空間能力之探究

壹、 空間能力的定義與發展

不論是空間感、空間能力、還是空間知覺等，在國內外的研究或重要的智力 測驗裡，這些名詞不斷的被重複提及。以下就相關的文獻，探討本研究所欲探討 的空間能力。

許多學者將空間能力界定在心像思考的範圍，如溫維鈞(2004)認為在日常生 活中有關空間訊息的傳遞，主要有兩種傳達的方式，一個是使用圖像作為傳達的 訊息表徵，另一個是以文字作為傳達的訊息表徵。外在的訊息刺激的形式分為語 文(verbal) 和非語文 (nonverbal) 兩種類型，語文的編碼是在語文系統中以字元 (logogens) 為基本單位，而非語文的編碼是以心像 (imagery) 作為其基本單位。

語文系統處理語言所傳達的訊息，而非語文系統所處理的是圖形、知覺上的訊 息，兩系統中存在著參照連結以互相傳遞訊息，所以兩系統是彼此獨立但又互相

連 結 。 Wheatley(1990) 指 出 空 間 感 為 在 心 像 方 面 的 思 考 ， 包 括 自 我 產 生 (self-generated)心像如同建構和表徵這些影像，而空間感包含各種領域，如畫圖來 協助解決文字問題，尋找數字組型，以及圖表化數字。

另外，有的學者認為空間能力實為一種內在的抽象操作，如蔣家唐(1995)將 空間能力視為一種「轉換」的能力，是指學生將二度空間中的平面圖形或三度空 間的立體圖像在腦海中做想像性的轉換，轉換的原則可能是視點的變化，可能是 圖形定位的移動，也可能是二度與三度空間的互換；較簡易的記憶、複製、觀察、

配對等認知能力，是複雜困難轉換能力之基礎。李琛玫(1996)研究資優生的空間 能力時，認為空間能力為能夠正確的辨識、觀察、透視圖形，且將圖形記憶在心 中，然後在心裡進行「想像」性的操弄、變化圖形的能力。而此種「想像」性的 心理操作能力，是一種動態的「轉換」(transfer)能力，也就是單靠簡單的靜態辨 識、想像或記憶能力是不夠的，它必須讓圖形在心中動起來，去移動、旋轉、摺 合或拆解圖形。馮雅惠(2006)則認為空間能力，是指能將立體圖像在腦海裡作想 像性操作之能力，其中包含兩個因素，一是在心裡操作旋轉或扭轉以視覺呈現的 刺激物的能力；二為察覺及回想特定的空間方位或能定位己身於空間中的方位能 力。

國外有關兒童空間概念認知發展的研究，最有系統者，首推瑞士學者皮亞傑 與殷赫德(Piaget & Inhelder, 1956)，其認為兒童在八歲以前的運思前期，其空間概 念以自我為中心，隨著年齡的增長，才能跳出非自我中心觀，而能以其他人或物 為參考點判斷空間內的相對位置。皮亞傑的兒童空間概念研究大多為利用小空間 模型來測量兒童的空間概念，最明顯的例如三山問題(three mountain problem)。

Hart與Moore根據皮亞傑對兒童空間概念所做的實驗，編製兒童空間心智表，將 兒童的空間概念認知發展分為三個時期，分別為「運思前期」(2~7歲)，此期兒童 僅能了解自我為中心的方向；「具體運思期」(7~12歲左右)，此期兒童已具有固 定的空間參考系統的能力；「形式運思期」(12歲以上)，兒童已具備統合各抽象

的空間參考系統的能力（以上引自許民陽等人，1994）。

Stanic & Owens(1990)將空間知覺歸納成視覺化因素(visualization factor) 和 方向因素(orientation factor)。視覺化因素是能想像物體被旋轉、翻轉後呈現何種 形貌，或能想像平面物體被摺疊後的改變，以及能想像立體物展開後的圖形。而 方向因素(orientation factor)，是能偵測組型中各成分的排列方式以及能在面對方 向改變時維持正確知覺。

由於空間能力涉及許多複雜的抽象思考與心智活動，且依據皮亞傑等學者對 於空間能力發展之研究，發現幼童傾向以自我中心來解讀環境，而在「形式運思 期」(12歲以上)後，才能客觀的運用觀察力與抽象邏輯的思維。加上配合國小課 程中的相關立體圖、展開圖與多面體的介紹，因此，本研究所欲探討的空間能力，

其對象設定為小六學童。

貳、智力測驗中的空間能力

人類發現「空間能力」是心理學者在研究智力時的一個特殊發現，心理與測 驗學者對智力的定義依其所編的智力測驗內容有其差異，而其所包含的空間能力 之相關因素也各有不同，為大家熟悉的魏氏兒童智力量表WISC-Ш，其中作業（知 覺動作）分測驗即與本研究欲探討的空間能力有關，例如:實作的「完成圖形

（Picture Completion）」、「方塊模型（Block Design）」等。此外，以下將從智 力測驗的觀點，來探討空間能力的內涵(以下整理自張秋雁，2008)：

一、Thurstone之觀點

Thurstone提出構成個人智力的9種基本要素，其中包含3種空間要素S（Space factor）。S1：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。S2：能夠在心智上察覺物體的內部結構，即使物體移動甚或外部形狀 改變，其內部結構也能辨別出來。S3：觀察者在心智上移動本身方位，想像物體

在該視角下的形態。

二、Guilford 之觀點

針對Guilford的智力理論中，分析歸納其空間能力，內容有空間推理、圖形 分類、空間視角、空間方位、空間結構、空間視覺化、拼圖、圖形嵌入、以及走 迷宮。整體而言，Guilford 是以其內容表徵、受試者的運思途徑和構念成象之交 互運作下，對於物體結構、環境覺察和推理來解釋空間能力，除了提供圖片或實 物讓受試者觀察外，其中比較特別的是空間視覺化，有一部份是透過文字或口頭 描述物體，讓受試者在心智上成象之後，再來回答問題。

三、Gardner之觀點

Gardner提出多元智能論，認為人類至少有7種智能，認為空間智能是一種獨 立的智能，其測驗組成的成分有「空間智能測驗」，指能察覺空間形體或物體，

並能在心智上操弄二維圖形和三維形體，且在物體的方位改變後，依然能辨識出 物體的特性；「語文視覺化」，能根據一系列的文字敘述或口頭描述，依序在心 智上形成個別的視覺心象，並串連成動態的視覺心象行為，如把一張方形的紙，

對摺成半後，再對摺兩次，則會形成幾個方形；「視覺想像」，指在心智重塑以 往的視覺經驗，如能想像你所熟悉的校園或廣場，從這一邊到另一邊，逐一掃描 整體建築群，並估測重塑過程所需的時間。整體而言，Gardner 認為空間智能最 重要最核心包含：能精準地知覺視覺世界的事物、能對空間事物的初步感知進行 一些轉化與調適、就算缺乏真實且具體事物的刺激情況下，依然能重新建構個人 對該事物的視覺經驗。

空間能力的定義可說是眾說紛紜，而綜觀國內外學者對於空間能力之定義，

一般學者較認同的是個體的空間知覺是對外在刺激產生內在的心像，以及操作這 些心像的能力，加上本研究樣本設定在即將進入形式運思期的小六學童，因此本 研究中的空間能力的主要界定在個體對於環境中空間方位的體認，與空間視覺化 兩個主要因素。