การเพิ่มความสามารถด้านมิติสัมพันธ์ด้วยกิจกรรมการติดตามวัตถุเคลื่อนที่แบบ สามมิติ สำาหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย: การศึกษาคลื่นไฟฟ้าสมอง Increasing Spatial Recognition Ability Using Three Dimensional Multiple Object Tracking (3D – MOT) Task for Upp

ปิยวรรณ ถนัดธนูศิลป์, สุชาดา กรเพชรปาณี, ปริญญา เรืองทิพย์

Abstract


            การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนารูปแบบการฝึกสมองด้วยกิจกรรมการติดตามวัตถุเคลื่อนที่แบบสามมิติ สำหรับ
การเพิ่มความสามารถด้านมิติสัมพันธ์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย และนำรูปแบบที่พัฒนาขึ้นไปใช้กับนักเรียน
ชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย กลุ่มตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย โรงเรียนแสนสุข อำเภอเมืองชลบุรี จังหวัด
ชลบุรี จำนวน 46 คน สุ่มเข้ากลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุมกลุ่มละเท่า ๆ กัน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ รูปแบบ
กิจกรรมการติดตามวัตถุเคลื่อนที่แบบสามมิติ (3-Dimensional Multiple Object Tracking - 3D MOT Brain Training
Task) แบบทดสอบความสามารถด้านมิติสัมพันธ์ (Spatial recognition ability tests) และเครื่องบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง
(Electroencephalogram: EEG) ตัวแปรที่ศึกษา คือ ค่าเฉลี่ยความสามารถด้านมิติสัมพันธ์ และค่าเฉลี่ยพลังงานสัมพัทธ์
วิเคราะห์เปรียบเทียบข้อมูลด้วยสถิติทดสอบที

            ผลการวิจัยปรากฏว่า

            1) ค่าเฉลี่ยความสามารถด้านมิติสัมพันธ์ของกลุ่มทดลอง หลังการฝึกด้วยกิจกรรมการติดตามวัตถุเคลื่อนที่แบบสามมิติ
สูงกว่าก่อนการทดลอง และสูงกว่ากลุ่มควบคุม อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 ขนาดอิทธิพลเท่ากับ 0.98
            2) ค่าเฉลี่ยพลังงานสัมพัทธ์ของคลื่นไฟฟ้าสมองของกลุ่มทดลอง มีช่วงความถี่คลื่นไฟฟ้าสมอง Alpha 1, Alpha 2,
Beta 1 และ Beta 2 หลังการทดลองสูงกว่าก่อนการทดลอง และสูงกว่ากลุ่มควบคุม อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ
.01 และแตกต่างกันทุกตำแหน่งขั้วไฟฟ้า ได้แก่ สมองส่วนหน้า F3, FZ, F4 สมองส่วนกลาง C3, CZ, C4 สมองส่วน
พาไรเอทัล P3, PZ, P4 และสมองส่วนท้ายทอย O1, O2
            3) ค่าเฉลี่ยความสามารถด้านมิติสัมพันธ์ของกลุ่มทดลองเพศชายสูงกว่าเพศหญิงหลังการทดลอง อย่างมีนัยสำคัญ
ทางสถิติที่ระดับ .05 ขนาดอิทธิพลเท่ากับ 0.42
            4) ค่าเฉลี่ยพลังงานสัมพัทธ์ของคลื่นไฟฟ้าสมองของกลุ่มทดลองระหว่างเพศชายกับเพศหญิง ช่วงความถี่คลื่นไฟฟ้า
สมอง Alpha 1 แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 เฉพาะตำแหน่งขั้วไฟฟ้าของสมองส่วนท้ายทอย O1, O2
ส่วนช่วงความถี่คลื่นไฟฟ้าสมอง Alpha 2 แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 และแตกต่างกันทุกตำแหน่ง
ขั้วไฟฟ้า ได้แก่ สมองส่วนหน้า F3, FZ, F4 สมองส่วนกลาง C3, CZ, C4 สมองส่วนพาไรเอทัล P3, PZ, P4 และสมอง
ส่วนท้ายทอย O1, O2
            สรุปได้ว่า รูปแบบการฝึกสมองด้วยกิจกรรมการติดตามวัตถุเคลื่อนที่แบบสามมิติที่พัฒนาขึ้น สามารถเพิ่มความ
สามารถด้านมิติสัมพันธ์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายได้

      

             The objectives of this research were to develop a brain training task using a three dimensional multiple object tracking (3D - MOT), to compare spatial recognition ability and relative power of experimental group between before and after using a 3D - MOT and to compare between experimental and control groups (with and without using a 3D - MOT). The participants were forty-six upper-secondary school students from Saensuk School, Chon Buri. They were randomly and equally assigned to experimental and control groups. The research instruments were a 3D - MOT, spatial recognition ability test, and electroencephalogram (EEG) recording were used as research instruments. The average spatial recognition ability score and average relative power (RP) of alpha and beta frequency band were used as dependent variables. The t - test was used to analyze the data. The main results were demonstrated as follows:

              1) The average spatial recognition ability score of experimental group after using a 3D - MOT was higher than before training, and also higher than that of the control group (p <. 01), effect size = 0.98.

              2) The average of relative power (RP) of the experiment group after using a 3D - MOT was higher than before training, and higher than the control group at alpha 1, alpha 2, beta 1, beta 2 in all electrode sites: F3, FZ, F4, C3, CZ, C4, P3, PZ, P4, O1 and O2 (p < .01).

              3) The average spatial recognition ability score between male and female students of experimental group after using a 3D - MOT male students was higher than female students (p < .05), effect size = 0.42.

              4) The average of relative power (RP) of the experimental group between male and female students only at alpha 1 in the electrode sites O1 and O2 (p < .05) and alpha 2 in all electrode sites: F3, FZ, F4, C3, CZ, C4, P3, PZ, P4, O1 and O2 (p < .01).

    


Keywords


กิจกรรมการติดตามวัตถุเคลื่อนที่แบบสามมิติ; ความสามารถด้านมิติสัมพันธ์; คลื่นไฟฟ้าสมอง; Three Dimensional Multiple Object Tracking (3D - MOT) Task; Spatial recognition ability; Electroencephalogram

References


Alloway, T. P., Bibile, V., & Lau, G. (2013). Computerized working memory training: Can it lead to gains in cognitive skills in students? Computers in Human Behavior, 29(3), 632-638.

Baddeley, A. (2002). Is Working Memory Still Working?. European Psychologist, 7(8), 5 - 97

Bhattacharya, J., & Petsche, H. (2002). Shadows of artistry: Cortical synchrony during perception and imagery of visual art. Cognitive Brain Research, 13, 179 - 186.

Brosseaau-Lachaine, O., Gangnon, L., Forget, R., & Faubert, J. (2008). Mild Traumatic Brain Injury Induces Prolonged Visual Processing Deficits in Children. Brain Inj, 22(9): 657 - 658.

Connell, M. L. (1998). Technology in constructivist mathematics classrooms. J. Comput. Math. Sci.Teach., 17(4), 311 - 338.

Dukette, D., & Cornish, D. (2009). The Essential 20: Twenty component of an excellent health care team. N.p., 72 - 73.

Edmonds, W. A., & Kennedy, T. D. (2013). An Applied Reference Guide to Research Designs: Quantitative, Qualitative, and Mixed Methods. Sage Publication.

Eliot, J., & Hauptman, A. (2002). Different Dimensions of Spatial Ability. Studies in Science Education, 8(1), 45 - 66.

Faubert, J., & Sidebottom, L. (2012). Perceptual-cognitive training of athletes. Journal of Clinical Sport Psychology, 6(1), 85-102.

Frith, C. (2011). A framework for studying the neural basis of attention. Neuropsychologia, 39(12), 1367 - 1371.

Gardner, H. (2011). Frames of Mind: The Theory of Multiple Intelligences (3 rd ed.). BasicBooks, A Member of the Perseus Books Group.

Hegarty, M., & Kozhevnikov, M. (1999). Types of visual-spatial representations and mathematical problem solving. Journal of Educational Psychology, 91, 684-689.

Hoffmann, E. (2004). Neurofeedback training of attention and behavior disorders. ADHD Report Version 2.0.

Jausovec, N., & Jausovec, K. (2012). Sex differences in mental rotation and cortical activation patterns: Cantraining change them? Intelligence, 40(2), 151 - 162. Doi:10.1016/j.intell.2012.01.005.

Lee, A., & Crumley, E. (1990). Kandinsky's Teaching at the Bauhaus: Color Theory and Analytical Drawing by Clark V. Poling (review). Leonardo, 23(2), 323-325.

Manna, C. B. G., Tenke, C. E., Gates, N. A., Kayser, J., Borod, J. C., Stewart, J. W., McGrath, P. J., & Bruder, G. E. (2010). EEG hemispheric asymmetries during cognitive tasks in depressed patients with high versus low trait anxiety. Clin. EEG Neurosci., 41(4), 196 - 202.

Mathin, M. W. (2014). Cognitive Psychology (8th ed.) Singapore: John Wiley & Sons.

Moradi, A. (2011). Treatment of Anxiety Disorder with Neurofeedback: Case study. Procedia – Social and Behavioral Sciences, 30, 103 – 107.

Motes. M. A., Malach, R., & Kozhevnikov, M. (2008). Object-processing Neural Efficiency Differentiates Object from Spatial Visualizers. Cognitive Neuroscience and Neuropsychology, 19, 1727 – 1731.

Neubauer, A. C., Bergner, S., & Schatz, M. (2010). Two-vs. Three-dimensional presentation of mental rotation tasks: Sex differences and effects of training on performance and brain activation. Intelligence, 38(5), 529 - 539.

Onyancha, R. M., Derov, M., & Kinsey, B. L. (2009). Improvements in spatial Ability as a Result of Targeted Training and Computer-Aided Design Software Use: Analyses of Object Geometries and Rotation Types. Journal of Engineering Education, 98(2), 157 - 167.

Pylyshyn, Z. W. (2001). Visual indexes, preconceptual object, and situated vision. Cognition, 80, 127 - 158.

Pylyshyn, Z. W., & Storm, R. W. (1988). Tracking multiple independent targets: Evidence for a parallel tracking mechanism. Spatial Vision, 3(3), 179-197.

Strong, S., & Smith, R. (2002). Spatial Visualization: Fundamentals and Trends in Engineering Graphics. Journal of Industrial Technology, 18(1). 1-6.

Viiswanathan, L., & Mingolla, E. (2002). Dynamics of Attention in Depth: Evidence from Multi-Element Tracking. Perception, 31(2), 1415 - 1437.

Vitouch, O., Bauer, H., Gittler, G., Leodolter, M., & Leodolter, U. (1997). Cortical Activity of Good and Poor Spatial Test Performers During Spatial and Verbal Processing Studied with Slow Potential Topography. International Journal of Psychophysiology, 27, 183 – 199.

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 Education Psychology, 101, 817-835.

Wickens, C. D., & Carswell, C. M. (2006). Information processing. In G. Salvendy (Ed.), Handbook of human factors and ergonomics (pp. 111-149). N.p.

Yakimanskaya, I. S. (1991). The development of spatial thinking in school children. Reston, Va: National Council of Teachers of Mathematics.




Copyright (c) 2017 วิทยาการวิจัยและวิทยาการปัญญา (Research Methodology & Cognitive Science)

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

วิทยาลัยวิทยาการวิจัยและวิทยาการปัญญา

http://www.rmcs.buu.ac.th