Entrenamiento de la capacidad espacial: ¿Bueno, Bonito y Barato? –por María José Contreras

Este post, escrito para el blog de Roberto, colega y compañero de mis primeras investigaciones sobre la capacidad espacial, resume el actual proyecto de investigación que desarrollamos desde la UNED.

Los profesores Mª Rosa Elosúa, Pedro R. Montoro y yo misma, dirigimos un equipo que explora las posibilidades del entrenamiento en las etapas de educación infantil (Laura Mª Fernández-Méndez), primaria (Patricia Gimeno), secundaria y universidad (Antonio Rodán en ambas etapas).

Presentaré los resultados preliminares de nuestra investigación, y, por tanto, deben considerarse con cautela.

El trabajo se puede contextualizar consultando la página donde se cuelga regularmente información sobre ese proyecto.

Hablaré primero de la relación de la capacidad espacial con las disciplinas STEM (del acrónimo en inglés de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas). También sobre el efecto “palanca” que ofrece el desarrollo de la capacidad espacial para impulsar el conocimiento científico-tecnológico, valorado actualmente por nuestra sociedad como motor de crecimiento económico. A continuación resumiré algunas conclusiones del artículo de Uttal et al. (2013) que son relevantes para nuestra metodología. Contaré algunas implicaciones de nuestros resultados en la réplica de las conclusiones que demuestran que la capacidad espacial se puede entrenar, pero incidiré en el cuándo, cómo y para qué. Para terminar, concluiré con un clásico del área de estudio: las diferencias promedio (o no) que separan a los sexos en la capacidad espacial y su entrenamiento.

Capacidad Espacial y disciplinas STEM

En 2014, la Asociación Americana de Psicología (APA) otorgó el Premio George A. Miller al artículo encabezado por David Uttal, titulado "The Malleability of SpatialSkills: A Meta-Analysis of Training Studies" (publicado en marzo de 2013 en Psychological Bulletin).

Los autores revisaron más de doscientos estudios sobre cómo el entrenamiento puede potenciar el pensamiento espacial. Entre otras virtudes, la APA valoró las implicaciones aplicadas de algunas de sus conclusiones. Los autores destacan el hallazgo que considera el entrenamiento espacial como un vehículo para la mejora del rendimiento en capacidades relacionadas con las disciplinas STEM.

Otros autores, como Wai, Lubinski y Benbow (2009) ya acumularon evidencias, a partir de estudios llevados a cabo a lo largo de 50 años, para demostrar que la capacidad espacial predice el éxito en las disciplinas STEM. Son responsables de uno de los más importantes estudios longitudinales (“Project Talent”) con una muestra de 400.000 estudiantes de educación secundaria. Sus resultados destacaron que aquellos estudiantes con puntuaciones altas en test espaciales tendían a cursar estudios superiores en carreras relacionadas con disciplinas STEM.

Otro estudio longitudinal, dirigido por Shea, Lubinski y Benbow (2001) durante 20 años, con 563 estudiantes de 13 años, apoyó la relación entre la aptitud espacial y la elección de determinados estudios superiores:  aquellos estudiantes con altas aptitudes espaciales tenían más posibilidades de cursar estudios en carreras relacionadas con disciplinas STEM.

Por tanto, existe una relación entre el pensamiento espacial y las disciplinas STEM. Potenciar el pensamiento y la capacidad espacial puede ser relevante para el fomento y crecimiento científico de nuestra sociedad.

Buenas prácticas metodológicas para analizar el efecto del entrenamiento espacial a lo largo del ciclo vital

Los resultados del artículo de Uttal et al. (2013) indicaron que las habilidades espaciales son maleables y que el entrenamiento puede mejorar el razonamiento espacial, tanto en hombres como en mujeres, y en diferentes momentos del ciclo vital (tanto en niños como en adultos).

Interesa destacar que la mayoría de los estudios analizados se hicieron en población adulta: 118 estudios consideraron mayores de 18 años, mientras que con adolescentes de entre 13 y 18 años se realizaron 39 estudios, y 53 estudios consideraron menores de 13 años. Además, la mayoría de las investigaciones se llevaron a cabo con población norteamericana (163 estudios), mientras que en España se llevaron a cabo tan solo 4 estudios de los incluidos en la revisión hecha en ese artículo.

Entre las conclusiones más destacables está la  dificultad para comparar distintas edades, porque no hay apenas estudios que compartan su metodología. Por otro lado, también se señaló la necesidad de incluir un grupo control. Es decir, si se quiere demostrar que un entrenamiento es eficaz, se requiere comparar un grupo experimental con un grupo control, a ser posible activo. Solo si el grupo entrenado (experimental) mejora más en las capacidades espaciales, comparándolo con el grupo que no hemos entrenado (pero que hizo algo), podremos decir que ese entrenamiento es eficaz.

Muchos de los estudios revisados no utilizaron grupo control.

Nuestra investigación utiliza una metodología similar en el entrenamiento espacial con tareas adaptadas a cada grupo de edad, pero evaluando los mismos procesos. Optamos por entrenar en Rotación Mental, porque interesa saber qué sucede con las diferencias entre sexos en aptitud espacial y si hay algún componente evolutivo que haga variar el tamaño del efecto de las diferencias entre grupos de chicos y chicas dependiendo de la edad.

Elegimos la Rotación Mental porque es el componente donde se ha observado un mayor efecto del sexo, a favor de los chicos, en distintos meta-análisis sobre el tema, aunque su magnitud varía (Linn y Petersen, 1985; Voyer, Voyer y Bryden, 1995; Maeda y Yoon, 2013).

Resumiré algunos resultados para subrayar la heterogeneidad observada. Linn y Petersen encontraron un tamaño del efecto medio de 0.73 para la RM, evaluada principalmente con el PMA-Espacial y el MRT (Mental Rotation Test), con un rango de 0.5 a 0.96. Voyer et al. replicaron el estudio anterior, encontrando un tamaño del efecto medio de 0.67 para el MRT. Observaron que los métodos de puntuación del MRT explicaban la heterogeneidad de la varianza. Por último, Maeda y Yoon encontraron un tamaño del efecto medio de 0.57 a favor de los chicos, analizando estudios que usaron en todos los casos el PSVT: R (Purdue Spatial Visualization Test: Visualization of Rotations) por ser una tarea muy utilizada para evaluar capacidad espacial en carreras STEM al usar estímulos 3-D. Los tamaños del efecto variaban en función de las condiciones temporales de aplicación del test.

En nuestras investigaciones durante los últimos años hemos hecho estudios sobre entrenamiento en primero de infantil (3-4 años), tercero de infantil (5-6 años), segundo de primaria (7-8 años) y tercero de secundaria (14-15 años).

La estructura de los estudios ha sido similar:

1. Una sesión de evaluación pre entrenamiento.

2. Tres sesiones de entrenamiento en RM, de 30 minutos cada una, durante tres días consecutivos.

3. Y una sesión de evaluación post entrenamiento.

En la siguiente figura se puede ver el tipo de ejercicios para entrenar la RM en el grupo de adolescentes.

En todas las edades se evaluó la capacidad espacial antes del entrenamiento con una prueba distinta de la entrenada, asegurándonos de que no hubiera diferencias entre los grupos experimental y control. Se evaluaron otras capacidades, como inteligencia fluida, aptitud matemática o memoria de trabajo. También se aplicaron, salvo en infantil, cuestionarios de ansiedad espacial y experiencia con videojuegos.

Algunos resultados están publicados. Otros están en camino.

El estudio con adolescentes ya está publicado (Rodán, A., Contreras, M.J., Elosúa, M.R. y Gimeno, P. (2016). Experimental but not sex differences of a Mental Rotation Training Program on Adolescents. Frontiers in Psychology, Volume 7, Article 1050).

Se han replicado algunas de las conclusiones de Uttal et al. (2013): con tan solo tres sesiones de media hora se produce un efecto de entrenamiento de la rotación mental que demuestra una ventaja del grupo experimental respecto al control en una tarea espacial distinta de la entrenada (pero que comparte procesos de RM).

Este resultado se ha observado en las cuatro edades consideradas.

Otra cuestión no analizada, pero importante, y también señalada por Uttal et al., es la durabilidad de este efecto.

Seríamos ingenuos si pensásemos que por entrenar tres días durante media hora se va a producir una mejora sustancial y a largo plazo de la capacidad entrenada.

Pero hay evidencia de que si se incorporan actividades o juegos que activan procesos visoespaciales, como sucede con videojuegos como el Tetris o el Candy Crush, las diferencias podrían desvanecerse (Cherney, 2008).

El evolutivamente intermitente efecto de las diferencias entre sexos en nuestros estudios

A pesar de que se ha demostrado el efecto de las diferencias entre sexos en Rotación Mental, con un mejor rendimiento promedio de los chicos, en nuestros estudios no hemos encontrado diferencias en la mayoría de las edades evaluadas.

Solo apareció un rendimiento significativamente menor de las chicas en segundo de primaria (7-8 años). Ni en las edades evaluadas en infantil, ni en secundaria, observamos tal efecto.

En la siguiente figura se muestran los resultados con adolescentes, segregados por sexos y grupos experimental/control, con las puntuaciones pre-post y la diferencia del incremento (post-pre) en el subtest espacial del EFAI (Santamaría et al. 2005).

No se encontraron diferencias significativas entre sexos en ninguna variable.

Por otro lado, en este estudio tampoco se encontraron diferencias significativas entre sexos en experiencia con videojuegos, efecto que sí encontramos en el estudio de segundo de primaria, donde apareció efecto del sexo y una media significativamente menor de experiencia con videojuegos en niñas.

Poniendo en relación ambos estudios con la literatura previa al respecto, nuestros resultados replican la bibliografía que relaciona dicha experiencia con un mejor rendimiento espacial. Por ejemplo, Terlecki et al. (2011) concluyeron que la brecha espacial entre sexos, a favor de los chicos, podría reducirse con el desarrollo tecnológico actual. Nuestros estudios parecen confirmar esta tendencia.

La facilidad con la que actualmente pueden incorporarse aplicaciones y juegos en los teléfonos móviles pudo influir en que no encontráramos diferencias entre sexos en los adolescentes. En segundo de primaria aún se da más juego de roles que pudiera estar manteniendo las diferencias. En las edades de infantil no replicamos tampoco el efecto del sexo, y puede influir que en las edades de 3 a 6 años hay muchos juegos manipulativos con bloques, puzles, etc. que pueden facilitar el juego equivalente niños-niñas.

Aunque esta discusión es especulativa, en el futuro podremos comprobar estas hipótesis y por dónde avanzan las diferencias entre sexos en capacidad espacial. Quizá pueda confirmarse su desaparición sin tener que esperar a que avance demasiado el siglo XXI.

En una investigación realizada en la Universidad Autónoma de Madrid a comienzos del presente siglo, por el equipo liderado por José Santacreu, observamos la misma estructura factorial espacial en ambos sexos. Sin embargo, las diferencias a favor de los chicos se apreciaban en titulaciones de todas las ramas académicas (véase la siguiente figura –a mayor valor, peor rendimiento).

¿Puede que los tiempos estén cambiando?

Aunque la frecuencia con que las chicas eligen carreras STEM sea menor que la de los chicos –en la página 18 de este informe, que resume distintos indicadores de la OCDE 2015, se observa que las mujeres representan alrededor del 60% en el campo de Humanidades y Ciencias Sociales, mientras que en el campo científico-tecnológico los hombres son mayoría y en este caso las mujeres solo representan el 30% --es posible que las chicas que entran tengan capacidades espaciales similares a los chicos. Sin embargo, no fue eso lo que encontramos en la investigación recién comentada.

Evaluando la capacidad de visualización espacial de estudiantes de primero de carrera, no encontramos diferencias entre chicos y chicas, ni en estudiantes de Matemáticas, ni en estudiantes de Arquitectura. En otro estudio, hecho con estudiantes de Ingeniería, se encontró un efecto del sexo en la misma tarea de visualización.

Por tanto, puede que los tiempos SÍ estén cambiando y que la última década haya sido crucial para la reducción de estas diferencias en capacidad espacial que separan en promedio a chicos y chicas.

Para qué entrenar el pensamiento espacial

Uttal et al. (2013) comienzan su artículo explicando una cuestión fundamental para quienes nos dedicamos a la formación: cualquier experiencia que potencie la educación incide en el desarrollo individual –mejorar respecto a nosotros mismos- y también puede reducir las diferencias individuales -mejorar respecto a otros-.

A pesar de este objetivo tan deseable, también es cierto que a menudo la intervención aumenta, en lugar de reducir, las diferencias individuales. Este hecho se observó, por ejemplo, en el programa Barrio Sésamo. Estaba dirigido a mejorar el nivel intelectual de los chavales en desventaja, pero se observó que los chavales ‘normales’ también veían el programa y ese hecho aumentaba la diferencia que se deseaba reducir. Los detalles pueden consultarse en una excelente capítulo preparado por Dick Snow y E. Yalow en el clásico ‘Handbook of human intelligence’ editado por Bob Sternberg (1982).

Pero mantengamos el objetivo de reducir las diferencias, en este caso que las chicas mejoren su capacidad espacial, o ayudar a mejorar a quienes utilizan estrategias poco eficaces. O a reducir la ansiedad de quienes pueden tener miedo a enfrentarse a este tipo de problemas visoespaciales, a la tridimensionalidad de una molécula o a la conexión entre neurotransmisores en el cerebro.

El entrenamiento debería contribuir a mejorar, tanto a los individuos como a los grupos, que tengan más dificultades (o menos interés) con el mundo de las relaciones espaciales.

Existen posibilidades para entrenar la capacidad espacial.

Por tanto, conviene que los chavales hagan actividades que pongan en marcha sus procesos de razonamiento espacial. Desde actividades manipulativas –como puzles, legos, bloques, tangram, ajedrez o maquetas—hasta videojuegos que requieren procesamiento espacial (acción y aventuras, deporte, simulación o estrategia).

Nora Newcombe, en este interesante artículo, facilita orientaciones para el profesorado y las familias (ver pág 33) enumerando recomendaciones para desarrollar el pensamiento espacial. Entre ellas se incluyen las ya comentadas y otras relacionadas con la expresión verbal y corporal.

En resumen, apostamos por un uso racional y estimulante de las herramientas que pueden potenciar las capacidades cognitivas.

                                  

Las ideas descritas en este post se pueden complementar con el programa de radio de la UNED titulado “¿Es posible entrenar la capacidad espacial? Qué, cómo y cuándo”.

---------

Dpto. de Psicología Básica I (UNED)

-->

Contacto: mjcontreras@psi.uned.es