Onderzoekers van de Universiteit van Californië in San Diego hebben een test ontwikkeld die gebruikmaakt van het vermogen van kinderen om LEGO-stukken in elkaar te zetten om hun ruimtelijke visualisatievermogen te beoordelen. Ruimtelijke visualisatie is het vermogen om 3D-vormen in de geest te visualiseren, die gekoppeld is aan verhoogde GPA's en slagingspercentages bij STEM-studenten.

Een hulpmiddel om de vaardigheden op het gebied van ruimtelijke visualisatie onder studenten te vergroten, is een mobiele app, genaamd Ruimtelijk Vis, waarmee studenten 2D- en 3D-vormen op een touchscreen kunnen schetsen en is ontwikkeld op basis van onderzoek aan UC San Diego.

Echter, de onderzoekers Lelli Van Den Einde en Nathan Delson, beide docenten aan de UC San Diego Jacobs School of Engineering, denken dat het nuttig zou zijn om op jongere leeftijd te beginnen met het aanleren van vaardigheden op het gebied van ruimtelijke visualisatie. Inderdaad, tijdens de COVID19-pandemie hebben ze meer verzoeken gekregen om Spatial Vis te gebruiken door leraren op de middelbare en middelbare school, omdat het goed werkt voor instructie op afstand. Een uitdaging die moet worden overwonnen om het aanleren van deze vaardigheden mogelijk te maken, is het beoordelen van het vermogen tot ruimtelijke visualisatie op lagere niveaus.

Op het niveau van de hogeschool, een veelgebruikte beoordeling is de Purdue Spatial Visualization Test:Rotations, of PSVT:R, dat is een getimede test van 20 minuten die bestaat uit een reeks meerkeuzevragen die zijn gericht op studenten van 13 jaar en ouder. Van Den Einde en Delson wilden een assessment ontwikkelen dat geschikter en boeiender zou zijn voor leerlingen van de lagere klassen. Ze wendden zich tot LEGO, die is ontworpen met die jongere leeftijdsgroep in gedachten en die bij veel kinderen bekend is. Om de test te doorstaan, leerlingen moeten een set LEGO-stukken in een specifieke vorm in elkaar zetten, zoals een walvis of een klein vliegtuig, terwijl je alleen een foto krijgt van de uiteindelijke vorm, maar geen stapsgewijze instructies. De tijd die studenten nodig hebben om de juiste oplossing te bouwen, is de maatstaf die wordt gebruikt voor de beoordeling.

Van den Einde en Delson, samen met Jessica Tuazon, Ontwikkelingsingenieur, en Daniël Yang, doctoraat student, zal de LEGO Assembly-test presenteren op de American Society for Engineering Education-conferentie, gehouden vrijwel 22 tot 26 juni. Om de test te valideren, de onderzoekers lieten studenten van twee eerstejaars grafische cursussen zowel de LEGO-montagetest als de PSVT:R afleggen. Studenten deden de toetsen zowel aan het begin als aan het einde van het kwartaal. Tijdens de cursus, ze zijn getraind met de Spatial Viz-app. Testresultaten laten een statistisch significante correlatie zien tussen de uitkomsten van de LEGO-test en de PSVT:R.

"We denken dat de LEGO-montagetest een geschikte manier is om het vermogen tot ruimtelijke visualisatie te beoordelen voor leerlingen van de basisschoolleeftijd, ', zegt Van den Einde.

Delson voegde eraan toe dat de LEGO-test aantoont dat jongere studenten een tastbaar voordeel halen uit het gebruik van Spatial Vis en hun vaardigheden op het gebied van ruimtelijke visualisatie verbeteren.

Van Den Einde en Delson hebben samen eGrove Education Inc. opgericht om training in ruimtelijke visualisatie te commercialiseren. De Ruimtelijke Vis-app wordt gebruikt door meer dan 120 scholen en 2000 leerlingen. De twee docenten van UC San Diego werken nu aan een versie voor lagere niveaus om te voldoen aan de vraag die is toegenomen als gevolg van instructie op afstand.

De app bevat automatische beoordeling van studentenschetsen, en hints wanneer studenten vastlopen. De onderzoekers zullen hun hintfeedback aanpassen, dus de app is meer geschikt voor K-12-studenten en moedigt studenten aan om volhardend te zijn en opdrachten op te lossen met slechts minimale hints.