空间思维如何帮助孩子学习数学

您是否难以想象如何旋转鞋子，使它们嵌套在鞋盒中?

你对扁平包装的家具怎么样?

你擅长指路吗?

这些日常活动需要空间思维。空间思维对数学很重要，它是我们用来理解物体属性的东西，例如它们的位置、大小和形状，以及物体之间的关系。

当我们在大脑中操纵物体时——比如想象如何重新布置我们的客厅——我们正在使用空间能力。当我们从外出旅行回家的路上导航时，我们正在使用空间能力。

具有强大空间技能的人更有可能对科学，技术，工程和数学(STEM)感兴趣，并选择STEM学位和STEM职业。

当您考虑STEM所需的技能时，这种关联并不奇怪：使用图形可视化数学中的数据模式，理解太阳系统STEM图表的比例，或使用元素周期表的空间布局来理解化学关系。

然而，空间思维在英国国家课程中很少受到重视。它最近被取消了作为幼儿“早期学习目标”的优先级。

缺乏数学技能

总理里希·苏纳克(Rishi Sunak)最近宣布，他的目标是让所有儿童继续接受数学教育到18岁，理由是劳动力需要数学技能。而且似乎确实缺乏这些技能。

由于STEM技能短缺，英国STEM行业被认为每年损失1亿英镑。根据慈善机构National Numeracy的数据，大约一半的工作年龄的英国成年人只有小学水平的数学，估计数学困难每年使英国损失约5亿英镑。

苏纳克提议在16岁以后继续数学教育。但是，专注于幼儿的空间训练是提高数学乐趣和数学成就以及推动下一代走向STEM职业的一个有希望的途径。

空间技能可以通过培训来提高，空间培训不断提高数学和其他STEM学科的成绩，包括学位水平。

空间训练对儿童的影响最大的是那些来自弱势背景的儿童。这意味着空间训练提供了缩小成绩差距的机会。它可以在大流行学校关闭后为受这种学习损失影响最大的儿童提供补上。

更重要的是，对于数学有时沉闷的图像尤其重要，空间活动是令人愉快的。我们的空间活动和培训的参与度分数表明孩子们喜欢以这种方式学习。

提高空间能力

有一些简单的方法可以提高空间能力。可视化 - 在脑海中想象一个过程 - 与更强的科学和数学表现有关，可以通过训练来提高。

年幼的孩子可以通过鼓励在他们的脑海中想象旋转的拼图来发现可视化，而不是试图通过反复试验将拼图放入拼图中。在重新排列数学公式时，可以提示年龄较大的孩子使用可视化作为心理素描板。

小世界游戏 - 例如玩偶屋或玩具农场套装 - 可用于帮助孩子学习从其他角度看待事物并理解空间尺度的差异。这两者都是有助于数学和科学的空间技能。

在一项预印本研究中(这意味着它尚未被其他科学家审查)，我和同事还发现，在使用乐高等建筑玩具时遵循视觉说明可以帮助空间技能。

它有助于心理旋转(在脑海中旋转一块，以确定它应该走哪条路)和理解部分与整体之间的关系，例如乐高模型中的单个积木。这对于分数和数学熟练度很有用。

最后一个例子，听到更多空间语言的孩子具有更强的空间技能，而更强的空间语言与更好的数学成绩相关。

这意味着使用像“in”、“on”和“next”这样简单的词来描述对象之间的空间关系，或者使用“小”和“大”来引起人们对对象属性的注意。像“平行”和“分开”这样更困难的词可以帮助孩子概念化原本困难的空间概念，特别是如果手部动作也被用来帮助解释含义。

我是幼儿数学小组的成员，这是一个由早期数学爱好者和专家组成的独立小组，他们共同努力促进幼儿数学的发展。该小组推出了空间推理工具包，以帮助成年人支持儿童在空间活动中的发展。

在课程中引入更多的空间思维可以缩小成绩差距，增加信心并推动儿童从事STEM职业。儿童对空间活动的享受也有助于改变对数学的态度。