第二章 文獻探討
第一節 空間能力的定義與構面
本研究最主要是探討在空間能力的各種觀察評鑑方式，以及找出提升 空間能力的關鍵因素，做為有效學習之導引參考，因此本研究透過回顧空 間能力的定義和構面等相關文獻，探討空間能力之主要基本概念。
一、空間能力的定義
空間能力的定義，會因研究者所持觀點之不同，而有各種不同的定
義與詮釋。根據鄭海蓮等人(2007)的在標準化空間能力測驗之建模與驗證 中說明，空間能力不僅以一般的認知能力為基礎，更凌駕於其上，當外界 產生刺激，於腦海中進而操控並解決問題，其中包括了知覺能力、想像能 力、等各項旋轉與操弄的心智運作，各項能力之間的運作不僅彼此獨立，更是相互依賴。
卓沛勳(2007)在探討空間能力測驗之因素分析之研究中，歸類出幾個 主要學者對於空間能力的闡述與定義，如Linn 等人（1985）則將空間能 力分為三項，包括空間知覺（spatial perception）、心智旋轉（mental rotation）與空間視覺（spatial visualization）。此三項指標中「空 間知覺」乃指能夠辨識外界空間關係的能力；「心智旋轉」乃指能夠想像 空間能力的定義和指標(Gorgorió,1998；Wheatley ,1998)。
二、後續研究所採取之空間能力指標
延續上節對於各學者對於空間能力的定義，得知空間能力有多種定論 和解釋，因此對於在空間能力上進行實徵研究的實驗研究者，往往採取所 謂的操作型定義，也就是取決於其對自身所需要的能力指標，自訂標準。
因此本節將繼續各個後續研究者之空間能力指標，做出以下分析整理。 作用對兒童地球運動概念改變之效果中，依Schofield & Kirby（1994）
的定義，將空間能力視為一種空間關係的能力，即三度空間的心智旋轉，
吟(2003)針對國小兒童靜態 3D 電腦圖像空間深度判斷研究發現不同年 泉, 2002)(Wanzel,2002）(Alias 2002）(Lord, 1985) (李洪玉、林崇德，
2005）。除了透過教學和訓練，受試者過去的經驗也會使得空間能力受到
現，受試者在使用過後，其積木旋轉空間能力有顯著的增強。陳靜姿等人 (2011) 在電腦化心智工具實驗效益之探討中，以國小五年級兩個班級學 生，分為實驗組與控制組。實驗組施以三個月的電腦化心智工具融入課 程，並以空間感心智工具網站內容為主；控制組則施以實作式的輔助教案 課程。最後研究結果顯示，空間感心智工具對國小負向情意學生之空間能 力提昇具有明顯效益。賴良助(2010)透過電腦立體模型模擬動畫教學對國 中學生空間能力提昇之研究，採取不等組準實驗設計進行研究，分別有電 腦立體模型模擬動畫組、傳統教學組及空間能力教學組(提升空間知覺、
空間辨識、空間旋轉、空間切割)，節錄幾項主要的研究結果發現說明：
常玩積木學生接受空間能力提昇教學後在空間能力後測上顯著高於不常 玩學生，且接受空間能力教學後空間知覺、空間辨識後測上顯著高於傳統 教學組。最後若接受空間能力教學後，電腦立體模型模擬動畫空間辨識、
空間旋轉、空間切割效益高於一般提升。
綜合以上文獻可得知，根據不同的空間能力指標，輔助學習課程和科
技操作應用，透過策略與方法，並考慮來學生的先備經驗，來設計出具有 提升空間能力的方法和課程。四、與空間能力有關之發展成就
個人空間能力的高低往往會影響其生活適應的能力、知識學習的成效 及問題解決的能力(魏春蓮，2005)。近幾年來，幾何空間能力與其他領域 產生諸多的影響。如空間能力關係駕駛人的方向感與辨別方位的的能力，
經常迷路或是搞錯方向都是空間能力較弱的表現(Pease & Pease, 2001)。
在其他領域中，也有需多與空間能力發展有關的因素。Katie M.
Douglas與David K. Bilkey研究發現，個人的音樂旋律辨識和音感，也和 空間能力有高度正相關(Sciscape, 2007)。在醫學領域中，多數醫學院已 將空間能力，列入學生學習課程和臨床操作的基礎中，目的就是讓學生能 了解人體三維空間形態和空間定位(郭文杰, 張旭, 尤康, 史鈾, & 王正 東, 2009)。而在科學刑事鑑定上，精密的空間能力鑑識工具，往往會找 到許多破案的關鍵，如槍擊事件中使用的的3D槍彈3D影像鑑析系統，3D雷 射掃儀設備及相關技術，讓比對之時間縮短，比中率大幅提(謝金霖, 2010)。在圖像設計領域方面，空間能力影響到工業設計人員圖學表現(林 漢裕,李玉琇,2010) 。以及在程式設計方面，具較佳邏輯架構和程式碼維 護的程式設計師，其空間能力表現同時也相對較佳 (Chhabra, Aggarwal,
&Singh, 2003)。由以上具體表現可得知，說明空間能力的培養是刻不容 緩的。
本節小結
綜合以上本節之文獻，詳細說明對於人們的幾何空間能力養成訓練之
重要與必要性。參考文獻中，實徵研究者對於空間能力的定義方式:採取 所謂操作型定義，於特定的能力上，以自訂的名稱來表示其研究的空間能 力。並且了解到經由各種訓練可以有效提升空間能力表現。因此，於下一節中，開始探討目前數學幾何學習教材發展中，有關 空間能力訓練的概念發展，找出能夠對應本研究就來進行空間能力定義的 具體目標。