افراد سرآمد در هوش منطقی-ریاضی می ‏توانند با اعداد و مقادیر به شیوه‏ ریاضی‌دانان عمل کنند یا همانند دانشمندان و منطقیون، اصول اساسی نظام‏های علّی را دریابند. آن‌ ها به خوبی از عهده‏ی مناظره‏های تحلیلی، ارائه استدلال‌های قانع کننده و حل مسائل ریاضی بر می ‏آیند و نظم و منطق برایشان مهم است. این افراد مفهومی و تجریدی می‏اندیشند و می ‏توانند به اکتشاف الگوها و رابطه‏ها بپردازند (امیر تیموری، ۱۳۸۲، ص ۴۷). شال (۲۰۰۸) معتقد است که این هوش در ارتباط با جهان اشیاء رشد می‌کند. این هوش توانایی استفاده درست از اعداد و ارقام و بیان استدلالات منطقی و درست است (قورچیان و همکاران، ۱۳۹۰، ص ۱۴۱).

هوش فضایی/دیداری:

این توانایی به فرد امکان خلق ماهرانه‌ی تصاویر ذهنی به منظور حل مشکلات را می‌دهد (آذرفر، ۱۳۸۲، ص ۲۸). این توانایی، بیانگر قدرت بازنمایی فضای بیرون از ذهن در درون ذهن و توانایی تفکر در قالب شکل‌ها و الگوهاست. خلبانی که هواپیمای خود را در فضای فاقد هر گونه نشانه و علامت، صرفاً با بهره گرفتن از نقشه و تجسم ذهنی هدایت می‌کند، یا ناخدایی که کشتی خود را به همین ترتیب در دریا به سوی مقصد پیش می‌راند، عمدتاًً از هوش فضایی خود بهره می‌گیرند. هوش فضایی را می‌توان در هنرها یا علوم به کار گرفت. افراد برخوردار از هوش دیداری-فضایی به محیط خود بسیار حساس و از آن آگاه اند (امیر تیموری، ۱۳۸۲، ص ۴۷).

افرادی که از این هوش در سطحی بالا بهره‌مندند، به راحتی و به دقت دنیای فیزیکی را درک می‌کنند. این افراد توانایی تشخیص و کنترل الگوهای فضایی گسترده مانند «دریانوردان و خلبانان» و الگوهای نواحی محدودتر مثل «پیکر تراشان، جراحان، هنرمندان گرافیک» را دارند. این هوش برای انسان‌های اولیه که مجبور بودند برای به دست آوردن شکار مسیرهای پر پیچ و خم را طی کنند بسیار ضروری بود؛ زیرا در غیر این صورت نمی‌توانستند مسیر بازگشت به خانه را بیابند و از بین می‌رفتند. تحقیقات نشان داده است، دانش آموزانی که از این هوش در سطحی بالا برخوردارند از ریاضیات کمتر واهمه دارند و عملکرد بهتری در ریاضیات دارند (حاجی حسین نژاد و بالغی زاده، ۱۳۸۲، ص ۱۸۹). این نوع هوش توانایی درک پدیده‌های بصری است. این هوش افراد را نسبت به شکل، فضا، رنگ و خط حساس می ‏کند؛ و تجسم تصاویر برای این گونه افراد آسان است (پیشقدم و معافیان، ۱۳۸۶، ص ۷).

رابطه هوش فضایی و هندسه:

هندسه در انواع زمینه ها از قبیل گرافیک رایانه ای، مهندسی، معماری، نقشه برداری و طراحی، قابلیت های بالقوه مهمی را با بهره گیری از هوش فضایی دارد. هوش فضایی یا هوش تجسمی یا هوش دیداری فضایی یعنی توانایی درک درست جهان به صورت مکانی-بصری و ایجاد تغییر در این ادراک. این هوش مستلزم شناسایی رنگ، خط، شکل، فرم، فضا و رابطه ای است که میان این عوامل وجود دارد و توانایی تجسم و بازنمایی گرافیکی افکار مکانی-بصری را شامل می شود (رستگارپور و یداللهی، ۱۳۸۹، ص ۶۶).

مبانی تجربی پژوهش:

پیشینه پژوهش در داخل کشور:

1. 1. گلزاری (۱۳۸۳) در مطالعه ای به بررسی و مقایسه ی نتایج یادگیری بر اساس سه تدریس سنتی، تدریس سنتی به همراه نرم افزار و روش تدریس سنتی به همراه دست سازه در درس ریاضیات دوره راهنمایی در منطقه شش آموزش و پرورش شهر تهران پرداخته است. نتایج پژوهش او نشان داد که استفاده از نرم افزار کمک آموزشی در افزایش یادگیری دانش آموزان در مقایسه با روش تدریس سنتی به تنهایی، مؤثرتر است. استفاده از دست سازه‌ها نیز در افزایش یادگیری دانش آموزان در مقایسه با روش تدریس سنتی به تنهایی، از تأثیرگذاری بیشتری برخوردار است. در مقایسه ی دو شیوه ی آموزش سنتی با کمک نرم افزار و آموزش سنتی با دست سازه‌ها، تفاوتی دیده نشد.

1. 1. ریحانی و همکاران (۱۳۸۸) در پژوهشی به بررسی آموزش نقش نرم افزارهای هندسه ی پویا در حل مسأله هندسه با تمرکز بر حدسیه سازی در حل مسائل هندسه در دانش آموزان سال اول و دوم دبیرستان و معلمان ریاضی پرداختند. نتایج پژوهش آنان نشان داد که نرم افزارهای هندسه ی پویا با فعال سازی طرحواره های مرتبط و مناسب تر، تشویق فرد به استفاده از راهبردهای حل مسأله، تأثیر مثبت در نحوه ی کنترل فرایند حل و باورهای فرد، توانایی‌های حل مسأله به ویژه ساخت حدس های منطقی و خلاقانه را افزایش و توسعه می‌دهد.

1. دهقان پور (۱۳۸۹) در پژوهشی با عنوان «آموزش هندسه با بهره گرفتن از دست سازهای آموزشی و مقایسه ی آن با روش تدریس سنتی در مدارس راهنمایی تحصیلی دخترانه ناحیه یک در کرمان» با انجام پژوهش به شیوه ی شبه آزمایشی با پیش آزمون و پس آزمون و گروه کنترل، نتایج زیر را از اجرای پژوهش خود گزارش نموده است:

• • به کارگیری دست سازه‌ها در آموزش ریاضی در مقایسه با روش تدریس سنتی بر افزایش یادگیری، بهبود نگرش مثبت دانش آموزان نسبت ‌به این درس، لذت بیشتر بردن از ریاضی، کاستن ترس و اضطراب از این درس، افزایش انگیزه، افزایش مهم و سودمند دانستن ریاضیات، افزایش توانایی حل مسأله و افزایش میزان فراشناخت در دانش آموزان مؤثر است.

• • اکثریت معلمان (۸۰/۰) دیدگان مناسبی درباره ی استفاده از دست سازه‌های آموزشی دارند.

• • بین مدرک تحصیلی معلمان و دیدگاهشان درباره استفاده از دست سازه‌های آموزشی رابطه ی معناداری وجود ندارد.

• بین سابقه تدریس معلمان در ریاضی دوره راهنمایی و دیدگاهشان درباره دست سازه‌های آموزشی رابطه معناداری وجود ندارد.

1. لیاقتدار و همکاران (۱۳۹۱) در پژوهشی به بررسی تأثیر روش آموزش هندسه بر مبنای نظریه فن هیلی بر پیشرفت دانش آموزان دبیرستان های دخترانه تیران و کرون پرداختند. نتایج پژوهش آنان نشان داد که تدریس بر مبنای فن هیلی در مقایسه با روش سنتی از تأثیر گذاری بیشتری بر پیشرفت تحصیلی فراگیران برخوردار است.

پیشینه پژوهش در خارج کشور:

1. 1. نتایج پژوهش‏های ‏مایر و مورنو در سال ۱۹۹۹، ۱۹۹۸ ‌در مورد تأثیر اصل چگونگی وجه حسی نشان داد میانگین نمرات یادگیری دو گروه متوالی و همزمان در چهار آزمون پژوهشی حاکی از آن است که مطالب را در قالب انیمیشن و صدا در کنار یکدیگر دریافت کرده ‏اند ۸۰ درصد بیشتر از فراگیرانی بوده است که انیمیشن و متن را دریافت کرده ‏اند.