思维方法 | 抓住这个关键时期，有效培养孩子的“空间认知能力”
空间认知能力是指了解和操纵环境的心智能力。 能理解空间环境，并成功地在其间行进。发展 空间认知能力，孩子能更好地学好几何学、拥有科学思维，也能更好地生活。
因此，我们要把握住关键的儿童时期，合理应用作者在本文提供的方法，有效培养孩子的“空间认知能力”。
本文为“思维方法”系列文章第十二篇。
我们大家可能都听过这样一位古希腊哲学家，他叫“柏拉图”。
▲西方哲学的奠基者柏拉图
思维老师记得这位先生，是因为他有这样一个标签“唯心主义者”。作为坚定的唯物主义者的思维老师，自然就“呵呵”地掠过。
而再次审视这位先生，却是因为这样一句话：“不懂几何学者不得入内。”这是写在先生创办的柏拉图学院的门口。再百度一下“柏拉图”先生，顿时感叹：给人“贴标签”，害人害己啊！
柏拉图（公元前427年-公元前347年），他是苏格拉底的学生，也是亚里士多德的老师，他们三人被广泛认为是西方哲学的奠基者。
据说他在四十岁时在雅典城外西北角的Akademy创立了自己的学校—柏拉图学院，这所学院成为西方文明最早的有完整组织的高等学府之一，后世的高等学术机构（Academy）也因此而得名。学院的课程设置包括了算术、几何学、天文学以及声学。
那么，在此文提到“柏拉图”先生，不是因为被异化的“柏拉图爱情”也不是深刻的“洞穴隐喻”，而是因为“几何学”。，一门最早成为人们以课程的形式进行学习的科目。
不仅如此，早在2000多年前的智者就认为，不学几何学，你就不能成为一个高尚的人，一个纯粹的人，一个脱离低级趣味的人。
而关于这门广泛而伟大的学问，实在不敢“百度”一个定义。
▲数学家陈省身
借用伟大的数学家陈省身先生在复旦大学的演讲《什么是几何学》中说：“我虽然搞了几十年的几何工作，但是很抱歉的一点是，当你们听完演讲后，不会得到很简单的答案，因为这是一门广泛而伟大的学问。”
那么，我们进入今天的“思维方法”介绍，一项和“几何学”紧密相关的能力——空间认知。
什么是“空间认知能力”
荷兰数学家、数学教育家弗莱登塔尔指出，几何是对空间的把握——这个空间是儿童生活、呼吸和运动的空间。在这个空间里，儿童必须学会去了解、探索、征服，从而更好地在其中生活、呼吸和运动。
空间认知能力和我们人类的其他心理过程一样，是逐渐形成、发展和完善的。它是一个广泛的系统，既包括大小、形状和方位等概念，也包括空间区分和对空间关系的理解等。
空间认知就是所有这些空间概念在人脑中的反映。
也就是说，空间认知能力是指人们对客观生活或头脑中的空间图形（任意维度） 在头脑中进行识别、编码、贮存、表征、分解与组合和抽象与概括的能力。
多元智能之父，加德纳将空间认知能力看作是“人类智力”的几种“相对自发的人类智能”中的一种。空间思维对于科学思维是必不可少的：在学习和解决问题中经常用它表达和操作信息。
爱因斯坦评论道，自己的思维要素不是词汇，而是“某些符号和多多少少能够有意地被重建和组合地清晰图像”。
心理学上关于空间能力的研究由来已久，如心理学家吉尔福特认为：这是智力的一个重要的相对独立的成分，它不同于一般的形象思维和抽象思维。
它进行思维操作的单位不是词汇，而是能表现客体（物体）的空间特征和关系的表象，如形状、大小、相互位置以及客体的各种构成因素在平面、三维空间上相对于特定位置的排列次序。主要包括空间观察能力、空间记忆能力、空间想象能力和空间思维能力等因素。
空间观察能力就是说孩子发现空间图形的特征的能力， 比如说识别生活中一个图形的线条和组成部分。
空间记忆能力就是说能把这些特征回忆或在脑中重构出来的过程， 也就是说记住一个图形有几部分或者说有那些线条组成的能力。
空间想象能力就是利用自己已有的空间图形知识和特征联想起其他一些空间图形或特征的过程，比如说在脑袋里对已经有的一个三角形的进行旋转。
空间思维能力就是对空间图形抽象概括的能力，比如说在高中数学的立体几何课程中， 在已有的正方体中的异面直线的条数进行统计的过程。
在完成空间任务的认知过程中，空间想象能力起着重要的中介桥梁作用，而空间思维能力则起着决定性的核心作用。
儿童的空间认知发展是调动相应感官（主要是，但不限于“视觉系统”）并借助于生活经验对上述各空间概念的认识过程。对于一个正常人，仅视觉信息占全部感觉信息的70%以上，而在该能力快速发展的时期（一般称作“敏感期”）对其进行对应的训练，是可以促进其智力发展的。
认知心理学对学前儿童关于空间认知能力方面的研究认为，幼儿最先发展的是二维形状认知能力，对立体空间图形的认知，是逐渐从二维空间认知向三维空间认知转变的过程。
5岁儿童已能掌握图形的空间结构的一些特点。
5-6岁的儿童具备了心理旋转能力，但还不能既知觉部分又知觉整体。
而对空间图形隐蔽成分的察知是儿童空间图形的一个关键，这个关键的认知发展，很可能发生在7岁左右。
我们在现实生活中看到的是，男性的空间认知能力似乎优于女性，而这一现象，在孩子儿童时期（学前阶段）并没有表现出明显的性别差异。
一些研究指出，造成男性的空间认知能力明显好于女性的一个很重要的原因就是男性从童年开始，就更多地进行一些需要空间认知技能的游戏，比如探索游戏，团体体育活动等。
也就是说男孩子后天的日常生活潜移默化的影响了其空间认知能力。这也说明空间认知能力能通过后天的培养来得到提高。
义务教育阶段的空间观念是几何课程的主要培养目标和重要组成部分。在课程标准中，空间观念主要包括：
第一，根据物体特征抽象出几个图形；
第二，根据几何图形想象出所描述的实际物体；
第三，能够想象出空间物体的方位和相互之间的关系；
第四，根据语言描述或通过想象画出图形等。
我们这样训练孩子的“空间认知能力”
《“学思维”活动课程》从学前开始培养孩子的“空间认知”能力。
主要包括从这些内容与维度：
学前段：简单情境迷宫的顺序认知
一年级：现实空间认知游戏，用上下左右指称方向
二年级：二维空间认知，能用东南西北指称方向
三年级：二维空间与三维空间转化的问题解决
四年级：立体事物转化为二维示意图
五年级：变化中的空间认知
六年级：用表象建立变化的空间图景
七年级：用表象认知三维空间
八年级：基于二维图像的三维合理构建
思维老师曾经和湘潭九华和平小学三年级的孩子们学习《左右位置》这一课，孩子们下课了，都不愿意走，感叹道：这太好玩了！
在这节“空间认知”的课上，我们一起学了什么呢？
【活动导入】
从“左右”的视角入手，引导学生从教室的座位来认识“左右”的相对性。
【环节1】
提问：“小雪的左边是小海，小海的左边是小兰，小兰的左边是小慧，那么小慧在小雪的哪一边呢？”
看起来简单，但是由于“左右方向”是相对的，所以其中一个人变化一下朝向，就会引起答案的变化，因此对这道题目的讨论让学生对“相对性”有非常直观的感受。经过实际站队、画图，你会发现，小慧可能会在小雪的四面八方。
【环节2】
让孩子们自由选择“实地指路”、“电话指路”和“GPS指路”的方式为教材上的“小雅”指路。在学习中，孩子们要从教室的空间穿越到“小雅”的空间，用语言描述清楚。
我们发现这真的有点难了。
在“活动心得”这一环节，从孩子们的分享中，我们发现孩子们在生活中，确实没有很多机会来练习“空间认知”这项能力。
事实上，这是无论在生活中，还是在数学学习、包括大多数技术和科学职业，甚至是在跨领域发现“灵感”的活动中都需要的能力。
空间认知能力，实在需要引起足够的重视！
然而，目前这项能力的训练不足，除了没有引起足够重视，还因为找不到足够有效的方式来训练。出于这样的思考，配合《“学思维”活动课程》我们开发了“空间点阵套装”。
无锡市港下实验小学的孩子们就已经玩起来啦！
提高孩子的“空间认知能力”可以做好这些：
1
积累足够的生活经验
如：参加空间感强的游戏（足球等团体球类运动），感知现实中的立体图形，并和几何图形建立链接。
2
用对“空间”进行描述
如：说说到学校的路怎么走？根据年龄，可以用到“前后左右”、“东南西北”等。
3
动手操作中学习
亲自触摸、观察、测量、作图和实验，如：折一折、剪一剪、拼一拼、摆一摆、量一量、画一画。
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