空間思維，怎麼從小培養？
一位媽媽：
“孩子太粗心怎麼辦，明明不該丟的分卻老是出錯……”
期末試卷的截圖，出錯比較集中，好幾道都是幾何相關，尤其是立體幾何。比如求下圖的表面積，孩子漏掉了右側面的好幾個面：
這位媽媽說：自己挺注重這方面的培養，也給兒子買過很多積木、樂高等玩具……但不知爲何，總愛在這類題上丟分，可能就是男孩子太粗心了吧～
也許這是個例，但我特別想和大家聊聊，空間思維的培養，還真不止玩積木、搭樂高那麼簡單。這些會有一定幫助，但孩子空間思維的整體提升，還需要更有針對性的培養和訓練。
比如上面這類題目，你以爲孩子是“不小心漏掉”，卻很可能是因爲，“那些看不見的地方，他想象不出來”，或者說，不能輕鬆地在腦海裏想象呈現出來。
01
空間思維能力，究竟是什麼能力？
實際上，孩子的空間思維培養，包括了以下4個方面，正好也和我們常見的立體幾何題型一一對應：
1、圖形分割、拼接的能力。平面圖形的分割、拼接尚可以迅速地通過畫輔助線的方法表示出來，但立體圖形則需要一定的空間想象能力。比如下面這道題，孩子需要在大腦裏去“拼接”圖形：
（答案：左下）
2、圖形摺疊的能力。也叫Mental Folding（心理摺疊），實際上它是一種2D和3D圖形的轉換想象能力。比如下面這道題，我們需要在腦海中“摺疊”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。
當圖1被摺疊成一個三棱鏡時，可以產生下面圖2-5中的哪一（幾）個？
（答案：2和3）
3、圖形旋轉的能力。也叫Mental Rotation（心理旋轉），需要在大腦裏對物體進行旋轉，想象它旋轉後的樣子。比如下面這道題，我們需要在大腦裏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。
下面左右兩個立體方塊是完全一樣的嗎？
（答案：不是一樣的）
4、多視角，從不同的視角想象圖形的能力。比如一開始那位媽媽發的“求表面積”題目，就是要求孩子從不同的視角去想象圖形。
具備這種思維的人往往能跳出點、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”。比如下面這道題，你能迅速想出來嗎？
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？
（答案：先想想，答案在文末哦。）
有些小燒腦？
你看出來沒有，空間思維，其實是一種特定的想象能力，即在腦海裏想象出圖形的能力，其中包括分割拼接、摺疊、旋轉，以及多視角等。
02
空間思維能力，對孩子有什麼用？
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一件玩具之前，空間思維較好的孩子大腦裏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，腦海裏也已經想好什麼東西該放在箱子裏的什麼位置最合適最節省空間；當我們從宜家買回家具對着圖紙組裝時，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，讓雕塑家對着一塊石頭就能想象出他的作品…
當然，對孩子來講，更直接的影響就是，各科的學習和成績，比如數學、物理、化學、地理….
知乎上一些學霸們是這麼說的：
學霸A
我做數學立體幾何題，一看到圖就可以在腦海裏面組裝出來，或者想象成一張紙在腦海裏各種翻轉，摺疊。常常不需要計算，讀完題目，就能在腦海裏直接看到結論。
學霸B
我頭腦裏有一個隨自己撥動的地球儀，可以各種旋轉，學地理好像根本不費什麼精力……
學霸C
記得以前學化學的時候，各種元素、分子式都是在腦子裏直接排列組合，草稿紙爲何物？
可以說，空間思維能力的高下，幾乎決定了孩子的學業成績，甚至未來職業的選擇。
那麼，重點來了——
03
怎麼培養孩子的空間思維？
和絕大多數其他能力的培養方法類似，空間思維能力的培養，也是分年齡分階段進行的，不同的年齡段，有不同的側重點。
四歲前
——日常中滲透
這個年齡段的孩子專注力還不夠強，很難進行專項的空間思維訓練，更多可以做的，是在日常溝通、玩耍、遊戲中有意識地滲透練習。以下這些小練習都值得爸爸媽媽參考：
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“玩具熊在這裏，小汽車在那裏”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。
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“小豬從家裏走到學校的路上，抬頭看到天上有隻小鳥…”，這裏的“家裏”、“學校”、“天上“都可以讓孩子一邊講一邊用手勢比劃出來，他的大腦裏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，一開始我們列出的幾道題目，都需要在心裏默想物體的運動（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。
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。
④ 多玩積木類玩具
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”，讓孩子照着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裏把各塊積木的形狀、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。
四歲後
——針對性訓練
積木類玩具對孩子空間思維培養有好處，應該是所有爸爸媽媽的共識。但是，只玩積木是不夠的，隨着孩子年齡增長，需要增加一些更有針對性的訓練。
主要有兩類：
1、積木類教具
注意，這次是教具，不是玩具。
這一類的訓練既有教育意義，孩子也容易樂在其中，因爲它看起來還是在“玩“。
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。
和普通積木玩具不同的是，設計者會把幾何/空間思維培養的目的滲透其中，孩子在“玩”的過程就能逐漸感知、鍛鍊和掌握幾何體的不同視角形狀和空間透視知識。
比如“天才建築師”，它的設計者是兩位數學家，他們把幾何的大小、分解組合，平面與立體的變換，甚至幾何體的重量重心等知識統統融入其中，再加上題卡過關的方式，受到很多美國小學數學老師的青睞，可以說是空間思維“玩中學”的典範。
2、空間思維訓練題冊
比起可以拿着比劃、玩耍的教具，這一類訓練更像刷題，所以相對枯燥，適合有一定專注力，比較坐得住的孩子。
比如立體王，都是很有針對性的訓練題冊，它們把空間思維需要培養的4個方面都覆蓋齊全了。
教具和題冊，我推薦結合着使用，前者更有趣，孩子喜歡，動手操作更能獲得深刻的理解和體會；但後者也必不可少，畢竟你懂的，它和孩子的考試題目更接近。
空間思維並不是一項Fixed Skill（固定的技能），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”！
