美国中小学空间思维教学概述福建师范大学教育与科技学院陈荷盈许明摘要：空间思维能力是人类不可或缺的重要能力之一。伴随着现代信息技术的快速发展，对在学校教育中培养学生空间思维能力的呼声越来越高。近年来，美国社会各界对此给予了高度的重视。本文拟从空间思维及其能力的界定、空间思维的重要性、教学途径和方法以及空间思维教学的特点等四个方面，就美国中小学空间思维教学的现状和特点作一简要介绍和分析。关键词：美国；中小学；空间思维；空间素养随着社会的发展，中小学教育对学生基本素养的培养越来越引起人们的关注。素养(literacy)一词成为了教育界的流行语,如读写素养、信息素养、文学素养等。值得注意的是，近年来，美国教育界和科学界开始关注空间素养（也称空间能力）。根据全美研究委员会（NationalResearchCouncil）的一份报告，空间素养（Spatialliteracy）在当今信息经济中发挥着越来越重要的作用。美国心理学家将空间能力与计算能力、语言能力并列为现代教育应当赋予人的“三大基本能力”，空间能力包括空间定位能力、空间信息收集、加工处理、储存和提取能力、空间思维能力等。无论在人们的日常生活、工作还是科学研究活动中，空间思维（Spatialthinking）都起着广泛的作用。这种作用或是间接的和下意识的，或是直接的和显性的。近年来,空间思维能力培养的重要性开始逐步为人们所认识，开始在科学、社会研究等课程中进行有意识的培养学生的空间思维能力。一、空间思维及其能力的界定空间思维作为一种思维形式，同时也是人类认知技能的综合表现,包括空间知识、技能和大脑的思维习惯，空间思维通过利用空间概念、呈现空间关系的工具和逻辑推理来创建问题、寻求答案并最终表达出这些问题的解决途径。空间思维能力则涉及对空间意义的理解，利用空间的各种性质形成问题，寻找答案并呈现解决方案，通过使空间结构内部的各种关系可视化，观察、记录、分析物体之间的静动态关系。（一）空间思维由具有积极意义的三大要素组成，即空间概念、呈现工具及推理过程1.空间概念－描述空间并理解空间关系对空间的定义使得空间思维成为与众不同的思维形式。通过对空间概念的理解（包括三种空间环境），可以利用其属性来创建问题、寻求答案和互换结果。第一，生活空间；对所居住的世界进行思考，例如路径寻找、航海路线导航等。甚至可以拓展到日常生活行为：用贴有标志的零件拼装一个儿童玩具；给汽车车箱包装以达到最大的载运量；用一些器具、一堆木头和一个通用狗窝模型修建一个狗窝。第二，物理空间；对世界运行方式的理解，对时空四维世界的理解，包括原子结构、地球构造、宇宙世界等。第三，智力空间；通过对抽象空间的媒介物的思考，其焦点是物体与概念的关系。若要将言语陈述的内容转换成按顺序回答问题，就必须要形成空间概念。2.呈现工具—知道地理空间如何展示并分析利用各种各样的样本或媒介物作为呈现工具可以来描述、解释并且理解物体的结构、运用、功能以及相互关系。例如，视图关系（建筑计划书与立视图；平面图与全景透视图）。3.推理过程—对有关空间概念进行推理并做决策运用推理得出有关事物功能与发展的最终结果。英国瑞丁大学建筑管理及工程学院教授克莱曼和巴第斯塔（DerekJ.ClementsandGiovanniP.Battista）将空间推理定义成一种认知过程，一种建构并掌握存在于空间物体、物体间关系以及物体间相互转型的思想展示的过程。例如，根据预设条件做出决策（广播告知交通情况司机选择路线）；外推和内推的能力（推断曲线图的未来走向和从等高线地形图上估算出山体的坡度）。（二）空间思维是一种综合能力空间思维是一种需要启用多项感官系统的技能，空间思维能力不是只依赖某一项感官机能，而是能使所有感官功能都均匀地发挥作用。（见图1）空间思维作为一种非言语思维（non-verbalthinking），而且有时还添加图片、声音、气味和其他感觉到大脑空间思维的“区或点”上。图1空间思维（三）空间思维及能力表现多样化不同的人拥有不同的工作、学习和生活的经验，在空间思维能力的表现上也自然不同，存在着差异性，其表现也具多样性。例如，在不同的学科领域内...
