harjoittelu_ – HAHKU

Eksyksissä? Navigoinnin strategioissa sukupuolella ja hippokampuksella on väliä

Vuoden 2019 aikana on ilmestynyt useampia navigoinnin kognitioon liittyviä tutkimuksia. Navigoinnilla ei tässä yhteydessä tarkoiteta mitään merenkulkuun liittyvää, vaan ihan sitä arkista paikanlöytämistä ja reittien hahmottamista tutuissa ja vieraissa ympäristöissä. Tässä poimintana pari mielenkiintoista raporttia aiheesta.

Fernandez-Baizan kumppaneineen (2019) kehittivät uusia versioita navigointitaitojen tutkimukseen. Navigointitaitoja on hankalaa tutkia laboratorio-olosuhteissa siten, että mittaus muistuttaisi todellisia olosuhteita, missä navigointia tapahtuu. Sellaisen laboratorion kun pitäisi olla aika iso halli erilaisine taloineen ja katuineen.

Tutkijat rakensivat kaksi erilaista tehtävää (kuvassa). Tehtävillä yritettiin mitata egosentistä ja allosentristä navigointia. Egosentrisellä tarkoitetaan sijanteja suhteessa itseen ja allosentrisellä sijanteja suhteessa toisiinsa. Eli egosentrinen vastaa kysymykseen, missä suunnassa kirkko on sinusta ja allosentrinen sitä, missä suunnassa kirkko on kaupasta, kun seisot tässä. Nämä näyttäisivät olevan toisistaan vähän erilaiset taidot ja vaativan erilaisia kognitiivisia ja navigoinnin strategisia taitoja.

Hyvin usein navigoinnin taitoja tutkitaan karttojen tai kolmiulotteisten tietokonesimulaatioiden avulla. Silloin niistä jää kehon liikkeet pois. Kehon liikkeet ovat kuitenkin keskeisessä roolissa kun navigoimme. Kun käännymme ja liikumme, aivomme pyrkivät päivittämään sijantien muutoksia suhteessa itseemme ja toisiinsa. Tätä ei tapahdu, jos vain istumme tietokoneen ääressä ja käännymme Google streetview-ohjelmalla risteyksessä.

Tässä tutkimuksessa (Fernandez-Baizan, ym., 2019) verrattiin nuoria naisia ja miehiä toisiinsa ego- ja allosentrisissä muistitehtävissä. Aiemmasta tiedämme, että miehet yleensä suoriutuvat naisia hieman paremmin näissä tehtävissä (esim. van Gerven, ym., 2012). Näin tässäkin tutkimuksessa. Tutkijat yllätti se, että naistutkitut suoriutuivat heikommin erityisesti egosentrisessä tehtävässä. Miesten paremmuus navigoinnissa on yleensä liitetty juuri kykyyn allosentrisessä kartanmuodostuksessa.

Tuloksensa takana tutkijat pohtivat olevan erilaisia tekijöitä. Yksi näistä oli se, että heidän tehtävissään ei voinut käyttää maamerkkejä. Maamerkkien käyttö navigoinnin tukena on tavallisempaa naisilla kuin miehillä. Toinen mahdollinen selitys heillä oli oletus, että tässä voi olla osittain takana myös erot hippokampuksen koossa. Hippokampus on keskeisin aivoalue, joka käsittelee ja tallentaa sijaintitietoja itsestämme ympäristössä.

Tämä pohdiskelu johtaakin suoraan toiseen uuteen tutkimukseen. Brunec ym. (2019) mittasivat suoraan hippokampuksen etu- ja takaosien kokoja ja vertaisivat kokojen suhteiden yhteyttä käytettyihin navigointistrategioihin. Navigointistrategiakyselyssä kysytään kyvyistä hahmottaa reittejä ja kuinka paljon kykenee omasta mielestään hahmottamaan suuntia isompina kokonaisuuksina. Mitä paremmaksi nämä taitonsa koki, sitä suurempi oli myös hippokampuksen taaempi osa. Tai toisinpäin. Mitä isompi hippokampus, sitä vähemmän oli riippuvainen yksittäisistä navigointivihjeistä, koska kykenee paremmin hahmottamaan sijantien välisiä suhteita ja ilmansuuntia.

Se, että navigoinnissa aivorakenteilla näyttäisi olevan keskeinen merkitys, ei tarkoita, etteikö taitoja voisi harjoittaa. Tähän viittasi jo klassinen Lontoon taksikuskitutkimuskin (Maguire ym., 2000). Kun kovasti navigointia harjoittelee, niin hippokampuskin kasvaa. Ja toisaalta, kun taksikuski jää eläkkeelle, niin se näkyy myös hippokampuksen koossa.

Viitteet

Brunec, I. K., Robin, J., Patai, E. Z., Ozubko, J. D., Javadi, A. H., Barense, M. D., … & Moscovitch, M. (2019). Cognitive mapping style relates to posterior–anterior hippocampal volume ratio. Hippocampus.

Fernandez-Baizan, C., Arias, J. L., & Mendez, M. (2019). Spatial memory in young adults: Gender differences in egocentric and allocentric performance. Behavioural brain research, 359, 694-700.

Maguire, E. A., Gadian, D. G., Johnsrude, I. S., Good, C. D., Ashburner, J., Frackowiak, R. S. J., & Frith, C. D. (2000). Navigation‐related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 97(8), 4398–4403.

van Gerven, D. J., Schneider, A. N., Wuitchik, D. M., & Skelton, R. W. (2012). Direct measurement of spontaneous strategy selection in a virtual morris water maze shows females choose an allocentric strategy at least as often as males do. Behavioral neuroscience, 126(3), 465.

Hyvää kansainvälistä vasenkätisten päivää!

Kautta historian vasenkätisiä on sorrettu. Se, mikä ei ole ollut oikeaa, on ollut väärää (Fritsche, & Lindell, 2019). Vasenkätisyys voi vielä tänäänkin tuottaa yllättäviä hankaluuksia aina ammatinvalintaa myöden. Cathenis ym. (2019) käsitteli tätä ongelmaa tuoreeltaan sydänkirurgian koulutuksessa. Vasenkätisesti toimiva kirurgi on työryhmässä hankaluus, kun koko leikkausproseduuri tiloja ja laitteita myöten on rakennettu oikeakätisille.

Huolimatta syrjinnästä ja kohonneesta onnettomuusalttiudesta vasenkätisyys on säilynyt kaikissa kulttuureissa suunnilleen samassa suhdeluvussa. Selkeästi vasenkätisiä on noin 7-8 % väestöstä ja pääosin vasenkätisiä noin joka yhdestoista (Papadatou-Pastou, ym., 2019).

Kuten Niilo Mäki jo vuonna 1944 kirjoitti, kyseessä on “eräs ihmisruumiin arvoitus”. Vasenkätisyys on lievästi perinnöllistä, mutta tarkempaa varmuutta sen syntymekanismista ei vielä ole saatu. De Kovel kumppaneineen (2019) kokosi yhteen erilaisia havaintoja vasenkätisyyteen liittyvistä ilmiöistä: tyypillisempää miehillä, monisynnytyslapsilla, pienipainoisemmilla, imettämättömillä ja yleisempää tytöillä, jotka ovat syntyneet kesällä. Tästä ei havainnot vielä teoriaksi kehity, mikä näitä vasenkätisyyteen yhdistää. Erilaisia sikiönkehityksen aikaisen hormoonitoiminnan teorioita on esitetty, mutta tulokset ovat vielä osin ristiriitaisia. Aivopuoliskojen erikoistumiseen koko kätisyysilmiö liittyy ja samanlaista erikoistumista ja puolen suosimista on havaittavissa ihmisen lisäksi myös muilla eläimillä. Jopa käärmeiden “kätisyyttä” on selvitetty (Roth, 2003). Mutta miksi enemmistö ihmisistä on oikea- eikä vasenkätisiä, sitä emme tiedä.

Vaikka vasenkätisten elämä onkin synkkää (eng. sinister= synkkä, paha, tuhoon johtava, vasemmanpuoleinen, vasenkätinen), niin tappelussa he ainakin pärjäävät paremmin, kuten Richardsonin ja Gilmanin tuore tutkimus (2019) kamppailulajien harrastajien kätisyydestä osoittaa. Vasenkätistä ei siis kannata ärsyttää!

Vasenkätisyyteen on liitetty myös positiivisia asioita. Onpa heitä pidetty taiteellisempina, matemaattisesti lahjakkaampina ja hahmotustaidoiltaan parempina. Vasenkätiset huomaavat myös esineistä helpommin, millaista niitä on käyttää eri käsillä. Tähän eivät oikeakätiset edes kiinnitä huomiota (Thomas, Manning, & Saccone, 2019).

Kannattaisiko siis harjoitella vasenkätiseksi? Sandve, Lorås, ja Pedersen (2019) laittoivat täysin oikeakätisten koehenkilöryhmän harjoittelemaan intensiivisesti vasenkätisyyttä 15 päivän tehokurssilla. Tulos: Kätisyys ei muutu, mutta vasemman käden kaunokirjoitusjälki parani merkittävästi.

Todellisuudessa vasenkätisten kognitiivisesta paremmuudesta tai aivotoiminnallisista heikkouksista ei ole mitään merkittävää näyttöä. Muut yksilölliset ja ympäristötekijät ovat huomattavasti merkityksellisempiä oppimisessa ja osaamisessa.

Mielenkiintoinen yksityiskohta vasenkätisten historiallisessa syrjinnässä on lasten pakottaminen oikeakätisiksi kirjoittajiksi. Suomessa, muista maista poiketen, oltiin poikkeuksellisen edellä aikaa tässä kysymyksessä.– varsin paljon Niilo Mäen työn johdosta. Hän innostui tutkimaan vasenkätisten koulumenestystä jo 1920-luvulla löytämättä mitään yhteyttä kätisyyden ja koulumenestyksen välillä. Paljolti hänen tutkimustyönsä johdosta silloinen Kouluhallitus lähetti kaikille kouluille kiertokirjeen jo vuonna 1932, missä yksiselitteisesti tämä pakottaminen kehotettiin lopettamaan. Tähän kieltoon Mäki palasi myöhemmässä kirjoituksessaan pohtien, että kesti varsin kauan “viimeisten kovapäisten opettajien” ymmärtää asia. Ehkä näin, mutta huomattavasti aiemmin kuin muissa Euroopan maissa.

Tasa-arvon nimissä sallittakoon vasenkätisille kättely vahvemmalla kädellään ja oikeus ajaa autoa tien vasemmalla puolella. Ainakin näin vasenkätisten juhlapäivänä.

Viittaukset

Cathenis, K., Fleerakkers, J., Willaert, W., Ballaux, P., Goossens, D., & Hamerlijnck, R. (2019). Left-handedness in cardiac surgery: who’s right?. Acta Chirurgica Belgica, 1-5.

De Kovel, C. G., Carrion-Castillo, A., & Francks, C. (2019). A large-scale population study of early life factors influencing left-handedness. Scientific reports, 9(1), 584.

Fritsche, S. A., & Lindell, A. K. (2019). On the other hand: The costs and benefits of left-handedness. Acta Neuropsychologica, 17(1).

Mäki, N. (1944) Eräs ihmisruumiin arvoitus. Suomalainen Suomi, 8, 431-434.

Papadatou-Pastou, M., Martin, M., Munafo, M., Ntolka, E., Ocklenburg, S., & Paracchini, S. (2019). The prevalence of left-handedness: Five meta-analyses of 200 studies totaling 2,396,170 individuals.

Richardson, T., & Gilman, T. (2019). Left-handedness is associated with greater fighting success in humans. bioRxiv, 555912.

Roth, E. D. (2003). ‘Handedness’ in snakes? Lateralization of coiling behaviour in a cottonmouth, Agkistrodon piscivorus leucostoma, population. Animal Behaviour, 66(2), 337-341.

Sandve, H., Lorås, H., & Pedersen, A. V. (2019). Is it possible to change handedness after only a short period of practice? Effects of 15 days of intensive practice on left-hand writing in strong right-handers. Laterality: Asymmetries of Body, Brain and Cognition, 24(4), 432-449.

Thomas, N. A., Manning, R., & Saccone, E. J. (2019). Left-handers know what’s left is right: Handedness and object affordance. PloS one, 14(7), e0218988.

Niilo Mäen kirjoituksia vasenkätisyydestä

Mäki, N. (1927) Nathrliche Bewegungstendenzen der rechten und linken hand und ihr Einfluss auf das Zeichnen und der Erkennungsvorgang. Psychologische Forschung Bd 10, 1-19.

Mäki, N. (1928) Koulu ja vasenkätiset. Kasvatusopillisen Yhdistyksen Aikakauskirja, LXVI, 151-158.

Kallio, N. ja Mäki, N. (1934) Suomen koulunuorison vasenkätisyydestä. Suomen kasvatusopillisen yhdistyksen aikakauskirja, Osa I: 3-4, 77-105; Osa II: 8, 237-257.

Mäki, N. (1935) Suomen koulunuorison vasenkätisyydestä. Osa III. mts. 1-2, 34-53.

Mäki, N. (1935)(1938) Det vänsterhänta barnet. Hjälpskolan XVI, 3, 67-87. Sama artikkeli julkaisussa Skola och Samhälle (1940).

Mäki, N. (1944) Eräs ihmisruumiin arvoitus. Suomalainen Suomi, 8, 431-434.

Mäki, N. & Raski, K (1953) “Silmäisyys” suhteessa oikea- ja vasenkätisyyteen. Duodecim, 5, 448-459.

7-vuotiaan reitinlöytämistaidot ovat vielä hieman eksyksissä

Koulumatka on lapselle seikkailu. Uusi reitti, joka pitäisi oppia kulkemaan kahteen suuntaan. Mistä kohden kääntyä? Entäs jos menenkin tästä, niin mihin sitten päädyn. Isommat lapset osaavat jo oikaista polkua pitkin. Menisinkö minäkin?

Aikuisten reitinlöytämistaitoja on tutkittu paljon, mutta lasten paljon vähemmän. Nyt uudessa tutkimuksessaan Burles kumppaneineen (2019) tutki 7–10-vuotiaiden ja aikuisten eroja reitinlöytämistehtävässä. Tehtävänä oli löytää nopein reitti perille: Eli osaako lapsi löytää oikopolkua.

Reitinlöytämistaito kehittyy vaiheittain. Ensimmäisessä vaiheessa tunnistamme ja opimme muistamaan erilaisia maamerkkejä matkan varrelta. Seuraavassa vaiheessa opimme yhdistämään liikkumisemme näihin maamerkkeihin, mikä luo pohjan reitin muistamiselle. Kun opimme yhdistämään maamerkit ja reitin, meille alkaa muodostua reitistä kognitiivinen kartta, jossa miellämme maamerkkien sijanteja suhteessa toisiinsa. Siis maamerkki-reitti-kartta. Vasta kartta-vaiheessa pystymme miettimään ja hahmottamaan oikopolkuja.

Taito luoda mielessään kartta kehittyy asteittain. Aiemmin on arvioitu, että vasta 9–10 -vuotiaat kykenisivät luomaan mielessään kognitiivisia karttoja, koska se edellyttää irrottautumista minäkeskeisestä avaruudellisesta hahmottamisesta, omasta sijainnista ja miettimään eri paikkojen sijainteja suhteessa toisiinsa. Tälle kysymykselle Burlesin ryhmä lähti etsimään vahvistusta.

Tutkimuksessa koehenkilöt laitettiin tietokoneen ääreen opettelemaan virtuaalisessa todellisuudessa liikkumista ja erilaisia reittejä. Kun ne oli taidokkasti ratkaistu, niin sen jälkeen heille annettiin koetehtävä, jossa piti kulkea pisteestä A pisteeseen B mahdollisimman nopeasti. Matkan varrella oli useita mahdollisuuksia käyttää oikopolkuja.

Kaikki ikäryhmät (7v,8v,9v,10v,aikuiset) yrittävät käyttää oikopolkuja. Mutta 9-vuotiaat ja sitä nuoremmat onnistuivat löytämään perille nopeasti ja eksymättä vain turvautuessaan aiemmin opittuihin reitteihin. Vasta 10-vuotiaat olivat pystyneet mielessään rakentamaan kognitiivisen kartan, mikä mahdollisti oikopolkujen taidokkaan hyödyntämisen aikuisten tavoin.

Tämä kannattaa pitää mielessä, kun koulumatkaa lapsen kanssa opettelette. Ekaluokkalaiselle ei vielä niin taidokkaasti synny kokonaiskuvaa koulumatkasta. Kartan sijasta lapselle jää mieleen maamerkkejä ja reitti. Sitä paremmin, mitä useammin matkaa kuljetaan.

Kun lapsen kanssa käytte yhdessä opettelemassa koulureittiä, niin aikuisen kannattaa myös käväistä kyykyssä. Se on koulua aloittavan perspektiivi liikenteessä. Sieltä näkee aika paljon vähemmän kuin aikuisen näkökulmasta. Monet maamerkitkin näyttävät ihan erilaiselta.

Kannattaa myös lapsen kanssa etukäteen yhdessä pohtia, että mitä tehdä, jos uskoo, että on eksynyt. Eksyksissä kun tulee helposti hätä ja pelko, eikä osaa järkevästi miettiä, mitä tehdä. Yksinkertainen sääntö siihen ja sen toteutuksen harjoittelu. Kun sekin on valmiiksi pohdittu, niin koulutielle on turvallisempaa ja kivempaa lähteä.

Turvallista koulumatkaa kaikille!

Viitteet

Burles, F., Liu, I., Hart, C., Murias, K., Graham, S. A., & Iaria, G. (2019). The Emergence of Cognitive Maps for Spatial Navigation in 7‐to 10‐Year‐Old Children. Child development.

Kesä tulossa ja nikkarointikärpänen puraissut, mutta mitä tehdä, jos on kieli keskellä kämmentä?

Niille, joille IKEAn ohjeet ovat haaste, mutta mieli haluaisi kesämökin verstaalla nikkaroida jotain ihan omin käsin, on tiede ja teknologia tulossa avuksi. Huonekalunikkaroinnissa yksi iso haaste on ymmärtää liitokset ja niiden rakenteet. Piirretyt kuvat kaksiulotteisena auttavat huonosti, kun kokemusta siitä, miten kuvan mallin voi siirtää kolmiulotteiseen todellisuuteen, ei ole.

Lisätty todellisuus (engl. augmented reality, AR) viittaa näkymään, johon on lisätty tietokonegrafiikalla tuotettuja elementtejä ja jota käyttäjä tarkastelee läpikatseltavien näyttöjen kautta. AR-ohjelmilla voi myös harjoitella liitosten kokoamista kolmiulotteisessa todellisuudessa aloittaen hyvin yksinkertaisista liitosrakenteista ja edeten monimutkaisiin, kuten tuolin tai pöydän rakenteisiin. AR tarjoaa haavattoman vaihtoehdon aloittaa puutöiden opiskelu.

Lee kumppaneineen (2019) päätti kokeilla moista. He jakoivat 36 ilman aiempaa puutyökokemusta olevaa koehenkilöä (19-21v) kahteen ryhmään. Toinen opiskeli perinteiseen tapaan kuvamateriaalien avulla liitosrakenteita ja toinen opiskeli niitä kolmiulotteisessa AR-ympäristössä. Harjoittelu jaettiin kolmeen eritasoiseen vaiheeseen (ks. Kuva 2), jotka kukin kesti 4–6 viikkoa. Jokainen harjoitteluvaihe päättyi oikeaan työsuoritukseen.

Itsearvioinneissa koehenkilöt kuvasivat 3D-harjoittelua hyödylliseksi ja mielekkääksi. Työsuoritusten onnistumista verrattiin koe- ja kontrolliryhmien välillä. Yksinkertaisimman liitoksen teossa ei ollut ryhmäeroja, mutta keskivaikeassa ja vaikeassa liitosrakenteessa koeryhmäläiset suoriutuivat selvästi paremmin.

Tässäpä IKEAllekin miljoonan turhauman vihje: miksi kiusata asiakkaita paperiohjeilla, kun kokoamisohjeet voisi laittaa verkkoon. Kokoamista ja liitoksia voisi harjoitella ensin siellä kolmiulotteisessa virtuaalitodellisuudessa jo ennen kuin kukaan on edes pakettiaan avannut. Tutkitusti toimii paremmin.

Hyvää juhannusta ja kesää kaikille kesänikkareille ja niille, joista sellaista on vain kiva katsella. Muistakaahan vuolla aina kehosta poispäin.

Viitteet:

Lee, I. J., Hsu, T. C., Chen, T. L., & Zheng, M. C. (2019). The Application of AR Technology to Spatial Skills Learning in Carpentry Training. International Journal of Information and Education Technology, 9(1).

Sukupuolierot avaruudellisissa taidoissa

Sanotaan, että miehet ovat Marsista ja naiset Venuksesta. Jos näin on, niin miksi. Sukupuolierot jaksavat kiinnostaa niin kansalaisia kuin tutkijoitakin. Kaksi tuoretta ja perinpohjaista analyysiä luovat lisää valoa tähän pimeyteen.

Sukupuolten välillä on suuresta samankaltaisuudestaan huolimatta myös eroja. Yksi järjestelmällisimmistä havainnoista on ero spatiaalisissa taidoissa miesten ja naisten välillä. Spatiaalisilla taidoilla on väliä esimerkiksi ammatinvalinnassa, kuten tämän jutun oheiskuviostakin voi havaita. Erilaisilla spatiaalisilla taidoilla varustetut nuoret päätyvät erilaisille ammattialoille (Wai, ym., 2009).

Miehet ovat tutkimuksesta toiseen olleet hieman parempia spatiaalisissa taidoissa. Lauer kumppaneineen (2019) tarttui tähän havaintoon ja kävi läpi kaiken mitä on tutkittu selvittääkseen, minkä ikäisenä tämä ero syntyy. Tulos: Ero on havaittavissa jo pikkulapsilla vähäisessä määrin ja kasvaa murrosikään mennessä kohtalaiseksi, mutta tästä se ero ei sitten enää lisäännykään.

Yhtenä mahdollisena selittäjänä tähän eroon on pidetty aivojen epäsymmetrisyyttä. Miehillä aivopuoliskot ovat keskimäärin vähemmän symmetrisiä kuin naisilla. Oletus on ollut, että isompi oikea aivopuolisko (tai pienempi vasen) miehillä voisi selittää eroa miesten paremmuudelle spatiaalisissa ja naisten paremmuudelle kielellisen sujuvuuden taidoissa. Hirstein kumppaneineen (2019) keräsi kokoon sen mitä asiasta on tutkittu viimeisen 40 vuoden aikana. Hyvä ajatus, mutta tulokset eivät tukeneet oletusta näiden asioiden välisestä yhteydestä. Aivopuoliskojen epäsymmetrisyyden aste ei näyttäisi liittyvän spatiaalisiin taitoihin. Sukupuolierot spatiaalisissa taidoissa ja aivopuoliskojen epäsymmetrisyydessä ovat olemassa, mutta eivät selitä toisiaan, vaan ovat riippumattomia ilmiöitä. Selitystä on edelleen haettava muualta.

Levine ja kumppanit (2016) kokosivat erinomaiseen katsaukseensa yhteen kaikkea mahdollista tietoa aiheesta. Selittäviä tekijöitä näyttäisi olevan useita. Spatiaalisten taitojen taustalla on perintötekijöitä, mutta pääosa taitojen kehitykseen vaikuttavista tekijöistä näyttäisi tulevan ympäristöstä. Se, miten kulttuuri ohjaa taitojen harjoittamiseen, on merkittävässä roolissa.

Mielenkiintoista on se, että taitoja voidaan varsin mainiosti kehittää. Tässäkin näyttäisi olevan sukupuolieroja. Miehet ja naiset, pojat ja tytöt, edistyvät harjoittelulla yhtä paljon, mutta kehityksen tahti näyttäytyy erilaisena. Pojat edistyvät aluksi nopeammin kuin tytöt, mutta tasaisemmalla tahdilla kehittyvät tytöt edistyvät lopulta yhtä paljon, riippumatta lähtötasosta.

Viitteet

Hirnstein, M., Hugdahl, K., & Hausmann, M. (2019). Cognitive sex differences and hemispheric asymmetry: A critical review of 40 years of research. Laterality: Asymmetries of Body, Brain and Cognition, 24(2), 204-252.

Lauer, J. E., Yhang, E., & Lourenco, S. F. (2019). The development of gender differences in spatial reasoning: A meta-analytic review. Psychological Bulletin.

Levine, S. C., Foley, A., Lourenco, S., Ehrlich, S., & Ratliff, K. (2016). Sex differences in spatial cognition: advancing the conversation. Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science, 7(2), 127–155.

Wai, J., Lubinski, D., & Benbow, C. P. (2009). Spatial ability for STEM domains: Aligning over 50 years of cumulative psychological knowledge solidifies its importance. Journal of Educational Psychology, 101(4), 817.

Visuaalinen etsintä ja vaaralliset tilanteet

Tavallisimmin törmäämme visuaalisen etsinnän tilanteisiin (tunnistaminen ja löytäminen häiriötekijöiden seasta), kun etsiskelemme jotain: avaimia ruokapöydältä, tiettyä ilmoitusta lehden sivuilta, tuotetta kaupan hyllystä tai lähtevän junan laituria sähköiseltä ilmoitustaululta. Näiden arkisten tilanteiden lisäksi on myös tilanteita, joissa visuaalisen etsinnän taidot voivat pelastaa henkiä. Tutustumme näihin visuaalisen tunnistamisen kysymyksiin vaaratilanteissa kahden hyvin erilaisiin tilanteisiin liittyvien tutkimusten avulla.

Esimerkki 1: jalankulkijan huomaaminen autolla ajaessa

Kokemattomat autoilijat ovat iso riski liikenteessä. Heidän kykynsä arvioida riskitilanteita, hidastaa nopeuttaan ja huomioida ympäröiviä kanssaliikkujia on heikompi kuin kokeneilla kuljettajilla. Yksi paikka, missä tällaisia tilanteita voisi harjoitella turvallisesti, on ajosimulaattori. Martín-de los Reyes kumppaneineen (2019) kävi läpi koko tutkimuskirjallisuuden löytääkseen tietoa siitä, parantaako ajosimulaattoriharjoittelu aloittelijoiden taitoja. Tulos oli pettymys. Laadukkaita tutkimuksia aiheesta ei löytynyt.

Siksikin Ābelen ja kumppaneiden (2019) uusi ajosimulaattoriharjoittelututkimus tulee suureen tarpeeseen. Tutkimuksessa analysoitiin haastattelujen ja silmänliikemittausten avulla ajosimulaattoriharjoittelun vaikutuksia ajokäyttäytymiseen. Simulaattoriharjoittelu vähensi aloittelevien kuljettajien uskoa omiin kykyihin tunnistaa riskitilanteita, minkä tutkijat tulkitsivat positiiviseksi muutokseksi. Liikenteessä kun varovaisuus lisää kanssakulkijoiden turvallisuutta. Silmänliikeanalyysit osoittivat ajosimulaatioharjoittelun ohjaavan myös parempaan riskitilanteiden tunnistamiseen.

Esimerkki 2: IED:n tunnistamisen taitojen harjoittaminen (IED, Improvised Explosive Device, tienvarsipommi)

Cornes ja kollegat (2019) kuvasivat prosessia, missä pyrittiin kehittämään sotilaiden taitoa tunnistaa IED maastossa. IED-iskut olivat merkittävässä roolissa Englannin armeijan miehistötappioissa kuolleina ja loukkaantuneina sekä Afganistanissa että Irakin sodassa. Tutkimushankkeen tarkoituksena oli kehittää sotilaiden taitoja tunnistaa maastosta IED-sijainteja.

Huolimatta teknisistä apuvälineistä ihmissilmä on edelleen paras väline tunnistaa IED ympäristöstä. Hyvät taidot IED:n tunnistamiseen pelastavat henkiä. Simulaatioharjoittelu auttaa tiettyyn pisteeseen, mutta kenttäharjoittelu tuottaa parempaa tulosta. IED:n tunnistaminen ei ole helppoa, koska ne on tarkoituksellisesti yritetty yleensä piilottaa. Siksi erilaisten ympäristövihjeiden, kuten äskettäin kaivetun ja tasoitetun maan, huomaaminen näyttelee tärkeää roolia tunnistusprosessissa.

Yksilölliset erot harjoittelun jälkeenkin ovat tässä taidossa suuria. Siksi armeijalla on intressi löytää niitä yksilöllisiä piirteitä, jotka selittäisivät, miksi joku on tässä parempi kuin joku toinen. Se auttaa löytämään parhaat henkilöt tekemään tätä työtä. Muun muassa hyvät kasvojen tunnistamisen ja erottelun taidot näyttäisivät korreloivan tämän taidon kanssa. Samoin hyvä työmuisti näyttäisi liittyvän tähän, mutta työmuistiharjoittelu ei parantanut IED-löytämistaitoja. Sen sijaan tietokonepelien pelaamisella tai huippu-urheiluun kehitetyillä havaintotarkkaavuuden ja -nopeuden tietokoneharjoitteilla havaittiin olevan positiivinen yhteys tunnistustaitojen kehitykseen.

Huolimatta hyvin erilaisista tilanteista, yhteistä esimerkeillemme on, että molemmissa ympäristövihjeiden avulla tunnistetaan kohteista piirteitä, jotka viittaavat mahdolliseen vaaraan. Vaaratilanteiden todenmukaisten simulaatioiden avulla näitä tunnistustaitoja voidaan kehittää. Alustavia ja erittäin mielenkiintoisia uusia avauksia on saatu tutkimuksista, joissa myös tilanteisiin liittymättömillä kognitiivisilla harjoitteilla voitaisiin jossain määrin kehittää näitä taitoja. Yksilölliset erot tunnistustaidoissa ovat merkittävät ja itsetietoisuus omien havaintokykyjen rajallisuudesta tuo tarvittavaa varovaisuutta toimintaan.

Viitteet

Cornes, K. R., Boardman, M., Ford, C., & Smith, S. (2019). Adopting a multidisciplinary approach to maximising performance during military visual search tasks. Journal of the Royal Army Medical Corps, 165(2), 120-123.

Martín-de los Reyes, L. M., Jiménez-Mejías, E., Martínez-Ruiz, V., Moreno-Roldán, E., Molina-Soberanes, D., & Lardelli-Claret, P. (2019). Efficacy of training with driving simulators in improving safety in young novice or learner drivers: A systematic review. Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, 62, 58-65.

Ābele, L., Haustein, S., Martinussen, L. M., & Møller, M. (2019). Improving drivers’ hazard perception in pedestrian-related situations based on a short simulator-based intervention. Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, 62, 1-10.

Jos ensin harjoittelee laskua 5+7–7 , niin 16+47–45 muuttuu helpommaksi –kokeellinen tutkimus aikuisilla

Vanha suomalainen sananlasku sanoo, että Nokia -connecting people, disconnecting families (Nokia yhdistää ihmiset, erottaa perheet). Myös matematiikassa nokialaisuus voi olla valttia. Yhdistämällä ja erottamalla lukuja eri tavoin voi päässälaskemisesta tehdä paljon helpompaa ja sujuvampaa.

Assosiatiivisuus eli liitännäisyys on monelle koulumatematiikasta tuttu, mutta helposti unohtuva sääntö. Koska yhteen- ja vähennyslasku ovat toisiinsa liittyviä, niin niissä lukuja voidaan siirrellä ja yhdistellä vapaasti “(3+2)+1=(1+2)+3” tai 5+2–5=2+(5–5). Samalla tavoin kerto- ja jakolasku muodostavat toiminnallisen parin.

Kun aikuisilla päässälaskutaito on ajan saatossa päässyt rapistumaan tai se ei koskaan ole kehittynytkään sujuvaksi, tuppaamme laskemaan suoraan muistista vasemmalta oikealle, emmekä helposti huomaa, että sama lasku olisi voinut olla paljon helpompi suorittaa liitännäisyyttä hyödyntäen. Otetaan vaikka esimerkiksi lasku ‘4+7+6’ ja vertaa sitä sitä laskuun ‘6+4+7’. Kumpi on mielestäsi helpompi laskea vasemmalta oikealle?

Eaves kumppaneineen (2019) teki kolme pientä kokeilua aikuisilla tavoitteenaan houkutella aikuisia huomaamaan liitännäisyyden hyödyntämisen edut. Koehenkilöinä oli yliopisto-opiskelijoita.

Kokeiden asetelma oli yksinkertainen. He laittoivat osan koehenkilöistä laskemaan ensin laskuja muodossa ‘8+5–5’ ja osan ‘5+8-5’, eli samoja laskuja, mutta ensimmäisessä liitännäisyys löytyy selkeästi oikealta puolelta laskua ja jälkimmäisessä se on molemmilla puolilla. Heidän ajatuksensa oli ainoastaan houkutella laskijaa kiinnittämään huomiota laskun oikeaan laitaan ennen laskemisen aloittamista. Näin liitännäisyyden mahdollisuus olisi helpompi huomata, eikä laskemista aloitettaisi suoraan mekaanisesti vasemmalta.

Sen jälkeen kun ‘a+b–b’ -muotoisia laskuja oli esitetty 20, esitettiin koehenkilöille 20 uutta laskua (esim. 33+9–5). Ne koehenkilöistä, joita oli houkuteltu katsomaan laskun loppuosaa hyödynsivät tätä strategiaa selkeästi enemmän eli laskivat useammin 33+(9–5)=33+4=37.

Kolmannessa kokeessaan he lisäsivät uuden elementin analyyseihinsä. Osassa tehtävistä yksinkertaisesta liitännäisyyden hyödyntämisestä on ilmeistä etua (esim. ’23+29–27’), kun taas joissain tehtävissä se ei välttämättä tuota samanlaista hyötyä (esim. ’16+36–27’). Myös tässä kokeessa a+b–b -harjoittelu tuotti vaikutuksen. Sitä ensin harjoitelleet osasivat poimia paremmin laskut, joissa liitännäisyyden hyödyntämisestä oli apua.

Tutkimusten mukaan liitännäisyyslakia hyödynnetään laskemisessa vähemmän kuin esimerkiksi kommutatiivisuutta (a+b=b+a) tai käänteisyyttä (a–b=c, jolloin b+c=a). Arjen tilanteissa, joissa pitää laskea useampia lukuja yhteen tai vähentää, liitännäisyys on kuitenkin mitä mainioin apuväline. Sen käytön oppimista tukee harjoittelu, jossa tarkkaavuus ohjataan suoraan huomioimaan sen käyttömahdollisuus.

Viitteet

Eaves, J., Attridge, N., & Gilmore, C. (2019). Increasing the use of conceptually-derived strategies in arithmetic: using inversion problems to promote the use of associativity shortcuts. Learning and Instruction, 61, 84-98.

Onko nopeudella väliä? Käsitteellisen ja nopeusharjoittelun eroista ekaluokan matikassa ja kuka mistäkin harjoittelusta hyötyy?

Fuchs ja kumppanit (2019) palasivat vanhan tutkimusdatansa (Fuchs, ym., 2013) pariin, jossa lähes neljäsataa matemaattisilta taidoiltaan keskimääräistä heikompaa lasta osallistui kahteen erilaiseen interventioon. Tutkimukseen osallistuneet ekaluokkalaiset oppilaat jaettiin näihin ryhmiin satunnaisesti.

Molemmissa ryhmissä harjoiteltiin kolmesti viikossa 30 minuuttia kerrallaan 16 viikon ajan. Harjoittelusta viimeiset 5 minuuttia olivat erilaiset ryhmien välillä. Toisessa ryhmässä harjoittelu keskittyi laskustrategioiden käsitteellisen ymmärtämisen kehittämiseen ja toisessa opeteltiin nopeuttamaan luettelemisstrategiaa yhteen- ja vähennyslaskuissa.

Harjoittelun vaikutuksia mitattiin yksinumeroisilla yhteen- ja vähennyslaskuilla, kaksinumeroisilla laskutehtävillä, joita ei interventiossa ollut mukana sekä lukukäsitetehtävällä.

Tuloksia verrattiin sekä interventioryhmien välillä että suhteessa kontrolliryhmään. Nyt julkaistussa uudessa analyysissa tarkasteltiin myös sitä, vaikuttiko lapsen lähtötaso siihen, miten paljon hän hyötyi interventiosta.

Molemmat interventioryhmät paransivat kontrolliryhmään nähden merkittävästi osaamistaan. Interventioryhmistä nopeusharjoitteluryhmä paransi käsitteellisen strategiaharjoitteluryhmään nähden selkeästi enemmän suoriutumistaan kaikissa taitomittareissa.

Taitojen kehitys oli samankaltaista oppilaiden lähtötasosta riippumatta ja ero interventioiden välillä oli sama lähtötasosta riippumatta. Siis lähtötasoltaan heikoimmat ja paremmat molemmat hyötyivät samasta harjoittelusta enemmän.

Aina isoille ryhmille tehdyissä interventioissa löytyy oppilaita, jotka eivät siitä hyödy. Tässä tapauksessa käsitteellisestä harjoittelusta ei hyötynyt 13 % otoksesta ja nopeusharjoittelusta hyötymättömiä oli 6 % (mikä vastaa 3,25 % ja 1,5 % osuuksia kaikista oppilaista).

Tutkijat tiivistävät päätuloksensa neljään kohtaan:
1. Varhainen intensiivinen tuki tuottaa erittäin merkittäviä tuloksia perustaitoihin, joiden varaan oppiminen jatkossa rakentuu.
2. On tärkeää jatkaa tutkimuksia, jotta löydettäisiin niitä tekijöitä, joiden perusteella jo ennen interventioita olisi löydettävissä ne oppilaat, jotka siitä eivät tule hyötymään.
3. Kouluissa pitäisi olla välineitä analysoida tarkasti, ketkä kuntoutuksesta hyötyvät, jotta jatkotoimenpiteet osataan suunnitella asianmukaisesti.
4. Tällaisille välineille pitäisi pystyä kehittämään kriteeristöt, mikä on riittävä ja mikä riittämätön määrä edistymistä, jotta tällaista arviota voidaan oppilaan näkökulmasta luotettavasti tehdä.

Viitteet  

Fuchs, L. S., Fuchs, D., & Gilbert, J. K. (2019). Does the Severity of Students’ Pre-Intervention Math Deficits Affect Responsiveness to Generally Effective First-Grade Intervention?. Exceptional Children, 85(2), 147-162.

Fuchs, L. S., Geary, D. C., Compton, D. L., Fuchs, D., Schatschneider, C., Hamlett, C. L., … & Bryant, J. D. (2013). Effects of first-grade number knowledge tutoring with contrasting forms of practice. Journal of Educational Psychology, 105(1), 58.

Eksymisherkkyyden tutkimusta ilman pelkoa eksymisestä

Erityisesti dementia-tutkimukseen erikoistunut saksalainen tutkimusryhmä on kehittänyt virtuaaliseen todellisuuteen perustuvaa peliä “Sea Hero Quest”, jonka avulla pyritään analysoimaan koehenkilön taitoja löytää oikea reitti, tai paremminkin, auttaa tunnistamaan sellaiset henkilöt, joille reitinlöytäminen on haasteellista. Yksi tällainen riskiryhmä on dementiapotilaat, mutta luotettavia välineitä arvioida ympäristössä navigoinnin taitoja tarvitaan myös muiden hahmotustaidoiltaan heikompien ryhmien arvioinnissa.

Koska taitojen arviointi luonnollisessa ympäristössä on hyvin vaikea toteuttaa systemaattisesti, virtuaalitodellisuus tarjoaa yhden mahdollisuuden: kaikki koehenkilöt navigoivat samassa ympräristössä, jolloin tuloksia voidaan verrata luotettavammin toisiinsa.

Mutta vastaavatko virtuaalipelin maailmassa ja todellisessa ympäristössä navigointi toisiaan?

Nyt uudessa tutkimuksessaan Coutrot kumppaneineen (2019) selvittivät, onko pelisuoriutumisen ja todellisen ympäristössä navigoimisen välillä yhteys. Kuusikymmentä tervettä 18-35 -vuotiasta sai tehtäväkseen pelata peliä ja seuraavaksi suunnistaa luonnollisessa kaupunkiympäristössä (Lontoo ja Pariisi).

Miehet suoriutuivat molemmissa ympäristöissä navigointitehtävistä naisia paremmin, mutta ero oli pienempi luonnollisessa ympäristössä.

Pelissä navigoinnin ja luonnollisessa ympäristössä navigoinnin välillä oli selkeä yhteys (korrelaatio r=.46–.57). Tulos on varsin lupaava, mutta osa tehtävistä ei ennustanut kunnolla todellisen elämän navigointia.

Peli vaatii siis vielä kehittämistä, mutta virtuaaliteknologian hintojen romahdus tuo pian tämänkin välineistön yhdeksi uudeksi ja turvalliseksi navigoinnin arvioinnin keinoksi jokaiseen kuntoutuslaitokseen ja klinikalle.

Tutkimusta on kuitenkin tehtävä vielä melkoisesti. Yksi mielenkiintoinen kysymys liittyy lapsiin ja kehitykseen: miten virtuaaliympäristössä tapahtuva navigointi kehittyy ja onko näillä taidoilla yhteyttä taitojen kehitykseen luonnollisessa ympäristössä? Kuinka paljon peliharjoittelu voi tukea taitojen kehitystä? Voidaanko tämä siirtää myös kuntoutuksen välineeksi? Nämä ovat mielenkiintoisia kysymyksiä, joihin tutkijat eri puolin maailmaa tällä hetkellä etsivät vastauksia.

Pelin toimintaidea on esitetty oheisessa youtube-videossa: https://www.youtube.com/watch?v=CcM6Yu9d4pM

Viitteet

Coutrot A, Schmidt S, Coutrot L, Pittman J, Hong L, Wiener JM, et al. (2019) Virtual navigation tested on a mobile app is predictive of real-world wayfinding navigation performance. PLoS ONE 14(3): e0213272.