空间认知能力(又称空间能力)是人类智能的一部分,几乎所有以选拔为目的的心理测验均未忽视过空间因素的价值.化学科学的学习和研究需要学习研究者具有较强的视觉空间能力,所以国外有很多学者对学生化学学习中的空间能力进行了研究.
　　在化学中,物质结构知识主要是研究原子、分子、晶体的结构及其与性质之间的关系,涉及到原子、分子的构造,而这些在现有的教学条件下不可能让学生用感觉器官直接接触到,只能借助语言、文字、各种符号、平面图来表示立体形态和运动的状态,这就需要学生充分发挥自己的空间认知能力.因此,在物质结构、有机化学等知识学习中,学生的空间认知能力起到至关重要的作用.由此可见,化学空间认知能力的研究显得非常有意义.
　　根据心理学对空间认知能力的定义,结合化学学科的特点,笔者认为化学空间认知能力可以定义成:学生在化学学习中对化学物质的结构图形在头脑中进行观察、识别、贮存、表征、转换、想象、抽象、概括,并将空间图形与化学物质建立相互关系的能力,主要包括空间观察、空间记忆、空间想象和空间思维等能力.
　　
　　一、空间表征能力
　　
　　有视觉表象的研究说明在思维与问题解决过程中有些心理过程是难以用语词加工的方式进行,需要用视觉空间的知觉类似物来予以表征,这种运用不直接存在的事物或物体的符号对事物(事件)之间关系和结构的表征能力就是空间表征能力.空间表征能力主要包括空间观察能力、空间识记能力、空间表达能力.
　　1.空间观察能力
　　空间观察能力是指学生通过对空间结构图间的细微差异的洞察与比较,抓住事物的基本特征及规律性的联系的能力.在对空间结构图观察过程中,学生把观察到的图像与右脑中已储备的表象积累联系起来.对表象进行加工改造,从而获得对事物的本质的认识.
　　2.空间记识能力
　　空间记忆能力是对空间内物体的结构、位置和关系等进行编码,储存并保持已被编码的信息,抑制无关信息,对任务保持注意等的能力.空间认知能力的好坏依赖于空间识记能力的好坏.
　　3.空间表达能力
　　空间表达能力是指能用科学的方式正确表示和描述化学物质的空间图形,准确无误地表达出物质空间结构图或空间位置关系的能力.其中包括用化学语言描述物质的空间结构的能力、绘制物质空间图形的能力和将结构空间图形与物质建立对应的能力等.
　　
　　二、空间想象能力
　　
　　空间想象能力是指理解表象在空间三维中运动或空间操作想象中物体的能力,包括“对空间体的理解、编码和心理操作过程,另外要实施一个复杂的心理操作”.空间想象能力主要包括:空间意识能力、空间转换能力、空间定位能力.
　　1.空间意识能力
　　空间意识能力是使人们能对空间图形产生正确的直觉的能力.通常指人们能透过空间图形凭借空间知觉洞察出其未显露的组成成分,并通过表象推理进行空间图形的认知活动.
　　2.空间定向能力
　　空间定向能力是对视觉刺激模式内各元素排列的理解、保持对变化着的空间物体一致性的识别以及以身体为参照对空间方位进行判断的能力.
　　3.空间转换能力
　　空间转换能力主要包括:空间旋转翻转能力、空间折叠展开能力.
　　空间翻转旋转能力主要是指将二维或三维图形在三维空间转动,并依据想象的转动对图形的匹配作出正确判断的能力.
　　空间折叠展开能力主要是指将二维空间图形通过表象操作转化为三维空间图形或将三维空间图形转化为二维空间图形,并依据想象的转动对图形的匹配作出正确判断的能力.
　　
　　三、空间思维能力
　　
　　空间思维能力是指人脑对空间事物的抽象的、概括的反映.它反映了思维的两个本质特征:抽象性和概括性.抽象性是指思维可以凭借其他事物的中介,来认识没有直接感知或根本不可能感知的事物.概括性是指对客观事物的本质属性和事物与事物之间规律性联系的反映.所以空间抽象能力和空间概括能力是空间认知能力的核心成分.
　　1.空间抽象能力
　　空间抽象能力是空间思维能力的一部分.它是在进行空间思维活动的时候,人们对没有直接感知或根本不能感知的事物,通过其他事物的中介而能在头脑中抽取出空间事物的本质属性,舍弃非本质属性的空间思维能力.
　　2.空间概括能力
　　空間概括能力是空间思维能力的另一部分,它是在头脑中把空间事物的本质属性加以综合并推广到同类空间事物的空间思维过程的能力.
　　总之,分析学生的化学空间认知能力的构成将有助于培养学生的化学空间认知能力,从而有利于更好地掌握各种化学基础知识,促进化学的有效学习,促进学生的终身发展.
　　(责任编辑 罗 艳)