子どもの空間推理力を伸ばす方法

空間的推論能力は重要である。 もちろん、私たちはそれを知っています。 また、子どもたちが数学でより良い成績を収めるのにも役立ちます。

乳児期に測定される空間的推論は、4歳時点での子どもの数学の成績を予測することが、新しい研究で明らかになりました。 これは、空間的推論と数学の能力との関係についての、最も早い文書化された証拠を提供するものです。 – Science Daily

ミシガン州立大学の別の研究では、研究者は、空間的推論のわずか20分のトレーニングでも、生徒の数学の能力を向上させることができることを発見しました。 この研究の研究者の一人であるKelly Mix氏によると、空間的なトレーニングは、計算問題に取り組むための脳の「素養」になるそうです。

現在では、数学の概念を生徒に教えるために、空間的推論の手法を取り入れた数学カリキュラムもあります。 ST Mathは、学習と脳に関する最新の研究を取り入れ、習得に基づく学習と数学的理解を促進します。 ST Math ソフトウェアのゲームでは、インタラクティブでグラフィカルな豊富なアニメーションを使用して数学的概念を視覚的に表現し、概念的な理解と問題解決能力を高めます。

数学を学ぶ際に多くの学生がしばしば直面する困難を考えると、おそらく我々は空間推論能力の開発にもっと注意を払う必要があるのでしょう。

空間的推論とは何か？

空間的推論（空間的視覚化または視覚空間能力）は、頭の中で空間イメージを視覚化し、それを精神的に操作できる推論技能のサブグループです。 この能力は、3次元の物体について考え、利用できる限られた情報からそれらの物体について推論するのに役立ちます。

「空間的思考または推論は、空間における物体や自分自身の位置や動き、精神的または物理的なものを含みます。 それは単一の能力やプロセスではなく、実際には相当数の概念、ツール、およびプロセスを指します。” – National Research Council, 2006.

Why is Spatial Reasoning Important?

We use spatial reasoning in many everyday activities, such as:

• Navigating with a map.Why is Spatial Reasoning?
• テニス、バスケットボール、サッカーなどの球技で、ボールがどこに落ちるか予測する。
• あるサイズの箱にいくつのアイテムが入るか把握する。

次のような活動で、子供は空間的推論を必要とします。

• 読書-子供は、「w」「m」「6」「9」などの特定の図形が、ページ上で回転する方法によって異なる意味を持つことを知る必要があります。
• 数学-三角法や微積分は、空間内で回転するオブジェクトを想像する能力が必要です。
• スポーツや運動-ボールをキャッチするために、子どもたちは飛んでいるボールの速度と距離を測り、それに応じて自分の動きを調整する必要があります。
• 日常的な活動-鏡を使用して髪をとかしたり、靴ひもを結んだりすることなど。

空間推理の能力は、多くの職業でも重要なものです。 以下はその例です。

• 建築家は、新しい建物を設計するときに3Dの空間的な方向を視覚化し、その心象を2次元の図面に変換できる必要があります。
• エンジニアは、問題解決のために機械の個々の部品がどう連携しているかを視覚化できることが必要です。
• 医師は、X線画像やその他のスキャンを解釈できなければなりません。
• 外科医は、外科手術を行う際に体の構造の位置を視覚化できなければなりません。
• 天文学者は、太陽系における惑星の配置と動きを視覚化できなければなりません。

教育では、空間的推論と将来の読解や数学の成功との関連性を裏付ける研究が行われています。 空間的推論と数学的思考は密接に関連しているだけでなく、空間的思考はSTEMキャリアにおける達成の重要な予測因子でもあります。

以下もご参照ください：

• Paying attention to spatial reasoning
• Recognizing Spatial Intelligence
• なぜ早期数学教育において空間的推論が重要なのか
• 5 compelling reasons to teach spatial reasoning to young children

視覚-空間処理について

• :
• Visual-Spatial Ability

Games and Activities to Improve Spatial Reasoning Skills

空間的推論能力についての良いニュースは、それが改善できることです。 以下は、空間的推論能力を伸ばすために、私たちが子どもに紹介できる活動です。

Master-Builder Game

可能な限り、正確な空間言語の使用を奨励することです。 研究により、空間言語を学んだ子どもは、そうでない子どもに比べて、空間的な課題においてより良い結果を出すことが実証されています。 空間言語の例としては、場所、距離、向き、方向に関する言葉（例：左、右、上、下、中、平行、高い、低い）などがあります。

ゲームの仕組み：

• プレイ人数：2人-マスターとビルダー。
• お互いが見えない状態で、マスターはブロックなどのオブジェクトでデザインやパターンを作成します（たとえば、レゴを使用しました）。

Sliding Block

このゲームの目標は、ブロックを動かして赤いブロックを自由にすることです。 すでにお気づきかもしれませんが、これは、赤い車を渋滞から解放することが目的の Think Fun Game Rush Hour とコンセプトが非常に似ています:

Sliding Block Game に類似のAPIです。

• Think Fun Rush Hour App
• Unblock Me

空間的推論（グリッド上のブロックを視覚化する能力）の開発に加えて、Sliding Blockは、子供が赤いものを解放するためにブロックを再配置する方法を考え、問題解決を促すのにも適しています。

Point of View Spatial Reasoning Game

このゲームでは、3つのアクティビティを通して、楽しく、やりがいのある、インタラクティブな活動を通して、空間推理力を鍛えることができます：

• Explore – ゲームの仕組みと4種類の視点について学びます。
• Vantage Point – オブジェクトのトップビューとサイドビューを見て、一致するサイドビューを選択します。
• Make a Scene – トップビューのオブジェクトを動かしてサイドビューと一致させます。

プレーヤーは、各レベルをマスターするごとに難しくなるアクティビティを進めていきます。 また、チャレンジには時間が設定されており、プレイヤーは自分のベストタイムを更新するよう奨励されています。

Tangrams and Other Puzzles

Tangrams and other similar puzzles are terrific for developing spatial awareness.これは、空間認識能力を開発するのに最適なパズルのひとつです。

• タングラム
• テトリスパズル
• ニキーチンブレインゲームとパズル
• バニーピークア-バニーピークア-バニーパズル
• バニーピークア-バニーパズル
• バニーピークア-バニーパズル
• Castle Logix
• Camelot Junior
• Solitaire Chess
• Jigsaw Puzzles

これらのゲームのいくつかはアプリ版もプレイ可能です。

• Tan-Zen
• Zentomio
• TriZen
• Tetris

ボードゲーム

視覚的スキルを要するボードゲーム：

• Chess
• Rumis – 3D Tetris-like board game.
• Connect Four – 最初に4つ並べたプレイヤーが勝ち。
• Indigo – 六角形のタイルを配置して回転させ、宝石を自分の方に引き寄せることでできるだけ多くの宝石を集めます。

• Battleship – 相手の戦艦を自分が沈む前に沈めることを目指します。

• Morphology – 棒、ビーズ、キューブ、人、糸、円を使ってその単語を表すものを作る必要がある以外はcharadesと似ています。

• Blokus – これもテトリス風のゲームです。

• Labyrinth – 変化し続ける迷路を進み、宝物を集める。

• Rummikub – ジンラミーのようなタイルゲームですがもっと楽しいです。

• Hive – チェスに似ていて、相手の女王蜂を囲むのが目的。

• Mineshift

LEGO and Other Building Toys

LEGO のセットは、組み立てから想像力を奪うとよく批判されますが、LEGO の説明書に従って、2D 画像を 3D オブジェクトに変換して構築するため、空間的推論能力が必要なのです。

• Magformers
• Engino – エンジニアを目指す人向け
• Arckit – 建築家を目指す人向け

Perspective Activities

視点の変換が必要な活動も空間の理性を鍛えるには最適です。 たとえば、

• レーストラックでリモコン カーを操作する。
• Cubetto のように、ドローンやロボットを使ってコーディングする。

それから、LumosityのPenguin Pursuitのような、本格的な空間推論トレーニングを提供するゲームもあります。

More Activities for Spatial Reasoning Development

• オリエンテーリングなど、地図を解釈しなければならないアクティビティも空間推論のスキルを伸ばすのに最適です。
• 写真や絵などの芸術的な活動。
• 大工、陶芸、金属加工、モデル製作など、3Dオブジェクトを操作するような趣味。
• ゴーカート、自転車、スケートボードなど、子供が操縦席に座って行う車輪の上の活動。
• モンキーバー、ロッククライミング、木登りなどのクライミング活動。

空間的推論のテスト

お子さんが空間的推論でどのような成績をとっているかに興味がある場合は、以下のオンライン テストを利用して評価することができます。

• 空間的推論の適性テスト – Fibonicci
• 空間的推論テスト – Psychometric Success
• 空間的推論テスト – 123 Test
• 空間 IQ クイズ – Fun Education
• 視覚空間知能テスト – Queendom