空間思維如何幫助孩子學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)

您是否難以想象如何旋轉(zhuǎn)鞋子，使它們嵌套在鞋盒中?

你對(duì)扁平包裝的家具怎么樣?

你擅長(zhǎng)指路嗎?

這些日常活動(dòng)需要空間思維。空間思維對(duì)數(shù)學(xué)很重要，它是我們用來(lái)理解物體屬性的東西，例如它們的位置、大小和形狀，以及物體之間的關(guān)系。

當(dāng)我們?cè)诖竽X中操縱物體時(shí)——比如想象如何重新布置我們的客廳——我們正在使用空間能力。當(dāng)我們從外出旅行回家的路上導(dǎo)航時(shí)，我們正在使用空間能力。

具有強(qiáng)大空間技能的人更有可能對(duì)科學(xué)，技術(shù)，工程和數(shù)學(xué)(STEM)感興趣，并選擇STEM學(xué)位和STEM職業(yè)。

當(dāng)您考慮STEM所需的技能時(shí)，這種關(guān)聯(lián)并不奇怪：使用圖形可視化數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)模式，理解太陽(yáng)系統(tǒng)STEM圖表的比例，或使用元素周期表的空間布局來(lái)理解化學(xué)關(guān)系。

然而，空間思維在英國(guó)國(guó)家課程中很少受到重視。它最近被取消了作為幼兒“早期學(xué)習(xí)目標(biāo)”的優(yōu)先級(jí)。

缺乏數(shù)學(xué)技能

總理里希·蘇納克(Rishi Sunak)最近宣布，他的目標(biāo)是讓所有兒童繼續(xù)接受數(shù)學(xué)教育到18歲，理由是勞動(dòng)力需要數(shù)學(xué)技能。而且似乎確實(shí)缺乏這些技能。

由于STEM技能短缺，英國(guó)STEM行業(yè)被認(rèn)為每年損失1億英鎊。根據(jù)慈善機(jī)構(gòu)National Numeracy的數(shù)據(jù)，大約一半的工作年齡的英國(guó)成年人只有小學(xué)水平的數(shù)學(xué)，估計(jì)數(shù)學(xué)困難每年使英國(guó)損失約5億英鎊。

蘇納克提議在16歲以后繼續(xù)數(shù)學(xué)教育。但是，專(zhuān)注于幼兒的空間訓(xùn)練是提高數(shù)學(xué)樂(lè)趣和數(shù)學(xué)成就以及推動(dòng)下一代走向STEM職業(yè)的一個(gè)有希望的途徑。

空間技能可以通過(guò)培訓(xùn)來(lái)提高，空間培訓(xùn)不斷提高數(shù)學(xué)和其他STEM學(xué)科的成績(jī)，包括學(xué)位水平。

空間訓(xùn)練對(duì)兒童的影響最大的是那些來(lái)自弱勢(shì)背景的兒童。這意味著空間訓(xùn)練提供了縮小成績(jī)差距的機(jī)會(huì)。它可以在大流行學(xué)校關(guān)閉后為受這種學(xué)習(xí)損失影響最大的兒童提供補(bǔ)上。

更重要的是，對(duì)于數(shù)學(xué)有時(shí)沉悶的圖像尤其重要，空間活動(dòng)是令人愉快的。我們的空間活動(dòng)和培訓(xùn)的參與度分?jǐn)?shù)表明孩子們喜歡以這種方式學(xué)習(xí)。

提高空間能力

有一些簡(jiǎn)單的方法可以提高空間能力?？梢暬?- 在腦海中想象一個(gè)過(guò)程 - 與更強(qiáng)的科學(xué)和數(shù)學(xué)表現(xiàn)有關(guān)，可以通過(guò)訓(xùn)練來(lái)提高。

年幼的孩子可以通過(guò)鼓勵(lì)在他們的腦海中想象旋轉(zhuǎn)的拼圖來(lái)發(fā)現(xiàn)可視化，而不是試圖通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)將拼圖放入拼圖中。在重新排列數(shù)學(xué)公式時(shí)，可以提示年齡較大的孩子使用可視化作為心理素描板。

小世界游戲 - 例如玩偶屋或玩具農(nóng)場(chǎng)套裝 - 可用于幫助孩子學(xué)習(xí)從其他角度看待事物并理解空間尺度的差異。這兩者都是有助于數(shù)學(xué)和科學(xué)的空間技能。

在一項(xiàng)預(yù)印本研究中(這意味著它尚未被其他科學(xué)家審查)，我和同事還發(fā)現(xiàn)，在使用樂(lè)高等建筑玩具時(shí)遵循視覺(jué)說(shuō)明可以幫助空間技能。

它有助于心理旋轉(zhuǎn)(在腦海中旋轉(zhuǎn)一塊，以確定它應(yīng)該走哪條路)和理解部分與整體之間的關(guān)系，例如樂(lè)高模型中的單個(gè)積木。這對(duì)于分?jǐn)?shù)和數(shù)學(xué)熟練度很有用。

最后一個(gè)例子，聽(tīng)到更多空間語(yǔ)言的孩子具有更強(qiáng)的空間技能，而更強(qiáng)的空間語(yǔ)言與更好的數(shù)學(xué)成績(jī)相關(guān)。

這意味著使用像“in”、“on”和“next”這樣簡(jiǎn)單的詞來(lái)描述對(duì)象之間的空間關(guān)系，或者使用“小”和“大”來(lái)引起人們對(duì)對(duì)象屬性的注意。像“平行”和“分開(kāi)”這樣更困難的詞可以幫助孩子概念化原本困難的空間概念，特別是如果手部動(dòng)作也被用來(lái)幫助解釋含義。

我是幼兒數(shù)學(xué)小組的成員，這是一個(gè)由早期數(shù)學(xué)愛(ài)好者和專(zhuān)家組成的獨(dú)立小組，他們共同努力促進(jìn)幼兒數(shù)學(xué)的發(fā)展。該小組推出了空間推理工具包，以幫助成年人支持兒童在空間活動(dòng)中的發(fā)展。

在課程中引入更多的空間思維可以縮小成績(jī)差距，增加信心并推動(dòng)兒童從事STEM職業(yè)。兒童對(duì)空間活動(dòng)的享受也有助于改變對(duì)數(shù)學(xué)的態(tài)度。