空間思維如何幫助孩子學習數(shù)學

您是否難以想象如何旋轉(zhuǎn)鞋子，使它們嵌套在鞋盒中?

你對扁平包裝的家具怎么樣?

你擅長指路嗎?

這些日常活動需要空間思維?？臻g思維對數(shù)學很重要，它是我們用來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。

當我們在大腦中操縱物體時——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。當我們從外出旅行回家的路上導航時，我們正在使用空間能力。

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

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

然而，空間思維在英國國家課程中很少受到重視。它最近被取消了作為幼兒“早期學習目標”的優(yōu)先級。

缺乏數(shù)學技能

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

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

蘇納克提議在16歲以后繼續(xù)數(shù)學教育。但是，專注于幼兒的空間訓練是提高數(shù)學樂趣和數(shù)學成就以及推動下一代走向STEM職業(yè)的一個有希望的途徑。

空間技能可以通過培訓來提高，空間培訓不斷提高數(shù)學和其他STEM學科的成績，包括學位水平。

空間訓練對兒童的影響最大的是那些來自弱勢背景的兒童。這意味著空間訓練提供了縮小成績差距的機會。它可以在大流行學校關(guān)閉后為受這種學習損失影響最大的兒童提供補上。

更重要的是，對于數(shù)學有時沉悶的圖像尤其重要，空間活動是令人愉快的。我們的空間活動和培訓的參與度分數(shù)表明孩子們喜歡以這種方式學習。

提高空間能力

有一些簡單的方法可以提高空間能力。可視化 - 在腦海中想象一個過程 - 與更強的科學和數(shù)學表現(xiàn)有關(guān)，可以通過訓練來提高。

年幼的孩子可以通過鼓勵在他們的腦海中想象旋轉(zhuǎn)的拼圖來發(fā)現(xiàn)可視化，而不是試圖通過反復試驗將拼圖放入拼圖中。在重新排列數(shù)學公式時，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)場套裝 - 可用于幫助孩子學習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)學和科學的空間技能。

在一項預印本研究中(這意味著它尚未被其他科學家審查)，我和同事還發(fā)現(xiàn)，在使用樂高等建筑玩具時遵循視覺說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，例如樂高模型中的單個積木。這對于分數(shù)和數(shù)學熟練度很有用。

最后一個例子，聽到更多空間語言的孩子具有更強的空間技能，而更強的空間語言與更好的數(shù)學成績相關(guān)。

這意味著使用像“in”、“on”和“next”這樣簡單的詞來描述對象之間的空間關(guān)系，或者使用“小”和“大”來引起人們對對象屬性的注意。像“平行”和“分開”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，特別是如果手部動作也被用來幫助解釋含義。

我是幼兒數(shù)學小組的成員，這是一個由早期數(shù)學愛好者和專家組成的獨立小組，他們共同努力促進幼兒數(shù)學的發(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中的發(fā)展。

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