6、提升空间与数字认知能力：游戏化学习的新途径

提升空间与数字认知能力：游戏化学习的新途径

1. 空间与数字认知的基础

空间认知能力对人类适应环境至关重要。空间知识能帮助我们表征周围世界的元素，对于在环境中移动的动物而言，它们需要依据空间信息来组织行动。人造智能体也是如此，模拟或真实的机器人只有具备对周围空间的表征能力，才能在环境中行动。

人类儿童天生就有处理空间信息的倾向。例如，幼儿早期就具备编码位置的基本框架，随着成长，这种能力会不断发展，能够处理更广泛的有界空间。

空间认知与数字认知之间存在紧密联系。诸多研究发现了两者在数字处理过程中的空间关联，其中SNARC效应就是一个显著的例子。该效应表明，人们对小数字的反应，左手更快；对大数字的反应，右手更快，这有力地证明了两者之间的联系。此外，还有NIPE效应，即在数字区间的心理平分任务中，成人和儿童都会出现系统性的误差偏差。在十年区间的起始部分，主观中点会向比真实中点更高的数字偏移；而在区间末尾，误差偏差则会反向偏移。

2. 教育中的空间与数字认知

在教育领域，空间和数字认知不仅对适应过程关键，也是儿童和青少年学业发展的重要基石。数学学习的先决条件是学业成就的重要预测因素。学校准备度是一个多维度概念，涵盖了儿童入学前所需的各种能力，其中学习、知识和能力的先决条件在学前阶段就开始发展，对小学及以后的学习至关重要。

然而，从基础数学能力向高级数学技能的过渡可能会遇到问题，因为这涉及从具体元素到符号元素的转变。幼儿园阶段，孩子们通过手指和实物计数，而之后的学习则更多依赖抽象思维和工作记忆。有些孩子能够适应这种转变，而有些则会遇到困难。不过，如果能加强基础能力，后续的学业成就也有望提高。

空间思维有助于