© 2020 Gwen Dewar, Ph.D., all rights reserved
ruimtelijke vaardigheden zijn cruciaal voor succes in STEM en de beeldende kunst. Dus wat moeten we doen om ruimtelijk redeneren te verbeteren? Studies suggereren dat kinderen hun vaardigheden kunnen aanscherpen door een combinatie van fysieke exploratie, ruimtelijk praten, hands-on activiteiten en expliciete instructie.
kan uw kind een object in uw “mind’ s eye”draaien?, Weet je hoe het eruit zou zien als het 45 graden gekanteld was? 60 graden? 120 graden?
kan uw kind een kaart gebruiken? De schaal van de kaart vertalen naar objecten in de echte wereld?
deze ruimtelijke vaardigheden — genaamd “mentale rotatie” en “ruimtelijke schaling” — helpen kinderen redeneren over vormen, hoeken en afstanden. Ze helpen kinderen ook duidelijker en nauwkeuriger te denken over wiskunde (Gilligan et al 2020).
en andere ruimtelijke vaardigheden, zoals het vermogen om de dwarsdoorsnede van een driedimensionaal object te visualiseren, zijn cruciaal in een breed scala van probleemoplossende domeinen., Architecten en beeldend kunstenaars. Biologen en medisch personeel. Ingenieurs en geologen. Ze profiteren allemaal van sterke ruimtelijke vaardigheden (Cohen en Hegarty 2014). het is dus geen wonder dat ruimtelijke redeneerscores prestaties voorspellen in STEM (wetenschap, technologie, engineering en wiskunde). Maar traditioneel onderwijs bevordert relatief weinig de ontwikkeling van deze capaciteiten, en dat is verontrustend.
Studies tonen aan dat mensen hun ruimtelijke vaardigheden kunnen verbeteren met training, soms met dramatische resultaten. Wat zijn de praktische toepassingen van dit onderzoek?, Hoe kunnen we kinderen helpen om uitstekende ruimtelijke vaardigheden te ontwikkelen? Dit is wat het onderzoek ons vertelt.
stimuleren van actieve, fysieke exploratie.
zoals ik elders uitleg, vertonen pasgeborenen tekenen van ruimtelijk bewustzijn (Streri et al 2013). En baby ‘ s vanaf 4 maanden kunnen in staat zijn tot mentale rotatie (Moore and Johnson 2020).
maar hoe ontwikkelen deze vaardigheden zich? Het is niet door magie.,
experimenten bevestigen dat kinderen beter presteren in ruimtelijke redeneertaken wanneer we hen toelaten om objecten te verkennen en te hanteren (Frick and Wang 2014; Slone et al 2018; Moore and Johnson 2020).
bijvoorbeeld, in één studie hielpen twee maanden dagelijks blokspel baby ‘ s hun vermogen om de vormen van verschillende objecten te herkennen te verbeteren (Schröder et al 2020).
en in een andere studie hielpen slechts twee minuten praktijkervaring baby ‘ s te anticiperen op hoe een specifiek object zou verschijnen vanuit verschillende invalshoeken (Möhring and Frick 2013).,
dus als we willen dat kinderen hun ruimtelijke intelligentie aanscherpen, moeten we ze aanmoedigen om te bewegen, aan te raken en te sleutelen.
maak gebruik van alledaagse mogelijkheden voor ruimtelijk denken en ruimtelijk praten.
Nora Newcombe en Andrea Frick hebben hun carrière gewijd aan het bestuderen van de ontwikkeling van ruimtelijke redenering. En hoe suggereren deze experts dat we ruimtelijke vaardigheden bij kinderen bevorderen?
door kinderen bewust te maken van de vele ruimtelijke problemen en puzzels die we in het dagelijks leven tegenkomen.,
stel vragen als deze, zeg Newcome and Frick (2010):
- welke kant past het blad op het bed?
- gaat de linkerveter over of onder—en welke is de linkerveter?
- zullen de boodschappen in één zak passen?
- welke vormen krijg ik als ik mijn bagel op de andere manier snij—en past het nog steeds in de broodrooster?
dergelijke vragen zetten kinderen aan het denken over ruimtelijke relaties. Het introduceert ze ook in essentiële woordenschat — woorden als “onder” en “over”, “driehoek” en “kubus”.,”
het leren van dergelijke woorden kan kinderen helpen redeneren over ruimtelijke eigenschappen, en het kan de ontwikkeling van ruimtelijke vaardigheden zelfs versnellen.
voor details, zie mijn artikel, “Spatial intelligence: What is it, and how can we enhance it?”.
Geef kinderen hulpmiddelen voor het bouwen van structuren, en boostenthusiasme door zelf betrokken te raken.
een reeks aanwijzingen suggereert dat kinderen betere ruimtelijke vaardigheden ontwikkelen wanneer ze structuren bouwen met blokken en ander bouwspeelgoed.,
voor meer informatie, zie dit Parenting Science artikel. Het beoordeelt het onderzoek ten gunste van blokspel en bevat tips om uw kind geïnteresseerd te krijgen in de bouw.
introduceer bouwspellen die kinderen uitdagen om ” overeen te komen met het ontwerp.”
Studies wijzen erop dat een bepaalde vorm van blokspel, genaamd gestructureerd blokspel, bijzonder waardevol kan zijn. Dit is wanneer kinderen de “blauwdrukken” voor een structuur tonen, en een set blokken krijgen om het te maken.,
in experimenten vertoonden 8-jarige kinderen meetbare verbeteringen in hun mentale rotatievaardigheden na slechts vijf speelsessies van 30 minuten.
na de opleiding vertoonden deze kinderen ook veranderingen in de hersenactiviteit, wat erop wees dat het gestructureerde blokspel de manier waarop zij ruimtelijke informatie verwerken, had veranderd (Newmanet al 2016).
u kunt uw eigen sessies van gestructureerd blokspel thuis maken met houten blokken of in elkaar grijpende plastic blokken (zoals Lego of Mega blokken).,
voor de ontluikende ingenieur vind ik ook het Foxmind Equilibrio-spel
maar wat uw gekozen medium ook is, vergeet niet het gesprek voort te zetten., “Match-the-design” bouwspellen kunnen nuttig zijn, voor een deel, omdat ze ruimtelijk praten stimuleren (Ferrara et al 2011).
Leer kinderen hoe ze vormen en diagrammen moeten schetsen
leraren weten al lang dat schetsen een uitstekende manier kan zijn om te leren. Wanneer we onze eigen illustraties van een structuur, systeem of concept genereren, gaan we het dieper begrijpen.
het geldt voor het leren van wetenschappelijke concepten, en het geldt ook voor ruimtelijke concepten., Het is veel gemakkelijker voor kinderen om te leren over vormen als ze hebben geoefend het tekenen van deze vormen zelf! En de voordelen van tekenen blijven het hele leven.
in één studie ontdekten onderzoekers dat studenten hun begrip van 3D-diagrammen verbeterden nadat ze hun eigen 3D-schetsen hadden geoefend (Gagnier et al 2017).
maar studenten profiteren niet allemaal in dezelfde mate van het maken van schetsen en diagrammen. De kwaliteit van het werk is belangrijk (Scheiter et al 2017).
studenten moeten de basisprincipes van ontwerpvaardigheid leren., Ze hebben begeleiding nodig over welke functies om zich te concentreren op bij het maken van een illustratie. Ze leren hoe ze basis 2-D en 3-D vormen moeten tekenen. Ze moeten leren tekenen.
wanneer studenten dit soort ondersteuning krijgen, leren ze meer. Onderzoekers hebben bijvoorbeeld ontdekt dat basisschoolkinderen meer leren over wetenschap wanneer ze begeleiding krijgen voor het produceren van wetenschappelijke tekeningen (van Meter and Garner 2005).
we moeten dus niet voorbijgaan aan basisvaardigheden op het gebied van ontwerp als onderdeel van de opvoeding van een kind., Je hoeft geen Michelangelo te zijn om te leren hoe je een kubus tekent, een cirkeldiagram maakt of een functioneel diagram van de bloedsomloop schetst. Er is alleen wat begeleiding en oefening voor nodig.
geef kinderen expliciete instructie in mentale rotatie.
Wat kunnen we onze kinderen nog meer leren? Kunnen we hen actief begeleiden door het proces van mentale rotatie? Hen helpen zich voor te stellen welke vormen er zouden uitzien na het verplaatsen van hen rond?
Ja. Dat hebben Katie Gilligan en haar collega ‘ s laten zien (Gilligan et al 2020)., De onderzoekers maakten deze korte, instructieve video over hoe je mentale rotatie beoefent. Zie zelf:
vervolgens werd de effectiviteit van de video getest in een experimenteel onderzoek bij 8-jarigen.
Wat is er gebeurd?
na aandachtig te hebben gekeken naar slechts één instructievideo, werden kinderen beduidend meer bedreven in mentale rotatie.
en, ten opzichte van kinderen in een controlegroep, vertoonden deze kinderen ook winst in ten minste één type wiskundig denken: ze verbeterden hun vermogen om “ontbrekende term” problemen op te lossen, of eenvoudige algebra (“3 + ? = 4”).,
kinderen aanmoedigen om kaarten te gebruiken en te maken.
wat voor soort kaarten? Ik heb het niet zo veel over kaarten van de wereld, of cross-country routekaarten, hoewel het natuurlijk belangrijk is voor kinderen om te leren hoe ze dergelijke kaarten te gebruiken.
in plaats daarvan heb ik het over kaarten van de vertrouwde ruimtes die kinderen dagelijks bewonen.
Het blijkt dat zelfs zeer jonge kinderen klaar zijn om te leren over dergelijke kleinschalige kaarten. experimenten bevestigen bijvoorbeeld dat 4-jarigen kunnen leren om een plattegrond van hun woonkamer te interpreteren., Ze kunnen hun kaart gebruiken om een andere persoon te laten zien waar ze in de echte kamer speelgoed hebben verborgen (Shusterman et al 2008; Vasilyeva en Huttenlocher 2004).
en oudere kinderen kunnen complexere mapping-activiteiten aan.
bijvoorbeeld, in een studie van Amerikaanse 4de klassers kregen kinderen onvolledige kaarten van hun schoolplein en werd gevraagd om
(1) niet-gemarkeerde functies op het schoolplein te vinden (zoals een vlaggenmast), en vervolgens
(2) Deze functies toe te voegen aan de kaart — door stickers op de juiste locatie op de kaart te plaatsen.
sommige kinderen waren vrij accuraat, zelfs bij hun eerste poging., Andere kinderen zaten ver naast het doel.
Hoe kunnen we kinderen helpen verbeteren? Dezelfde studie biedt een antwoord: Maak kinderen bewuster van ruimtelijke signalen door hen te vragen hun beslissingen te rechtvaardigen.
in een andere variant van de taak vroegen de onderzoekers kinderen om de aanwijzingen en oriëntatiepunten op te schrijven die ze hadden gebruikt om te beslissen waar de stickers op de kaart moesten worden geplaatst. En deze extra stap verbeterde de nauwkeurigheid van de kinderen (Kastens en Liben 2007).
Het is een bevinding die consistent is met andere studies: kinderen leren beter wanneer ze moeten uitleggen hoe ze problemen oplossen.,
. Het helpt kinderen na te denken over het zien van de wereld vanuit vogelperspectief. Voor kinderen in de basisschool, een ander nuttig boek isMapping Penny ‘ s World.
.
U kunt deze boeken vinden in uw lokale bibliotheek of boekwinkel. U kunt ze ook kopen via deze links van Amazon, in welk geval een deel van uw aankoop zal profiteren van deze website.
probeer origami.,
hebt u ooit nagedacht over de stappen die nodig zijn om een doos te maken van een plat stuk karton? Of probeerde te voorspellen hoe een papieren object eruit zou zien na het vouwen van een van zijn gezichten?
mensen die goed zijn in dergelijke taken — vouwen in het geestesoog — hebben sterke ruimtelijke vaardigheden. Maar wat vooral interessant is, is dat ‘mentaal vouwen’ de prestaties van een student voorspelt in STEMVELDEN.,een studie onder Britse basisschoolstudenten bijvoorbeeld toonde aan dat kinderen met sterkere mentale vouwvaardigheden beter scoorden op tests voor biologie, natuurkunde en scheikunde (Hodgkiss et al 2018).
en onderzoekers vermoeden dat ze het mentale vouwvermogen kunnen vergroten door kinderen te trainen in origami-de traditionele Japanse kunst van papiervouwen. In een voorstudie verbeterden schoolkinderen hun prestaties op een zeer uitdagende mentale vouwtaak na slechts een paar uur origamiles (Burte et al 2017).
stel kinderen bloot aan tangrammen en andere ruimtelijke puzzels.,
Ik heb geen gecontroleerde experimenten gezien waarbij de effecten van tangrammen of legpuzzels op de ontwikkeling van ruimtelijke vaardigheden werden getest. Maar het lijkt vrij duidelijk dat puzzeloplossend vermogen en ruimtelijke intelligentie verband houden.
bijvoorbeeld, in een observationele studie, trackedonderzoekers het gedrag van peuters vanaf de leeftijd van twee, en vervolgens testtendespatiale vaardigheden van de kinderen toen ze vier en een half. Hoe vaker kidsplayed met puzzels, hoe meer kans ze waren om de studie te voltooien met de hoogste scores (Levine et al 2011).,de National Council of Teacher ‘ s Mathematics van de Verenigde Staten promoot het gebruik van tangrammen om ruimtelijke vaardigheden te onderwijzen. Je kunt meer lezen over tangrams — en een afdrukbare sjabloon vinden om je eigen tangrams te maken — in dit wetenschappelijke artikel over ouderschap.
laat kinderen experimenteren met Fotografie.
zoals Nora Newcombe opmerkt, moedigt Fotografie kinderen aan om te experimenteren met verschillende camerahoeken en verschillende zintuigen van schaal (Newcombe 2010).
voor ideeën om kinderfotografieprojecten te inspireren, zie mijn artikel, “Digital cameras for kids: Cool tools and windows into the minds of children.,”
speel actie videospelletjes (en Tetris ook).
We horen vaak klachten over Videospellen. Mensen maken zich zorgen over de effecten van het spelen van games met gewelddadige inhoud. En het is mogelijk om te veel tijd door te brengen met het spelen van videospelletjes. Kinderen kunnen uiteindelijk verwaarlozing van hun schoolwerk, het verliezen van slaap, en het missen van de vitale voordelen van buiten spelen.
maar videogames kunnen ook uitstekende educatieve hulpmiddelen zijn. En bepaalde soorten spellen kunnen de ruimtelijke vaardigheden van een speler aanscherpen.
Eén type is het actiespel “first person shooter”.,
zoals ik elders uitleg, hebben jonge volwassenen met zwakke ruimtelijke vaardigheden aanzienlijke verbeteringen aangebracht na het spelen van dergelijke spelletjes.
zijn de spellen gewelddadig? Meestal. Maar het is de ruimtelijke informatie, niet het geweld dat deze spellen nuttig maakt voor ruimtetraining. En een aantal niet-gewelddadige first-person shooter games bestaan — zoals Mirror ‘ S Edge en slijm Rancher. Zoek op de Common Sense Media-website naar beoordelingen van kindvriendelijke spellen.
een ander nuttig videospel Tetris.,
in een experiment met studenten aan de universiteit, vroegen Melissa Terlecki en collega ‘ s(2008) studenten om wekelijkse oefentests van mentale rotation.In daarnaast werden sommige studenten willekeurig toegewezen om een uur per week Tetris te spelen. Andere studenten kregen de opdracht om een niet-ruimtelijke computerspel (Solitaire) te spelen.
aan het eind van twaalf weken hadden beide groepen de mentale rotatietaak aanzienlijk verbeterd.,
maar in tegenstelling tot de niet-gamers vertoonden de leerlingen met de aanvullende Tetris-opleiding ook overdrachtseffecten-verbeteringen op andere, verwante testen van ruimtelijk denken. Deze verbeteringen waren nog steeds duidelijk toen de studenten 2-4 maanden later opnieuw werden getest.
moedig kinderen aan om gebaren te gebruiken bij het oplossen van ruimtelijke problemen.
volwassenen en kinderen hebben de neiging om problemen gemakkelijker op te lossen wanneer ze mogen gebaren.
bijvoorbeeld, in één experiment waren mensen beter in het uitvoeren van mentale rotatietaken wanneer ze werden aangemoedigd om hun handen te gebruiken (Chu and Kita 2011).,
en in een andere studie waren 5-jarigen die spontaan gebaren maakten tijdens het oplossen van ruimtelijke problemen meer geneigd om het juiste antwoord te krijgen (Ehrlich et al 2006).
Lees meer over de vele cognitieve voordelen van gebaren in mijn artikel, “The science of gebaren: Why it’ s good for kids to talk with their hands.”
en nog een laatste opmerking: wees voorbereid op geleidelijke vooruitgang!
in een populair artikel voor Amerikaans Onderwijs benadrukt Nora Newcombe (2010) dat studenten met slechte ruimtelijke vaardigheden vaak traag verbeteren – in het begin.,
dus als je een programma voor ruimtelijke vaardighedentraining start, wees dan niet ontmoedigd als kinderen niet meteen verbeteringen laten zien. Het kan 6 sessies of meer duren voordat u een verschil merkt.
meer lezen over ruimtelijke vaardigheden
voor een snel overzicht van het bewijs dat we ruimtelijke vaardigheden kunnen verbeteren met training, zie mijn artikel, “Spatial intelligence: Why training matters.”
bovendien, bekijk de geschriften van Nora S. Newcombe, een professor in cognitieve ontwikkeling en expert in de ontwikkeling van ruimtelijke cognitie., Haar artikel “Picture this: Increasing math and science learning by improving spatial thinking” is een niet-technische recensie voor schooldocenten.voor de academici adviseer ik ook haar recensie “Early education for spatial intelligence: Why, what and how”, samen met Andrea Frick. Je kunt dit downloaden, op vele andere academische papers, op de persoonlijke website van Newcombe.
en als je een leraar bent die graag ruimtelijke leerelementen in je curriculum wil opnemen, bekijk dan deze paper van Kristin Gagnier en Kelly Fisher., Het geeft u advies over hoe u ” ruimtelijk verbeterde lesplannen te maken.ten slotte, breng een bezoek aan het Spatial Intelligence and Learning Center, Spatial Intelligence and Learning Center,een indrukwekkende online bron gecreëerd door onderzoekers en geassocieerd met de National Science Foundation.
Copyright © 2006-2020 door Gwen Dewar, Ph. D.; Alle rechten voorbehouden.
alleen voor educatieve doeleinden. Als u vermoedt dat u een medisch probleem heeft, raadpleeg dan een arts.,
referenties: Tips for improving spatial skills in children and teens
Cohen and Hegarty 2014. Doorsneden visualiseren: ruimtelijk denken trainen met interactieve animaties en virtuele objecten. Leren en individuele verschillen 33: 63-71.
Gilligan KA, Thomas MSC, Farran EK. 2020. Eerste demonstratie van effectieve ruimtelijke training voor bijna-overdracht naar ruimtelijkeprestaties en ver-overdracht naar een reeks wiskundevaardigheden na 8 jaar. DevSci. 23 (4): e12909.Hodgkiss A, GilliganKA, Tolmie AK, Thomas MSC, Farran EK. 2018., Ruimtelijke cognitie en wetenschappelijke prestatie: de bijdrage van intrinsieke en extrinsieke ruimtelijke vaardigheden van 7 tot 11 jaar. Br J Education Psychol. 88(4):675-697.
Joh AS, Jaswal VK, and Keen R. 2011. Een uitweg uit de zwaartekrachtvooroordeel voorstellen: kleuters kunnen de oplossing voor een ruimtelijk probleem visualiseren. Kind Dev. 82(3):744-5.
Kastens KA en Liben LS. 2007. Het uitlokken van zelf-verklaringen verbetert de prestaties van kinderen op een veldgebaseerde kaart vaardigheden taak. ‘T leven, 25, 45-74.
Moore DS en Johnson SP. 2020., De ontwikkeling van mentalrotatievermogen gedurende het eerste jaar na de geboorte. Adv Child Dev Behav. 58:1-33.
Newcombe NS. 2010. Stel je dit voor: meer wiskunde en wetenschap leren door het ruimtelijk denken te verbeteren. American Educator: Zomer 2010, 29-43.
Newman SD, Mitchell Hansen T, and Gutierrez A. 2016. Een fMRI studie naar de impact van blokbouw en bordspellen op ruimtelijke mogelijkheden. Grenzen in psychologie 7: 1278.
Pruden SM, Levine SC and Huttenlocher J. 2011. Ruimtelijk denken van kinderen: doet praten over de ruimtelijke wereld ertoe? Ontwikkelingswetenschap (14): 1417-1430.,
Sann C en Streri A. 2007. Perceptie van objectvorm entextuur bij menselijke pasgeborenen: bewijs van cross-modale overdrachtstaken. Dev Sci. 10(3):399-410.
Scheiter K, Schleinschok K, Ainsworth S. 2017. Waarom Schetsen Kan Helpen Leren Van Wetenschappelijke Teksten: Contrasterende Schetsen Met Schriftelijke Verklaringen. Top Cogn Sci. 9(4):866-882.
Schröder E, Gredebäck G, Gunnarsson J, Lindskog M. 2020. Spel verbetert visuele vorm perceptie in de kindertijd-een activetraining studie. DevSci. 23 (3): e12923.
Schwarzer G, Freitag C, and Schum N. 2013., Hoe Kruipend en manueel Object exploratie gerelateerd zijn aan de mentale rotatie vaardigheden van 9 maanden oude baby ‘ s. Front Psychol. 4:97.
Shusterman A, Ah Lee S, Spelke ES. 2008. Het spontane gebruik van geometrie bij jonge kinderen in kaarten. Dev Sci. 11 (2): F1-7.
Slater a, Mattock A en BrownE. 1990. Grootte constantheid bij de geboorte: reacties van pasgeborenen op retinale andreale grootte. J. Exp. Kinderpsychol. 49:314–322.
Slone LK, Moore DS, Johnson SP. 2018. PLoS ÉÉN.13 (8): e0200468.
Terlecki MS en Newcombe NS. 2008., Duurzame en veralgemeende effecten van ruimtelijke ervaring op mentale rotatie: genderverschillen in groeipatronen. Toegepaste Cognitieve Psychologie 22: 996-1013.
Van Meter P and Garner J. 2005. The promise and practice of learner-generated drawing: Literature review and synthesis. Educational Psychology Review. 17(4):285–325.
Vasilyeva M en Huttenlocher J. 2004. Vroege ontwikkeling van schalen vermogen. Dev Psychol. 40(5):682-90.,
titel beeld van het kind te kijken naar puzzelstukjes van RecycleMan / istock
het beeld van een peuter voor het bereiken van vorm door Cicy / istock
het beeld van het meisje kijkend door het rechthoek door Yoshihito / flickr
een image van 3-D vormen door Luisrftc
het beeld van kinderen, het lezen van de kaart door monkeybusinessimages / istock
afbeelding van origami fox door Svetlana Khoruzhaia / istock
Inhoud het laatst gewijzigd 9/2020
PRIVACY BELEID