공간 시각화 능력
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1. 개요
공간 시각화 능력은 시각적 정보를 조작하고, 정신적으로 회전시키거나 변환하는 능력으로, 인지 테스트를 통해 측정된다. 이러한 능력은 심적 회전, 심적 절단 과제, 종이 접기, 표면 전개 테스트 등을 통해 평가되며, 20세기 초에 일반 지능과 구분되는 능력으로 인식되었다. 연구에 따르면, 나이가 많은 성인은 젊은 성인보다 낮은 점수를 보이며, 남성이 여성보다 평균적으로 높은 점수를 얻는 경향이 있다. 한국 사회에서는 STEM 분야의 성공과 연관되어 논의되며, 성별 차이와 여성의 이공계 진출에 대한 논의가 활발하게 이루어진다.
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| 공간 시각화 능력 |
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2. 측정
공간 시각화 능력은 다양한 인지 테스트를 통해 측정된다. 이러한 테스트에는 심적 회전 테스트(Mental Rotations Test)나 심적 절단 테스트(Mental Cutting Test) 같은 과제, 그리고 교육 테스트 서비스(Educational Testing Service)에서 만든 요소-참조 인지 테스트 키트의 VZ-1(Form Board), VZ-2(Paper Folding), VZ-3(Surface Development) 등이 있다.[9] 심적 회전은 공간 시각화를 통해 수행할 수 있는 특정 과제이지만, 이 둘은 서로 비슷한 개념으로 혼동될 수 있다.[1]
미네소타 페이퍼 폼 보드 테스트(Minnesota Paper Form Board Test)는 참가자에게 도형 틀과 여러 개의 작은 도형을 주고, 작은 도형들을 조합하여 큰 틀을 채우는 방법을 결정하도록 한다. 종이접기 테스트(Paper Folding test)는 종이가 접히고 구멍이 뚫리는 과정을 보여준 후, 참가자가 이전에 본 것과 일치하는 펼쳐진 종이를 선택하게 한다. 표면 발달 테스트(Surface Development test)는 숫자와 문자가 적힌 평면 및 3차원 도형을 보여주고, 2차원 도형의 숫자 면이 3차원 도형의 어느 문자 면에 해당하는지 맞추도록 하는 방식이다.
2. 1. 심적 회전 과제
심적 회전(mental rotation) 과제나 심적 절단 테스트(Mental Cutting Test) 같은 심적 절단 과제는 3차원 물체를 회전시키는 능력을 평가한다.[9] 교육 테스트 서비스(Educational Testing Service)가 만든 요소-참조 인지 테스트 키트의 VZ-1 (Form Board), VZ-2 (Paper Folding), VZ-3 (Surface Development) 테스트 등도 공간 시각화 능력을 측정하는 데 사용된다. 공간 시각화와 심적 회전은 비슷해 보이지만, 심적 회전은 공간 시각화를 통해 수행할 수 있는 특정 과제이다.[1]미네소타 페이퍼 폼 보드 테스트(Minnesota Paper Form Board Test)는 참가자에게 틀 하나와 여러 개의 작은 도형을 제시하고, 작은 도형들을 조합하여 큰 틀을 완벽하게 채우는 방법을 결정하도록 한다. 종이접기 테스트(Paper Folding test)는 종이에 여러 번 접힌 부분과 구멍을 뚫은 모습을 보여주고, 참가자는 펼쳐진 종이들 중에서 방금 본 것과 일치하는 것을 선택한다.
표면 발달 테스트(Surface Development test)는 참가자에게 숫자가 적힌 평면 도형과 각 면에 문자가 적힌 3차원 도형을 보여준 후, 2차원 도형의 숫자 면이 3차원 도형의 어떤 문자 면에 해당하는지 맞추도록 한다.
2. 2. 심적 절단 과제
심적 절단 테스트(Mental Cutting Test)는 3차원 물체를 절단하는 모습을 상상하는 능력을 평가하는 테스트이다.[9]2. 3. 기타 테스트
미네소타 종이 형태 판 검사(Minnesota Paper Form Board Test)는 참가자에게 도형과 여러 개의 작은 도형들을 제시하고, 작은 도형들을 겹치지 않게 조합하여 큰 도형을 완전히 채울 수 있는지 결정하도록 하는 검사이다. 종이 접기 테스트는 참가자에게 종이 조각이 접히는 과정을 보여준 다음, 구멍이 뚫린 종이를 보여준다. 참가자는 구멍이 뚫린 펼쳐진 종이들 중에서 방금 본 종이에 해당하는 것을 선택해야 한다.표면 전개 테스트는 참가자에게 번호가 매겨진 면이 있는 평면 도형과 문자가 매겨진 면이 있는 3차원 도형을 제시하고, 번호가 매겨진 면이 어떤 문자가 매겨진 면에 해당하는지 표시하도록 요청하는 검사이다.[9]
3. 역사
공간 시각화 능력은 20세기 초, 일반 지능과는 별개의 능력으로 처음 확인되었으며, 1980년대에는 컴퓨터 시스템 설계에 미치는 영향이 밝혀졌다.
1987년, 김 비센테 등은 참가자들을 대상으로 일련의 인지 테스트를 실시한 후, 컴퓨터 정보 검색 작업 수행 능력과 어떤 인지 능력이 상관관계가 있는지 파악했다. 그 결과, 어휘력과 공간 시각화 능력이 수행 능력의 유일한 유의미한 예측 변수이며, 공간 시각화 능력이 높은 사람들이 낮은 사람들보다 작업 수행 속도가 두 배나 빠르다는 것을 발견했다.[2]
4. 연령 차이
나이가 많은 성인은 젊은 성인보다 공간 시각화 능력 측정에서 더 낮은 점수를 받는 경향이 있으며, 이러한 효과는 건축가나 측량 기사처럼 직업에서 공간 시각화를 자주 사용하는 사람들 사이에서도 나타나는 것으로 보인다(하지만 동일 연령대의 다른 사람들보다 이러한 측정에서 더 나은 성적을 거두기는 한다). 하지만, 건축가가 사용하는 공간 시각화 유형이 테스트에서 정확하게 측정되지 않을 가능성도 있다.
5. 성별 차이
일부 연구에 따르면 남성은 평균적으로 여성보다 공간 지능 지수가 1 표준 편차 더 높다.[3] 이 영역은 명확한 인지 능력의 성차가 나타나는 몇 안 되는 분야 중 하나이다. 토론토 대학교의 연구자들은 공간 기술이 필요한 일부 작업에서 남성과 여성 간의 차이가 양 그룹이 단 몇 시간 동안 비디오 게임을 한 후에는 거의 사라진다고 말한다.[4] 허먼 위트킨은 여성이 남성보다 더 "시각적으로 의존적"이라고 주장했지만,[5] 최근 이 주장에 대한 반박이 제기되었다.[6]
공간 능력의 성별 차이는 남성과 여성의 뇌 사이의 형태학적 차이에 기인하는 것으로 밝혀졌다. 두정엽은 공간 능력, 특히 2D 및 3D 정신 회전에 관여하는 것으로 알려진 뇌의 일부이다. 아이오와 대학교의 연구자들은 여성의 두정엽에서 더 두꺼운 회백질이 정신 회전에 불리하게 작용하고, 남성의 두정엽 표면적이 더 넓어 정신 회전에 유리하게 작용한다는 것을 발견했다. 연구자들이 발견한 결과는 인간 진화 과정에서 양성이 적응적으로 행동하도록 인지적, 신경학적으로 발달하면서 공간 능력의 성별 차이가 발생했다는 개념을 뒷받침한다. 그러나 사회화와 환경이 공간 능력의 차이에 미치는 영향은 여전히 논쟁의 여지가 있다. [7]
다른 연구에서는 공간적 사고의 성별 차이가 고정관념 위협 효과로 설명될 수 있다고 제시한다. 고정관념을 충족시키는 것에 대한 두려움은 수행 능력에 부정적인 영향을 미쳐 자기 충족적 예언을 낳는다.[8]
참조
[1]
논문
Apparency of contingencies in single panel and pull-down menus
[2]
논문
Assaying and isolating individual differences in searching a hierarchical file system
1987-06
[3]
논문
Does men's advantage in mental rotation persist when real three-dimensional objects are either felt or seen?
2003-10
[4]
논문
Playing an Action Video Game Reduces Gender Differences in Spatial Cognition
2016-05-06
[5]
서적
Personality through perception: An experimental and clinical study
Harper
1954
[6]
논문
Multisensory determinants of orientation perception: task-specific sex differences
2010
[7]
논문
Sex Differences in Parietal Lobe Morphology: Relationship to Mental Rotation Performance
[8]
논문
Stereotype threat, identity salience, and spatial reasoning
[9]
논문
Apparency of contingencies in single panel and pull-down menus
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