Uusi koeasetelma mahdollistaa lukumäärien tiedonkäsittelyn tarkastelemisen osana tilavuuden arviointia
Turun yliopistossa tehdyssä kokeellisessa tutkimuksessa havaittiin, että objektien kaksiulotteisen pinta-alatiedon pohjalta on hyvin vaikea arvioida niiden kokonaistilavuutta, sillä pinta-alatieto vääristää arviota. Lisäksi tutkimuksessa havaittiin objektien kokonaistilavuuden arvioinnin nopeuden ja tarkkuuden muuttuvan yli kolmen objektin lukumäärillä.
Tutkimuksessa koehenkilöt arvioivat kaksiulotteisen kuvan pohjalta, miten paljon sylinterissä olevan kuvitteellisen nesteen määrä nousee, jos siihen lisätään valittu määrä palloja. Määrän lisäksi pallojen koko vaihteli eri koeasetelmissa.
Tutkimuksen tekivät Turun yliopiston kasvatustieteiden laitoksen Rauman yksikössä työskentelevä yliopistonlehtori Timo Ruusuvirta sekä psykologian tutkijatohtori Henry Railo. Aikuisilla tehdyn kokeellisen tutkimuksen tulokset on esitelty Perception-julkaisussa.
– Kokeessa näytimme aikuisille koehenkilöille mustavalkoisia siluettikuvia sylinteristä, joka oli puolillaan kuvitteellista mustaa nestettä, ja sylinterin vieressä olevasta yhdestä tai useammasta pallosta, joiden koko vaihteli kuvasta toiseen. Koehenkilöiden tuli arvioida, kuinka paljon nesteen pinta nousisi, jos pallo tai pallot, upotettaisiin nesteeseen, Ruusuvirta kuvaa.
Koeasetelma oli poikkeuksellinen, sillä yleensä tilavuuden ja lukumäärän havaitsemista tarkastellaan erikseen. Ruusuvirran ja Railon tutkimusasetelma tavoittaakin tässä mielessä joitain uusia, myös arkielämän näkökulmasta olennaisia lukumäärän ja tilavuuden yhdistävään tiedonkäsittelyyn liittyviä näkökohtia.
– Myös arjessa joudumme usein yhdistämään tilavuutta ja lukumäärää koskevaa tietoa. Tuloksemme viittaavat siihen, että luonnollisissa ympäristöissä tapahtuvan tilavuuden arviointi on meille hyvin haasteellista. Lisäksi ne viittaavat siihen, että arvioidessamme usean objektin kokonaistilavuutta, mukana näyttävät oleva sellaisenaan myös aiemmin valikoivasti lukumäärien ymmärtämiseen liitetyt aivomekanismit, Ruusuvirta kertoo.
Kokeen yhtenä päähavaintona oli se, että pallojen tilavuuden arviointi heijasti huomattavan paljon niiden siluettien kaksiulotteista pinta-alaa.
– Koetilannetta tietysti osaltaan hankaloitti se, että koehenkilöt joutuivat arvioimaan kolmiulotteisia objekteja niiden kaksiulotteisten siluettikuvien pohjalta. Toisaalta, monet arkipäivän tilanteet vaativat objektien kolmiulotteisuuden havaitsemista pitkälle kaksiulotteisten vihjeiden perusteella. Myös aivojen tiedetään olevan lajikehityksen myötä kohtuullisen treenautuneita tähän tehtävään, Ruusuvirta sanoo.
Kokeen toisena päähavaintona oli, että usean pallon kokonaistilavuuden arviointi oli selkeämmin sarjallista, jos palloja oli kolme tai vähemmän. Suuremmat pallojen lukumäärät näyttivät liittyvän niiden kokonaistilavuuden arviointiin nopeasti hahmottamalla.
– Koehenkilöt näyttivät turvautuvan aikaa vievään laskemiseen vain jos palloja oli kolme tai vähemmän. Yli kolmen pallon kokonaistilavuuden määrittäminen näytti perustuvan enemmän nopeaan kokonaisuuden hahmottamiseen, joka muistuttaa laji- ja yksilönkehityksellisesti varhaista kykyämme arvioida lukumäärien suuruusluokkia juuri noin kolmen ylittävillä lukumäärillä, Ruusuvirta kertoo.
Tutkimuksesta saatu tieto auttaa ymmärtämään lukumäärän ja tilavuuden yhdistävää tiedonkäsittelyämme myös monissa arkipäiväisissä tilanteissa.
– Tarvitsemme lukumäärän ja tilavuuden yhdistävää havainnointia lukemattomissa arjen tilanteissa, vaikkapa kun arvioimme lautasella olevien lihapullien sisältävän ravinnon kokonaismäärää tai sitä, kuinka monta laiturilta kyykättyä sankoa saunan saavi vaatii täyttyäkseen, Ruusuvirta toteaa.
>> Perception-lehdessä julkaistu artikkeli Judging total volumes of silhouetted spheres in different numerosities, authors: Ruusuvirta, Timo; Railo, Henry.
Teksti: Erja Hyytiäinen
Kuva: Timo Ruusuvirta