儿童空间思维训练旋转魔方(提升空间思维玩转3D形状)

之前有一个很热门的游戏叫《纪念碑谷》,我2016年的时候和孩子一起玩过(当时Joshua刚3岁左右),看着孩子一路冲关到最后一个挑战,当时我就感慨,孩子的空间思维能力比我想象中的强多了。

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△ 很喜欢这个游戏,里面隐藏了太多的空间运用和变化了。

一直认为“形状”可以是孩子认识世界的一个窗口。想想从刚开始出生,孩子会接触低幼的形状书、视觉卡,之后到色彩的把握,再到组合形状和运用,甚至是平面图形(2D)到立体图形(3D)的转变。

孩子的空间思维能力启蒙,一直都蕴藏在世界的变化和规律里。拿我家两个孩子来说,他们之所以对2D和3D的世界好奇,会问我:

“如果这个地球不是3D世界,是2D的话,那我们会怎么办呢?”

恰恰是因为孩子意识到了世界是由3D世界组成的,而3D和2D之间,是可以转变的,能够认识到这点,很重要。

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良好的空间思维能力是孩子数学能力的根基之一,也是孩子抽象思维的一部分。当孩子脑海中能够还原出一副3D图形的时候,你会发现孩子脑海中有一个非常庞大的建筑画像,这也是孩子想象力和设计能力的源头。

所以今天的主题,主要是和大家聊聊,我们想要发展孩子对2D、3D认识的时候,可以如何着手准备。

给孩子变一段魔术,感受2D到3D的魅力

学龄前孩子的思维方式,是具象化的

他们很需要可以被感受到、可以被真正形象化的知识点,所以当我和孩子们讨论平面图形和立体图形时候,我也会先给孩子看一段视频。

有一个视频是我家孩子们很喜欢看的,和平时看动画片不一样,是课堂模式,但是简单直观,很清晰地把孩子需要了解的知识点,都告诉低幼的孩子们了。

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△ 课堂模式的视频

Joshua 一开始问我的两个问题就是在视频中发现的。当时他先看到了2D的长方形,就像下面这张示意图。

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然后是 3D的长方体,是三个面的示意图。

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如果在给孩子播放的时候,孩子没有注意到这点,我们也可以直接引导孩子观察这些变化。

比如我也会直接和Eric描述,“我们来看看这个长方体的透视图,你可以感受下,蓝色区域的面的移动路线。”

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帮助孩子从具象化思考转为能够看懂透视的抽象视图,也是非常好的思维方式指导。

用示例图和实物对比,把2D、3D画给孩子看

当孩子初步建立出2D和3D的形象后,下一步就是引导孩子深入地感知这个变化。

我小时候学过素描,最深的体会就是老师真的会放一个球、或者正方体在我面前,让我一边观察它,一边画出来。同样,了解2D、3D这个方法也是成立的。

对于低幼的孩子来说,有一个特别好玩的,就是把自己的名字变成3D,不仅学单词,还可以提高空间思维,我把步骤分享给大家。

首先,第一步是先用铅笔画一个单词,比如这个“JOHN”。孩子可以选择任何词汇。

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然后,勾勒出字母的边,这种方式可以让字母立体化,方便制作大写字母。勾勒完就可以擦掉最中间的线条,让立体化的大写字母浮现出来。

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第二步,在纸张里选择中间点,它可以在单词上方的任何位置。这是一个聚焦点,也称为消失点。作用是让任何线条变得越来越小或越来越微弱的东西,最终完全消失。

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当我在和孩子讲解的时候,孩子并不是特别理解,我给孩子看了一张之前拍过的照片。

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“你们看,两端的柱子越远,看起来就像是要在最后聚集在一起,越来越模糊像要消失一样,这个就是我们的消失点。”

第三步,从字母到消失点画线。

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字母的每一个端点都需要和消失点连线。

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第四步,在消失点和字母之间选择立体效果的深度,绘制一条水平线(字母“O”需要画成曲线)。

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第五步,从选择的深度向下绘制一条垂直线(如图所示)。最后,擦掉消失点和垂直线之间的线条,就完成整个2D到3D字母转变的过程了。

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是不是很有趣很好玩哈,反正我家孩子们都觉得太神奇了,近期的字母游戏至爱之一。

场景运用:让孩子给2D、3D图形配个对

对于孩子来说,真的要吸收掌握一个知识,需要我们帮助孩子将其运用在生活中,空间思维能力的培养也同样如此。

我之前也在其他的文章中介绍过几何能力,除了能够识别出不同的形状,也包括对地理、方位、空间的运用和学习,来帮助提高孩子的抽象视觉能力。

比如可以让孩子可以从家里的实物里找到相关的图形,或者分辨不同的物品是属于什么形状的。

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△ 结束了多米洛骨牌堆砌之后,换个视角来观察所看到的图形组合

也可以给孩子准备一些游戏卡来做配对,比如这是2D图形的游戏卡。

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△ 给大家准备了一套2D图形游戏卡,可以私信回复“空间思维”来获得资源包

这是3D图形的游戏卡。把这些游戏卡都打印出来,剪下来,打乱顺序然后就可以和孩子玩配对游戏了。

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△ 给大家准备了一套3D图形游戏卡,可以私信我“空间思维”来获得资源包


给孩子的空间思维的培养还可以更复杂,比如对2D、3D图形的理解,下一个梯度还可以到等角绘图(Isometric Drawing Tool),比如我家孩子近期在玩的这个游戏:

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这个工具主要是通过等距点纸的方式,先创建动态图纸,然后根据网格距离,创造2D或3D的图形。它其实是给三年级以上孩子的,但我发现 Joshua 运用得不错,就和他一起玩起来了。

当然针对孩子的年龄,我更多的是参考这个工具的逻辑,平时主要是利用等距点的手帐本来和孩子玩这个游戏。比如这些等角绘制好的图形,可以用来帮助孩子理解每个点之间的距离等等。

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△ 等角绘图后的长方形

再比如我前面介绍的,用自己的名字来感受从2D到3D的变化的游戏,也可以更复杂一些,像进行环绕、乱序组合字母,让消失点随意变化等等,比如下面这个图。

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对孩子来说,难度系数并不小。Joshua第一次玩的时候,他的作品是这样子的。

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很粗糙,也有很多不理解的地方,比如他就会问我:

“怎么判断像‘S’这些弯曲路线的字母的立体效果呢?”

但玩过一轮后,他也发现了一些优化的方式,比如用尺子可以将效果控制的更好,都是孩子在体验过后主动提出来的方案。

学龄前孩子的学习方式,体验远远比结果重要。很多时候我们给到孩子最大的支持,是和他一起把脑海中的异想世界创造出来。

这个世界不需要完美,但需要孩子深度去体验、感知整个过程。在和孩子进行这些游戏的时候,我始终都可以感受到,孩子眼睛里冒出的熠熠闪光的对知识的渴望和好奇心。

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一个拥有自己内在驱动力,拥有求知能量的孩子,他们眼中对知识的渴望和好奇,会推动着自己不由自主往前走,而孩子如同海绵般吸收知识的特质,也会让他们在学习中更快地进步。

要知道,知识本身是没有边界的,我们可以和孩子享受的是在玩中学的过程,享受知识带来的那份愉悦感,希望今天的几何启蒙文章也能给大家带来一些启发。

【END】

作者萌芽,学龄前家庭教育品牌【小芽启萌】创始人,全球婚姻疗法和情绪训练权威机构约翰戈尔曼的首位中国实习治疗师。 公众号萌芽研究所BUD(ID:myyjs_bud)专注于早教启蒙和亲子沟通,是百万妈妈信赖的育儿号。

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