“花式魔方”對中高年段學生空間思維能力的培養與研究

張 濤 徐建鑫

（1.蘭州市城關區飛天小學 甘肅 蘭州 730000；2.蘭州市城關區東崗小學 甘肅 蘭州 730000）

1.空間思維能力的重要性

空間思維能力是人類思考、創造、解決問題和進行技術創新的重要能力。它是人們理解、把握和處理空間信息的能力，是人類在自然環境、社會環境、文化環境和技術環境中創造與生存的重要能力。隨著現代社會的不斷發展，空間思維能力對人們的生活和工作具有更加重要的意義，在這其中，空間思維能力又能分解并培養出以下幾種能力：

1.1 創造性思考能力

創造性思考能力是人們具有的創造新事物、解決問題、進行創新的能力。它涉及到人們對于環境、信息和自身經驗的整合、思考和創新，不僅是人們的認知、記憶和推理能力的基礎，也是人們的創新性思考的核心。而空間思維能力能夠幫助人們對復雜的空間信息進行分析、理解和整合，從而提高人們對于環境、問題和自身經驗的綜合能力以及創造性思考能力。

1.2 解決問題能力

空間思維能力中的解決問題能力對于人們解決實際問題和解決認知難題至關重要。這種能力可以幫助人們在處理空間相關的任務時，更快、更有效地解決問題。例如，在導航任務中，有解決問題能力的人可以更快地識別出最短路徑；在空間構建任務中，他們可以更快地找到最佳的解決方案。此外，解決問題能力還有助于提高人們的創造力和創新能力。它可以幫助人們在解決問題時，更好地思考和創造新的解決方案。這對于工程師、設計師、建筑師等從事空間相關工作的人來說尤其重要，因為他們需要不斷創造新的、更有效的解決方案。解決問題能力還有助于提高人們的自信心和獨立性。當人們能夠獨立解決問題時，他們會感到更自信、更有能力。這對于他們的個人發展和職業生涯都非常重要，因為他們可以在工作中取得更好的成績，并在生活中更自主、更獨立地處理問題。[1]

1.3 技術創新能力

技術創新能力可以幫助個人在職業生涯中獲得更好的機會和前景。在當今社會，越來越多的工作需要對技術有較高的了解和創新能力。如果個人具備良好的技術創新能力，他們就可以更好地應對當前社會對技術人才的需求，并在工作中取得更好的成績。技術創新能力也可以幫助社會解決各種問題，提高社會的整體水平。在當今全球化的社會中，各種問題和挑戰不斷出現，如環境污染、資源分配不均、健康危機等。技術創新能力可以幫助人們尋找新的、更有效的解決方案，從而提高社會的整體水平。技術創新能力也可以幫助個人實現更高的自我價值和成就感。當個人能夠獨立開發出新的技術，并為社會帶來積極的影響時，他們會感到非常滿意和自豪。這也可以提高他們的自信心和個人價值觀，幫助他們實現更高的人生目標。

1.4 生活實踐能力

生活實踐能力可以幫助人們更好地運用空間思維能力。例如，如果一個人能夠準確地想象并組裝一個家具，這說明他的生活實踐能力很強。他可以利用自己的空間思維能力來確定家具各部分的位置，以確保最終組裝的家具符合預期。同時，生活實踐能力還有助于增強空間思維能力。通過不斷實踐，人們可以不斷提高自己的空間思維能力，使其更加靈活和準確。比如人們通過不斷繪畫和手工制作，增強自己的空間思維能力，從而更好地理解物理世界中物體的位置、形狀、運動等關系。[2]

2.“花式魔方”對當前教學的影響作用

2.1 培養創造力和想象力

通過解決“花式魔方”的挑戰，學生可以培養出獨特的思維方式和創造力。他們需要不斷試錯，思考各種可能的解決方案，并對自己的思路和策略進行評估。這有助于提高學生的創造性思維能力，并培養他們的獨特思考方式。“花式魔方”的構建過程可以培養學生的想象力。學生可以想象出完成魔方的各個步驟，并通過實際操作來實現這些想象。這有助于提高學生的想象力和創造力。

2.2 提高數學能力

解決魔方問題需要玩家對立體圖形的理解和把握，在不斷的操作中，可以鍛煉學生的空間思維能力，增強他們對三維空間的把握能力。可以增強學生的邏輯思維能力，同時也需要玩家不斷思考、推理和分析，進而找到合適的解決方案。在這不斷的操作中，既可以鍛煉學生的邏輯思維能力，增強他們對于問題的分析和解決能力，也可以增強學生的數學能力。因為在解決魔方問題的過程中，學生需要學習和應用各種數學知識，如幾何、組合數學等。在不斷的操作中，學生可以不斷積累和提高他們的數學知識和能力。[3]

2.3 培養團隊合作精神

“花式魔方”在當前的中高年段教學中，有著巨大的影響作用。魔方作為一種益智玩具，不僅能提高學生的智力，同時還可以培養學生的團隊合作精神。通過玩魔方，學生們可以學會與他人合作解決問題，并在過程中加深彼此的感情。例如，在魔方的比賽中，學生們可以相互配合，分工合作，共同完成比賽任務，增強了他們的團隊協作能力。此外，玩魔方還可以提高學生的溝通能力和交流技巧。在比賽中，學生們需要不斷地與他人交流和協調，以確保團隊的順利進展。這對于培養學生的溝通能力和交流技巧非常重要。另外，通過解決魔方難題的過程，學生們還可以培養自己的獨立思考能力、解決問題的能力和執行力。這些能力對于學生們未來的學習和工作都非常重要。[4]

2.4 改善手眼協調能力

手眼協調能力是人類智能的一種重要體現，它包括了手的靈活性、眼睛的靈敏度、大腦對于視覺信息的處理能力等。而玩“花式魔方”就是一種非常有效的鍛煉手眼協調能力的方法。在玩魔方的過程中，學生需要不斷地觀察魔方的每一個面，并通過手的動作來把魔方的每一個面旋轉到正確的位置。這就需要他們的手和眼睛協調配合，使得手的動作能夠準確地反映在視覺上。這樣，學生的手眼協調能力就得到了鍛煉。

當然，“花式魔方”的教學運用并不是只有好處，如果教師運用得并不是很好，也很容易出現各種問題，反而拖慢了教學進度，甚至完全起到反作用，沒辦法提升學生的任何一點綜合能力，這些負面影響是教師需要極為注意到的。

2.5 消耗學習時間，無法適應教學

“花式魔方” 是指一種特殊的魔方，與傳統的三階魔方不同，它有更復雜的結構和更多的顏色，需要更多的思維和技巧來解決。在當前的教學中，“花式魔方”受到越來越多的關注，因為它能增強學生的智力和動手能力，但同時也存在一些負面影響。“花式魔方”需要大量的時間和精力來練習，這可能會耗費學生很多學習時間，特別是在年段教學時，學生需要學習大量的知識和技能，如果將太多的時間用在“花式魔方”上，可能導致其他學科的學習受到影響。“花式魔方”過于復雜，對學生的認知和思維能力提出了更高的要求，如果學生不能很好地適應這種復雜的學習內容，可能導致其學習成績下降，甚至產生學習恐懼。“花式魔方”在一定程度上可能會搶占學生對其他學科的興趣，影響學生對其他學科的關注和學習，降低學生對其他學科的學習興趣。[5]

2.6 影響眼睛健康，過于疲倦分心

使用“花式魔方”進行教學，會在一定程度上對學生的視力產生負面影響。因為學生們在玩“花式魔方”時，會不斷地進行視覺注意力的轉移，這種頻繁的視覺切換會對眼睛造成疲勞，從而導致眼睛健康問題。使用“花式魔方”進行教學也會對學生的注意力造成影響。因為學生們在解決“花式魔方”時，會全神貫注，不能分心。這種長時間的專注會使學生感到疲倦，影響學生注意力的集中度，使用“花式魔方”進行教學也可能對學生的情緒造成影響。因為當學生不能順利完成“花式魔方”時，他們可能會感到沮喪，對自己的能力產生懷疑，這種情緒的波動會對學生的心理健康產生負面影響。[6]

3.“花式魔方”對中高年段學生空間思維能力培養的策略實踐

3.1 設計特殊的魔方活動

加強學生的學習興趣，一直以來都是在教學之中非常常見的教學方法。對于“花式魔方”活動來說也是如此。如果沒有一個良好的“花式魔方”相關的課程活動或者是游戲設計。那么對于這種比較高難度、難入門的活動來說，學生是敬而遠之的。因此教師需要設計出各種不同且豐富多彩的特殊魔方活動，才能讓學生在維持興趣的基本線上得到更好的學習和體驗。比如學生如果對動物感興趣，教師可以設計一些有關于動物魔方的活動。學生可以根據自己所喜歡的動物進行選擇，在對待自己喜歡的事物中，他們一定會發揮出最大的專注與精力來復原所喜愛的動物圖像，當挑戰完成時，他們所得到的成就感是非常滿足的。另一方面，教師也可以給學生們安排一些更具挑戰性的特殊魔方活動。當學生們都具有一定的基礎時，教師可以規定學生們在一定時間內完成一個特定的魔方結構，讓學生們自己去運用所需要動用到的所有能力在規定的時限內完成這個魔方。或者可以出具一些題目，比如下列魔方中有哪一些是可以進行復原的？之后列出一些魔方玩具，并讓學生們主動去進行問題的解決。在這些特殊魔方活動的引領下，學生們的興趣會得到進一步的提升，對于“花式魔方”的興趣也會更加濃厚。從而達到更有效的能力提升。[7]

3.2 增強對空間概念的理解

在學生對“花式魔方”的運用過程當中，還可以顯著增強他們對空間概念的理解。因為當學生在翻轉“花式魔方”的過程當中，他們會不斷的細致觀察“花式魔方”的結構和他們的規律，以達到更快速的完成魔方。在這個過程當中學生們會逐漸理解到位置、方向等等空間的概念。在平常沒有運用“花式魔方”的時候，學生們也可以利用自己的手勢或者圖像等等來模擬和思考魔方的運動。幫助他們在自己所思考創造的思維空間之中，繼續完成“花式魔方”的解答。[8]從而更好地理解到空間概念的各種關系連接。在進行操作魔方的過程之中，魔方會呈現出不同的形態。這也能夠給學生帶來各種不同的理解概念，讓他們認識到空間能夠進行各種形態的變換。從而認識到空間變換的基本概念。當學生有了一定的“花式魔方”的基礎能力和經驗之后，他們也可以根據自己的理解能力和觀察能力來分析和復盤魔方的運動過程，在這樣的過程當中自然也能更好的理解空間概念。總而言之，學生對于空間概念的理解在運用“花式魔方”的基礎上會得到顯著且有效的增強。

3.3 提高團隊協作能力

“花式魔方”在平常的情況下都是一個人的活動。但在班級課堂上，他們一般都以團隊合作的形式呈現。這對于學生來說也是非常重要的，因為在進行團隊協作的過程當中，他們需要相互之間詢問和聽取對方的意見，并通過了解對方的想法來提高他們的溝通能力，從而達到團隊協作效率的進一步提升。[9]另一方面，學生們相互分享自己的看法和方案，就能夠汲取他人想法之中的優勢之處，這不僅是在勇于表達，也是在尊重他人的想法。這也為培養他們的合作精神奠定了堅實的基礎。而且由于“花式魔方”也是一項比較具有挑戰性的活動，有時候一個人并不能良好的進行解決，但是在團隊協作的過程當中，學生們可以相互溝通交流，一起解決問題，最終得到答案，對于問題解決的能力也會得到實際提升，最重要的一點是，在團隊協作的過程中，學生們會精準的認知到自己在團隊中的定位，也會認識到自己在團隊中的重要性，因為每個人對于團隊的貢獻都是不可磨滅的。當他們在團隊中貢獻出自己的努力和責任時，也是在提升他們的責任感，在幫助他們對團隊精神的認知更進一步加深，感受到團隊合作的重要性。對于班級整體的團隊精神而言也得到了極大的強化。[10]

3.4 培養創新思維

培養學生的創新思維，是“花式魔方”的核心目的。因為只有創新思維才能幫助學生在以后的路途當中解決生活和社會上所遇到的各種問題。而從當前來看，如果他們有有比較強的創新思維，也能夠幫助他們在運用“花式魔方”的過程當中得到更強大的解答能力與想象能力。教師可以讓學生們探索不同的魔方組合，無論是上文中所提到的動物魔方，還是其他具有不同效果的組合魔方，都能夠給學生帶來不同且新穎的體驗。同時教師也可以自主創造新的解題方法，讓學生們根據自己的能力和經驗去激發他們的創新思維，在創新思維當中來思考這些新的解題方法，從而更好的鞏固他們的創新思維。但創新思維之所以叫做思維，是因為他們還需要思考才能得到答案，如果連思考都沒有，那也無從談起創新。因此教師需要教授學生識別問題、分析問題并探索問題解決方案的能力，幫助他們從小時候開始就能有獨立思考和解決問題的能力。當學生們能夠熟練的通過這些方式來發現問題，解決問題的時候，也才能有更強大的資本來進行創新思維的研究與提升。當然，學生本身的自信心也是不可忽視的，如果學生對于學習魔方或者思考沒有任何信心，那他們也沒辦法提升自己的相應能力，因此教師一定要鼓勵學生不斷的對相關的活動進行探索和嘗試，無論成功和失敗，都要為他們打氣、加油、鼓勵。只有這樣才能讓學生毫無負擔的繼續前進，并進一步培養他們的自信心和勇氣。[11]

總結

在當前的教學階段當中，不同的教學方法正在散發出自己的魅力。教師也在不斷的尋找適合自己的創新教學方法，也在不斷嘗試自己進行教學方法的鉆研，希望能夠通過更有效率的方式來提升學生的學習興趣。而“花式魔方”就是其中的一項教學思考。“花式魔方”作為一種工具，甚至是一種玩具，卻對學生的空間思維能力有著不可忽視的增強和提升作用，因此教師需要從“花式魔方”的基礎上出發，去思考如何以“花式魔方”為核心，通過多種多樣的教學方式來提升學生的空間思維能力，并保證學生能避免其中的負面影響，只有在這樣的層次上，“花式魔方”才能發揮出它更大的效用。從而為空間思維能力的培養貢獻出自己的一份重要力量。