在分享今天的話題之前，先請大家做幾道題，
1、當圖1被摺疊成一個三稜鏡時，可以產生下面圖2-5中的哪一（幾）個？
2、下面左右兩個立體方塊是完全一樣的嗎？
3、在一塊土地上種四棵樹，使每兩棵樹之間的距離都相等，該怎麼種？
（為了讓大家挑戰下大腦，這裡我先不貼出答案，需要答案的朋友可以在私信回覆“空間”提取）
最近我在參加美國這邊的一個兒童智力開發培訓課程，其中講到如何培養孩子的Spatial Thinking / Visual Spatial Intelligence空間思維時，老師也給我們做了上面這幾道測試題。不得不說，幾次課下來，發現空間思維簡直太重要，這個能力的高下幾乎決定了孩子的學業成績，甚至未來職業的選擇。其中的一些東西也是我之前沒太留意的，深受啟發，特來整理和大家分享。
什麼是空間思維？
它是指識別物體的形狀、位置、空間關係，理解和記住物體的相對位置，然後通過想象與視覺化，來形成新的視覺關係的能力。簡單地說就是在“腦海”中想象出形狀。
前面的三道題目，都是最最經典的空間思維測試題。
第一道是關於Mental Folding（心理摺疊），我們需要在腦海中“摺疊”那個紙板，並記錄每個不同顏色側面的相對關係，來形成最後的圖形，想象出它摺疊之後的樣子；
第二道是關於Mental Rotation（心理旋轉），我們需要在大腦裡從各個角度旋轉其中的一個方塊，看能不能成功地得出另一方塊的樣子。
具備這種思維的人能跳出點、線、面的限制，從上下左右，各個角度去思考問題，也就是會“立起來思考”。而第三道題，就是考驗我們“立起來思考”的能力。
你被考到了嗎？^_^
空間思維有什麼用？
空間思維的作用可以說是無處不在。
小到各種日常生活，比如當孩子走進房間取他的一件玩具之前，空間思維較好的孩子大腦裡其實已經想象出那件玩具的具體方位；當我們在打包行李時，腦海裡也已經想好什麼東西該放在箱子裡的什麼位置最合適最節省空間；當我們從宜家買回家具對著圖紙組裝時，也需要把圖紙上平面的二維形狀轉換成實際的三維傢俱部件，通常空間思維能力好的人在組裝過程中會更加得心應手…
大則可到達各個領域，比如空間思維讓建築師在設計階段就能想象出建築建成後的模樣，讓化學家想象分子的三維結構，讓外科醫生定位人體器官，讓雕塑家對著一塊石頭就能想象出他的作品…
對孩子來說，空間思維還有個更顯著的體現，就是數學上的表現。
美國國家兒童健康研究所曾針對低齡孩子（幼兒園和小學階段）做過一項研究，結果表明改善空間思維可以迅速提高孩子的數學技能。
在這個項目中，孩子被隨機分配到兩個實驗組。在第一個小組中，老師帶孩子做很多空間構建類的練習，比如搭積木，畫地圖，玩圖形拼接類桌遊等；另一個小組則沒有進行空間思維類型的課程。整個實驗過程中兩組的老師都沒有教任何數學知識。7個月後，測試發現第一組兒童的數學成績有顯著提高，而另一組孩子則表現平平。
空間思維幫助孩子在幾何、圖形上的表現很容易理解，比如這種類型的題目：
或者需要平移、旋轉的幾何問題，比如證明三角形內角和是180度：
在數學的其他方面也有幫助嗎？有的，實驗發現經過訓練的孩子變得特別擅長代數問題，比如孩子可以很輕鬆地把“3+？=9”的問題重構為他們更熟悉的形式“9 - 3= ?”
另外，空間思維能力好的孩子也更擅長於數學建模的運用，建模就是要求孩子能運用空間思維把抽象的數字邏輯和形象的表示圖形對應起來。這種能力特別重要，美國這邊有些私立學校選用了新加坡數學作教材，就是因為它非常注重數學建模思想的培養（感興趣的朋友可以給我留言，以後來單獨寫寫這個話題）。
怎麼培養孩子的空間思維？
空間思維培養起來並不困難，基本上可以在孩子玩耍過程中就進行積累，從孩子牙牙學語的年齡段就可以開始。所以課程中講師特別強調，空間思維培養的黃金時期，就是學齡前和小學低年級，這時孩子大腦的可塑性最強，而且課餘時間很充裕，和數學和閱讀等專項訓練不同，空間思維需要更多自由的時間，在日常溝通、玩耍、遊戲中滲透練習。
課程老師列出了7個最經典的培養方法。我給大家逐一介紹一下。
1、和孩子交談時多用空間語言
詞彙是搭建思維城堡的磚塊，尤其是空間語言，它是強大的空間學習工具。 和孩子的日常溝通中，當空間關係被命名時，孩子會學得更好。 所以，爸爸媽媽平時陪孩子玩耍時，可以把“玩具熊在這裡，小汽車在那裡”改說成“玩具熊在沙發左邊，小汽車在電視櫃中間一層”，同時也鼓勵孩子用這樣的詞彙描述他眼中的事物。美國不少幼兒園還常常會讓孩子做一些關於空間詞語的測試練習。
以下是一些可以添加到和孩子日常交談中的空間語言，供爸爸媽媽參考。
2、鼓勵孩子多用手勢
手勢與空間思維密切相關，它能加強孩子對空間信息的關注。有研究表明，當孩子用手勢指示物體的移動時，他們的空間思維能力會得到提高。
在孩子描述一件事情時，鼓勵他用手勢配合語言，比如給爸爸媽媽講故事“小豬從家裡走到學校的路上，抬頭看到天上有隻小鳥…”，這裡的“家裡”、“學校”、“天上“都可以讓孩子一邊講一邊用手勢比劃出來，他的大腦裡也就慢慢建立起距離、方位的感覺。
3、訓練孩子想象物體的運動軌跡
大家可能已經留意到，一開始請各位做的幾道題目，都需要在心裡默想物體的運動（摺疊、旋轉）軌跡，空間思維的高下決定我們是否能想清楚想明白並給出正確答案。反過來，多做想象物體運動軌跡的練習，同樣能提高空間思維能力。
低齡的孩子往往會有“Gravity Bias”（引力偏見）。 在一個經典的兒童認知實驗中，實驗者準備讓球順著扭曲的管子落下，學齡前兒童往往都會認為球會落在原來位置的正下方。 但當他們被引導在回答之前先想象球的運動路徑時，更多孩子給出了正確答案。這個想象的過程，就是不斷訓練孩子的空間推理和問題解決能力。
爸爸媽媽平時陪孩子玩耍時，可以讓孩子多做這樣的想象，或者有意識地選擇這方面的遊戲。比如我們之前曾經給大家推薦過的一款Gravity Maze重力迷宮，為了準確地讓小鐵球到達指定的目的地，孩子就需要事先在腦海裡預想它經過那些方塊時的行進軌跡。
4、玩積木“配對”遊戲
積木類是培養空間思維的絕佳玩具。對於年齡較小的孩子，不妨和他們玩配對遊戲。你先搭好一個“建築”，讓孩子照著你的作品搭一個一模一樣的，包括所有組件的形狀、顏色。
當孩子玩得比較熟練之後，可以增加難度，你搭完“建築”後讓孩子先仔細觀察，然後把它遮起來，讓孩子憑記憶來複制一個一模一樣的。複製過程中，孩子就不得不在腦海裡把各塊積木的形狀、方位、顏色都想一遍。
當然，都玩得比較順手之後，就可以逐漸增加“建築”的構建複雜度，給孩子更大的挑戰了。
5、用積木來“講故事”
稍微大些的孩子，可能對“積木配對”已經提不起興趣，他們需要有更多創造性的、能自由發揮想象力的遊戲。這時不妨試試請他們用積木來“講故事”。
比如“哦，這些玩具車很漂亮啊，你能給它們建造一個車庫嗎？”
當孩子用各種積木完成“施工”後，請他來講講車輛是怎麼開進去的，從哪邊進哪邊出，講述過程中注意提醒孩子使用手勢和空間詞彙。
6、玩空間類桌面遊戲
除了積木，一些專門的圖形類、空間類桌面遊戲也是非常好的練習素材。比如最傳統的七巧板，還有類似於七巧板的平面/立體圖形拼接類， 比如Shape by Shape、Square By Square、Pixy Cubes等等。
7、畫地圖、讀地圖
學會畫地圖、讀地圖也是培養空間思維非常好的方式之一。還不會寫字畫畫的小寶寶，就可以和他一起“畫”地圖了，畫什麼呢？當然是從自己最熟悉的地方，在幼兒園畫教室，在家裡就畫客廳、臥室。
爸爸媽媽可以先幫孩子把表示房間的大框框畫好，然後再把主要傢俱按照比例做成一塊塊的小紙片，讓孩子按照房間的佈置，用這些紙片把家“畫”出來。
畫地圖的過程中，孩子的視角轉換了，原來在眼前的只有一部電視機，或者一張沙發，一個架子，現在腦海裡卻是俯視的角度，縱覽全局，保存著各種圖形的形狀和方位信息；同時，爸爸媽媽也可以趁機在一旁多用空間詞彙作引導， 比如“桌子在沙發的左邊”，“書架在電視機的右邊”…
另外，爸爸媽媽還可以和孩子玩“藏寶遊戲”，把孩子喜歡的零食／玩具藏在某處，再給他畫一副藏寶圖，讓孩子根據藏寶圖來找寶貝。在尋找的過程中，孩子需要不斷地思考各種物品的形狀和方位，把它們和地圖對應起來。
上面談到的這些想必爸爸媽媽平時多多少少也會陪孩子做，但當我們知道其背後的原因，知道這些活動對孩子的幫助之後，可能就更加有的放矢了。
空間思維非常重要，缺乏空間思維的話，孩子在數學上走不遠，將來也很難從事一些需要設計、想象、構建類的職業。好在目前所有的實驗結果都表明，它並不是一項Fixed Skill，而是可塑的，可通過訓練逐步提高的。所以，抓住孩子的黃金培養期，幫助他擅長於“立起來思考”吧！
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