Sissejuhatus
Vaimne kujutlus on pikaajalise mälu (PTM) uurimisel keskse tähtsusega (Matlin, 2009). See õppetund käsitleb, kuidas teavet kujutistes esitatakse, ning individuaalseid erinevusi kujutluse kasutamise oskuses.
Ruumilise informatsiooni esitamine
Vaimne kujutlusvõime viitab visuaalse/ruumilise teadmise vaimsetele esitustele, sealhulgas kujutatud objektide või sündmuste füüsilistele omadustele. Visuaalsed stiimulid, millele tähelepanu pööratakse, säilitatakse lühidalt sensoorses registris veridikaalsel (tõelisel) kujul ja seejärel kantakse üle töömälu (WM). Tundub, et töömälu esitus säilitab mõned esindatava stiimuli füüsilised atribuudid (Gagné, Yekovich ja Yekovich, 1993). Kujutised on analoogsed esitused, mis on sarnased, kuid mitte identsed nende referentidega (Shepard, 1978).
Kujutlusvõimet on väärtustatud juba Vana-Kreeka ajast. Platon arvas, et mõtted ja tajud on meelde jäetud nagu vahaplokk ja neid mäletatakse nii kaua, kui pildid kestavad (Paivio, 1970). Simonides, kreeka poeet, uskus, et kujutised on assotsiatiivsed vahendajad. Ta töötas välja loci meetodi mäluhoidjana. Selles meetodis seostatakse meelde jäetav teave tuttava keskkonna asukohtadega.
Vaimne kujutlusvõime on olnud mõjukas ka avastuste tegemisel. Shepard (1978) kirjeldas Einsteini Gedanken eksperimenti, mis tähistas elektromagnetilise teooria relativistliku reformuleerimise algust. Einstein kujutas ette, et ta reisib koos valguskiirega (186 000 miili sekundis) ja see, mida ta nägi, ei vastanud ei valgusele ega millelegi, mida kirjeldasid Maxwelli võrrandid klassikalises elektromagnetilises teoorias. Einstein teatas, et ta tavaliselt mõtles kujutiste kaudu ja reprodutseeris oma mõtted sõnades ja matemaatilistes võrrandites alles siis, kui ta olukorda visuaalselt mõistis. Saksa keemik Kekulé nägi väidetavalt und, milles ta visualiseeris benseeni struktuuri, ning Watson ja Crick kasutasid ilmselt vaimset pööret, et murda geneetiline kood.
Vastupidiselt kujutistele on propositsioonid diskreetsed tähenduse esitused, mis ei sarnane oma struktuuris oma referentidega. Väljend „New York City” ei sarnane tegelikule linnale rohkem kui peaaegu ükski kolm sõna, mis on juhuslikult sõnaraamatust valitud. New Yorgi linna kujutis, mis sisaldab pilvelõhkujaid, kauplusi, inimesi ja liiklust, on struktuurilt oma referendile sarnasem. Sama kontrasti on näha sündmuste puhul. Võrrelge lauset „Must koer jooksis üle muru” selle stseeni kujutisega.
Vaimne kujutlusvõime on vastuoluline teema (Matlin, 2009). Peamine küsimus on, kui palju vaimsed kujutised sarnanevad tegelikele piltidele: kas need sisaldavad samu detaile nagu pildid või on need udused pildid, mis kujutavad ainult esiletõstetud osi? Stiimuli visuaalset mustrit tajutakse siis, kui selle omadused on seotud pikaajalise mälu (LTM) esitusega. See tähendab, et kujutised võivad olla sama selged kui LTM esitused (Pylyshyn, 1973). Sel määral, mil vaimsed kujutised on inimeste tajude tooted, on kujutised tõenäoliselt stiimulite puudulikud esitused.
Tõendid selle kohta, et inimesed kasutavad kujutlusvõimet ruumilise teadmise esitamiseks, pärinevad uuringutest, kus osalejatele näidati paari kahemõõtmelisi pilte, millest igaüks kujutas kolmemõõtmelist objekti (Cooper & Shepard, 1973; Shepard & Cooper, 1983). Ülesanne oli kindlaks teha, kas iga paari kaks pilti kujutasid sama objekti. Lahendusstrateegia hõlmas ühe objekti vaimset pööramist igas paaris, kuni see sobis teise objektiga või kuni inimene otsustas, et ükski pöörde hulk ei anna identset objekti. Reaktsiooniajad olid otsene funktsioon vajalike vaimsete pöörete arvust. Kuigi need ja muud andmed viitavad sellele, et inimesed kasutavad teadmiste esitamiseks kujutisi, ei käsitle need otseselt küsimust, kui palju kujutised vastavad tegelikele objektidele.
Sel määral, mil õpilased kasutavad kujutlusvõimet ruumilise ja visuaalse teadmise esitamiseks, on kujutlusvõime oluline haridussisu puhul, mis hõlmab konkreetseid objekte. Kui õpetatakse üksust erinevate kivimite (mäed, platoo, seljandikud) kohta, võib õpetaja näidata pilte erinevatest moodustistest ja paluda õpilastel neid ette kujutada. Geomeetrias saab kujutlusvõimet kasutada vaimsete pöörete käsitlemisel. Pildilised illustratsioonid parandavad õpilaste õppimist tekstidest (Carney & Levin, 2002; vt rakendus 'Kujutlusvõime kasutamine klassiruumis' rohkemate näidete jaoks).
Kujutlusvõime kasutamine klassiruumis
Kujutlusvõimet saab kasutada õpilaste õppimise suurendamiseks. Üks rakendus hõlmab õpilaste juhendamist kolmemõõtmeliste kujundite (nt kuubikud, sfäärid, koonused) kohta, et arvutada nende ruumalad. Kasutatakse ka verbaalseid kirjeldusi ja kahemõõtmelisi diagramme, kuid kujundite tegelikud mudelid suurendavad oluliselt õpetamise tõhusust. Õpilastel kujundite käes hoidmine soodustab nende arusaamist ruumala mõistest.
Kujutlusvõimet saab kasutada kehalises kasvatuses. Kui õpilased õpivad muusikaga kaasnevat harjutusprogrammi, saab õpetaja kõigepealt modelleerida iga programmi osa ilma muusikata, pärast mida õpilased sulgevad silmad ja mõtlevad sellele, mida nad nägid. Seejärel teevad õpilased iga programmi osa. Hiljem saab õpetaja lisada muusikat üksikutele osadele.
Kujutlusvõimet saab kasutada keelekunsti tundides. Üksuse jaoks, mis hõlmab lõigu kirjutamist, mis annab juhiseid ülesande täitmiseks või millegi valmistamiseks, palub Kathy Stone oma kolmanda klassi õpilastel mõelda üksikutele sammudele (nt maapähklivõi ja moosi võileiva valmistamine). Kui õpilased on ülesande ette kujutamise lõpetanud, saavad nad iga sammu visualiseerida seda kirja pannes.
Kunstiklassi õpetajad saavad kasutada kujutlusvõimet, et õpetada õpilasi juhiseid järgima. Õpetaja võib anda järgmised juhised suuliselt ja kirjutada need tahvlile: „Visualiseerige kunstipaberil kujundus, mis sisaldab neli ringi, kolm kolmnurka ja kaks ruutu, kus mõned kujundid kattuvad üksteisega.” Õpetaja võib esitada järgmised küsimused, et tagada õpilaste kujutlusvõime kasutamine: Mitu ringi sa näed? Mitu kolmnurka? Mitu ruutu? Kas mõni kujund puutub kokku? Millised?
Tantsuõpetajad võivad paluda oma õpilastel sulgeda silmad, kuulates muusikat, mille saatel nad esinevad. Seejärel võivad nad paluda õpilastel ette kujutada, et nad tantsivad, visualiseerides iga sammu ja liigutuse. Õpetaja võib paluda õpilastel visualiseerida, kus nemad ja nende klassikaaslased laval on, kui nad tantsivad.
Jim Marshall viis oma Ameerika ajaloo klassid kodusõja lahinguväljale ja palus neil ette kujutada, milline pidi olema lahing sellel kohal. Hiljem lasi ta klassis õpilastel koostada arvutis kaardi, mis kopeeris selle koha, ja seejärel luua erinevaid stsenaariume, mis oleksid võinud juhtuda, kui Uniooni ja Konföderatsiooni väed võitlesid.
Tõendid näitavad, et inimesed kasutavad kujutlusvõimet ka abstraktsete mõõtmete üle mõtlemiseks. Kerst ja Howard (1977) palusid õpilastel võrrelda autoparke, riike ja loomi suuruse konkreetse mõõtme ja sobiva abstraktse mõõtme järgi (nt hind, sõjaline võimsus, metsikus). Abstraktsed ja konkreetsed mõõtmed andsid sarnaseid tulemusi: kui esemed muutusid sarnasemaks, suurenesid reaktsiooniajad. Näiteks suuruse võrdlemisel on ilvese ja elevandi võrdlemine lihtsam kui ninasarviku ja jõehobu võrdlemine. Pole selge, kuidas osalejad abstraktsed mõõtmed ette kujutasid või kas nad üldse kujutlusvõimet kasutasid. Võib-olla esindasid nad abstraktsed mõõtmed propositsioonide kaudu, näiteks võrreldes Ameerika Ühendriike ja Jamaicat sõjalise võimsuse järgi, kasutades propositsiooni „Ameerika Ühendriikidel on rohkem sõjalist võimu kui Jamaical”. Teadmiste kaardid, mis on seotud ideede pildilised esitused, aitavad õpilaste õppimist (O’Donnell, Dansereau ja Hall, 2002).
Kujundid pikaajalises mälus (LTM)
Paljud teadlased on nõus, et kujundeid kasutatakse töötlusmälus (WM), kuid on eriarvamusel, kas neid säilitatakse pikaajalises mälus (LTM) (Kosslyn & Pomerantz, 1977; Pylyshyn, 1973). Duaalkoodi teooria käsitleb seda küsimust otseselt (Clark & Paivio, 1991; Paivio, 1971, 1978, 1986). Pikaajalisel mälul on kaks teadmiste esitamise viisi: verbaalne süsteem, mis sisaldab keeles väljendatud teadmisi, ja kujundiline süsteem, mis salvestab visuaalset ja ruumilist teavet. Need süsteemid on omavahel seotud – verbaalse koodi saab teisendada kujundiliseks koodiks ja vastupidi – kuid olulised erinevused on olemas. Verbaalne süsteem sobib abstraktse teabe jaoks, samas kui kujundilist süsteemi kasutatakse konkreetsete objektide või sündmuste esitamiseks.
Shepardi katsed toetavad kujundite kasulikkust ja pakuvad kaudset tuge duaalkoodi teooriale. Muud toetavad tõendid pärinevad uuringutest, mis näitavad, et konkreetsete ja abstraktsete sõnade loendite meenutamisel meenutavad inimesed konkreetseid sõnu paremini kui abstraktseid (Terry, 2009). Duaalkoodi teooria seletus sellele leiule on, et konkreetseid sõnu saab kodeerida verbaalselt ja visuaalselt, samas kui abstraktseid sõnu kodeeritakse tavaliselt ainult verbaalselt. Meenutamisel kasutavad inimesed konkreetsete sõnade jaoks mõlemat mälusüsteemi, kuid abstraktsete sõnade jaoks ainult verbaalset süsteemi. Muud kujundiliste mnemooniliste vahendajate uuringud toetavad duaalkoodi teooriat.
Vastupidiselt väidab ühtne teooria, et kogu teave on pikaajalises mälus esindatud verbaalsete koodidena (väidetena). Kujundid töötlusmälus rekonstrueeritakse verbaalsetest pikaajalise mälu koodidest. Kaudne toetus sellele seisukohale pärineb Mandlerilt ja Johnsonilt (1976) ning Mandlerilt ja Ritcheylt (1977). Nagu verbaalse materjali puhul, kasutavad inimesed visuaalse teabe omandamisel skeeme. Nad mäletavad stseene paremini, kui elemendid on tüüpilises mustris; mälu on halvem, kui elemendid on korrastamata. Teabe sisukas korraldamine ja skeemidesse arendamine parandab stseenide mälu sama palju kui verbaalse materjali puhul. See leid viitab ühise protsessi toimimisele, olenemata esitatud teabe vormist.
Hoolimata sellest arutelust parandab konkreetsete materjalide ja piltide kasutamine mälu (Terry, 2009). Sellised õppevahendid nagu manipulatiivsed vahendid, audiovisuaalsed abivahendid ja arvutigraafika hõlbustavad õppimist. Kuigi konkreetsed vahendid on kahtlemata olulisemad väikelastele, kuna neil puudub kognitiivne võime abstraktselt mõelda, saavad igas vanuses õpilased kasu mitmes režiimis esitatud teabest.
Individuaalsed erinevused
Mil määral inimesed tegelikult kujutluspilte kasutavad teabe meeldejätmiseks, varieerub sõltuvalt kognitiivsest arengust. Kosslyn (1980) oletas, et lapsed kasutavad kujutluspilte teabe meeldejätmiseks ja meenutamiseks tõenäolisemalt kui täiskasvanud, kes toetuvad rohkem propositsionaalsele representatsioonile. Kosslyn andis lastele ja täiskasvanutele väiteid nagu “Kassil on küüned” ja “Rotil on karvkate.” Ülesandeks oli väidete õigsuse kindlakstegemine. Kosslyn arutles, et täiskasvanud suudavad kiiremini reageerida, kuna nad saavad pikaajalise mälu (LTM) kaudu propositsionaalsele teabele juurde pääseda, samas kui lapsed peaksid looma kujutise loomast ja seda skaneerima. Et kontrollida täiskasvanute üldist paremat infoprotsessi, paluti mõnel täiskasvanul skaneerida looma kujutist, samas kui teistel oli vabadus kasutada mis tahes strateegiat.
Täiskasvanud reageerisid kujutluspiltide juhiste korral aeglasemalt kui strateegia valikul, kuid lastel erinevust ei leitud. Need tulemused näitavad, et lapsed kasutavad kujutluspilte isegi siis, kui neil on vabadus teisiti teha, kuid need ei käsitle, kas lapsed ei saa propositsionaalset teavet kasutada (kognitiivsete piirangute tõttu) või kas nad saavad, kuid ei vali seda teha, kuna nad peavad kujutluspilte tõhusamaks.
Kujutluspiltide kasutamine sõltub ka komponentprotsesside sooritamise tõhususest. Ilmselt on kaasatud kahte tüüpi. Üks protsesside komplekt aitab aktiveerida salvestatud mälestusi kujutiste osadest. Teine komplekt aitab osi õigesse konfiguratsiooni paigutada. Need protsessid võivad olla lokaliseeritud aju erinevates osades. Individuaalsed erinevused kujutluspiltides võivad tekkida seetõttu, et inimestel on erinev, kui tõhusalt see kahepoolne töötlemine toimub (Kosslyn, 1988).
Kujutluspiltide kasutamine igas vanuses inimeste poolt sõltub sellest, mida tuleb ette kujutada. Konkreetseid objekte on lihtsam ette kujutada kui abstraktsioone. Teine tegur, mis mõjutab kujutluspiltide kasutamist, on inimese võime seda kasutada. Eideetiline kujutlusvõime ehk fotomälu (Leask, Haber & Haber, 1969) ei ole tegelikult nagu foto; viimast nähakse tervikuna, samas kui eideetiline kujutlusvõime esineb osadena. Inimesed teatavad, et kujutis ilmub ja kaob segmentidena, mitte korraga.
Eideetilist kujutlusvõimet leidub sagedamini lastel kui täiskasvanutel (Gray & Gummerman, 1975), kuid isegi laste seas on see haruldane (umbes 5%). Eideetiline kujutlusvõime võib arenemisega kaduma minna, võib-olla seetõttu, et propositsionaalne representatsioon asendab kujuteldava mõtlemise. Samuti on võimalik, et täiskasvanud säilitavad võime moodustada selgeid kujutisi, kuid ei tee seda rutiinselt, kuna nende propositsionaalsed süsteemid suudavad esitada rohkem teavet. Nii nagu mälu saab parandada, saab ka kujutiste moodustamise võimet arendada, kuid enamik täiskasvanuid ei tee teadlikult tööd oma kujutlusvõime teravdamiseks.