男性？女性？还是中性？在心理旋转测试中，使用新型多面体图形作为性别中立的刺激物

《Learning and Motivation》：Male? Female? Neutral! Using novel polyhedral figures as gender-neutral stimuli in a mental-rotation test

性别差异与空间旋转测试中的中性刺激效应

　　该研究探讨了性别在心理旋转任务中的表现差异，并使用了全新的、性别中立的多面体刺激物。与广泛使用的立方体图像相比，这些新的刺激物在结构上相似，但更不熟悉，因此可能减少性别刻板印象的影响。研究假设这些中性刺激物可能会减少性别差异，同时通过控制儿童时期的玩耍行为，可以提高解释的精确性，从而更全面地理解性别差异的成因。

### 1. 男性与女性在心理旋转任务中的表现差异

心理旋转能力是空间能力的一个组成部分，常被视为STEM领域性别差异的一个关键因素。自1971年Shepard和Metzler的研究以来，研究人员主要使用立方体图像来评估性别差异。尽管这些立方体图像被设计为尽可能不熟悉和无意义，但越来越多的研究表明，这些图像实际上带有男性刻板印象，对男性参与者更为熟悉。因此，一些研究发现，当使用女性刻板印象的刺激物时，女性的表现甚至优于男性。例如，Rahe等人（2021）和Ruthsatz等人（2014）的研究都表明，使用女性刻板印象的刺激物可以缩小性别差异。

然而，本研究发现，即使使用了新的中性多面体刺激物，男性和女性在心理旋转任务的准确性上仍然存在显著差异，而反应时间则没有明显差异。这一结果与预期相反，但进一步的回归分析表明，性别对准确性的影响可能被儿童时期的玩耍行为所中介。也就是说，虽然性别本身并不直接导致心理旋转能力的差异，但男性更倾向于参与典型的男性活动，而这些活动可能间接影响他们的心理旋转表现。

### 2. 研究设计与假设

为了更好地理解这些差异，研究采用了全新的刺激物，并设计了三个主要假设：

- **假设1**：新的多面体刺激物不会被归类为典型的男性或女性刺激物。
- **假设2**：男性参与者在任务中的确定性和表现评估上会比女性更高，但不会在难度评估上存在差异。
- **假设3**：参与者会根据其性别报告不同的儿童时期性别角色行为。
- **假设4**：儿童时期的典型男性性别角色行为与心理旋转任务的准确性无关。
- **假设5**：使用多面体刺激物时，男性和女性在心理旋转任务中的准确性没有显著差异。
- **假设6**：使用多面体刺激物时，男性和女性在心理旋转任务中的反应时间没有显著差异。

研究采用Blender软件创建了新的多面体图像，这些图像基于六面体结构，但其角被“切掉”，使其形成一个由六边形和八边形组成的、更圆润的形状。这种设计旨在避免典型的男性或女性刻板印象，同时保持与传统MRT任务的可比性。为了确保任务的清晰性，研究者使用了较浅的颜色和明确的轮廓，并且采用了正交投影而不是透视投影，以减少刺激物的复杂性对处理效率的影响。

### 3. 研究方法

研究招募了122名参与者（83名女性和39名男性），通过在线平台SONA Systems进行数据收集。为了减少年龄对心理旋转表现的影响，研究者排除了年龄超过60岁的参与者。研究者还使用了儿童行为问卷（Child-Behaviour Questionnaire）来评估参与者在儿童时期的性别角色行为，以及自我评估问卷（Self-assessment of Confidence Questionnaire）来评估他们在心理旋转任务中的确定性和表现评估。

为了测试刺激物的性别中立性，研究者使用了一个改编自Ruthsatz等人（2015）的问卷，参与者需要对不同刺激物的性别刻板印象进行评分，范围从“典型的男性”（0）到“典型的女性”（100）。结果显示，新的多面体刺激物被参与者视为性别中立，而传统的立方体和汽车被视为典型的男性刺激物，而球形物体和娃娃则被视为典型的女性刺激物。

### 4. 研究结果

研究发现，男性在心理旋转任务中的准确性显著高于女性，而反应时间没有显著差异。这一结果表明，尽管刺激物被设计为性别中立，但性别差异仍然存在。进一步的回归分析显示，性别对准确性的影响主要通过儿童时期的玩耍行为进行中介。具体而言，女性的儿童时期玩耍行为与准确性存在显著负相关，而男性的玩耍行为与准确性没有显著相关性。这可能意味着，女性在儿童时期较少参与与空间能力相关的活动，从而影响了她们在成年后的心理旋转表现。

此外，研究还发现，女性在自我评估中表现出更高的不确定性和更低的自我评价，而男性则表现出更高的确定性和更积极的自我评价。这一结果与之前的文献一致，表明男性可能在空间任务中更容易感到自信。然而，尽管男性在任务中的准确性更高，但研究者并未发现他们对任务难度的评估存在显著差异，这表明任务本身的难度对于两性来说是相似的。

### 5. 研究的启示与讨论

研究结果表明，性别差异在心理旋转任务中主要由儿童时期的玩耍行为所影响，而非固有的认知差异。这与Bartlett和Camba（2023）的观点一致，即传统的空间能力测试可能受到性别刻板印象的影响。通过使用性别中立的刺激物，研究者试图减少这种刻板印象的影响，但结果仍然显示性别差异存在，这可能意味着性别刻板印象对心理旋转能力的影响是深远的。

研究还发现，女性在儿童时期较少参与典型的男性活动，这可能影响了她们在成年后的空间能力发展。然而，女性的玩耍行为与反应时间存在显著正相关，这可能意味着女性在完成任务时更倾向于使用详细的策略，从而导致反应时间较长。这种模式在男性中并未观察到，这可能与男性在空间任务中更倾向于使用快速但可能不够准确的策略有关。

### 6. 研究的局限性与未来方向

尽管研究结果提供了有价值的见解，但也存在一些局限性。首先，参与者是通过在线平台完成任务的，这可能影响任务的客观性。其次，样本中女性比例较高，这可能影响结果的普遍性。此外，研究仅评估了儿童时期的玩耍行为，而未包括当前的兴趣或偏好，这可能限制了对空间能力发展的全面理解。

未来的研究可以考虑使用更广泛的样本，包括不同性别和年龄的参与者，并结合不同的刺激物类型，以进一步探索性别刻板印象对心理旋转任务的影响。此外，研究可以采用隐性测试方法，以减少参与者对刺激物的主观评价对结果的影响。研究还可以使用眼动追踪技术，以更深入地了解参与者在完成任务时的注意力分配和处理策略。

### 7. 结论

总体而言，该研究强调了在研究心理旋转能力时，刺激物性质的重要性。使用性别中立的刺激物可能减少性别刻板印象的影响，但性别差异仍然存在。这表明，尽管刺激物的设计可以减少偏见，但性别差异可能仍然受到其他因素的影响，如动机和任务参与度。因此，未来的研究需要进一步探索这些因素，以更全面地理解性别差异的成因。

此外，该研究还指出，心理旋转任务的难度可能影响参与者的自我评估和表现。使用更复杂的刺激物可能会导致参与者在任务中表现出更高的不确定性，这可能影响他们的自信心和任务完成质量。因此，在设计心理旋转任务时，需要考虑到刺激物的复杂性和参与者的熟悉度，以确保测试的公平性和有效性。

最后，该研究的结果对教育领域具有重要意义，尤其是在STEM领域。通过使用非刻板印象的刺激物和鼓励儿童参与各种类型的活动，可以促进空间能力的发展，并减少性别不平等。这表明，性别中立的测试材料和多样化的刺激物可能有助于更公平地评估空间能力，并促进所有儿童在相关领域的发展。