,其中男生138人,女生113人。312　实验材料

11图形组合测验(时限10分钟),主要测量了学生的图形识别能力与图形组合能力,体现了最基本的空间能力因素。

21二维空间旋转测验(时限10分钟),主要测量学生的图形及文字表征在二维空间的旋转操作和方位定向能力。包括二维图形旋转测验和二维汉字旋转测验。

31三维图形旋转测验(时限10分钟),主要测量学生的图形表征在三维空间的旋转操作和方位定向能力。

4　结果分析

411　总体空间能力的性别差异及发展趋势的分析

1

61第2期 许燕等:小学生空间能力及其发展倾向的性别差异研究

从表1空间能力测验总分的差异检验结果看,在各年龄组均未显示出很大的性别差异,平均数与变异数差异均未达显著性水平。但在效应值上,不同年级显示了不同的特点,二、四年级表现为男生的一些优势(效应值为正值),而到了六年级效应值为负值,表现出女生平均分略高于男生的特点。从性别差异的发展倾向上来看,男生在空间能力上的优势表现为随年龄增长而缩小并消失的特点。这一研究结果与西方结果明显不同,也未证实理论假设。这可能说明在中国文化条件下成长起来的儿童具有与西方不同的空间能力性别差异表现特征,但这一结果需要做多次验证。

表1　总体空间能力性别差异检验表

性别人数平均数标准差F值显著性水平效应值d变异率VR

二年级男4792106383415703

女3579140002617979

31241901075501401129

四年级男38131139474712404

女36121108333511547

11124701292401251134

六年级男47168157455119233

女38175184214712409

014459015062-01151110

[注]:效应值:d=M男-M女

SD总

　当d为0时,无性别差异;当d为正值时,男生平均分高于女生;当d为负值时,

女生平均分高于男生。

变异数:VR=SD男

SD女

　当VR=1,无差;当VR>1,男生变异高于女生;当VR<1,男生变异高于男生。

412　空间加工方式的性别差异分析

表2　两种空间加工方式的性别差异检验表

组合加工方式旋转加工方式

T值显著性水平效应值d变异率VR T值显著性水平效应值d变异率VR 二年级010349-01463111001006001573311463

四年级010400-0147311413011663013211393

六年级010235-01483019401837301041102

〔注〕3表示显著性水平达0105,33表示显著性水平达0101。

从上表所显示的结果可以清楚地判断出,男女在两种不同的加工方式上存在着明显的差异,在图形组合加工方式上表现为女生的优势,各年级上的差异均达显著性水平,效应值所显示出了大小相近的负值,说明各年龄段的男女生在这一空间能力上的差异大小程度基本一致,不受年龄变化的影响,其发展倾向显示了女生优势的稳定特征。另外,在四年级组中的变异率也显示出大于1,且男女变异差异明显,说明四年级男生分数变异大于女生,女生分数趋于集中。而男生在图形旋转加工方式上优于女生,但这种优势呈现出逐渐减小的趋势。除二年级显示了明显的性别差异外(d为0152),四、六年级均未有性别差异。二年级女生的平均数明显低于各年级其它平均数,这一结果说明女生在这一空间旋转操作中发展比较晚,到了四、六年级女生三维空间旋转加工方式的发展才与男生达到同等水平。从变异率的结果来看,变异率均大于1,且二、四年级差异显著,说明男生在这些空间旋转操作上表现出两极分化的现象。

从发展趋势上看,两种加工方式的性别差异显示了不同的发展趋势。图形组合加工方式在各年级的性别差异大小表现出稳定趋势,旋转操作方式的性别差异表现出随年龄增长而减小并消失的趋势。

本研究结果证明理论假设,在空间能力其性别差异中,男女存在着空间加工方式的差异。男女空间能力的优势依不同加工方式的性质不同而异,即女生偏好于组合加工方式,男生偏好于旋转加261心　理　科　学 第23卷