Разное

Что такое пространственное мышление: Пространственное мышление – Блог Ассоциации Репетиторов

Содержание

Пространственное мышление – Блог Ассоциации Репетиторов

Пространственное мышление – одна из важных составляющих интеллекта. С его помощью мы можем ориентироваться в пространстве, решать геометрические задачи, представлять предметы в трехмерном измерении. Да и не у всех оно развито в одинаковой степени. Сегодня подробно поговорить про пространственное мышление и разберемся, как можно его натренировать.

Пространственное мышление – это один из видов интеллектуальной деятельности, с помощью которого возможно создание трехмерных образов и действия с ними в процессе решения всевозможных задач. Другими словами, это способность человека представить объект во всех его деталях и проявлениях и каким-либо образом трансформировать этот объект.

Дети с развитым пространственным мышлением часто преуспевают не только в геометрии, черчении, химии и физике, но и в литературе! Пространственное мышление позволяет создавать в голове целые динамические картины, своего рода кинофильм, основанные на прочитанном отрывке текста.

Такая способность существенно облегчает анализирование художественной литературы и позволяет сделать процесс чтения намного более интересным. И, конечно же, пространственное мышление незаменимо на уроках рисования и труда.

С развитым пространственным мышлением становится гораздо легче читать чертежи и карты, определять местонахождение и представлять схему движения к цели. Это просто необходимо любителям спортивного ориентирования, а всем остальным существенно поможет в обычной жизни в условиях города.

Пространственное мышление развивается с раннего детства, когда ребенок начинает совершать свои первые движения. Его формирование проходит несколько этапов и заканчивается, примерно, в подростковом возрасте. Однако в течение жизни возможно его доразвитие и преобразование. Проверить уровень развития пространственного мышления можно с помощью небольшого интерактивного теста.

Типы оперирования пространственными образами

Источник фото

Выделяют три типа такого оперирования:

  1. Изменение пространственного положения образа.  Человек мысленно может передвинуть объект без каких-либо изменений его внешнего вида. Например, передвижения согласно карте, мысленное переставление объектов в комнате, перечерчивание и т.д.
  2. Изменение структуры образа. Человек может мысленно каким-либо образом изменить объект, но при этом он остается неподвижным. Например, мысленное добавление одной фигуры к другой и их объединение, представление того, как будет выглядеть объект, если добавить к нему деталь, и пр.
  3. Одновременное изменение и положения, и структуры образа. Человек способен одновременно представить изменения во внешнем облике и пространственном положении предмета. Например, мысленное вращение объемной фигуры с разными сторонами, представление о том, как будет выглядеть такая фигура с той или другой стороны, и др.

Третий тип является наиболее совершенным и предоставляет больше возможностей. Однако для его достижения необходимо сначала хорошо освоить первые два типа оперирования. Представленные ниже упражнения и советы будут направлены на развитие в целом пространственного мышления и всех трех типов действий.

3D пазлы и оригами Складывание объемных пазлов и фигурок из бумаги позволяет формировать в голове образы различных объектов. Ведь перед началом работы следует представить готовую фигуру, чтобы определить качество и порядок действий. Складывание может проходить в несколько этапов:

  • Повторение действий за кем-то
  • Работа в соответствии с инструкцией
  • Складывание фигуры с частичной опорой на инструкцию (в случае, если ребенок забыл какое-то действие)
  • Самостоятельная работа без опоры на материал (может осуществляться не сразу, а после нескольких повторений предыдущих этапов)

Важно, чтобы школьник четко прослеживал каждое действие и запоминал его. Вместо пазлов можно также использовать обычный конструктор.

Действия с геометрическими фигурами

Источник фото

Делятся на два типа:

  1. С использованием наглядного материала.  Для этого необходимо иметь несколько заготовок различных объемных геометрических фигур: конус, цилиндр, куб, пирамида и др. Задача: изучить фигуры; узнать, как они выглядят с различных ракурсов; накладывать фигуры друг на друга и смотреть, что получается и т.д.
  2. Без использования наглядного материала. Если школьник хорошо знаком с различными объемными геометрическими фигурами и хорошо представляет, как они выглядят, то задания переносятся в мысленный план. Задача: описать, как выглядит та или иная фигура; назвать каждую ее сторону; представить, что будет при наложении одной фигуры на другую; сказать, какое действие нужно осуществить с фигурой, чтобы превратить ее в другую (например, как превратить параллелепипед в куб) и пр.

Перечерчивание (копирование) Задания этого типа идут по нарастанию сложности:

  1. Простое перечерчивание фигуры. Перед учеником стоит макет/образец фигуры, который ему необходимо перенести на бумагу без изменений (размеры и внешний вид должны совпадать). Перечерчивается отдельно каждая сторона фигуры.
  2. Копирование с добавлением. Задача: перечертить фигуру без изменений и добавить к ней: 5 см в длину, дополнительную грань, другую фигуру и т.п.
  3. Масштабируемое перечерчивание. Задача: скопировать фигуру с изменением ее размера, т.е. начертить в 2 раза больше чем макет, в 5 раз меньше чем образец, убавив на 3 см каждую сторону и т.д.
  4. Копирование из представления. Задача: представить объемную фигуру и нарисовать ее с разных сторон.

Представления В качестве объектов представления будут выступать отрезки и линии. Задачи могут быть самыми разнообразными, например:

  • Представь три разнонаправленных отрезка, мысленно соедини их и нарисуй, получившуюся фигуру.
  • Представь, что на два отрезка наложили треугольник. Что получилось?
  • Представь две сближающиеся линии. В каком месте они пересекутся?

Составление чертежей и схем Могут осуществляться с опорой на наглядный материал или с опорой на представляемые объекты.

Составлять чертежи, схемы и планы можно по любому предмету. Например, план комнаты с отображением расположения каждой вещи в ней, схематическое изображение цветка, чертеж здания и пр.

Игра «Угадай на ощупь» Ребенок закрывает в глаза и получает какой-то предмет, который может ощупать. Объект должен иметь такие размеры, чтобы школьник имел возможность изучить его целиком. На это отводится определенное количество времени в зависимости от возраста ученика и объема предмета (15-90 секунд). По истечении этого времени ребенок должен сказать, что именно это было и почему он так решил.

Также в игре можно использовать разные виды ткани, схожие по форме фрукты (яблоки, нектарины, апельсины, персики), нестандартные геометрические фигуры и другое.

Игра «Муха в клетке» Для этой игры потребуется не менее трех человек. Два непосредственно участвуют в игре, а третий отслеживает ее ход и проверяет конечный ответ.

Правила:

 два участника представляют решетку 9 на 9 квадратов (пользоваться графическим изображением нельзя!). В правом верхнем углу находится муха. По очереди делая ходы, игроки перемещают муху по квадратам. Можно использовать обозначения движения (вправо, влево, вверх, вниз) и число клеток. Например, муха передвигается на три клетки вверх. Третий участник имеет графическую схему решетки и обозначает каждый ход (каждое перемещение мухи). Далее он говорит «Стоп» и другие игроки должны сказать, где, по их мнению, находится муха в данный момент. Выигрывает тот, кто правильно назвал квадрат, где остановилась муха (проверяется по схеме, которую составил третий участник).

Игру можно усложнить, добавив количество клеток в решетку или такой параметр, как глубину (сделав решетку трехмерной).

Графические задания-тренажеры

Выполняются на глаз без использования каких-либо вспомогательных предметов (линейки, ручки, циркуля и т.д.).

1. На какую отметку должен переместиться человек, чтобы падающее дерево не задело его?

Картинка из книги Посталовского И.З. «Тренировка образного мышления»

2. Какая (какие) из фигур сможет (смогут) пройти между объектом А и объектом Б?

Картинка из книги Посталовского И.З. «Тренировка образного мышления»

3. Представь, что овалы на картинке – это машины. Какая из них раньше окажется на перекрестке, если скорость передвижения машин равна?

Картинка из книги Посталовского И.З. «Тренировка образного мышления»

4. Восстанови часть фигуры, которую закрыла линейка.

Картинка из книги Посталовского И.З. «Тренировка образного мышления»

5. Определи, куда упадет шар.

Картинка из книги Посталовского И.З. «Тренировка образного мышления»

Источник заглавной картинки

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:        

Мудрая сова 08 октября 2015

От общего к частному

Одна из главных причин, почему родители обращаются к репетиторам, — подготовка к школьным экзаменам. Однако ровно этим же занимаются на многочисленных курсах, которые специализируются и на ЕГЭ, и на отдельных предметах. Так стоит ли идти к репетитору? Выясняем вместе.

26 февраля 2021

27 034

Дистанционка: что думают родители?

Трепет перед возможной перспективой «дистанционки» не случаен — опыт удалённого обучения для многих оказался не самым простым. Мы поговорили с родителями, чтобы узнать, что они на самом деле думают о новом формате образования.

15 февраля 2021

28 752

День дистантника

Спустя полгода обучение на дистанте уже не кажется чем-то из ряда вон выходящим. Кажется, что базовая адаптация уже случилась. Теперь, когда «дистанционку» уже освоили и учителя, и дети, самое время разобраться, чем и как в этом странном процессе могут помочь родители. Разбираемся с одним из преподавателей Ассоциации репетиторов, Леонидом Юрьевичем.

27 января 2021

26 651

10 нескучных способов развить пространственное мышление

Без хорошо развитого визуально-пространственного интеллекта невозможно стать дизайнером, архитектором, иллюстратором или инженером, а также представителем любой прикладной профессии — от столяра до хирурга. Но тренировать его нужно всем: например, чтобы уметь ориентироваться на местности, понимать схемы сборки мебели, быстро и безопасно парковать автомобиль. 

Без заданий на пространственное мышление не обходится ни один тест на интеллект
Источник: 4youngmama.ru
   

В современной школьной системе развитию этого типа интеллекта уделяют не слишком много внимания, особенно с тех пор, как из списка обязательных предметов исчезли ИЗО и черчение. Образовательные программы учат делать логические заключения, тренировать коммуникативные навыки и получать знания из текста, в то время как с графической информацией ребята сталкиваются редко, в основном на геометрии и географии. С счастью, есть много интересных способов компенсировать этот недостаток школьного образования — о них и пойдёт речь в этой статье. 

Диагностика

Чтобы понять уровень развития визуально-пространственного интеллекта, специалисты используют фигуры Рея —Тейлора и Рея — Остеррица.

Источник: habr.com
Источник: habr.com

Иногда такой тест проводят на собеседовании перед школой, чтобы оценить степень готовности ребёнка пойти в 1-й класс. Тестируемого просят точно скопировать фигуру, не поворачивая лист с образцом. Примерно с пяти лет дети способны с этим справиться в той или иной степени.

Если при копировании изображения ребёнок искажает пропорции, теряет или отзеркаливает некоторые детали — это нормально. Но если он не в состоянии воспроизвести цельное изображение, значит визуально-пространственная функция мышления работает с нарушениями.  

Помощь специалиста также требуется ребёнку, если он:

  • Плохо ориентируется даже в хорошо знакомом пространстве: например, не может запомнить дорогу от дома до детского сада, а внутри помещения не может сам отыскать дверь в свою группу.
  • Не умеет играть с конструктором: например, если детали не крепятся друг к другу в данном положении, он прилагает силу, а не пробует соединить их другим способом.
  • Рисует заметно хуже сверстников, обучающихся по той же программе. Конечно, таланты к рисованию у всех разные, но если на рисунках ребёнка сложно распознать даже простые объекты — проблема, скорее всего, есть.
  • Испытывает трудности при обучении письму: путает элементы букв, отзеркаливает их, пишет слова в обратную сторону.
  • Часто путает понятия «право» и «лево».    

Последние две проблемы очень характерны для левшей. На что важно обратить внимание, если ребёнок левша, мы подробно писали ранее. 

Если что-то в поведении ребёнка вас настораживает, стоит как можно скорее обратиться к психологу. Специалист расскажет, как помочь ребёнку, и подберёт специальные развивающие упражнения.

Трудности с визуально-пространственным интеллектом лучше решать до поступления в школу, пока они не повлекли за собой проблемы с учёбой. Поэтому начнём с развивающих занятий для самых маленьких. 

<<Форма демодоступа>>

Развитие пространственного мышления для малышей

Способность мысленно вращать предметы и ориентироваться в пространстве формируется у человека на пятом месяце жизни. Разумеется, только на зачаточном уровне — далее её необходимо развивать. В этом помогут младенческие игры-потешки про части тела. В первые месяцы жизни малыш просто будет получать удовольствие от ваших прикосновений и забавных стишков, а со временем запомнит расположение частей тела и научится показывать их самостоятельно. 

К концу первого года жизни запускается интенсивное развитие наглядно-действенного мышления. Ребёнок учится перемещаться в пространстве, взаимодействовать с разными предметами, понимать их свойства: одни катаются, другие скользят, одни меняют форму при сжатии, другие разбиваются или рассыпаются. В это время важно позаботиться о том, чтобы малыш получил как можно больше опыта обращения с объектами разной формы, плотности, размера и текстуры.  

Очень полезная и занимательная игрушка для этого возраста — сортер. Обычно это коробка с отверстиями разной формы и соответствующими предметами.

Сортеры бывают сложнее и проще, в зависимости от возраста ребёнка. Такую игрушку нетрудно изготовить самостоятельно
Источник: konik.ru

Ещё вариант — доска Сегена: дощечка с вкладышами разных форм, что-то вроде примитивного пазла. 

Вкладыши могут быть в форме чего угодно: геометрических фигур, зверей и рыбок, инструментов, видов транспорта. Пример на рисунке призван познакомить малыша с понятиями «меньше — больше» 
Источник: my-shop.ru

Методом проб и ошибок ребёнок учится понимать соответствие деталей и отверстий и поворачивать элементы относительно друг друга, чтобы они совпали. Со временем у ребёнка разовьётся наглядно-образное мышление и он сможет сразу и безошибочно находить правильные положения. Позже это умение поможет мысленно разворачивать план местности или здания, чтобы понять, куда идти.  

В период бурного развития речи, от года до трёх лет, важно познакомить ребёнка с названиями геометрических фигур (квадрат, куб, круг, сфера, шар), размерностей и форм (большой, маленький, круглый, угловатый, заострённый, тупой) и словами-направлениями (вперёд, назад, влево, вправо, вверху, внизу, внутри, снаружи, спереди, сзади, вдоль, поперёк, по диагонали, ближе, дальше). Запоминать эти названия проще всего в игровой форме. Например, игра в «Муху» поможет научиться понимать направления. 

Для ребят постарше есть более сложные и разнообразные способы развить пространственный интеллект — теперь поговорим о них. 

Пазлы и мозаики

Сборка пазла — процесс, тренирующий внимательность, усидчивость и, конечно, пространственное мышление: нужно определить место фрагмента на картинке, а затем выбрать единственно верное положение для сцепления другими деталями.

Пазлы для самых маленьких состоят из четырёх-шести элементов. Но есть и гигантские полотнища, насчитывающие тысячи деталей. На их сборку уходят недели и даже месяцы, но оторваться очень трудно!

Некоторое время назад в продаже появились трёхмерные пазлы, ещё сильнее задействующие визуально-пространственный интеллект.

3D-пазл «Хрустальный замок» с подключаемой подсветкой и музыкой
Источник: babypuzzle.ru 

Есть много развивающих головоломок, использующих принципы мозаики: например, танграмы (наборы геометрических фигур, складывающиеся в картинки). 

Варианты сложения танграма
Источник: freepatternsarea.com

Картография

Есть города, но нет людей, есть моря, но нет воды, есть леса, но нет деревьев — что это? Это географическая карта — целый мир, помещённый на плоскость. Читать карты очень интересно: они содержат огромное количество информации, которую не охватить единым взглядом. Просто разглядывая карту, ребёнок получает представление о расстояниях и направлениях, узнаёт новые для себя понятия и систематизирует знания об окружающем мире, ведь карта позволяет будто бы возвыситься над ним. Люди, с детства увлекающиеся картами, никогда не страдают «топографическим кретинизмом». 

Привить любовь к этому занятию нетрудно — попробуйте повесить большую подробную карту над кроватью ребёнка. Пусть это будет карта вашего региона, страны или карта мира: разглядывая её перед сном, ребёнок раз за разом будет открывать что-то новое. 

Источник: decoretto.ru

Ребёнку с шести лет можно предлагать нарисовать собственную карту, например вашей квартиры, двора или дачного участка. Ребёнок сможет изучить знакомую территорию с точки зрения пространственных отношений: как расположены объекты относительно друг друга, на каком расстоянии.   

Математика

Желательно, чтобы ребёнок получил начальные представления о геометрии до того, как этот предмет начнётся в школе. Познакомьте его с плоскими и трёхмерными фигурами, их особенностями и различиями, учите их названия, пробуйте рисовать их и складывать из бумаги. 

Битригональный икосододекаэдр из цветного картона. Склеить такой самостоятельно и научиться произносить без запинки — настоящий вызов для любителя геометрии! 
Источник: mnogogranniki.ru 

Но геометрия — не единственная область математики, где абстрактные цифры переходят в раздел обозримого. Построение графиков и диаграмм позволяет по-настоящему увидеть числа. Для ребят с ведущим визуально-пространственным типом интеллекта это иногда лучший способ разобраться в сложной теме. Учите ребёнка строить графики на компьютере в Google Таблицах или MS Excel — позже это пригодится и в учёбе, и в работе.

Покажите ребёнку фракталы: пусть знает, что математика — это ещё и красиво. 

Фрактал — самоподобная функция, повторяющаяся бесконечное число раз
Источник: wikipedia.org

Творчество

Совершенствуясь в рисовании, ребёнок учится понимать пропорции и перспективу, выстраивать композицию. Занятия лепкой учат создавать объёмные формы и проектировать их. 

В наше время к этим классическим способам развития пространственного мышления у детей добавились новые увлекательные занятия: 3D-моделирование и рисование 3D-ручкой. Последнее можно смело назвать новым видом искусства, объединившим техники скульптуры и живописи.

Источник: bogofi.ru

Отдельно стоит отметить искусство оригами. С его помощью можно не только научить создавать из плоской бумаги объёмные фигуры, но и ориентироваться в пространстве по описанию. Начните с лёгкого: собирайте фигурку одновременно с ребёнком и показывайте на каждом этапе, что нужно сделать и что должно получиться. Все действия описывайте словами. Когда ребёнок освоится, усложните задачу: показывайте необходимые манипуляции не на своём примере, а на схеме, и опять же сопровождайте её словесным описанием. Через какое-то время ребёнок сможет собирать фигурки без наглядного пособия, по одним только словесным инструкциям, например: «Линия сгиба должна пройти от угла до середины противоположной стороны, отогнуть нужно назад». Практика показывает, что шестилетний ребёнок способен выйти на такой уровень за год занятий. 

Развить пространственное мышление помогают не только изобразительные виды творчества, но и, например, танцы. Упорядоченное движение в пространстве учит понимать и контролировать пространство вокруг себя.  

<<Форма семейного образования>>

Конструирование

Хороший конструктор не надоест никогда, ведь из него каждый день можно строить что-то новое — были бы детали и фантазия. Самым популярным конструктором на сегодняшний день остаётся «Лего» — он предоставляет неограниченные возможности для творчества, а работать с ним просто и увлекательно. 

Детали рассчитаны на детей от трёх лет (для самых маленьких существует серия «Дупло»), но лучший возраст для начала знакомства с «Лего» — около шести лет: тогда у ребёнка уже достаточно развита и мелкая моторика, и фантазия. Начинать стоит с небольших наборов и постепенно переходить к более масштабным и сложным. 

Но будьте осторожны: «Лего» вызывает зависимость! Объясняется она просто: дошкольник сам или с помощью родителей собирает по схеме сложную игрушку, а разбирать не хочет, потому что понимает, что ничего круче не соберёт. Тогда он просит у родителей купить ему другой набор, и всё повторяется. Чтобы этого не случилось, в начале лучше покупать не наборы для сборки чего-то конкретного, а стандартные блоки. 

Lego Classic — набор стандартных блоков
Источник: lego.com

Играйте вместе с ребёнком — учите его не только собирать по инструкции, но и придумывать модели самому, дополнять их и перестраивать. Когда ребёнок почувствует вкус к воплощению собственных идей, пора покупать тематические наборы — их детали расширят возможности конструирования. 

Настольные игры 

Игровое поле — это одновременно и территория, и её карта. Большинство настолок так или иначе тренируют визуально-пространственный интеллект. Классический пример — шахматы: нужно запомнить, как ходят и атакуют разные фигуры, научиться анализировать ситуацию в каждый ход, и самое главное, научиться думать на несколько шагов вперёд — представлять положение фигур, не перемещая их. 

Современные настольные игры тоже отлично развивают пространственное мышление. Например, «Каркассон», где нужно выстраивать из карточек города и дороги, ориентируясь на соседние клетки, «Колонизаторы», где нескольким игрокам необходимо распространить своё влияние на ограниченной территории, «Запретный остров», где играющие вынуждены прокладывать путь к спасению по постоянно изменяющейся карте. Игры различаются по сложности, динамике, стилистике, числу игроков — каждый может найти себе ту, в которую захочется играть снова и снова. 

Настольная игра для развития пространственного мышления «Трубиринт». Нужно проложить трубопровод из точки А в точку Б из имеющегося у игрока случайного набора элементов. Время ограничено: вода вот-вот хлынет!
Источник: www.igroved.ru
 
      

Компьютерные игры

В статье «Чему учат компьютерные игры» мы уже упоминали, как они помогают научиться ориентироваться. Заядлые игроки в сетевые стрелялки знают: выигрывает тот, кто досконально изучил игровую область на предмет тайников, способов забраться в тыл противника, укромных мест для засады и путей к экстренному отступлению.  

Любые игры, в которых есть карта местности, учат «читать» её и соотносить плоское изображение с трёхмерным пространством. Старые RPG с «открытым миром» (такие, где игрок свободен в перемещениях) позволяли получить ценный опыт ориентирования на местности, поскольку задания в них звучали примерно так: «Иди по дороге на запад, перед деревом странной формы поверни на север и следуй в сторону горы с двумя вершинами. Когда окажешься у расколотого камня…» В современных играх оптимальный маршрут до цели показан на карте — не так аутентично, зато можно научиться пользоваться навигатором.

Карта страны Скайрим из одноимённой игры. Общая площадь игрового мира составляет около 4 500 км² — на доскональное исследование этого пространства может потребоваться несколько лет
Источник: steamcommunity.com

 Другой вид игр, развивающих визуально-пространственный интеллект, — головоломки. Например, знакомый каждому «Тетрис» — очень простой и очень сложный одновременно. Или игра для мобильных устройств Monument Valley, которая ломает привычные представления о трёхмерном пространстве. Чтобы пройти её, нужно научиться использовать оптические иллюзии, «невозможные» фигуры и искажения перспективы. Отличная тренировка неординарного пространственного мышления!        

Кадры из игры Monument Valley
Источник: ag.com
  

Приключения на местности

Ничто так не учит чувствовать пространство и взаимодействовать с ним, как практика. Городские квесты, походы, спортивное ориентирование — всё это даёт полезнейший опыт и позволяет здорово провести время. 

Игры с поиском клада — одно из самых увлекательных развлечений для дошкольников и младшеклассников: спрячьте сюрприз в укромном месте квартиры и раскидайте по дому записки с указаниями, как его найти, чтобы каждая подсказка намекала на расположение следующей. Предложите ребёнку нарисовать карту квартиры и отмечать на ней найденные подсказки или заранее обозначьте тайники на схеме и предложите ребёнку найти призы по ней.   

Источник: www.yarosonline.ru

Постепенно игровую область можно расширять до масштабов двора, квартала или целого парка. Если задействовать в игре дрон, радиус приключения можно увеличить до нескольких километров! Кстати, управление летающим объектом, постоянно меняющим направление, — очень серьёзная тренировка визуально-пространственного интеллекта.

Иллюстрация: Kate Pilko / Dribbble

Важность пространственного мышления для изучения математики · Границы для юных умов

Аннотация

Пространственное мышление позволяет понять расположение и размеры объектов, а также взаимосвязь различных объектов. Это также позволяет вам визуализировать и манипулировать объектами и формами в вашей голове. Мало того, что пространственное мышление очень важно для повседневных задач, новые исследования показывают, что оно необходимо для изучения математики. Дети и подростки, которые хорошо справляются с пространственными задачами, также хорошо справляются с задачами по математике. Мы также знаем, что некоторые из тех частей мозга, которые используются для пространственного мышления, также активируются, когда мы занимаемся математикой. Хорошая новость заключается в том, что многие исследования показали, что вы можете улучшить свое пространственное мышление с помощью «тренировок». Это означает, что занятия пространственными играми и выполнение пространственных действий могут улучшить ваши пространственные характеристики. В этой статье мы обсудим способы, с помощью которых вы можете улучшить свое пространственное мышление, и рассмотрим доказательства того, что пространственное обучение может также улучшить математику.

Введение

Откуда вы знаете, как упорядочивать предметы, например, упаковывать чемодан или укладывать книги в школьный портфель? Откуда вы знаете, как надевать обувь на правильную ногу и как правильно застегивать рубашку? Как ориентироваться в торговом центре и как узнать, что делать, если вы вышли из автобуса не на той остановке? Все эти задачи зависят от пространственных способностей. Люди зависят от своих способностей пространственного мышления сотни раз в день, сами того не замечая. Даже вне повседневной деятельности большинство людей, включая учителей, не осознают, что пространственное мышление может влиять на вашу успеваемость в школе, особенно в 9 классах.0009 математика классы. Итак, что такое пространственное мышление и можно ли стать экспертом в пространственном мышлении?

Пространственное мышление: как его измерить?

Мы используем пространственное мышление, чтобы понять местоположение (положение) и размеры (например, длину и размер) объектов, а также то, как разные объекты связаны друг с другом. Важно понимать, что пространственное мышление — это не один навык, а набор разных навыков. Некоторые из наиболее важных пространственных навыков и тесты, которые ученые используют для их измерения, описаны ниже.

Ментальное вращение

Ментальное вращение позволяет нам поворачивать (манипулировать) изображениями в голове. Вы можете попробовать пример, если закроете глаза и представите объект, например, автомобиль. Теперь вы можете представить, как выглядела бы машина, если бы ее перевернули вверх дном? Для этого вы должны использовать мысленное вращение. На рисунке 1 вы можете увидеть тест на мысленное вращение. Можете ли вы выбрать, какое изображение внизу совпадает с изображением вверху? Чтобы понять это, надо покрутить коров в голове. Тогда вы можете сказать, что корова слева такая же, как и корова над ней. Как бы вы ни поворачивали корову вправо, она всегда будет смотреть не в ту сторону. Завершение этого теста требует умственного вращения. Можно не только крутить предметы в голове, но и представлять, как выглядел бы предмет, если бы он был сломан пополам, сложен или согнут.

  • Рис. 1. Пример задания на мысленное вращение.

Извлечение

Навыки извлечения — это пространственные навыки, необходимые для отделения одного объекта или изображения от более сложного фона. Это позволяет нам понять, как сложные структуры состоят из отдельных частей. Очень простой пример показан на рис. 2. Сможете ли вы найти оранжевую фигуру на более сложном изображении?

  • Рис. 2. Пример задачи извлечения.

Пространственное масштабирование

Пространственное масштабирование — это возможность преобразования информации между представлениями разных размеров. Например, пространственное масштабирование необходимо для того, чтобы понять, что изображение парка, которое вы видите на карте своего телефона, представляет собой тот же парк, в котором вы стоите. Другой пример — когда мы собираем мебель, например шкаф, по бумажным инструкциям с небольшие схемы. Чтобы построить шкаф, вы должны понимать, что маленькое изображение двери шкафа на схеме представляет собой дверь в натуральную величину, которую вы распаковали и должны собрать. На каждом изображении на рис. 3 между двумя деревьями находится мяч. Какое изображение внизу совпадает с изображением вверху? Вы заметите, что два изображения внизу не такого размера, как изображение вверху. Это означает, что при их сравнении необходимо использовать пространственное масштабирование (оставлен правильный ответ).

  • Рис. 3. Пример задачи пространственного масштабирования.

Навигация

Навыки навигации жизненно важны для перемещения по окружающей среде и доставки нас в места, которые нам нужны. Чтобы правильно ориентироваться, вы должны уметь понимать взаимосвязь между зданиями, использовать ориентиры, представлять, как будут выглядеть улицы или здания с разных точек зрения, изучать маршруты и понимать расположение вашего окружения.

Пространственное мышление важно в школе и на работе

Помимо его очевидной важности в повседневной жизни, оказывается, пространственное мышление также важно для того, насколько хорошо вы учитесь в школе, особенно на уроках математики. Люди, которые хорошо справляются с задачами на пространственное мышление, также получают высокие баллы в тестах по математике. Связь между хорошим пространственным мышлением и хорошей успеваемостью по математике существует у людей разного возраста. Например, исследования показали, что младенцы, которые лучше конструируют строительные блоки, лучше справляются со счетом и числовыми тестами [1]. Для детей младшего школьного возраста многие исследователи показали, что для разных математических задач важны разные типы пространственного мышления [2]. Дети, которые хорошо ориентируются в пространстве, также хорошо умеют располагать числа на числовой прямой, а дети, которые хорошо умеют вращать в уме, лучше справляются с вычислительными задачами с пропущенными числами, такими как 3 + □ = 5. Для взрослых хорошие пространственные навыки важны. очень важно для определенных работ. Например, инженерам нужны пространственные навыки, чтобы визуализировать структуру моста или здания, геологам нужны пространственные навыки, чтобы ориентироваться в ландшафте, врачам нужны пространственные навыки, чтобы убедиться, что они делают инъекции в правильном положении и правильно считывают рентгеновские снимки. , а биологам нужны пространственные навыки, чтобы понять, как пища проходит через различные части нашей пищеварительной системы. Исследования показывают, что люди, обладающие хорошими пространственными навыками в подростковом возрасте, с большей вероятностью будут работать в области науки, техники, инженерии и математики, когда станут взрослыми.

Что делать, если я плохо справляюсь с пространственными задачами?

Хорошей новостью является то, что если вы не очень хорошо ориентируетесь в пространстве, вам не о чем беспокоиться. Пространственное мышление — это один из когнитивных навыков, который особенно хорошо поддается тренировке. Во многих исследованиях предпринимались попытки улучшить пространственные способности с помощью различных типов когнитивных тренировок . Хотя слово «тренировка» часто ассоциируется с физическими упражнениями, когда ученые-когнитивисты (мозг) используют слово «тренировка», они обычно имеют в виду практику. Это означает, что «пространственное обучение» обычно включает в себя отработку пространственных задач на бумаге и карандаше, выполнение пространственных игр на компьютере или выполнение пространственных действий, таких как строительство структур из блоков. Многие исследования показали, что если вы будете практиковаться, ваше пространственное мышление может быть улучшено [3].

Еще более хорошие новости пришли из нового исследования, которое показывает, что если вы улучшите свое пространственное мышление, вы также улучшите результаты тестов по математике. Когда обучение одному навыку приводит к улучшению другого, это называется переносом. Исследования, посвященные другим типам мышления, показывают, что очень трудно натренировать мозг, чтобы перевести его на необученные навыки. О других видах тренировки мозга и о том, работают ли они, вы можете прочитать здесь [7]. Таким образом, пространственное обучение является довольно необычным и важным, поскольку есть свидетельства того, что обучение пространственному мышлению действительно переносится на другие навыки, например, на математику.

Недавнее исследование, которое я завершил, показало, что дети получают более высокие баллы на тесте по математике после просмотра короткого видео о пространственном мышлении [4]. Другие исследователи также показали, что использование танграмм, представляющих собой разновидность пазлов, и других пространственных игр может улучшить математические навыки [5]. К сожалению, пространственному мышлению обычно не учат в школах. Однако есть много способов, которыми вы можете легко ввести его в свою жизнь дома и в школе. Это включает в себя использование большего количества диаграмм и графиков, которые помогут вам при изучении новых тем в школе, использование более пространственного языка, включая такие слова, как выше, над, вокруг, через, параллельно, симметрично и жесты, когда вы объясняете трудные идеи своим друзьям. или младших братьев и сестер, которые учатся конструировать вещи из кубиков, Lego или головоломок, собирать мебель или даже упаковывать подарки. Также возможно, что некоторые компьютерные игры, такие как Minecraft (где игроки должны использовать трехмерные блоки для строительства таких структур, как дома и города) или игры, требующие от игроков навигации по лабиринтам или незнакомым пространствам, также могут улучшить пространственное мышление.

Почему пространственное мышление важно для математики?

Как исследователи, мы все еще пытаемся ответить на вопрос, почему пространственные и математические навыки связаны. Другими словами, почему люди, хорошо разбирающиеся в пространственном мышлении, хорошо разбираются в математике? Одна из возможностей состоит в том, что те же части мозга, которые мы используем для решения пространственных задач, также используются для математики. Один из способов увидеть, какие части мозга активируются (включаются), когда мы выполняем определенные виды деятельности, — это функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Этот метод использует сканер, который показывает, какие части мозга активны в разное время. Например, его можно использовать, чтобы определить, какая часть мозга активизируется, когда мы выполняем математическое задание. Исследования показывают, что некоторые пространственные и математические навыки зависят от одной и той же части мозга — теменной доли [6]. Это означает, что тренировочные программы, побуждающие нас использовать пространственное мышление, могут укрепить связи между нейронами (клетками головного мозга) в этой части мозга. Это было бы полезно как для пространственного мышления, так и для математики.

Заключение

В следующий раз, когда вы попытаетесь втиснуть в чемодан как можно больше одежды или будете внимательно следить за картой в телефоне, вспомните, насколько ценны ваши пространственные способности. Возможно, даже больше, чем навыки письма и счета, способности пространственного мышления оказывают огромное влияние на то, как мы передвигаемся и функционируем в нашей повседневной жизни. Кроме того, как указано в этой статье, использование большего количества возможностей для практики пространственного мышления также может улучшить наши математические навыки. Освободим пространство для развития пространственного мышления!

Глоссарий

Пространственное мышление : Как мозг обрабатывает положение и форму различных объектов.

Математика : Предмет, связанный с числами и количествами.

Когнитивная тренировка : Практика или повторение определенных мыслительных навыков с целью их улучшения.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы от всего сердца поблагодарить тех, кто помогал в переводе статей из этого сборника, чтобы сделать их более доступными для детей за пределами англоязычных стран, а также Фонд Джейкобса за предоставление средств, необходимых для перевода статей. . В этой статье мы особенно хотели бы поблагодарить Ниенке ван Аттевельдт и Сабину Петерс за перевод на голландский язык.


Исходная статья

Гиллиган, К. А., Ходжкисс, А., Томас, М. С., и Фарран, Э. К. 2019. Отношения развития между пространственным мышлением и математикой у детей младшего школьного возраста. Дев. науч. 22:e12786. doi: 10.1111/указ.12786


Каталожные номера

[1] Вердин Б. Н., Голинкофф Р. М., Хирш-Пасек К., Ньюкомб Н. С., Филипович А. Т. и Чанг А. навыки. Детская дев. 85:1062–76. doi: 10.1111/cdev.12165

[2] Mix, K.S., Levine, S.C., Cheng, Y.-L., Young, C., Hambrick, D.Z., Ping, R., et al. 2016. Раздельно, но взаимосвязано: скрытая структура пространства и математики в процессе развития. Дж. Экспл. Психол. Быт. 145:1206–27. дои: 10.1037/xge0000182

[3] Uttal, D.H., Meadow, N.G., Tipton, E., Hand, L.L., Alden, A.R., Warren, C., et al. 2013. Гибкость пространственных навыков: метаанализ учебных исследований. Псих. Бык. 139:352–402. дои: 10.1037/a0028446

[4] Гиллиган, К. А., Томас, М. С. К., и Фарран, Э. К. 2019. Первая демонстрация эффективного пространственного обучения для близкого перехода к пространственным характеристикам и дальнего перехода к ряду математических навыков в возрасте 8 лет. Дев. науч. е12909. doi: 10.1111/указ. 12909

[5] Ченг, Ю. Л., и Микс, К. С. 2014. Пространственное обучение улучшает математические способности детей. Дж. Когн. Дев. 15:2–11. дои: 10.1080/15248372.2012.725186

[6] Hawes, Z., Moriah Sokolowski, H., Ononye, ​​C.B., и Ansari, D. 2019. Нейронные основы числового и пространственного познания: метаанализ fMRI областей мозга, связанных с символическим числом, арифметика и умственное вращение. Неврологи. Биоповедение. 103:316–33. doi: 10.1016/j.neubiorev.2019.05.007

[7] Гоффин, К., и Ансари, Д. 2018. Может ли тренировка мозга тренировать ваш мозг? Используя научный метод, чтобы получить ответ. Перед. Молодые умы 6:26. doi: 10.3389/frym.2018.00026

Пространственное мышление в науках о Земле

Пространственное мышление — это мышление, которое находит смысл в форме, размере, ориентации, местоположении, направлении или траектории объектов, процессов или явлений или в относительном положении в пространстве множества объектов, процессов или явлений. Пространственное мышление использует свойства пространства как средство структурирования проблем, поиска ответов и выражения решений (National Research Council, 2006).

Науки о Земле требуют обширного пространственного мышления от учащихся и практиков (National Research Council, 2006; Kastens & Ishikawa, 2006). Ученые-геологи описывают, классифицируют и ищут причинное значение в форме бесчисленных объектов в природе, делая выводы об истории деформации по форме минерала, температуре древнего океана по форме морских микроископаемых и атмосферных условиях по форме облако. Студенты должны освоить различные пространственные представления, начиная с карт, поперечных сечений и блок-схем и переходя к незнакомым специализированным представлениям, таким как те, которые показывают направления первого движения землетрясения или структуру температуры/солености океанической водной массы. Большинство геолого-геофизических данных собирается в одном или двух измерениях; например, температура морской воды регистрируется прибором, спускаемым на тросе с исследовательского судна (одномерный тип данных). Учащиеся должны научиться объединять данные из одно- или двухмерных источников информации в трехмерную ментальную модель земных явлений.

Что касается пространственного мышления в науках о Земле, мы хотим знать:

  • Как учащиеся учатся распознавать, какие особенности формы или конфигурации природных объектов имеют значение, и как педагоги могут способствовать этому процессу обучения?
  • Как люди объединяют информацию, собранную с разных точек зрения, в единую интегрированную ментальную модель трехмерного объекта или процесса, и как можно использовать эту врожденную человеческую способность, чтобы помочь учащимся интерпретировать одномерные или двумерные наборы данных в терминах трехмерных процессов?
  • Для понимания специализированных пространственных представлений, таких как фазовые диаграммы полей стабильности минералов или стереосетчатые изображения складчатых горных пород, учащийся должен понимать изображаемый процесс или структуру. Однако средство, с помощью которого лучше всего изображается процесс, — это все та же незнакомая схема. Как учащемуся ворваться в этот цикл, в котором процесс передается через репрезентацию, но репрезентация не может быть расшифрована без понимания процесса?
  • В какой степени люди, выбравшие карьеру в области геолого-геофизических наук, сами выбирают высокие пространственные навыки, и в какой степени практика выполнения геолого-геофизических задач улучшает пространственное мышление (Baldwin & Hall, 2002; Piburn et al., 2002)?
  • Какие стратегии обучения наиболее эффективны для того, чтобы помочь учащимся с более слабыми пространственными способностями понять концепции наук о Земле и овладеть навыками наук о Земле? Если, как показали некоторые исследования (Национальный исследовательский совет, 2006 г.), пространственные способности различаются в зависимости от пола, поиск ответов на этот вопрос может помочь увеличить представленность женщин в системе образования и рабочей силы в области наук о Земле.

Исследования по конкретным курсам и учебным планам показали, что выполнение задач, требующих пространственного подхода, не поддается изменениям в рамках геолого-геофизического образования (например, Saliero, et al. , 2005, требования относительно причин смены времен года), и такие задачи оцениваются многими учащимися как наиболее сложный в учебной программе по наукам о Земле (например, Hemler and Repine, 2006, относительно измерения простирания и падения). Недавние исследования начали выявлять природу этих трудностей. Например, Кали и Орион (1996) проверяли способность учащихся представлять невидимые стороны трехмерной геологической блок-схемы. Они задокументировали категорию глубоких «непроникающих ошибок», когда студенты, по-видимому, не понимали, что внутренняя часть блока не будет такой же, как видимые поверхности. С помощью инструмента опроса, предназначенного для изучения представлений учащихся о грунтовых водах, Dickerson и соавт. (2005) обнаружили, что неправильные представления часто коренились в неправильном понимании масштаба или размера.

Ознакомьтесь с нашей растущей коллекцией ресурсов, посвященной пространственному мышлению в науках о Земле

Болдуин, Т. К. и М. Холл-Уоллес (2002). Измерение пространственных способностей студентов вводных курсов по наукам о Земле. Геологическое общество Америки Тезисы с программой , реферат 132-111.

Дикерсон, Д., Каллахан, Т.Дж., Ван Сикл, М., и Хэй, Г. (2005). Студенческие представления о масштабах подземных вод. Journal of Geoscience Education, 53 , 374-380.

Хемлер, Д. и Т. Репин (2006). Учителя занимаются наукой: подлинный опыт геологических исследований для учителей. Journal of Geoscience Education, 54 , 93-102.

Кали, Ю. и Орион, Н. (1996). Пространственные способности старшеклассников в восприятии геологических структур. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 33 , 369-391.

Кастенс, К.А. и Т. Исикава (2006). Пространственное мышление в науках о Земле и когнитивных науках, в C. Manduca and D. Mogk (Eds.), Earth & Mind: How Geoscientists думают и узнают о Земле Earth . Специальная публикация Геологического общества Америки 413

Национальный исследовательский совет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *