相關實證研究

壹、空間能力與性別、級別的相關研究

Linn 與 Petersen（1985）利用後設分析法探討空間能力的性別差異，研究發 現並非所有的空間能力測驗項目，都存在著性別差異，只有在某些空間能力測驗 項目上，才有性別差異。空間能力測驗結果中，在心像旋轉的測驗項目上，性別 差異較大，男生的表現優於女生，影響的因素可能來自於旋轉的速度、策略的運 用、分析的過程及細心的程度；在空間知覺的測驗項目上，18 歲以上的男生表現 優於女生，而且此差異隨著年齡增大，但 18 歲以下則無性別差異；而在空間視 覺的測驗項目上，並沒有性別差異。

而後，Vederhus 與 Krekling（1996）針對九歲兒童進行空間能力性別差異研 究，以94 位男童與 99 位女童為對象，依據 Linn 與 Petersen（1985）對空間能力 的分類，實施「水平面測驗」（空間知覺能力）、「展開圖測驗」（空間視覺能力）、

「2D 與 3D 測驗」（心像旋轉能力）；研究結果顯示男童在「水平面測驗」與「2D 與 3D 測驗」分數明顯高於女童，而在「展開圖測驗」未達到顯著性別差異；意 即九歲男童的空間知覺能力與心像旋轉能力高於九歲女童，但在空間視覺能力上 則沒有性別差異。

國內學者蔣家唐（不詳）在其資優生視覺空間認知能力差異研究中指出在未 設作答時間時，女生的作答時間大致比男生長，部分女生心中感到最困難的測驗

是「積木組塊旋轉」，男生則認為「立體圖形的摺合」部分最困難，在排除時間 因素的情況下，男、女生在「視覺空間認知能力測驗」的表現並無顯著差異。

張秋雁（2007）的國小學童空間能力現況之探討中，以台北縣某國小全校一 至六年級學童為研究對象，施以自編的空間能力測驗問卷，測驗的範疇為「空間 方位」（立體轉動圖），能在心智上操弄物體，並能在物體的方位改變後，依然能 辨識出物體的特性；「空間視角」（立體側面圖、平面重組圖），觀察者在心智上 移動本身方位，並能從特定的方位辨別出物體在該視角的成象與特徵；「空間結 構」（立體剖面圖、立體方塊圖），能夠在心智上察覺物體的內部結構，其中包括 整體性和局部性之結構。研究結果顯示男女學童空間能力的高低會應不同評測主 軸而改變，不同性別之學童在立體方塊圖、立體轉動圖、立體側面圖的表現沒有 顯著差異，但在平面重組圖和立體剖面圖的表現則達顯著差異，女童的表現皆優 於男童，而不同性別學童在整體空間能力的表現則沒有差異。另外，在年級×評 測主軸的交互作用分析中，顯示學童空間能力的表現會隨著年級的遞升而成長，

一至二年級時快速成長，而二至五年級時則以線性模是穩定且持續發展，五至六 年級則成長稍為趨緩。

洪志盈（2004）在國小學童空間能力量表建構的研究中，針對全國進行分層 叢集取樣，並根據德懷術問卷分析之指標，發展國小空間能力量表，包含三個向 度，一為「辨識覺察能力」，以感覺為基礎，是空間中對事物關係綜合了解的心 理歷程，對所觀看的物體，能覺察其形狀、大小、摺疊之能力；二為「移動旋轉 能力」，是將二度空間之平面圖形及三度空間之立體圖形，在心理上想像、作物 體旋轉、移動、改變方向及改變位置的能力；三為「空間推理能力」，即對視覺 圖像之推裡能力，藉由圖形測量推理具體事物和進行抽象推理的能力。研究結果 發現在辨識覺察能力向度上，僅四年級男、女生的表現有顯著的差異，四年級男 生辨識覺察能力優於四年級女生，而其他各年級不同性別之學童不論在三個向度 或全量表上的表現均無顯著差異。

由以上各學者的研究，可知性別差異是否會影響空間能力的表現，尚未有一 致的看法，由於每位學者的研究對象及所使用之空間能力測驗類型不同，其研究 結果分析也就有所差異，但可以發現在某些空間能力項目上，存在著性別差異，

男、女生各有其擅長的項目，而在本研究探討的視覺空間能力項目上（包含心像 旋轉與展開圖的摺合），國內外學者有相左的研究結果，因此性別差異是本研究 所要探討的重點之一。

而在空間能力與與年級差異的相關研究中，可以知道空間能力與年齡成長似 乎是相關的，然而研究者在文獻探討過程中，也發現大多數空間能力的研究對象 針對國小高年級以上的年齡層進行分析，而以中、低年級為對象的並不多，因此 級別差異亦為本研究所要探討的重點。

貳、方向辨識能力與性別、級別的相關研究

許民陽等人（1994）在國小學童方向及位置兩空間概念認知發展研究中指 出，男、女學童在空間認知能力上互有出入，在辨認基本空間概念，如前後、東 西南北、座標應用等方面，女生高於男生，可能是女生較細心觀察之故；但在較 複雜或須轉換的複合空間概念、相對位置、空間推理應用的能力上，男生顯著高 於女生。另外，在各年段學童空間認知發展結構中發現，在「上下前後」的基本 空間概念上，低年級已可辨認，在「左右」的概念中「由主體找左右位置的客體」

的通過率達 70%～80%以上，「描述主客體的左右相對位置」的通過率卻在 50%

以下，可見主客體左右相對關係的認知發展，對低年級學童而言仍嫌困難，「左 右」、「光影相對位置」、「東西南北」等空間概念，至中年級認知始達相當水平，

而「座標」、「指北針」的使用能力至高年級才趨成熟，有關大空間或三度空間內 較抽象的空間概念應用上，如東西南北方位的轉換及竿影推理應用，高年級均難 以達成。

張麗芬（1989）以 Siegel 與 White 的空間表徵模式為架構，研究國小一、三、

五年級學童在大空間環境內的空間表徵能力時，發現一、五年級學童在路標排列 工作上並未發現性別差異，但在三年級中發現男生的表現比女生好，可見對於排 列路標成為路線的能力，男生在三年級時已發展出來，女生則需等到五年級；在 路標間距離估計上，男、女生的表現並無顯著差異；而在整體知識方面，男生的 空間表徵則比女生正確。另外，在進行級別差異分析中，路標辨認方面並未有年 級的差異，在路標排列、路標間距離估計及整體知識上，受試者的表現隨年級而 提高，一年級學童除了路標辨認工作外，在其他的工作表現都偏低，也未對實驗 情境形成整體知識，在錯誤類型分析上，大多數的一、三年級學童的模型不是完 全不正確，就是只有路標排列次序正確，而五年級學童的模型不只是路標排列次 序正確，且已有幾近正確的空間表徵，因此形成空間表徵的能力在三、五年級間 有很大的進步。

有關國小學童位置、方向、距離等空間要素認知發展的研究並不多，但從以 上研究中，可以發現兒童在基本空間概念辨識上，女生會因為細心的特質而表現 高於男生，或男、女生的表現並無顯著差異；而在較複雜的空間概念運用上，男、

女生會隨著發展的快慢，表現有所差異，男生的表現會高於女生。在級別上，學 童的方向辨識能力大致上會隨著年級的遞升而成長，三、五年級間是發展的關鍵 時刻。