Alla pratar om STEM – men ingen pratar om spatial förmåga

Alla pratar om STEM – men ingen pratar om spatial förmåga

Jag deltar på ett seminarium på UCL med professor Emily Farran om hennes forskning om spatialt tänkande. Hon inleder med att beskriva tre centrala aspekter av spatiala förmågor som direkt kan kopplas till undervisning:

1. Förstå position och former av objekt och relationer dem emellan.
2. Visualisera och mentalt manipulera objekt – t.ex. vrida, dela eller föreställa sig dem i olika perspektiv.
3. Använda verktyg för att stödja och utvidga spatialt tänkande.

”Det handlar inte bara om att bygga med Legoklossar”, poängterade hon. ”Det är all typ av handling i en spatial värld där vi agerar.”. Det är lätt att ha en trivial uppfattning om spatial förmåga: lite Lego, klossar, Minecraft. En del gillar det, andra inte. Ett annat sätt att beskriva spatial förmåga är förmågan till analogt, relationellt och simultant tänkande i den rumsliga dimensionen. Jag beskriver denna typ av tänkande i min bok för förskolan (1) samt i blogginlägget Analogt tänkande – en pusselbit för att främja språk- och kunskapsutveckling.

Och spatial förmåga är allt annat än trivialt. Idag pratar vi om den bristande likvärdigheten i lärandet, och inte minst rekryteringen till högre utbildning. Förmågan att förstå rumsliga spatiala relationer har visat sig vara en stark prediktor för framgång inom STEM – science, technology, engineering och mathematics – långt starkare än man kanske tidigare trott. I en longitudinell studie med 400 000 deltagare av Wai et al. (2) såg de att hög spatial förmåga kraftigt ökar sannolikheten att studera inom STEM.

”Och spatial förmåga är allt annat än trivialt. Idag pratar vi om den bristande likvärdigheten i lärandet, och inte minst rekryteringen till högre utbildning. Förmågan att förstå rumsliga spatiala relationer har visat sig vara en stark prediktor för framgång inom STEM – science, technology, engineering och mathematics – långt starkare än man kanske tidigare trott.”

Samtidigt konstaterar Gilligan-Lee i flera studier (3), inklusive en tillsammans med mina kollegor på UCL (4) att spatialt tänkande fortfarande lyser med sin frånvaro i många matematikläroplaner liksom i många lärares medvetande – trots att det är centralt för att förstå begrepp och idéer som talraden, koordinatsystem och geometri m.m. Flera meta-analyser av Atit m.fl och Xie m.fl (5, 6) visar att spatial förmåga har en tydlig och signifikant koppling till matematisk förmåga – både i barn- och vuxenålder. Relationen är moderat till stark (r = .36), och kvarstår även efter att man kontrollerat för generell intelligens. Med andra ord – det är inte enbart en fråga om att vara begåvad. Vi uppfattar lätt intelligens som en statisk förmåga och spatial förmåga förbehållet särskilt begåvade elever.

”Vi uppfattar lätt intelligens som en statisk förmåga och spatial förmåga förbehållet särskilt begåvade elever.”

Men kanske viktigast: det går att träna upp spatiala förmågor. Både Uttal et al. (7) och Hawes et al. (8) visar i sina meta-analyser att spatial träning förbättrar såväl spatiala som matematiska prestationer – särskilt när träningen involverar konkreta fysiska material och sker i tidig ålder. Effekten är större än för många andra utbildningsinsatser som ofta lyfts fram. Min egen referensram kring spatial träning kommer bl.a. från erfarenheter av FIE-programmet där man bland annat tränar just förståelsen för visuospatiala relationer explicit, samt från PASS-projektet där vi studerar sambanden mellan analogt och verbal-spatialt tänkande och skolprestationer i svenska grundskolan.

Frånvaron av spatialt tänkande i STEM-strategin och läroplansutredningen

Regeringens STEM-strategi pekar mot läroplansutredningen för att stärka STEM. Så varför nämns spatial förmåga bara två gånger i läroplansutredningen – en gång i matematik och en gång i slöjd – och noll gånger i förslaget till ny lärarutbildning? Och de vetenskapliga referenserna saknas. Detta pekar på ett problem: vi riskerar att bygga reformer på ett alltför smalt urval av forskning från kognitionsvetenskapen, snarare än på en systematisk och bred översikt av kunskapsläget bl.a. inom det som kallas för science of learning (9). I ett tidigare inlägg om regeringens STEM-strategi, Byggklossar för framtiden, argumenterade jag för att strategin måste börja i förskolan – med fokus på barns spatiala och analytiska förmågor.

För fyra år sedan ifrågasatte jag föreställningen om att yngre elever först måste lära sig faktakunskaper innan de kan utveckla resonemangsförmåga i blogginlägget Behöver yngre elever utveckla sin resonemangsförmåga?. Tyvärr har föreställningen bitit sig fast i debatten kring skolreformer och skymtar även i utredningsdirektiven för läroplansutredningen. Forskningen kring både spatialt och analogt tänkande pekar i motsatt riktning. Men, för rättvisans skull, även läroplansutredningen har identifierat det problematiska i att elevers resonemangsförmåga tolkats som att de ska producera resonemang för bedömning. Just därför hade detta omfattande forskningsområde kunnat nyansera och tydliggöra: barn och elever behöver resonera mer, inte mindre, och gärna tidigare.

”Just därför hade detta omfattande forskningsområde kunnat nyansera och tydliggöra: barn och elever behöver resonera mer, inte mindre, och gärna tidigare.”

Det är dags att föra in spatial förmåga och analogt tänkande i centrum av vår utbildningsdiskussion. Inte som ett sidospår, utan som en kärnkompetens – särskilt men inte enbart i matematikundervisning. Det handlar om att ta barns och elevers kognitiva förmågor på allvar – och att bygga en skola på vetenskaplig grund. En verkligt evidensbaserad praktik.

Med vänlig hälsning, Petri Partanen

PS. Tycker du inlägget är intressant. Dela det gärna med knapparna nedan. DS.

Referenser

1. Partanen, P. (2024). Att utveckla barns förmågor i förskolan.
2. 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.
3. Gilligan-Lee, K. A., Hawes, Z. C., & Mix, K. S. (2022). Spatial thinking as the missing piece in mathematics curricula. npj Science of Learning, 7(1), 10.
4. Gilligan‐Lee, K. A., Bradbury, A., Bradley, C., Farran, E. K., Van Herwegen, J., Wyse, D., & Outhwaite, L. A. (2023). Spatial thinking in practice: a snapshot of teacher’s spatial activity use in the early years’ classroom. Mind, Brain, and Education, 17(2), 107-116.
5. Atit, K., Power, J. R., Pigott, T., Lee, J., Geer, E. A., Uttal, D. H., … & Sorby, S. A. (2022). Examining the relations between spatial skills and mathematical performance: A meta-analysis. Psychonomic bulletin & review, 1-22.
6. Xie, F., Zhang, L., Chen, X., & Xin, Z. (2020). Is spatial ability related to mathematical ability: A meta-analysis. Educational Psychology Review, 32, 113-155.
7. Uttal, D. H., Meadow, N. G., Tipton, E., Hand, L. L., Alden, A. R., Warren, C., & Newcombe, N. S. (2013). The malleability of spatial skills: a meta-analysis of training studies. Psychological bulletin, 139(2), 352.
8. Hawes, Z. C., Gilligan-Lee, K. A., & Mix, K. S. (2022). Effects of spatial training on mathematics performance: A meta-analysis. Developmental Psychology, 58(1), 112.
9. UNESCO (2024). Insights from the science of learning for education. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000392085