L'intelligence spatiale est-elle essentielle à l'innovation et pouvons-nous l'augmenter grâce à la formation?

Qu'est-ce que l'intelligence spatiale ou la capacité spatiale?

Selon David Lohman de l'Université de l'Iowa, la capacité spatiale peut être définie comme la capacité de «générer, conserver, récupérer et transformer des images visuelles bien structurées». Un exemple d'un grand inventeur qui a utilisé son haut niveau de capacité spatiale Nikola Tesla a innové en fournissant la base des systèmes d'alimentation en courant alternatif. Tesla est dit (ou légendaire) d'avoir pu visualiser un moteur de travail entier dans son esprit et être capable de tester chaque partie au fil du temps pour voir ce qui se casse en premier. Plutôt qu'un grand exploit de mathématiques mentales, on pourrait considérer cela comme un grand exploit de l'imagerie mentale.

Pourquoi le SAT, l'ACT et le GRE n'incluent-ils pas une mesure de capacité spatiale?

Le Scholastic Assessment Test (SAT), l'American College Test (ACT) et l'examen du Graduate Record (GRE) comprenaient traditionnellement des mesures mathématiques et verbales. Dans certaines de mes recherches, en collaboration avec mes collègues Rose Mary Webb de Appalachian State University et David Lubinski et Camilla Benbow de l'Université Vanderbilt, nous avons essentiellement constaté que plus d'un demi-siècle de recherches sur l'aptitude spatiale a révélé l'importance de plus de maths et de capacité verbale – Dans les milieux éducatifs et professionnels où il est essentiel, tels que l'ingénierie, la physique, les mathématiques et l'informatique. Par conséquent, cela pose clairement la question: pourquoi aucune mesure spatiale n'est-elle incluse dans ces tests standardisés? Est-ce que nous manquons d'identifier un groupe d'individus qui pourraient être talentueux dans l'espace mais moins talentueux mathématiquement et verbalement?

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Est-ce que les mâles et les femelles diffèrent en moyenne en capacité spatiale?

Diane Halpern de Claremont McKenna College, dans son excellent livre Sex Differences in Cognitive Abilities , a documenté la preuve que les mâles et les femelles montrent une différence de sexe robuste dans la capacité spatiale, en faveur des mâles.

Les hommes et les femmes diffèrent-ils en mathématiques, en raisonnement scientifique et en capacité spatiale dans l'extrême droite?

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Dans une étude récente menée avec mes collègues Megan Cacchio, Martha Putallaz et Matthew C. Makel du programme d'identification des talents de l'Université de Duke, nous avons examiné les données de 1981 à 2010 sur le SAT et ACT parmi plus de 1,6 million d'étudiants de 12 ans. âge. Nous avons constaté que le ratio hommes-femmes parmi les étudiants de l'extrême droite qui ont obtenu un score de 700 ou plus sur le SAT-M (0,01% en capacité, un groupe avec un QI moyen d'environ 180) était d'environ 13 à 1 au début des années 1980, mais qu'elle a rapidement diminué au cours de la première décennie et est restée stable à environ 4 contre 1 au cours des 20 dernières années (voir la figure ci-dessus). En plus des données de la SAT, nous avons également eu un échantillon indépendant qui a pris l'ACT, qui inclut non seulement une mesure mathématique (ACT-M) mais aussi une mesure de raisonnement scientifique (ACT-S). Au cours des 20 dernières années, les mesures de raisonnement en mathématiques et en sciences ont démontré un ratio hommes-femmes d'environ 3 à 1.

Pourquoi cela pourrait-il représenter une représentation masculine-féminine dans les carrières en mathématiques et en sciences de haut niveau?

Comme je l'ai mentionné dans un article précédent, dans certaines de mes recherches, même dans les 1% supérieurs de la capacité mathématique pour les élèves qui ont suivi le SAT-Math à 12 ans, il y avait des différences significatives entre le quartile supérieur et le quartile inférieur. Ces groupes environ vingt ans plus tard dans l'obtention de résultats en mathématiques et en sciences, y compris les doctorats, les publications, les brevets, et même obtenir la permanence dans une grande université. Par conséquent, parce que nous trouvons toujours une différence entre les sexes sur le SAT-Math, ACT-Math et ACT-Science, le raisonnement mathématique et scientifique fait encore partie de l'explication de la sous-représentation des femmes dans les carrières mathématiques et scientifiques de haut niveau. . Gardez à l'esprit que c'est la capacité de l'individu, et non son sexe, qui compte dans la prédiction de ces résultats à long terme.

Cependant, comme ni le SAT ni le ACT n'incluent une mesure d'aptitude spatiale, nous n'avons pas pu déterminer s'il existe une différence entre les capacités spatiales des mâles et des femelles dans la queue extrême droite. Comme les différences d'aptitudes spatiales moyennes entre les mâles et les femelles sont assez robustes, il serait logique qu'il y ait également un avantage masculin sur la capacité spatiale parmi les meilleurs scores. C'est parce que les petites différences moyennes se traduisent généralement par de grandes différences dans les queues. Cependant, c'est quelque chose qui n'a pas encore été démontré empiriquement et qui nécessite des recherches futures.

Pouvons-nous augmenter la capacité spatiale, peut-être par la formation?

Le fait que nous trouvions ces différences est intrigant, mais ce qui est peut-être une question plus importante est de savoir ce que nous pouvons faire à ce sujet. Notre objectif ne devrait-il pas être d'aider tous les hommes et toutes les femmes qui ont la capacité, l'intérêt et qui sont passionnés par les mathématiques et les sciences à poursuivre une carrière de si haut niveau dans ce domaine? En particulier, que pourrions-nous faire pour augmenter le nombre de femmes dans les carrières mathématiques et scientifiques de haut niveau?

Maintenant, David Miller, un étudiant diplômé à l'Université de Californie Berkeley, et Diane Halpern de Claremont McKenna College ont mené une étude fascinante qui examine si la capacité spatiale pourrait être augmentée grâce à la formation. Les auteurs ont examiné des étudiants de premier cycle STEM (sciences, technologie, ingénierie et mathématiques) très doués qui ont suivi douze heures de formation spatiale et les ont comparés à des étudiants de premier cycle n'ayant pas terminé leur formation.

Selon M. Miller, ce sont les conclusions critiques de l'étude:

1. «Comparativement aux étudiants du groupe témoin, les étudiants du groupe d'entraînement ont montré des améliorations plus importantes dans les compétences spatiales malgré des compétences spatiales extrêmement élevées avant la formation.

2. «Nous avons constaté d'importantes différences entre les compétences spatiales avant la formation, comme de nombreux autres chercheurs. Cependant, ces différences entre les sexes ont été réduites après la formation. "

3. «Les élèves du groupe d'entraînement avaient obtenu un tiers d'une note moyenne supérieure dans un cours de physique basé sur le calcul différentiel.

4. "Aucune de ces améliorations de formation n'a duré plus de huit à dix mois."

M. Miller m'a dit que «ces résultats démontrent que même les étudiants de premier cycle en STGM très doués peuvent bénéficier de l'enseignement spatial, bien que douze heures d'enseignement puissent avoir des effets longitudinaux limités.

Il a poursuivi en disant que «l'absence d'effets longitudinaux de cette étude n'implique pas que de tels effets longitudinaux soient impossibles. Il est probable que nous n'enseignons pas ces compétences d'une manière qui favorise la rétention à long terme et le transfert aux cours de STEM. Bien que de nombreuses études aient trouvé de grandes améliorations à court terme dans les compétences spatiales, étonnamment peu de recherches ont tenté de comprendre comment promouvoir la longévité de ces effets de formation et promouvoir directement la réussite des étudiants en STGM.

Lorsque j'ai demandé à M. Halpern comment la recherche sur l'entraînement spatial pouvait influencer la représentation des femmes dans les carrières de STEM de haut niveau, elle a déclaré: «Je pense que cela aidera à augmenter le nombre de femmes dans les domaines STEM.

Alors, que pouvons-nous faire pour encourager plus de femmes à poursuivre des carrières de haut niveau dans les STEM?

En plus de l'entraînement spatial, y a-t-il d'autres choses que nous pouvons faire pour encourager les femmes à poursuivre leurs études en mathématiques et en sciences?

Dans la figure ci-dessus, le ratio mathématique homme-femme a diminué assez rapidement entre le début des années 1980 et le début des années 1990. Mes collègues et moi étudions actuellement quels sont les facteurs socioculturels responsables de la réduction du ratio hommes-femmes en mathématiques. C'est peut-être un moyen d'encourager davantage de femmes à accéder à des carrières mathématiques et scientifiques de haut niveau.

Bien sûr, bien que le ratio hommes-femmes ait diminué rapidement, il a été à peu près stable (et il y a eu une différence) au cours des 20 dernières années. Une autre question clé est la suivante: si les facteurs socioculturels expliquent Y a-t-il encore une différence homme-femme qui semble être stable? Je n'ai pas la réponse à cette question, mais nous ne pouvons certainement pas exclure les partis pris et les obstacles potentiels. Peut-être les sages paroles de Sir Alexander Cairncross pourraient-elles donner un aperçu:

"Une tendance est une tendance est une tendance
Mais la question est: va-t-il plier?
Va-t-il changer son cours à travers une force imprévue
Et arriver à une fin prématurée? "

© 2011 par Jonathan Wai

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