图1：二维仪器基于纸和纸卡旋转测试

智利大学教育学院副研究员JuanCristóbalCastro-Alonso博士讨论了他使用计算机仪器研究视觉空间处理和STEM性能的工作。

工作记忆是我们管理新信息并将其与我们以前的知识相集成的中心思想处理器。因此，工作记忆是学习的重要组成部分。它由至少两个独立的处理器组成：

视觉空间组件处理可视化（例如，静态图像，动画，视频）和书面文本；

听觉成分处理叙述

因此，这两个部分都需要通过显示可视化和叙述的教育材料来学习，例如计算机多媒体模块。

在我们位于智利圣地亚哥大学（智利圣地亚哥）的教育高级研究中心教育研究所的实验室中，我们有兴趣研究工作记忆的视觉空间成分及其影响因素。我们的重点是视觉空间处理在多媒体学习中的作用，主要是当多媒体模块显示有关科学，技术，工程和数学（STEM）的主题时。

视觉空间适应性资源

由于视觉空间处理对STEM学习和熟练程度起着关键作用，因此最近开发了一系列计算机工具来测量视觉空间处理的各个方面。该电池称为VAR（视觉空间适应性资源），包含几种Internet工具，包括两次心理旋转测试，两次空间和两次视觉工作记忆测试以及双重视觉空间工作记忆任务。

关于这两种心理旋转工具，VAR包括三维和二维工具。该三维仪器基于笔和纸的“心理旋转测试”，该测试显示了由连接的立方体制成的抽象形状。二维仪器基于纸和纸卡旋转测试。VAR中的版本包括标准的抽象形状以及20个新颖的图像（见图1）。在两种智力旋转测试中，参与者都必须判断形状是相同还是不同，而与旋转角度无关。在这些心理旋转工具中可以调整的一些变量包括：旋转和要显示的形状数量，其格式以及测试时间。

关于这两种空间工作记忆工具，一种是基于Corsi块敲击测试，另一种是遵循n-back范式。VAR中包含的Corsi块攻丝测试显示了二维屏幕上的正方形，这些正方形依次突出显示。参加者必须记住并复制序列（见图2）。VAR的视觉空间n-back测试显示了不同的模式，在某些模式显示为干扰块之后必须识别这些模式。在这些空间工作记忆测试中，三个常见的适应性变量是：显示序列的长度，显示速度和每级序列的数量。

关于VAR中的两种视觉工作记忆工具，其中一种是从视觉模式测试改编而成的。在这种情况下，必须从内存复制实心和空白正方形的图案。另一个视觉工作记忆工具包括两个子测试：“对象位置记忆”任务和“对象身份记忆”任务。所有这些测试都可以在变量中进行调整，例如：每个级别的测试次数，视觉刺激的大小以及等待间隔时间。

VAR的双重视觉空间工作记忆任务可以通过记忆和处理刺激的不同组合进行设置。在这些双重工作记忆任务中可以调整的变量包括：呈现刺激的时间，刺激间的时间，试验次数以及开始和结束的难度级别。

VAR系统还包括具有限制访问权限的Internet管理工具，该工具允许管理员用户配置测试。可以进行的某些更改是说明的语言和书面信息（英语和西班牙语）以及任务的时间安排。重要的是，该管理工具会自动保存完成测试的数据，以便可以将这些信息导出到电子表格中以进行进一步分析。VAR已在不同国家和不同的研究团队中成功工作。

图2：VAR中包含的Corsi块攻丝测试显示了二维屏幕上的正方形，这些正方形依次突出显示。参加者必须记住并复制序列

性别差异

VAR电池还将帮助我们不断地努力解释视觉空间处理中的性别差异，这通常显示出男性优于女性的优势。这些差异的一种可能解释是社会文化，因为在空间爱好，玩具，运动和电子游戏方面，男人和男孩比女人和女孩受的训练更多。

至关重要的是，这些性别差异不仅影响视觉空间处理，还影响与之相关的每个变量。例如，对STEM领域中女学生不足的一种解释是，他们缺乏尝试这些学科所需的视觉空间表现的信心。我们最近发表了一项文章，支持以下论点：这些性别差异也可能影响通过多媒体学习不同主题（包括STEM）的男女学生的表现。

药物滥用

我们还为视觉空间处理，性别差异和STEM成就之间的关系添加了另一个变量。这个变量也影响着学校的学习和社会化，是药物滥用。例如，我们最近发表了一篇评论，描述了经常吸烟对青少年学生的有害影响。我们报告说，吸烟的负面影响可以在非依赖性学生中观察到，例如，年轻的学生每周吸烟的次数少于五支大麻烟。

使用计算机视觉空间仪器的VAR电池进行的这些研究以及进一步的研究，将理想地为我们更好地了解视觉空间处理，性别差异和有关STEM的多媒体学习之间的复杂关系。我们的目标是为我们的未来专业人员：STEM，在最有挑战性的领域中找到解决女性代表不足的解决方案。