专家研究数学教学表明儿童缺乏空间推理能力

一项新的研究说,由于儿童的空间推理能力不够发达,需要重新考虑数学教学。参加研究的学生们在基本几何问题上苦苦挣扎,这表明他们对形状的知识了解得不够多,课程中需要有更多的空间来练习所学知识。

学术界通过询问儿童哪些形状适合在一起的简单问题来衡量儿童的空间推理能力。学生可以从许多物体组成的图像中识别出主要形状,但很难识别其他物体。

空间推理技能可帮助人们从心理上旋转形状,以查看他们在不同方向上的外观。这对于涉及IT和工程的专业至关重要。专家认为,参加这项研究的日本1357名4至9年级学生很挣扎,因为他们既无法可视化形状也无法应用数学理论来解决几何问题。

负责这项研究的埃克塞特大学的陶藤田博士说:“我们为不同年龄的学生设置了非常简单的数学问题,发现能够正确回答这些问题的儿童人数很少。尽管这些是日本的学生,没有什么可以暗示在其他国家不会出现相同的问题。这个问题可能是老师正在对儿童的几何技能进行假设。但是我们证明,他们要不断检查自己的知识很重要。在STEM /涉及IT和工程的STEAM专业。如果学校(也许每年)检查孩子的空间推理能力,这将很有用。”

这项研究发表在《数学教育研究杂志》上,其中还包括奈良教育大学,日本静冈大学和南安普敦大学的学者。他们与老师一起上了一堂课,作为研究的一部分,并对学生进行了调查。

学生在上一课中已经学习了3D形状,包括立方体,长方体,棱镜,金字塔,网以及如何在2D中表示3D形状,但是当他们解决简单的问题时,他们将无法运用自己的知识和推理,但是不熟悉的几何问题。

几乎所有中学生都可以识别立方体中的某些但不是全部角度。

大约30%的小学适龄学生错误地认为立方体的一侧与表面的对角线长度相同。正确的答案是对角线较长。

学生可以使用空间可视化功能在思维上旋转图,但是他们难以确定在立方体内绘制三角形时的位置。

藤田博士说:“仅仅知道形状的名称还不够,孩子们还需要利用他们的知识来解决问题。课程应该为孩子们提供更多的实践空间。应该给中小学生更多的机会练习他们的空间推理技能并巩固他们的几何知识。

“当前日本的课程为3-d几何形状应重新检查,以及更多的学习机会可能给小学和中学的学生中,他们不仅可以锻炼他们的空间推理能力,还巩固和分享,讨论并明确使用他们学到了什么。”

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