淺析化學空間認知能力的構成

空間認知能力(又稱空間能力)是人類智能的一部分，幾乎所有以選拔為目的的心理測驗均未忽視過空間因素的價值.化學科學的學習和研究需要學習研究者具有較強的視覺空間能力，所以國外有很多學者對學生化學學習中的空間能力進行了研究.

在化學中，物質結構知識主要是研究原子、分子、晶體的結構及其與性質之間的關系，涉及到原子、分子的構造，而這些在現有的教學條件下不可能讓學生用感覺器官直接接觸到，只能借助語言、文字、各種符號、平面圖來表示立體形態和運動的狀態，這就需要學生充分發揮自己的空間認知能力.因此，在物質結構、有機化學等知識學習中，學生的空間認知能力起到至關重要的作用.由此可見，化學空間認知能力的研究顯得非常有意義.

根據心理學對空間認知能力的定義，結合化學學科的特點，筆者認為化學空間認知能力可以定義成:學生在化學學習中對化學物質的結構圖形在頭腦中進行觀察、識別、貯存、表征、轉換、想象、抽象、概括，并將空間圖形與化學物質建立相互關系的能力，主要包括空間觀察、空間記憶、空間想象和空間思維等能力.

一、空間表征能力

有視覺表象的研究說明在思維與問題解決過程中有些心理過程是難以用語詞加工的方式進行，需要用視覺空間的知覺類似物來予以表征，這種運用不直接存在的事物或物體的符號對事物(事件)之間關系和結構的表征能力就是空間表征能力.空間表征能力主要包括空間觀察能力、空間識記能力、空間表達能力.

1.空間觀察能力

空間觀察能力是指學生通過對空間結構圖間的細微差異的洞察與比較，抓住事物的基本特征及規律性的聯系的能力.在對空間結構圖觀察過程中，學生把觀察到的圖像與右腦中已儲備的表象積累聯系起來.對表象進行加工改造，從而獲得對事物的本質的認識.

2.空間記識能力

空間記憶能力是對空間內物體的結構、位置和關系等進行編碼，儲存并保持已被編碼的信息，抑制無關信息，對任務保持注意等的能力.空間認知能力的好壞依賴于空間識記能力的好壞.

3.空間表達能力

空間表達能力是指能用科學的方式正確表示和描述化學物質的空間圖形，準確無誤地表達出物質空間結構圖或空間位置關系的能力.其中包括用化學語言描述物質的空間結構的能力、繪制物質空間圖形的能力和將結構空間圖形與物質建立對應的能力等.

二、空間想象能力

空間想象能力是指理解表象在空間三維中運動或空間操作想象中物體的能力，包括“對空間體的理解、編碼和心理操作過程，另外要實施一個復雜的心理操作”.空間想象能力主要包括:空間意識能力、空間轉換能力、空間定位能力.

1.空間意識能力

空間意識能力是使人們能對空間圖形產生正確的直覺的能力.通常指人們能透過空間圖形憑借空間知覺洞察出其未顯露的組成成分，并通過表象推理進行空間圖形的認知活動.

2.空間定向能力

空間定向能力是對視覺刺激模式內各元素排列的理解、保持對變化著的空間物體一致性的識別以及以身體為參照對空間方位進行判斷的能力.

3.空間轉換能力

空間轉換能力主要包括:空間旋轉翻轉能力、空間折疊展開能力.

空間翻轉旋轉能力主要是指將二維或三維圖形在三維空間轉動，并依據想象的轉動對圖形的匹配作出正確判斷的能力.

空間折疊展開能力主要是指將二維空間圖形通過表象操作轉化為三維空間圖形或將三維空間圖形轉化為二維空間圖形，并依據想象的轉動對圖形的匹配作出正確判斷的能力.

三、空間思維能力

空間思維能力是指人腦對空間事物的抽象的、概括的反映.它反映了思維的兩個本質特征:抽象性和概括性.抽象性是指思維可以憑借其他事物的中介，來認識沒有直接感知或根本不可能感知的事物.概括性是指對客觀事物的本質屬性和事物與事物之間規律性聯系的反映.所以空間抽象能力和空間概括能力是空間認知能力的核心成分.

1.空間抽象能力

空間抽象能力是空間思維能力的一部分.它是在進行空間思維活動的時候，人們對沒有直接感知或根本不能感知的事物，通過其他事物的中介而能在頭腦中抽取出空間事物的本質屬性，舍棄非本質屬性的空間思維能力.

2.空間概括能力

空間概括能力是空間思維能力的另一部分，它是在頭腦中把空間事物的本質屬性加以綜合并推廣到同類空間事物的空間思維過程的能力.

總之，分析學生的化學空間認知能力的構成將有助于培養學生的化學空間認知能力，從而有利于更好地掌握各種化學基礎知識，促進化學的有效學習，促進學生的終身發展.

(責任編輯 羅 艷)