Hahku Harjoittelija – Sivu 2

Eksymisherkkyyden tutkimusta ilman pelkoa eksymisestä

Erityisesti dementia-tutkimukseen erikoistunut saksalainen tutkimusryhmä on kehittänyt virtuaaliseen todellisuuteen perustuvaa peliä “Sea Hero Quest”, jonka avulla pyritään analysoimaan koehenkilön taitoja löytää oikea reitti, tai paremminkin, auttaa tunnistamaan sellaiset henkilöt, joille reitinlöytäminen on haasteellista. Yksi tällainen riskiryhmä on dementiapotilaat, mutta luotettavia välineitä arvioida ympäristössä navigoinnin taitoja tarvitaan myös muiden hahmotustaidoiltaan heikompien ryhmien arvioinnissa.

Koska taitojen arviointi luonnollisessa ympäristössä on hyvin vaikea toteuttaa systemaattisesti, virtuaalitodellisuus tarjoaa yhden mahdollisuuden: kaikki koehenkilöt navigoivat samassa ympräristössä, jolloin tuloksia voidaan verrata luotettavammin toisiinsa.

Mutta vastaavatko virtuaalipelin maailmassa ja todellisessa ympäristössä navigointi toisiaan?

Nyt uudessa tutkimuksessaan Coutrot kumppaneineen (2019) selvittivät, onko pelisuoriutumisen ja todellisen ympäristössä navigoimisen välillä yhteys. Kuusikymmentä tervettä 18-35 -vuotiasta sai tehtäväkseen pelata peliä ja seuraavaksi suunnistaa luonnollisessa kaupunkiympäristössä (Lontoo ja Pariisi).

Miehet suoriutuivat molemmissa ympäristöissä navigointitehtävistä naisia paremmin, mutta ero oli pienempi luonnollisessa ympäristössä.

Pelissä navigoinnin ja luonnollisessa ympäristössä navigoinnin välillä oli selkeä yhteys (korrelaatio r=.46–.57). Tulos on varsin lupaava, mutta osa tehtävistä ei ennustanut kunnolla todellisen elämän navigointia.

Peli vaatii siis vielä kehittämistä, mutta virtuaaliteknologian hintojen romahdus tuo pian tämänkin välineistön yhdeksi uudeksi ja turvalliseksi navigoinnin arvioinnin keinoksi jokaiseen kuntoutuslaitokseen ja klinikalle.

Tutkimusta on kuitenkin tehtävä vielä melkoisesti. Yksi mielenkiintoinen kysymys liittyy lapsiin ja kehitykseen: miten virtuaaliympäristössä tapahtuva navigointi kehittyy ja onko näillä taidoilla yhteyttä taitojen kehitykseen luonnollisessa ympäristössä? Kuinka paljon peliharjoittelu voi tukea taitojen kehitystä? Voidaanko tämä siirtää myös kuntoutuksen välineeksi? Nämä ovat mielenkiintoisia kysymyksiä, joihin tutkijat eri puolin maailmaa tällä hetkellä etsivät vastauksia.

Pelin toimintaidea on esitetty oheisessa youtube-videossa: https://www.youtube.com/watch?v=CcM6Yu9d4pM

Viitteet

Coutrot A, Schmidt S, Coutrot L, Pittman J, Hong L, Wiener JM, et al. (2019) Virtual navigation tested on a mobile app is predictive of real-world wayfinding navigation performance. PLoS ONE 14(3): e0213272.

Mitä kautta kulkee tie miehen sydämeen? Vakavasta aiheesta hieman kevyemmin.

Mikä mielenkiintoisempaa, mentaalisen rotaation harjoittelu anatomiaopintojen yhteydessä näyttäisi parantavan opintosuorituksia. Anatomia on kuin kolmiulotteinen palapeli, jonka hahmottamisen hallinta paranee sitä harjoittelemalla.

Tuoreessa meta-analyysissaan Langois kumppaneineen (2019) kävi läpi mitä tiedämme lääketieteen opiskelijoiden anatomian oppimisen ja visuo-spatiaalisten taitojen välisistä yhteyksistä. Yhteys on erittäin vahva: kyky hahmottaa mielessään esineitä erilaisista suunnista ja ihmisen anatomian ymmärtämisen taidot korreloivat erittäin vahvasti toistensa kanssa.

Voimmeko tästä siis vetää sellaisen johtopäätöksen, että jos kirurgi saapuu myöhästyneenä sydänleikkausta suorittamaan ja selittää syyksi sen, että oli eksynyt sairaalan käytävillä salia etsiessään, niin potilaalla on syytä huoleen? Ehkei ihan näin suoraan, mutta sen johtopäätöksen voimme luonnollisesti tehdä, että tie miehen sydämeen löytyy parhaiten hyvien visuo-spatiaalisten hahmotustaitojen avulla. Ja niitä taitoja voi harjoitella menestyksekkäästi.

Viitteet

Langlois, J., Bellemare, C., Toulouse, J., & Wells, G. A. (2019). Spatial abilities training in anatomy education: A systematic review. Anatomical sciences education.

Paraneeko hahmottamisen ja matikan taidot, jos eskarit laittaa harjoittelemaan hahmottamista?

Oppimisvalmiuksien harjoittamisesta esikouluiässä on paljon positiivisia kokemuksia. Eskaria on myös perusteltu sillä, että se tasottaisi oppilaiden eroja koulun alkuvaiheessa. Havainnot esikoulun positiivisista vaikutuksista maailmalta tulevat lähinnä lukemisvalmiuksien kehittämisestä. Lapset, joiden kotona on luettu vähemmän hyötyvät merkittävästi esikoulun tuomista virikkeistä. Samanlaista tietoa ei ole siitä, voisiko hahmottamistaitojen harjoittaminen myös parantaa oppimisvalmiuksia, erityisesti matematiikassa.

Luxemburgilainen tutkimusryhmä testasi tätä ajatusta. He jakoivat 125 eskarilaista kahteen ryhmään. Toinen ryhmistä harjoitteli kymmenen viikkoa 20 minuuttia kerrallaan tutkimusta varten rakennettua harjoitusohjelmaa, jossa sisältöinä oli visuo-motoriikan ja hahmottamisen tehtäviä. Harjoittelu toteutettiin eskaripäivän aikana.

Harjoitusohjelma, joka sisälsi sekä tablet-laitteella tehtäviä harjoitteita, että tehtäväkirjan käyttöä (merkitty * -merkillä), sisälsi oheisia tehtäviä:
– Etsi kuvio monimutkaisen kuvion seasta*
– Tangram -palapeli*
– Täydennä kuvio piirtämällä
– Kopio kuvio piirtämällä*
– Etsi samanlaiset kuviot
– Etsi erilainen kuvio
– Jatka kuviosarjaa loogisen säännön mukaan
– Täydennä kuvio mallin mukaiseksi piirtämällä*
– Etsi keskikohta viivasta
– Etsi symmetrisen kuvion keskikohta
– Täydennä piirtämällä symmetrinen kuvio*
– Yhdistä kaikki pisteet piirtämällä
– Yhdistä pisteet piirtämällä mallin mukaisesti*
– Käännä kuvio mallikuvan suuntaiseksi*

Lasten taitoja hahmottamisessa ja matematiikassa mitattiin ennen intervention aloittamista ja heti sen jälkeen yhteensä 15 erilaisen tehtävän avulla. Matemaattiset ja hahmottamisen taidot korreloivat vahvasti keskenään. Harjoittelu paransi selvästi hahmottamisen taitoja, mutta suoraa yhteyttä matemaattisten taitojen kehittymiseen ei hahmotustaitojen kehityksellä todettu.

Tutkimuksen vahvuus oli siinä, että matemaattisia taitoja mitattiin poikkeuksellisen laajasti. Hahku-työryhmä harmittelee kuitenkin sitä, että tutkimuksesta puuttui seuranta. Ajatus, että lyhyt hahmottamisen harjoittelu näyttäytyisi nopeasti myös taidoissa, joita ei harjoitusohjelmassa ole harjoiteltu, on varsin oletettava. Oppimisvalmiuksien harjoittamisessa olennainen tavoite kun on niiden tuottama mahdollinen hyöty myöhemmin kouluiässä. Jäämmekin odottamaan mielenkiinnolla millaisia tuloksia työryhmä saa seuratessaan koehenkilöitään ensimmäiselle luokalle.

Viitteet

Cornu, V., Schiltz, C., Pazouki, T., & Martin, R. (2019). Training early visuo-spatial abilities: A controlled classroom-based intervention study. Applied Developmental Science, 23(1), 1-21.

Pitäisikö ammattiopintoihin liittää pakollisena hahmotustaitojen kurssi?

Tiedämme, että teknis-matemaattisilla aloilla pärjäävät paremmin sellaiset opiskelijat, joilla on hyvät visuo-spatiaalisen hahmottamisen taidot. Tiedämme myös, että matematiikan opinnot peruskouluiläisillä sujuvat paremmin, jos on vahva myös näissä hahmottamisen taidoissa. Yhteys matemaattiseen ongelmanratkaisun ja hahmottamisen välillä ei liity ainoastaan geometriaan tai algebraan, vaan myös sanallisten tehtävien ratkaisemiseen. Oppilaat, jotka pystyvät hyödyntämään mielikuvia kielellisenä esitettyjen tehtävien ongelmanratkaisussaan, onnistuvat ratkaisemaan myös haastavampia tehtäviä paremmin.

Tiedämme myös, että hahmottamisen taitoja voi harjoitella. Hahmottamisen harjoittelu parantaa suorituksia hahmottamista vaativissa tehtävissä kaiken ikäisillä. On siis hyvin perustelua kysyä, pitäisikö hahmottamisen taitojen harjoittamista sisältävä kurssi sisällyttää osaksi erityisesti teknis-matemaattisten alojen koulutusta.

Michigan Tech -oppilaitoksessa on näin toimittu jo pitkään, yli kaksikymmentä vuotta. Aluksi kurssit olivat vapaaehtoisia lisäkursseja. Tulokset kursseista olivat positiivisia, muuta koska kurssin suorittaminen perustui omaan valintaan, ei niille osallistuneiden ja osallistumattomien välillä oli voinut tehdä luotettavaa tieteellistä vertailua.

Vuodesta 2009 asti kurssi on sisällytetty pakollisena osaksi opintoja sellaisille opiskelijoille, joiden hahmotustaidot olivat insinööriopintojen alussa heikot. Veurink ja Sorby (2019) kokosivat nyt yhteen tulokset siitä, oliko kurssista hyötyä opinnoissa suoriutumiseen.

Yhden opintopisteen kurssilla opiskelijat kokoontuivat kerran viikossa 80 minuuttiselle sessiolle työskentelemään hahmotustehtävien pariin. Tehtävät perustuvat Sorbyn ja Wysockin (2012) kokoamaan harjoitusmateriaaliin.

Otoksessa oli mukana lähes 4000 opiskelijaa vuosilta 2009-2014. Jo lähtömittauksessa oli selvä ero naisten ja miesten välillä. Yli neljännes naisista jäi hahmotustaidoissaan alimpaan osaamiskategoriaan, kun miehistä siihen kuului alle yksi kymmenestä.

Seurannassa kävi ilmi, että kurssi paransi heikkojen hahmottajien visuo-spatiaalisia taitoja, mutta myös matemaattisten ja teknisen alojen kurssisuoritukset paranivat ja opintojen loppuunsaattamisosuudet kasvoivat. Jälkimmäinen havainto oli erityisen selkeä naisopiskelijoilla. Tutkijat päätyvätkin suositukseen, että ensimmäisen opintovuoden yhdeksi tavoitteeksi pitäisi ottaa hahmottamiseen liittyvien oppimisvalmiuksien kehittäminen.

Viitteet

Sorby, S., and Wysocki, A. (2012). Developing Spatial Thinking. Clifton Park, NY: Delmar Cengage Learning. 

Veurink, N. L., & Sorby, S. A. (2019). Longitudinal study of the impact of requiring training for students with initially weak spatial skills. European Journal of Engineering Education, 44(1-2), 153-163.

Kauhukertomus huomaamatta eksymisestä – ei heikkohermoisille

Kuvittele poistuvasi bussista mennäksesi ystäväsi luokse kylään, mutta et tiedäkään, missä hän tarkalleen asuu. Onneksi sinulla on hänen osoitteensa kännykässäsi ja kännykässäsi navigaattoriohjelma. Seuraamalla tarkasti navigaattoria löydät oikean kadun, talon ja rapun. Hieno juttu. Kaveri vaan ei ollut kotona. Meinaat soittaa hänelle, mutta kännykästä loppuukin akku. Kaivat taskujasi ja tajuat pudottaneesi avaimesi. Ehkä sinne bussipysäkille kännykkää kaivaessasi. Osaatko nyt takaisin pysäkille ilman navigaattoria?

Tällaisen tarinan esittivät Brügger kumppaneineen (2019) perusteluksi tutkimukselleen. Heidän ajatuskulkunsa oli, että mitä paremmaksi navigaattoriohjelmat ovat tulleet, sitä vähemmän me seuraamme ympäristöämme, ja kun navigaattoria ei olekaan käytettävissä, eksymme. Emme havainnoineetkaan ympäristöä vaan navigaattoria. Tarvitsemme siis navigaattoriohjelmia, jotka auttaisivat meitä myös havainnoimaan ympäristöämme paremmin.

Kuva: Jutussa kuvatun tutkimuksen kuvitusta. Koehenkilöllä navigaattori tabletissa ja silmäliikkeitä mittaavat lasit.

Tutkimuksessa simuloitiin kyseistä tilannetta rakentamalla neljä erilaista navigaattoriohjelmaa. Koehenkilöt kulkivat reitin pisteestä A pisteeseen B navigaattorin avulla. Ja sen jälkeen heiltä otettiin navigaattori pois ja kehoitettiin menemään takaisin pisteestä B pisteeseen A.

Navigoinnissa on kaksi elementtiä: 1) tiedä missä olet, 2) tiedä mihin suuntaan mennä. Modernit navigaattorit näyttävät suoraan, missä olet ja mihin suuntaan pitäisi mennä. Navigaattori hoitaa siis molemmat asiat, joita sinun tarvitsisi tietää, ettet eksyisi. Varioimalla navigaattoriohjelmassa sitä, miten automaattisesti ohjelma kertoi, missä olet ja mihin suuntaan mennä, he selvittivät, onko tällä vaikutusta reitinmuistamiseen.

Ympäristön havainnointia on kahdenlaista: tavoitteellista ja satunnaista. Käyttäessämme navigaattoria ympäristön havainnointi jää satunnaiseksi. Emme huomaa maamerkkejä, koska keskitymme kännykänruutuun. Emme ajattele kääntymistä vasempaan, vaan tuijotamme, liikkuuko ruudulla piste annettua reittiä pitkin. Tuomalla ohjelmaan tavoitteellisia elemettejä, esimerkiksi muistutuksia maamerkeistä ja sitä, että sijaintimme karttaohjelmassa näkyy vain, kun sitä tietoa itse siltä pyydämme, saattaisivat ohjata tavoitteellisempaan ympäristön havainnointiin.

Tulokset olivat varsin selkeitä. Riippumatta navigaattorin mallista koehenkilöt löysivät helposti pisteestä A pisteeseen B. Takaisin löytäminen olikin hankalampaa. Mitä enemmän navigaattori oli auttanut tietämään missä olet ja tietämään mihin suuntaan mennä, sitä huonommin koehenkilöt löysivät takaisin. Eksyneiden määrä oli todella iso. Onneksi tutkimusavustaja vihkoineen kulki koko ajan perässä. Koehenkilökato olisi ollut harmillinen juttu tutkimukselle.

Toisaalta ohjelman vaatimukset vuorovaikutukseen sen kanssa heikensivät myös merkittävästi tuloksia. Mitä enemmän ruutua piti tuijottaa, sitä vähemmän jäi huomiokykyä ympäristölle. Mielenkiintoista tutkimuksessa oli myös ihmisten omat oletukset. Ennen tehtävän aloitusta suurin osa piti reittiä helppona, mutta lopulta yli kolmannes tutkituista terveistä aikuisista teki paluusuunnistuksessa virheitä.

Vielä on navigaattoreissa siis parantamisen varaa. Sen sijaan, että ne sanovat “käänny vasemmalle” olisi parempi versio sellainen, joka sanoisi, että “kohta tuosta kioskin kohdalta käänny kohti kauempana näkyvää kirkkoa … Huomasitko, että käännyit äsken vasemmalle”. Näin navigaattori auttaisi meitä tietämään, missä olemme, löytämään reitin ja tarkkailemaan samalla ympäristöämme – ja ehkä löytämään takaisinkin, jos akku loppuu. Nyt kun navigaattorit eivät vielä sitä tee, niin on hyvä muistaa tehdä sitä itse –tietoisesti ja tavoitteellisesti.

Älä hukkaa itseäsi navigaattoriin. Reitin miettiminen kulkiessa on myös hyvää spatiaalisten taitojen harjoittelua. Saatat siinä samalla huomata ja löytää ympäristöstäsi jotain uutta ja mielenkiintoista. Tai jotain kaunista, joka lepuuttaa mieltä.

Viitteet

Brügger, A., Richter, K. F., & Fabrikant, S. I. (2019). How does navigation system behavior influence human behavior?. Cognitive research: principles and implications, 4(1), 5.   