Развитие пространственного мышления

Развитие пространственного мышления учащихся
Потанин Вадим Васильевич, учитель
черчения МБОУ лицей №1 г.Кунгура
Трудно назвать хотя бы одну область человеческой деятельности, где
создание пространственных образов и оперирование ими не играло
существенной роли.
Свободное оперирование пространственными образами является тем
фундаментальным умением, которое объединяет разные виды игровой,
учебной и трудовой деятельности. Оно рассматривается как одно из
профессионально важных качеств.
Развитие пространственного
мышления
происходит в процессе
овладения ребенком накопленными человечеством знаниями и является
одной из существенных характеристик онтогенеза психики ребенка. Высокий
уровень развития пространственного мышления является необходимым
условием успешного усвоения разнообразных общеобразовательных и
специальных технических дисциплин на всех этапах обучения.
Опыт
моей
педагогической
деятельности
показывает,
что
пространственное мышления учащихся развито слабо, учащиеся часто не
справляются с задачами как теоретического, так и практического характера,
требующих для своего решения сформированности специфического вида
мыслительной деятельности, обеспечивающего анализ пространственных
свойств. Недостатки в данной области образования сказываются на
успеваемости учащихся по различным школьным предметам и в первую
очередь при изучении черчения.
Проблемой
формирования
пространственного
мышления,
пространственного воображения у учащихся, результатом вышеуказанных
процессов являются пространственные представления, без которых освоить
данный предмет просто невозможно. Развитие воображения – важнейшее
условие овладения умением строить и читать чертеж и графической
1
деятельностью в целом. Вместе с тем процесс обучения черчению служит
одним из наиболее важных средств развития воображения.
Важнейшим условием, обеспечивающим формирование представлений о
технических деталях, является обучение учащихся приемам рассмотрения и
запоминания деталей, а также и приемам их воспроизведения по памяти. На
уроках учащиеся обучаются приемам анализа детали: мысленного ее
расчленения на те геометрические тела, из которых она состоит, и выделения
всех ее элементов (выступов, выемок, отверстий и т. д.). Это в свою очередь
требует мысленного проведения границ каждого геометрического тела (там,
где в детали эти тела не разграничены).
Важнейшим принципом, направленным на обучение, является следующее
положение: в начале усвоения нового материала в курсе черчения учащиеся
обучаются
элементарным
приемам,
которые
характеризуются
дополнительной опорой на наглядный материал, а затем методика должна
обеспечить перестройку приемов так, чтобы учащийся создавал образы без
дополнительной опоры, т.е. мысленно, деятельностью воображения. Переход
учащихся от действий с дополнительной опорой к мысленным при
формировании образов воображения выявляет закономерность, состоящую в
том, что в усвоении знаний и умений большую роль играет переход от
фактических действий, или действий с наглядным материалом, к мысленным
действиям, т. е. к действиям в уме.
Можно
сказать,
что
в
настоящее
время
процесс
становления
пространственное мышление изучен не полностью. Неизвестны в полной
мере условия его полноценного формирования в школьном возрасте. До сих
пор не было проведено достаточно полного сравнительного исследования
уровня развития пространственного мышления в зависимости от характера
учебной деятельности на различных возрастных этапах.
Пространственное
мышление
-
вид
умственной
деятельности,
обеспечивающий создание пространственных образов и оперирование ими в
процессе решения практических и теоретических задач. Это сложный
2
процесс, включающий не только логические (словесно-понятные) операции,
но и множество перспективных действий, без которых мышление протекать
не может, а именно опознание объектов, представленных реально или
изображённых различными графическими средствами, создание на этой
основе адекватных образов и оперирование ими по представлению. Являясь
разновидностью
образного
мышления,
пространственное
мышление
сохраняет все его основные черты, и тем самым отличается от словеснодискурсивных форм мышления. Это различие мы видим, прежде всего, в том,
что пространственное мышление оперирует образами; в процессе этого
оперирования происходит их воссоздание, перестройка, видоизменение в
требуемом направлении. Образы здесь являются и исходным материалом, и
основной оперативной единицей, и результатом мыслительного процесса.
Это не означает, конечно, что при этом не используются словесные знания.
Но, в отличие от словесно-дискуссивного мышления, где словесные знания
являются основным содержанием, в образном мышлении слова используются
как средства интерпретации уже выполненных в образах преобразований.
Пространственное мышление формируется на всех этапах онтогенеза под
влиянием различных обучающих воздействий, имеет ярко выраженную
индивидуальную специфику, особенности ее проявления в разнообразных
видах деятельности (игровой, учебной, профессиональной).
Содержанием пространственного мышления является оперирование
пространственными образами на основе их создания с использованием
наглядной опоры (предметной или графической, разной меры общности и
условности). Оперирование пространственными образами определяется их
исходным содержанием (отражение в образе геометрической формы,
величины, пространственной размещенности объектов); типом оперирования
(изменение в ходе оперирования положения объекта, его структуры);
полнотой, динамичностью образа (наличием в нем различных характеристик,
их системности, подвижности и т. п.).
3
Все эти особенности пространственного мышления отражают процесс
работы с образом, позволяют выявлять его качественное своеобразие,
фиксировать возрастные и индивидуальные особенности проявления этого
процесса, что весьма существенно в диагностических целях.
Важно подчеркнуть, что особенности пространственного мышления
нельзя выявить в полной мере, используя для этого различные головоломки,
пространственно-комбинаторные игры и т. п.
В пространственном мышлении проявляются основные характерные
черты образного мышления, такие как: динамизм, перекодирование образов,
оперирование ими в целях создания новых и др. В частности, для создания
пространственных образов и оперирования ими в процессе решения задач
(практических, профессиональных, графических) важным является выбор
пространственной системы отсчета. Последнее, например, не является
существенным моментом в создании образов в их предметном, вещественном
содержании.
В
ходе
онтогенеза
пространственное
мышление
проходит
ряд
закономерных этапов своего становления: в начале оно вплетено в другие
виды мышления, а в своих наиболее развитых и самостоятельных формах
оно выступает в виде пространственных образов.
Основной оперативной единицей пространственного мышления является
образ, в котором представлены по преимуществу пространственные
характеристики объекта: форма, величина, взаимоотношение составляющих
его элементов, расположение их на плоскости, в пространстве относительно
любой заданной точки отсчета. Эти пространственные мышления отличается
от других форм образного мышления, где выделение пространственных
характеристик не является центральным моментом.
Как отмечается в ряде исследований (Л.Л. Гуровой, Д.Н. Завалишиной,
В.Н. Пушкина и др.), в образном мышлении само движение мысли, поиски и
нахождение решения осуществляются в виде чередования образов, их
преобразования, получения новых, причем все это осуществляется нередко
4
симультанно, как бы свернуто, не сопровождается развернутыми словесными
рассуждениями (Я.А. Пономарев, Ф.Н. Шемякин, М.С. Шехтер и др.).
Образное мышление обладает некоторыми чертами и достоинствами,
которые существенно
частности,
многие
дополняют понятийные формы
понятия
фиксируют
мышления. В
(«кристаллизуют»)
наиболее
стабильные, инвариантные свойства (виды геометрических форм, признаки
фигур).
Пространственные
образы
фиксируют
более
изменчивые,
динамичные пространственные соотношения, в которых воспроизводится
зависимость формы, величины от способа ее получения, преобразования.
Будучи более тесно и непосредственно связанным с отражением реальной
действительности, образ дает знание не об изолированных сторонах
(свойствах) этой действительности, а представляет собою целостную
мысленную
картину
конкретного
участка
действительности,
где
воспроизводятся не отдельные признаки и свойства объектов, а обязательно
их пространственная размещенность. Для создания образа, как мысленной
картины, существенным моментом является выбор исходной точки отсчета,
что также отличает образ от понятия (словесного знания).
Итак,
пространственное мышление, обладая
всеми
характерными
особенностями образного мышления, выполняет специфическую функцию в
познании и обучении. Оно позволяет вычленять из реальных объектов,
теоретических
(графических)
моделей
пространственные
свойства
и
отношения, делать их объектом анализа и преобразования.
Основным содержанием пространственного образа могут являться
различные
характеристики:
размещенность
элементов,
форма,
величина,
соотношение
частей
пространственная
целого
и
т.
п.
Преимущественное фиксирование образом различных пространственных
свойств
объекта
определяется
его
функцией
в
структуре
задачи.
Применительно к разным задачам и даже одной и той же задаче, но к разным
этапам ее решения в качестве оперативных образов могут выступать образы,
разные по своему содержанию.
5
Пространственные представления и пространственное воображение
ребенка являются предпосылками для формирования его пространственного
мышления и обеспечиваются различными психическими процессами, такими
как восприятие (первоосновой которого являются ощущения), внимание,
память, воображение при обязательном участии речи. Ведущую роль при
этом играют логические приемы мышления: сравнение, анализ, синтез,
классификация, обобщение, абстрагирование.
По мнению И. С. Якиманской пространственное мышление структурно
представлено двумя видами деятельности: созданием пространственного
образа и преобразованием уже созданного образа в соответствии с
поставленной задачей. При создании любого образа, в том числе и
пространственного, мысленному преобразованию подвергается наглядная
основа, на базе которой он возникает. В качестве реальной основы может
выступать и реальный предмет, и его графическая (рисунок, чертеж, график и
т.д.) или знаковая (математические или иные символы) модель. В любом
случае, при создании образов происходит перекодирование, сохраняющее не
столько внешний вид, сколько контур объекта, его структуру и соотношение
частей.
При оперировании образом, мысленно видоизменяется уже созданный
образ, нередко в условиях полного отвлечения от первоначальной формы.
Преобразование
пространственных
образов
может
осуществляться
одновременно в нескольких направлениях или в каком-то одном, но при этом
снова происходит отвлечение от первоначального образа (образов) и уже без
сохранения либо контуров, либо структуры, либо соотношения частей.
В зависимости от сложности выполняемых преобразований, И. С.
Якиманская выделяет три типа оперирования пространственными образами:
1-й тип – преобразуется пространственное положение и не затрагивается
структура образа (это различные перемещения);
6
2-й
тип
–
трансформаций
преобразуется
(наложения,
структура
совмещения,
образа
путем
различных
перегруппировка
составных
частей, добавление или удаление элементов);
3-й тип – исходный образ преобразуется длительно и неоднократно, что
приводит к изменению и структуры, и пространственного положения.
Эта классификация достаточно условна, так как операция, относящаяся
ко 2-му типу, может одновременно привести к изменению образа в
пространстве (а это уже 3-й тип) и тому подобное.
Еще до школы дети накапливают большое число представлений о форме,
величине и взаимном расположении различных предметов на плоскости и в
окружающем пространстве. Но так как опыт детей и накопление
терминологии носят случайный и эпизодический характер, то осознанного
понимания
отношений
между
предметами,
выражаемыми
словами
«одинаковые», «различные», «больший», «меньший», «справа», «слева»,
«между» и другими у детей до поступления в школу, как правило, нет.
Восприятие пространства, осуществляемое в результате субъективного опыта
ребенка на эмпирической основе, для младшего школьника осложнено тем,
что пространственные признаки предметов сливаются с воспринимаемым
содержанием, они не вычленяются как специальные отдельные объекты
познания.
Мною
были
проведены
исследования
на
выявление
уровня
пространственного воображения учащихся 6-х классов с помощью теста,
разработанного для профориентационной диагностики. Тест представляет
собой сборник из 45 мини-задач. Каждая задача
- фигура неправильной
геометрической формы. Учащиеся должны мысленно, не прибегая к
техническим средствам, отсечь от данной фигуры прямой линией одну часть
так, чтобы приставив ее к оставшейся, получился квадрат. Время на
выполнения заданий 20 минут. Из классов данной параллели лучше всех
справился с тестом 6в класс: 5 человек показали очень высокий результат
(70%), 15 учащихся справились с тестом хорошо (50% и выше), 9 человек
7
показали результаты не очень высокие и только 1 человек не справился с
тестом. Немного хуже результаты у 6б класса: высокий уровень – 3 человека,
хороший средний -12, низкий- 13 и 2 учащихся не справились с тестовым
заданием. Результаты 6а классы существенно отличаются от показателей
класса 6в. Высокий результат показал 1 человек, средний (достаточный
уровень) – 10, низкий – 15 и не справились с тестом – 4 человека.
Формирование у школьников современных научных представлений и
понятий о пространстве — одна из важнейших задач интеллектуального
развития учащихся.
8