逃妈
坐标美国达拉斯
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在分享今天的话题之前,先请大家做几道题, 
1、当图1被折叠成一个三棱镜时,可以产生下面图2-5中的哪一(几)个?
2、下面左右两个立体方块是完全一样的吗?
3、在一块土地上种四棵树,使每两棵树之间的距离都相等,该怎么种?
(为了让大家挑战下大脑,这里我先不贴出答案,需要答案的朋友可以在咱们公号回复“空间”提取)
最近我在参加美国这边的一个儿童智力开发培训课程,其中讲到如何培养孩子的Spatial Thinking / Visual Spatial Intelligence空间思维时,老师也给我们做了上面这几道测试题。不得不说,几次课下来,发现空间思维简直太重要,这个能力的高下几乎决定了孩子的学业成绩,甚至未来职业的选择。其中的一些东西也是我之前没太留意的,深受启发,特来整理和大家分享。
什么是空间思维?
它是指识别物体的形状、位置、空间关系,理解和记住物体的相对位置,然后通过想象与视觉化,来形成新的视觉关系的能力。简单地说就是在“脑海”中想象出形状。
前面的三道题目,都是最最经典的空间思维测试题。
第一道是关于Mental Folding(心理折叠),我们需要在脑海中“折叠”那个纸板,并记录每个不同颜色侧面的相对关系,来形成最后的图形,想象出它折叠之后的样子;
第二道是关于Mental Rotation(心理旋转),我们需要在大脑里从各个角度旋转其中的一个方块,看能不能成功地得出另一方块的样子。
具备这种思维的人能跳出点、线、面的限制,从上下左右,各个角度去思考问题,也就是会“立起来思考”。而第三道题,就是考验我们“立起来思考”的能力。
你被考到了吗?^_^
空间思维有什么用?
空间思维的作用可以说是无处不在。
小到各种日常生活,比如当孩子走进房间取他的一件玩具之前,空间思维较好的孩子大脑里其实已经想象出那件玩具的具体方位;当我们在打包行李时,脑海里也已经想好什么东西该放在箱子里的什么位置最合适最节省空间;当我们从宜家买回家具对着图纸组装时,也需要把图纸上平面的二维形状转换成实际的三维家具部件,通常空间思维能力好的人在组装过程中会更加得心应手…
大则可到达各个领域,比如空间思维让建筑师在设计阶段就能想象出建筑建成后的模样,让化学家想象分子的三维结构,让外科医生定位人体器官,让雕塑家对着一块石头就能想象出他的作品…
对孩子来说,空间思维还有个更显著的体现,就是数学上的表现。
美国国家儿童健康研究所曾针对低龄孩子(幼儿园和小学阶段)做过一项研究,结果表明改善空间思维可以迅速提高孩子的数学技能。
在这个项目中,孩子被随机分配到两个实验组。在第一个小组中,老师带孩子做很多空间构建类的练习,比如搭积木,画地图,玩图形拼接类桌游等;另一个小组则没有进行空间思维类型的课程。整个实验过程中两组的老师都没有教任何数学知识。7个月后,测试发现第一组儿童的数学成绩有显著提高,而另一组孩子则表现平平。
空间思维帮助孩子在几何、图形上的表现很容易理解,比如这种类型的题目:
或者需要平移、旋转的几何问题,比如证明三角形内角和是180度:
在数学的其他方面也有帮助吗?有的,实验发现经过训练的孩子变得特别擅长代数问题,比如孩子可以很轻松地把“3+?=9”的问题重构为他们更熟悉的形式“9 - 3= ?”
另外,空间思维能力好的孩子也更擅长于数学建模的运用,建模就是要求孩子能运用空间思维把抽象的数字逻辑和形象的表示图形对应起来。这种能力特别重要,美国这边有些私立学校选用了新加坡数学作教材,就是因为它非常注重数学建模思想的培养(感兴趣的朋友可以给我留言,以后来单独写写这个话题)。
怎么培养孩子的空间思维?
空间思维培养起来并不困难,基本上可以在孩子玩耍过程中就进行积累,从孩子牙牙学语的年龄段就可以开始。所以课程中讲师特别强调,空间思维培养的黄金时期,就是学龄前和小学低年级,这时孩子大脑的可塑性最强,而且课余时间很充裕,和数学和阅读等专项训练不同,空间思维需要更多自由的时间,在日常沟通、玩耍、游戏中渗透练习。
课程老师列出了7个最经典的培养方法。我给大家逐一介绍一下。
1
和孩子交谈时多用空间语言
词汇是搭建思维城堡的砖块,尤其是空间语言,它是强大的空间学习工具。 和孩子的日常沟通中,当空间关系被命名时,孩子会学得更好。 所以,爸爸妈妈平时陪孩子玩耍时,可以把“玩具熊在这里,小汽车在那里”改说成“玩具熊在沙发左边,小汽车在电视柜中间一层”,同时也鼓励孩子用这样的词汇描述他眼中的事物。美国不少幼儿园还常常会让孩子做一些关于空间词语的测试练习。
以下是一些可以添加到和孩子日常交谈中的空间语言,供爸爸妈妈参考。
2
鼓励孩子多用手势
手势与空间思维密切相关,它能加强孩子对空间信息的关注。有研究表明,当孩子用手势指示物体的移动时,他们的空间思维能力会得到提高。
在孩子描述一件事情时,鼓励他用手势配合语言,比如给爸爸妈妈讲故事“小猪从家里走到学校的路上,抬头看到天上有只小鸟…”,这里的“家里”、“学校”、“天上“都可以让孩子一边讲一边用手势比划出来,他的大脑里也就慢慢建立起距离、方位的感觉。
3
训练孩子想象物体的运动轨迹
大家可能已经留意到,一开始请各位做的几道题目,都需要在心里默想物体的运动(折叠、旋转)轨迹,空间思维的高下决定我们是否能想清楚想明白并给出正确答案。反过来,多做想象物体运动轨迹的练习,同样能提高空间思维能力。
低龄的孩子往往会有“Gravity Bias”(引力偏见)。 在一个经典的儿童认知实验中,实验者准备让球顺着扭曲的管子落下,学龄前儿童往往都会认为球会落在原来位置的正下方。 但当他们被引导在回答之前先想象球的运动路径时,更多孩子给出了正确答案。这个想象的过程,就是不断训练孩子的空间推理和问题解决能力。
爸爸妈妈平时陪孩子玩耍时,可以让孩子多做这样的想象,或者有意识地选择这方面的游戏。比如我们之前曾经给大家推荐过的一款Gravity Maze重力迷宫,为了准确地让小铁球到达指定的目的地,孩子就需要事先在脑海里预想它经过那些方块时的行进轨迹。
4
玩积木“配对”游戏
积木类是培养空间思维的绝佳玩具。对于年龄较小的孩子,不妨和他们玩配对游戏。你先搭好一个“建筑”,让孩子照着你的作品搭一个一模一样的,包括所有组件的形状、颜色。
当孩子玩得比较熟练之后,可以增加难度,你搭完“建筑”后让孩子先仔细观察,然后把它遮起来,让孩子凭记忆来复制一个一模一样的。复制过程中,孩子就不得不在脑海里把各块积木的形状、方位、颜色都想一遍。
当然,都玩得比较顺手之后,就可以逐渐增加“建筑”的构建复杂度,给孩子更大的挑战了。
5
用积木来“讲故事” 
稍微大些的孩子,可能对“积木配对”已经提不起兴趣,他们需要有更多创造性的、能自由发挥想象力的游戏。这时不妨试试请他们用积木来“讲故事”。
比如“哦,这些玩具车很漂亮啊,你能给它们建造一个车库吗?”
当孩子用各种积木完成“施工”后,请他来讲讲车辆是怎么开进去的,从哪边进哪边出,讲述过程中注意提醒孩子使用手势和空间词汇。
类似地,可以请孩子建造更多的空间场景,例如超市、商场、学校、医院、机场…
6
玩空间类桌面游戏
除了积木,一些专门的图形类、空间类桌面游戏也是非常好的练习素材。比如最传统的七巧板,还有类似于七巧板的平面/立体图形拼接类, 比如Shape by Shape、Square By Square、Pixy Cubes等等。
7
画地图、读地图
学会画地图、读地图也是培养空间思维非常好的方式之一。还不会写字画画的小宝宝,就可以和他一起“画”地图了,画什么呢?当然是从自己最熟悉的地方,在幼儿园画教室,在家里就画客厅、卧室。
爸爸妈妈可以先帮孩子把表示房间的大框框画好,然后再把主要家具按照比例做成一块块的小纸片,让孩子按照房间的布置,用这些纸片把家“画”出来。
画地图的过程中,孩子的视角转换了,原来在眼前的只有一部电视机,或者一张沙发,一个架子,现在脑海里却是俯视的角度,纵览全局,保存着各种图形的形状和方位信息;同时,爸爸妈妈也可以趁机在一旁多用空间词汇作引导, 比如“桌子在沙发的左边”,“书架在电视机的右边”…
另外,爸爸妈妈还可以和孩子玩“藏宝游戏”,把孩子喜欢的零食/玩具藏在某处,再给他画一副藏宝图,让孩子根据藏宝图来找宝贝。在寻找的过程中,孩子需要不断地思考各种物品的形状和方位,把它们和地图对应起来。
上面谈到的这些想必爸爸妈妈平时多多少少也会陪孩子做,但当我们知道其背后的原因,知道这些活动对孩子的帮助之后,可能就更加有的放矢了。
空间思维非常重要,缺乏空间思维的话,孩子在数学上走不远,将来也很难从事一些需要设计、想象、构建类的职业。好在目前所有的实验结果都表明,它并不是一项Fixed Skill,而是可塑的,可通过训练逐步提高的。所以,抓住孩子的黄金培养期,帮助他擅长于“立起来思考”吧!
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