Räumliche Fähigkeiten sind eine zentrale Facette in vielen Intelligenzmodellen, die auch in vielen Anwendungsbereichen von Bedeutung ist. Beispielsweise zeigten zahlreiche Studien, dass räumliche Fähigkeiten einen starken Prädiktor für sowohl Interesse an als auch Leistung in naturwissenschaftlich-technischen Fächern darstellen (bspw. Wai et al., 2009). Aufgrund der häufig gefundenen Überlappung von räumlichen Fähigkeiten mit der generellen Intelligenz g (Lohman, 1996) und fluider Intelligenz, ihrem stärksten Indikator (Carroll, 1993) war es aber bisher in wenigen Studien möglich, die Bedeutung räumlicher Fähigkeiten für Leistungen in naturwissenschaftlich-technischen Fächern von Einflüssen anderer Intelligenzfacetten wie dem fluiden Denken zu trennen, da nur wenige Studien zur Kontrolle auch Tests anderer Intelligenzfacetten mit erhoben. Ein zusätzliches Problem stellt hier dar, dass auch Tests räumlicher Fähigkeiten (wie Tests aller Intelligenzfacetten) immer auch eine g‑Komponente mit messen (bspw. Carroll, 1993; Spearman, 1904), also auch innerhalb eines Tests nicht zweifelsfrei gesagt werden kann, ob die Testleistung die abhängige Variable vorhersagt, weil der Test räumliche Fähigkeiten misst oder weil er g misst und die räumliche Komponente für die Vorhersage kaum von Bedeutung ist. Die vorliegende Arbeit befasst sich mittels zwei unterschiedlicher Herangehensweisen mit diesem Problem: In der ersten vorgestellten Studie wurde der mentale Rotationstest (Vandenberg & Kuse, 1978) psychometrisch dahingehend untersucht, welche kognitiven Prozesse bei seiner Bearbeitung eine Rolle spielen – konkret in Bezug auf die beschriebene Problematik, inwieweit räumliche Fähigkeiten über g hinaus die Testleistung vorhersagen. In der zweiten und dritten Studie hingegen werden studienbezogene Leistungsmaße (Fachwissenserwerb und Klausurnoten) mittels räumlicher Fähigkeiten (gemessen anhand des in der ersten Studie untersuchten mentalen Rotationstests) vorhergesagt und dabei für fluide Intelligenz kontrolliert wurde. Die erste Studie konnte hierbei zeigen, dass die Leistung im mentalen Rotationstest in der Tat sowohl von g, aber eben auch darüber hinaus von räumlichen Fähigkeiten vorhergesagt wurde, er also beide als voneinander abgrenzbare Komponenten misst. Die zweite und dritte Studie belegten hingegen, dass räumliche Fähigkeiten substanziell die untersuchten Studienleistungen voraussagten – und zwar durch sowohl ihre g-Komponente (was sich darin äußerte, dass die durch einen Test fluiden Denkens vorhergesagte Varianz vollständig auch durch den mentalen Rotationstest erklärt wurde) als auch darüber hinaus durch ihre räumliche Komponente (da der mentale Rotationstest auch über die mit fluidem Denken überlappende erklärte Varianz noch signifikant mehr Varianz erklärte).

Neben der beschrieben psychometrischen Problematik wurde der Zusammenhang räumlicher Fähigkeiten mit Leistungen in naturwissenschaftlich-technischen Fächern bisher nur entweder für jeweils ein einzelnes Fach gezeigt (typischerweise mittels schwer vergleichbarer Leistungsmaße; bspw. Sorby et al., 2018) oder nur deskriptiv durchschnittliche räumliche Fähigkeiten zwischen Fächern verglichen, ohne konkrete Leistungsmaße zu berücksichtigen (bspw. Shea et al., 2001). Entsprechend war es bisher nicht möglich, die tatsächlichen Zusammenhänge zwischen räumlichen Fähigkeiten und fachspezifischen Leistungen zwischen unterschiedlichen Fächern zu vergleichen, um so belastbare Aussagen darüber treffen zu können, in welchen Fächern räumliche Fähigkeiten für die tatsächliche Leistung (statt nur der bloßen Fachwahl oder binärer Erlangung eines Abschlusses) besonders relevant sind. Um diese Frage zu beantworten, untersuchte die zweite Studie der vorliegenden Arbeit drei naturwissenschaftlich-technische Fächer und ein gesellschaftswissenschaftliches Fach, um die Bedeutung räumlicher Fähigkeiten für den Fachwissenserwerb im ersten Semester dieser Studiengänge zu vergleichen. Insgesamt zeigte sich das erwartete Muster: In den naturwissenschaftlich-technischen Fächern war der Zusammenhang deutlich stärker (mit weiteren Abstufungen innerhalb der Gruppe) als in der Gesellschaftswissenschaft. Allerdings stellte sich hierbei heraus, dass sich die Bedeutung für den universitären Fachwissenserwerb (unter Kontrolle von Vorwissen und Abiturnote) zwischen den vier Fächern tatsächlich nicht signifikant unterschied. Fachunterschiede zeigten sich hingegen deutlich auf den indirekten Pfaden des berechneten Mediationsmodells, gerade hinsichtlich der Bedeutung räumlicher Fähigkeiten für den vor-universitären (typischerweise also schulischen) Fachwissenserwerb. Insgesamt konnte diese zweite Studie somit einerseits endlich zeigen, inwieweit sich unterschiedliche Fächer hinsichtlich des Zusammenhangs räumlicher Fähigkeiten mit fachspezifischen Leistungsmaßen unterscheiden, und eröffnete andererseits eine neue Fragestellung hinsichtlich des Unterschieds zwischen universitärem und schulischem Lernen in Bezug auf die Nutzung und Notwendigkeit räumlicher Fähigkeiten.

Nachdem der korrelative Zusammenhang zwischen räumlichen Fähigkeiten und Fachwissenserwerb in spezifischen Fächern sowohl in der hier vorgestellten zweiten Studie als auch in früheren Studien bereits demonstriert wurde, sollte die dritte Studie der vorliegenden Arbeit diesen nun zur kausalen Verbesserung des Fachwissenserwerbs einer Stichprobe von Ingenieursstudierenden nutzen. Hierbei sollte ein Videospieltraining als in der Literatur bisher vernachlässigte dritte Kategorie räumlicher Fähigkeitstrainings nach Uttal et al. (2013) verwendet werden, um auch die Effektivität dieser Trainingskategorie für den Transfer auf fachliche Leistungsmaße zu evaluieren. Es zeigte sich, dass das Videospieltraining die räumlichen Fähigkeiten der Studierenden verbesserte, wobei sich kein signifikanter Unterschied im Trainingseffekt zwischen einem räumlich sehr anspruchsvollen und einem räumlich weniger anspruchsvollen Spiel ergab. Die trainierten räumlichen Fähigkeiten sagten anschließend sowohl den Fachwissenserwerb als auch (mediiert über den verbesserten Fachwissenserwerb) die Klausurnoten der Studierenden vorher – erneut unter Kontrolle von fluider Intelligenz und fachlichem Vorwissen.