Brug af LEGO til at teste børns evne til at visualisere og rotere 3D-former i rummet

Forskere ved University of California San Diego har udviklet en test, der bruger børns evne til at samle LEGO brikker til at vurdere deres rumlige visualiseringsevne. Rumlig visualisering er evnen til at visualisere 3D-former i ens sind, som er knyttet til øgede GPA'er og gradueringsrater hos STEM-universitetsstuderende.

Et værktøj til at øge rumlige visualiseringsfærdigheder blandt universitetsstuderende er en mobilapp, kaldet Spatial Vis, som giver eleverne mulighed for at skitsere 2-D og 3-D figurer på en berøringsskærm og er udviklet baseret på forskning ved UC San Diego.

Imidlertid, forskerne Lelli Van Den Einde og Nathan Delson, begge undervisende professorer ved UC San Diego Jacobs School of Engineering, føler, at det ville være en fordel at begynde at undervise i rumlig visualisering i yngre aldre. Ja, under COVID19-pandemien har de set øgede anmodninger om brug af Spatial Vis fra mellemskole- og gymnasielærere, fordi det fungerer godt til fjernundervisning. En udfordring at overvinde for at muliggøre undervisningen i disse færdigheder er, hvordan man vurderer rumlig visualiseringsevne på lavere klassetrin.

På universitetsniveau, en meget brugt vurdering er Purdue Spatial Visualization Test:Rotations, eller PSVT:R, som er en 20 minutters tidsbestemt test bestående af en række multiple-choice spørgsmål, der er rettet mod elever på 13 år og ældre. Van Den Einde og Delson ønskede at udvikle en vurdering, der ville være mere egnet og engagerende for elever på lavere klassetrin. De henvendte sig til LEGO, som er designet med den yngre aldersgruppe i tankerne og er kendt for mange børn. For at bestå testen, eleverne skal samle et sæt LEGO brikker i en bestemt form, såsom en hval eller et lille fly, mens du kun får et billede af den endelige form, men ingen trin-for-trin instruktioner. Den tid, det tager eleverne at bygge den korrekte løsning, er den metrik, der bruges til vurdering.

Van Den Einde og Delson, sammen med Jessica Tuazon, Udviklingsingeniør, og Daniel Yang, Ph.D. studerende, vil præsentere LEGO Assembly testen på American Society for Engineering Education-konferencen, afholdt stort set 22. til 26. juni. For at validere testen, forskerne fik studerende på to førsteårs ingeniørgrafikkurser til at tage både LEGO montagetesten og PSVT:R. Eleverne tog testene både i begyndelsen og slutningen af ​​kvartalet. I løbet af kurset, de blev trænet med Spatial Viz-appen. Testresultater viser en statistisk signifikant sammenhæng mellem resultaterne på LEGO-testen og PSVT:R.

"Vi mener, at LEGO-samletesten er en passende måde at vurdere rumlig visualiseringsevne for elever i grundskolealderen, " sagde Van Den Einde.

Delson tilføjede, at LEGO-testen viser, at yngre elever får en håndgribelig fordel ved at bruge Spatial Vis og forbedre deres rumlige visualiseringsevner.

Van Den Einde og Delson grundlagde eGrove Education Inc. for at kommercialisere træning i rumlig visualisering. Spatial Vis-appen bruges af over 120 skoler og 2000 elever. De to UC San Diego lærerprofessorer arbejder nu på en version til lavere klassetrin for at imødekomme efterspørgslen, som er steget på grund af fjernundervisning.

Appen inkluderer automatisk karaktergivning af elevskitser, og tip, når eleverne sidder fast. Forskerne vil ændre deres tipfeedback, så appen er mere velegnet til K-12-elever og opfordrer eleverne til at være vedholdende og løse opgaver med kun minimale tip.