“花式魔方”对中高年段学生空间思维能力的培养与研究

张 涛 徐建鑫

（1.兰州市城关区飞天小学 甘肃 兰州 730000；2.兰州市城关区东岗小学 甘肃 兰州 730000）

1.空间思维能力的重要性

空间思维能力是人类思考、创造、解决问题和进行技术创新的重要能力。它是人们理解、把握和处理空间信息的能力，是人类在自然环境、社会环境、文化环境和技术环境中创造与生存的重要能力。随着现代社会的不断发展，空间思维能力对人们的生活和工作具有更加重要的意义，在这其中，空间思维能力又能分解并培养出以下几种能力：

1.1 创造性思考能力

创造性思考能力是人们具有的创造新事物、解决问题、进行创新的能力。它涉及到人们对于环境、信息和自身经验的整合、思考和创新，不仅是人们的认知、记忆和推理能力的基础，也是人们的创新性思考的核心。而空间思维能力能够帮助人们对复杂的空间信息进行分析、理解和整合，从而提高人们对于环境、问题和自身经验的综合能力以及创造性思考能力。

1.2 解决问题能力

空间思维能力中的解决问题能力对于人们解决实际问题和解决认知难题至关重要。这种能力可以帮助人们在处理空间相关的任务时，更快、更有效地解决问题。例如，在导航任务中，有解决问题能力的人可以更快地识别出最短路径；在空间构建任务中，他们可以更快地找到最佳的解决方案。此外，解决问题能力还有助于提高人们的创造力和创新能力。它可以帮助人们在解决问题时，更好地思考和创造新的解决方案。这对于工程师、设计师、建筑师等从事空间相关工作的人来说尤其重要，因为他们需要不断创造新的、更有效的解决方案。解决问题能力还有助于提高人们的自信心和独立性。当人们能够独立解决问题时，他们会感到更自信、更有能力。这对于他们的个人发展和职业生涯都非常重要，因为他们可以在工作中取得更好的成绩，并在生活中更自主、更独立地处理问题。[1]

1.3 技术创新能力

技术创新能力可以帮助个人在职业生涯中获得更好的机会和前景。在当今社会，越来越多的工作需要对技术有较高的了解和创新能力。如果个人具备良好的技术创新能力，他们就可以更好地应对当前社会对技术人才的需求，并在工作中取得更好的成绩。技术创新能力也可以帮助社会解决各种问题，提高社会的整体水平。在当今全球化的社会中，各种问题和挑战不断出现，如环境污染、资源分配不均、健康危机等。技术创新能力可以帮助人们寻找新的、更有效的解决方案，从而提高社会的整体水平。技术创新能力也可以帮助个人实现更高的自我价值和成就感。当个人能够独立开发出新的技术，并为社会带来积极的影响时，他们会感到非常满意和自豪。这也可以提高他们的自信心和个人价值观，帮助他们实现更高的人生目标。

1.4 生活实践能力

生活实践能力可以帮助人们更好地运用空间思维能力。例如，如果一个人能够准确地想象并组装一个家具，这说明他的生活实践能力很强。他可以利用自己的空间思维能力来确定家具各部分的位置，以确保最终组装的家具符合预期。同时，生活实践能力还有助于增强空间思维能力。通过不断实践，人们可以不断提高自己的空间思维能力，使其更加灵活和准确。比如人们通过不断绘画和手工制作，增强自己的空间思维能力，从而更好地理解物理世界中物体的位置、形状、运动等关系。[2]

2.“花式魔方”对当前教学的影响作用

2.1 培养创造力和想象力

通过解决“花式魔方”的挑战，学生可以培养出独特的思维方式和创造力。他们需要不断试错，思考各种可能的解决方案，并对自己的思路和策略进行评估。这有助于提高学生的创造性思维能力，并培养他们的独特思考方式。“花式魔方”的构建过程可以培养学生的想象力。学生可以想象出完成魔方的各个步骤，并通过实际操作来实现这些想象。这有助于提高学生的想象力和创造力。

2.2 提高数学能力

解决魔方问题需要玩家对立体图形的理解和把握，在不断的操作中，可以锻炼学生的空间思维能力，增强他们对三维空间的把握能力。可以增强学生的逻辑思维能力，同时也需要玩家不断思考、推理和分析，进而找到合适的解决方案。在这不断的操作中，既可以锻炼学生的逻辑思维能力，增强他们对于问题的分析和解决能力，也可以增强学生的数学能力。因为在解决魔方问题的过程中，学生需要学习和应用各种数学知识，如几何、组合数学等。在不断的操作中，学生可以不断积累和提高他们的数学知识和能力。[3]

2.3 培养团队合作精神

“花式魔方”在当前的中高年段教学中，有着巨大的影响作用。魔方作为一种益智玩具，不仅能提高学生的智力，同时还可以培养学生的团队合作精神。通过玩魔方，学生们可以学会与他人合作解决问题，并在过程中加深彼此的感情。例如，在魔方的比赛中，学生们可以相互配合，分工合作，共同完成比赛任务，增强了他们的团队协作能力。此外，玩魔方还可以提高学生的沟通能力和交流技巧。在比赛中，学生们需要不断地与他人交流和协调，以确保团队的顺利进展。这对于培养学生的沟通能力和交流技巧非常重要。另外，通过解决魔方难题的过程，学生们还可以培养自己的独立思考能力、解决问题的能力和执行力。这些能力对于学生们未来的学习和工作都非常重要。[4]

2.4 改善手眼协调能力

手眼协调能力是人类智能的一种重要体现，它包括了手的灵活性、眼睛的灵敏度、大脑对于视觉信息的处理能力等。而玩“花式魔方”就是一种非常有效的锻炼手眼协调能力的方法。在玩魔方的过程中，学生需要不断地观察魔方的每一个面，并通过手的动作来把魔方的每一个面旋转到正确的位置。这就需要他们的手和眼睛协调配合，使得手的动作能够准确地反映在视觉上。这样，学生的手眼协调能力就得到了锻炼。

当然，“花式魔方”的教学运用并不是只有好处，如果教师运用得并不是很好，也很容易出现各种问题，反而拖慢了教学进度，甚至完全起到反作用，没办法提升学生的任何一点综合能力，这些负面影响是教师需要极为注意到的。

2.5 消耗学习时间，无法适应教学

“花式魔方” 是指一种特殊的魔方，与传统的三阶魔方不同，它有更复杂的结构和更多的颜色，需要更多的思维和技巧来解决。在当前的教学中，“花式魔方”受到越来越多的关注，因为它能增强学生的智力和动手能力，但同时也存在一些负面影响。“花式魔方”需要大量的时间和精力来练习，这可能会耗费学生很多学习时间，特别是在年段教学时，学生需要学习大量的知识和技能，如果将太多的时间用在“花式魔方”上，可能导致其他学科的学习受到影响。“花式魔方”过于复杂，对学生的认知和思维能力提出了更高的要求，如果学生不能很好地适应这种复杂的学习内容，可能导致其学习成绩下降，甚至产生学习恐惧。“花式魔方”在一定程度上可能会抢占学生对其他学科的兴趣，影响学生对其他学科的关注和学习，降低学生对其他学科的学习兴趣。[5]

2.6 影响眼睛健康，过于疲倦分心

使用“花式魔方”进行教学，会在一定程度上对学生的视力产生负面影响。因为学生们在玩“花式魔方”时，会不断地进行视觉注意力的转移，这种频繁的视觉切换会对眼睛造成疲劳，从而导致眼睛健康问题。使用“花式魔方”进行教学也会对学生的注意力造成影响。因为学生们在解决“花式魔方”时，会全神贯注，不能分心。这种长时间的专注会使学生感到疲倦，影响学生注意力的集中度，使用“花式魔方”进行教学也可能对学生的情绪造成影响。因为当学生不能顺利完成“花式魔方”时，他们可能会感到沮丧，对自己的能力产生怀疑，这种情绪的波动会对学生的心理健康产生负面影响。[6]

3.“花式魔方”对中高年段学生空间思维能力培养的策略实践

3.1 设计特殊的魔方活动

加强学生的学习兴趣，一直以来都是在教学之中非常常见的教学方法。对于“花式魔方”活动来说也是如此。如果没有一个良好的“花式魔方”相关的课程活动或者是游戏设计。那么对于这种比较高难度、难入门的活动来说，学生是敬而远之的。因此教师需要设计出各种不同且丰富多彩的特殊魔方活动，才能让学生在维持兴趣的基本线上得到更好的学习和体验。比如学生如果对动物感兴趣，教师可以设计一些有关于动物魔方的活动。学生可以根据自己所喜欢的动物进行选择，在对待自己喜欢的事物中，他们一定会发挥出最大的专注与精力来复原所喜爱的动物图像，当挑战完成时，他们所得到的成就感是非常满足的。另一方面，教师也可以给学生们安排一些更具挑战性的特殊魔方活动。当学生们都具有一定的基础时，教师可以规定学生们在一定时间内完成一个特定的魔方结构，让学生们自己去运用所需要动用到的所有能力在规定的时限内完成这个魔方。或者可以出具一些题目，比如下列魔方中有哪一些是可以进行复原的？之后列出一些魔方玩具，并让学生们主动去进行问题的解决。在这些特殊魔方活动的引领下，学生们的兴趣会得到进一步的提升，对于“花式魔方”的兴趣也会更加浓厚。从而达到更有效的能力提升。[7]

3.2 增强对空间概念的理解

在学生对“花式魔方”的运用过程当中，还可以显著增强他们对空间概念的理解。因为当学生在翻转“花式魔方”的过程当中，他们会不断的细致观察“花式魔方”的结构和他们的规律，以达到更快速的完成魔方。在这个过程当中学生们会逐渐理解到位置、方向等等空间的概念。在平常没有运用“花式魔方”的时候，学生们也可以利用自己的手势或者图像等等来模拟和思考魔方的运动。帮助他们在自己所思考创造的思维空间之中，继续完成“花式魔方”的解答。[8]从而更好地理解到空间概念的各种关系连接。在进行操作魔方的过程之中，魔方会呈现出不同的形态。这也能够给学生带来各种不同的理解概念，让他们认识到空间能够进行各种形态的变换。从而认识到空间变换的基本概念。当学生有了一定的“花式魔方”的基础能力和经验之后，他们也可以根据自己的理解能力和观察能力来分析和复盘魔方的运动过程，在这样的过程当中自然也能更好的理解空间概念。总而言之，学生对于空间概念的理解在运用“花式魔方”的基础上会得到显著且有效的增强。

3.3 提高团队协作能力

“花式魔方”在平常的情况下都是一个人的活动。但在班级课堂上，他们一般都以团队合作的形式呈现。这对于学生来说也是非常重要的，因为在进行团队协作的过程当中，他们需要相互之间询问和听取对方的意见，并通过了解对方的想法来提高他们的沟通能力，从而达到团队协作效率的进一步提升。[9]另一方面，学生们相互分享自己的看法和方案，就能够汲取他人想法之中的优势之处，这不仅是在勇于表达，也是在尊重他人的想法。这也为培养他们的合作精神奠定了坚实的基础。而且由于“花式魔方”也是一项比较具有挑战性的活动，有时候一个人并不能良好的进行解决，但是在团队协作的过程当中，学生们可以相互沟通交流，一起解决问题，最终得到答案，对于问题解决的能力也会得到实际提升，最重要的一点是，在团队协作的过程中，学生们会精准的认知到自己在团队中的定位，也会认识到自己在团队中的重要性，因为每个人对于团队的贡献都是不可磨灭的。当他们在团队中贡献出自己的努力和责任时，也是在提升他们的责任感，在帮助他们对团队精神的认知更进一步加深，感受到团队合作的重要性。对于班级整体的团队精神而言也得到了极大的强化。[10]

3.4 培养创新思维

培养学生的创新思维，是“花式魔方”的核心目的。因为只有创新思维才能帮助学生在以后的路途当中解决生活和社会上所遇到的各种问题。而从当前来看，如果他们有有比较强的创新思维，也能够帮助他们在运用“花式魔方”的过程当中得到更强大的解答能力与想象能力。教师可以让学生们探索不同的魔方组合，无论是上文中所提到的动物魔方，还是其他具有不同效果的组合魔方，都能够给学生带来不同且新颖的体验。同时教师也可以自主创造新的解题方法，让学生们根据自己的能力和经验去激发他们的创新思维，在创新思维当中来思考这些新的解题方法，从而更好的巩固他们的创新思维。但创新思维之所以叫做思维，是因为他们还需要思考才能得到答案，如果连思考都没有，那也无从谈起创新。因此教师需要教授学生识别问题、分析问题并探索问题解决方案的能力，帮助他们从小时候开始就能有独立思考和解决问题的能力。当学生们能够熟练的通过这些方式来发现问题，解决问题的时候，也才能有更强大的资本来进行创新思维的研究与提升。当然，学生本身的自信心也是不可忽视的，如果学生对于学习魔方或者思考没有任何信心，那他们也没办法提升自己的相应能力，因此教师一定要鼓励学生不断的对相关的活动进行探索和尝试，无论成功和失败，都要为他们打气、加油、鼓励。只有这样才能让学生毫无负担的继续前进，并进一步培养他们的自信心和勇气。[11]

总结

在当前的教学阶段当中，不同的教学方法正在散发出自己的魅力。教师也在不断的寻找适合自己的创新教学方法，也在不断尝试自己进行教学方法的钻研，希望能够通过更有效率的方式来提升学生的学习兴趣。而“花式魔方”就是其中的一项教学思考。“花式魔方”作为一种工具，甚至是一种玩具，却对学生的空间思维能力有着不可忽视的增强和提升作用，因此教师需要从“花式魔方”的基础上出发，去思考如何以“花式魔方”为核心，通过多种多样的教学方式来提升学生的空间思维能力，并保证学生能避免其中的负面影响，只有在这样的层次上，“花式魔方”才能发挥出它更大的效用。从而为空间思维能力的培养贡献出自己的一份重要力量。