子どもの選択肢が広がる！空間認知能力とは？高める遊びや知育ゲームを紹介

空間認知能力は、算数やスポーツ、さらにプログラミング思考にも関係する大事な能力の一つです。

2016年の「学業が飛びぬけてできる子」を45年間追跡調査した研究では、空間認知能力が高い子どもは将来、社会に出てから優れた成果を挙げているそうです。
空間認知能力は年齢とともに発達していきます。

発達年齢に沿って空間認知能力を鍛えて、学校の授業でお子さんが困らないようにサポートしてあげましょう。

「空間認知能力ってどうやって鍛えるの？」と疑問に思うママやパパも安心してください。

この記事では、空間認知能力を鍛えるのにおすすめの遊び方や知育玩具・知育ゲームを解説します。

 

目次

1．空間認知能力とは

「空間認識能力」とは、3次元空間における「位置・方向感覚」に関係する能力と、

対象物の構造を思い浮かべて形を変えるようにイメージする「心的回転」に関係する能力と言われています。

 

1-1．「俯瞰する力」で自分の位置情報を知覚する

縦・横・高さのある3次元空間を適切に認知するために必要な「位置と方向感覚」を磨くには、「俯瞰（ふかん）する力」が重要です。

俯瞰する力とは、自分を空間に位置づけたり、対象を異なった位置から見た場合、どのように見えるかをイメージする能力です。

例えば、お子さんがいつも通っている道で迷ったり、地図を見ても目的地にたどりつけないなどの方向感覚の認知が苦手な場合は、大人になっても続く可能性があります。

迷路で迷いやすい子どもは、いまどこにいるのか方位を確認しながら移動するスキルを獲得する必要があります。

2020年の国内調査で、小学生高学年22名にバーチャルリアリティー（仮想空間）でターゲットの探索してもらったところ、成績がよかった子どもは俯瞰する力を発揮して早く問題を解決できました。

また、成績がよかった子どもは、空間認知能力だけでなく視覚記憶や問題解決能力のテストも高かったそうです。

 

1-2．「心的回転」ができると思考力や推理力も高い

心的回転（Mental rotation）とは、心の中で行う心的なイメージの回転のことです。

例えば、マップアプリは案内を行うときに、上が進行方向になるようにマップが回転してくれます。

もし、常に北を向くように固定されたマップの場合、私たちは常に頭の中の地図を回転させて、現実の道と合っているか確認しなければなりません。

マップアプリを使うと、私たちが行っている心的回転をアプリが代わりにやってくれるので、楽に地図を見ることができます。

心的回転が苦手だと、地図を読むことに苦労したり、自分にとって逆さまや斜めに置かれた文章や絵を見て、読み取るのに時間がかかります。

このように2次元や3次元の対象を頭の中で回転させて判断することは、人によって得意不得意があります。

 

2．空間認知能力が発達するのは何歳？

「空間認知能力」は、行動を獲得することにも関連しています。

日常生活の動作を行うには、脳で空間を認知して、手足を動かす運動機能との協調が必要になります。

運動機能や感覚機能は、3歳から劇的に発達します。

徐々に日常生活の様々な行動や、文字の読み書きなど基本的なことができるようになっていきます。

大まかな空間認知能力の発達段階は、

①水平の展開図のような世界観から始まり、

②見取り図的な世界観から、

③遠近法の世界観へと順番に発展していくと考えられています。

 

それでは、子どもの空間認知能力の発達についてもっと詳しく見ていきましょう。

 

※見取り図については、下記コラムで触れています※

 

2-1．「上下・左右」がわかるのはいつ？

3歳～6歳の子どもは、「上下」の空間は理解できますが、「左右」の向きの概念は理解が難しいと言われています。

よく子どもが絵本を逆や横向きにして読んでいることがありますよね。

5歳～6歳の子の場合は、上下がわからない訳ではなく、絵のキャラクターがどんな向きでも単純に気にならないためです。

しかし、左右のものが入れ替わっていても違和感に気づくことができません。

そもそも文字や数字以外のほとんどの対象は、左右の向きが変化していても本質的には同じものであるため、子どもが困ることはほとんどありません。

就学前（5歳～6歳）に、文字や数字を読んだり書いたりする経験の中で、左右の方向を区別できるようになります。

7歳～8歳でほぼ正確に左右を区別できます。

国内の調査では、保育園児の年長児の80％、年少児の66％が上下反転の図形を区別できたそうです。

しかし、年長児も左右反転の識別は正答率が低かったそうです。

就学前の子どもに、読み書きを教えるときは、その子の発達がどの程度かを見極めて、その子の発達に応じた教え方が重要になります。

 

 

2-2．形や立体をイメージしたり頭の中で操作できるのはいつ？

2歳は、２次元空間がメインで、鉛直と水平の方向を大切にする時期とされています。

3歳頃から開いた図形（十字型やまんじ型）と閉じた図形（正方形や円）を区別することができるようになります。同時に、形の大小や位置関係も把握できるようになります。

この頃の遊びでは、積み木で斜線や曲線を活かそうとする様子が見られます。

4歳頃になると、角の大きさを意識したり、球や環、円盤、円柱などの丸い形や円状の立体系から、３次元空間に関心を持ち始めます。

5歳を過ぎると、ひし形や星型などを区別できるようになります。

平面図形の心的回転は、5歳では難しいですが、中にはできる子どももいます。

 

 

2-3．視知覚の発達と迷路や描画の発達

空間認知能力には、視覚や知覚の発達も関わってきます。

子どもは物を見るとき、どのように目で捉えていくのでしょうか。

目で情報をインプットする働きとして眼球運動があります。

眼球運動とは、視線を素早く動かしたり、対象を目で追ったり、目をよせたり離したりする働きのことです。

ものを見るときの特徴として、3歳～4歳では眼球運動は少なく、注視する時間は長い傾向があります。

この頃は、目のスキャン能力（物体を見る力）は未発達で、ものを見るときに視線は全体ではなく一部の領域に限られています。

そのため情報のインプットに時間がかかります。

4～5歳になると、眼球運動は活発になり、注視時間も短くなります。

つまり、ものを短時間でしっかりスキャンできるようになります。

例えば、5歳前後では、長い迷路や分岐の多い複雑な迷路を描くことができます。

6歳～7歳になると、ものの輪郭をたどったり、より多くの情報を正確にスキャンすることができます。

例えば、6歳前後では、俯瞰的な絵が描けたり、光と影を表現したり、立体的に描こうとする様子が見られるようになります。

 

 

コラム：日本の小学生は見取図が苦手？

 

3．空間認知能力を高めるメリット

空間認知能力が高いと、勉強、スポーツ、アートといった広範囲に、さまざまなメリットがあります。

それでは、一つ一つ見ていきましょう。

 

3-1．絵や図が上手に描ける

空間認知能力が高いと、絵や図が上手に描けるようになります。

平面のものを平面に描くことは比較的簡単ですが、平面のものを立体的に描くのは難しいです。

それは、空間を認識する必要があるからです。

絵を上手に描くためには、対象物を3次元で捉えて、それを紙などの2次元に変換して描きます。

奥行きや影などの形状や距離感を把握できると、より立体的な表現ができます。

 

3-2．球技などのスポーツが得意になる

空間認知能力が高いと、球技などのスポーツが得意になります。

スポーツでは、人や物との距離感やその速さを認識する力が必要です。

バスケットボールやサッカーで考えてみましょう。

ゴールにシュートするときは、ゴールとの距離を見定めて力加減をコントロールする必要があります。

また、仲間にパスを出すときは、動いている人の動きや距離を見定めて力加減をコントールする必要があります。

このように、空間認知能力が高いと、体育の授業やスポーツ全般でより能力を発揮できるでしょう。

 

3-3．地図が楽に読める

空間認知能力が高いと、地図を楽に読めるようになります。

地図を読むときは、絵を描く作業と同様に、3次元（実際の道）と2次元（地図）を変換させることが必要です。

方向、距離などの空間を正しく認識したり、イメージを心的回転することで地図を早く正確に読むことができます。

 

3-4．交通事故などの危険を回避できる

空間認知能力が高いと、危険回避がうまくなります。

家から一歩出ると、歩行者や車など避けなければならないものに溢れています。

例えば、道を渡るときに、前から走ってくる自転車がどのくらいのスピードや距離で近づいてくるのかを把握できれば、ぶつからないタイミングを測って渡ることができます。

 

3-5．自転車がうまく乗りこなせる

空間認知能力が高いと、自転車をうまく乗りこなせます。

車の運転を例にすると、車の運転では以下の「空間認知能力」を使っていると言われています。

• 車間距離の維持
• スピードのコントロール
• 人や障害物の回避

これは自転車にも当てはまります。

逆に、空間認知能力が低いと運転中に、事故の危険が高まります。

 

3-6．職業の選択肢の幅が広がる

空間認知能力が高いと、職業の選択肢の幅が広がります。

以下の職業では、高い空間認知能力が必要とされます。

• 建築家：平面の図面を見て、立体的な家を設計する
• 機械設計：機械の設計でCADなどの図面作成ソフトを使用する
• スポーツ選手：球技などのチームプレイの場合は、位置関係や速さを見極めて動く必要がある
• イラストレーターやゲームクリエイター：距離感やサイズ感に不自然さがないよう、奥行きを表現する

このように、設計やデザインの仕事は、2次元から3次元にイメージを操作するため、空間認知能力が高いと有利になります。

 

3-7．片づけや整理整頓ができる

片づけや整理整頓ができる人は、空間認知能力も高いそうです。

国内の2022年の研究では、大学生の片づけ能力と「空間認知能力」が関わっていることがわかりました。

とくに位置関係に関する空間認知能力が高いことは、片づけで分類したり、使ったものを元の場所に戻す力と関係があったそうです。

片づけが苦手なお子さんは、空間認知能力を高めるのも一つの方法ですね。

 

3-8．小学校の授業で役立つ

小学校の授業では、空間認知能力が役立ちます。

• 社会：地図帳を使ったり、住んでいる地域について調べて地図を使って発表する
• 図工：立体的な絵や遠近法を使った絵を描く
• 理科：天体の授業で月の満ち欠けなどを考える
• 体育：球技で動くボールと自分との立体的な位置関係を考える

空間認知能力が高いことのメリットはたくさんありますので、鍛えることで日常生活から将来の職業までさまざまな場面で活躍の場が広がります。

 

4．空間認知能力を高める方法～声かけ・遊び・トレーニング～

空間認知能力は普段の生活の中で、遊びながら伸ばすことができます。

ママやパパが意識して空間認知能力を高める声かけや遊び・知育玩具を取り入れてみましょう。

 

4-1．お手伝い中に空間や形を意識した声かけ

お手伝い中に、空間や形を意識した声かけをしてみましょう。

例えば、方向を伝えるときは「あっち」「こっち」と指示代名詞を使わずに、「右のほう」「左のほう」などと言いましょう。

お子さんに「どっちが左？」と聞いてみるのもいいですね。

チョコレートやおせんべいには丸や四角といった形があるので、食べながら「これはどんな形？」と聞いてみるのもおすすめです。

「方向」や「形」について子どもが考えるきっかけになるような言葉がけを探してみてください。

 

4-2．鬼ごっこやアスレチック

自分が置かれている空間を認識するためには、体を使って遊ぶことが有効です。

鬼ごっこでは、逃げるときに木や遊具などの障害物を避けたり、鬼との距離を測りながら逃げる必要があります。

鬼になったら、今度は障害物を効率的に避けて、できるだけ早く捕まえなければなりません。

どちらも「走っている空間をどのように動き、相手との距離を測るのか」を瞬時に考えながら動くため、空間認知能力のトレーニングになります。

公園では、立体的なアスレチックで、はしごを登ったり、トンネルをくぐったりして、空間認知能力を鍛えることができます。

面白そうなスレチックを見つけたら親子でチャレンジしてみましょう。

 

4-3．折り紙やペーパークラフト

折り紙は、平面の正方形を折ることで、さまざまな立体を作り出すことができます。

また、ペーパークラフトは、展開図の絵を立体的に組み立てます。

一枚だけで完成するものもあれば、いくつかの折り方をして組み合わせ、ひとつの作品を作る物もあります。

折り紙もペーパークラフトも、子どもの空間認知能力や柔軟な思考を育むといわれています。

完成した作品は飾ったり遊ぶこともできますので、

親子で楽しみながらできる良いトレーニングとしておすすめです。

 

4-4．パズル、ブロック、積み木

パズル、ブロック、積み木は空間認知能力を鍛えるのに最適な知育玩具です。

難易度もさまざまなレベルがあるので、年齢に合わせて導入することができます。

初めはお子様の好きな絵柄のパズルから取り入れるのが良いでしょう。

子ども向けの知育玩具はさまざまなメーカーから売られていますが、

筆者の経験としては、4歳頃に「レゴ」や「くみくみスロープ」、5歳頃から難易度の高い「cuboro」などがおすすめです。

 

4-5．視空間認知を鍛えるビジョントレーニング

「黒板に書かれた字をノートに写すのに時間がかかる」「ボールで遊ぶことが苦手」など、

近年、発達障害の子どもを支援する現場で、ビジョントレーニングが注目されています。

ビジョントレーニングとは、「見る力」を高めるための訓練の方法で、子どもに限らず、スポーツ選手など大人にも取り入れられています。

例えば、線や点を目で追うトレーニングがあります。

交差させたり、ぐるぐると渦の巻いた線を紙に書き、スタートとゴールを設定し、目で追う練習をします。

空間認知能力の中でも、とくに「視空間認知」に必要な眼球運動を鍛えることができます。

まだエビデンス（根拠）がはっきりとしていない部分はありますが、すでに「学習をスムーズにする」など、さまざまな目的で活用されています。

ビジョントレーニングに興味のある方は、療育施設や民間のトレーニングセンターなどで受けることが可能です。

なお、すべての施設がビジョントレーニングを実施しているわけではないため、興味のある方は事前に問い合わせてみましょう。

年齢があがるにつれて、できる遊びもどんどん増えていきますので、親としても子どもの成長を感じられます。

前はできなかったブロックやアスレチックができるようになったということは、それだけ空間認知能力も上がっている証拠です。

お友達や親子で遊びながら、楽しく空間認知能力を伸ばしていきたいですね。

 

5．3Dアプリも活用して空間認知能力を鍛えよう！

子どもたちはゲームが大好きです。

せっかくハマっているなら、そのゲームで空間認知能力が高まったら親としては嬉しいですね。

神経心理学的にも、ゲームは知らず知らずのうちに学習能力を高めると言われています。

ゲームでは、問題を解決したり、選択肢を選んだ結果どうなるかを推理するトレーニングができます。

仮想空間なので失敗しても実害がないこともメリットです。

 

5-1．空間認知能力を高める算数アプリ

小学生に入る前にぜひおすすめしたい算数アプリを紹介します。

「カウントキューブ」

対象年齢は3歳から大人まで遊べる積み木アプリです。

ゲームはシンプルで、上から落下してきた積み木の数を答えます。

他の積み木に隠れて見えない奥の積み木もイメージする必要があるため、空間認知能力を鍛えられます。

レベル設定は「かんたん（3歳～5歳）」、「ふつう（6歳～8歳）」、「むずかしい（9歳～12歳）」が選べます。

「脳トレ　空間視覚ゲーム」

子どもから高齢者まで幅広い年齢に対応している3Dアプリです。アプリストアから無料でダウンロードすることができます。

6種類の視覚スキルゲームがありますが、とくに「3Dブロック」が空間認知能力を高めるにはおすすめです。

見本となるカラーの立体ブロックと、まったく同じものを4つの選択肢の中から選びます。

形は同じでも色の場所や凹凸が違うなど、細部までブロックをイメージしないと正解できません。

一見難しそうですが、指でタップすると立体ブロックを回転させることができるので、立体が苦手なお子さんも気楽に取り組めます。

「算数忍者～3Dずけいの巻き」

小学生向けアプリですが、幼児でも遊べます。同じシリーズの算数忍者は、筆者の子どもたちも気に入ってやっています。

教育や子ども向けのカテゴリで1位を獲得した「Play Study Go！算数忍者シリーズ」の第二弾になります。

3Dずけいの巻きでは、積み木の個数を答えたり、数の多い方を答えたりする空間認知能力の問題になっています。

このシリーズでは、ステージをクリアするとキャラクターカードが貰えるので、子どもはカードをコレクションするために楽しく続けられます。

なお、ストーリーを進めるためには有料サービスに登録する必要があります。

 

5-2．楽しく学べる「マインクラフト」

スウェーデンで開発されたマインクラフト（Minecraft）は、いまや2500万人を超えるプレイヤーがいる世界的なゲームとなっています。

その多くが10歳前後の子どもということが驚きです。

プレーヤーは仮想世界を自由に歩き回り、一人あるいは誰かと協力して、レゴのようなブロックで世界を作り上げます。

「サバイバルモード」の場合は、外が暗くなって悪者が現れるまでに隠れ家を作らなければなりません。

そのために資源を見つけて採掘し（mine）、ツールを作る（craft）のです。悪者が出現しない「クリエイティブモード」に切り替えると、プレーヤーはどんなものでも自由に建築できます。

マインクラフトは空間認知能力だけでなく、創造性などの問題解決能力も高めることが示されています。

また、マインクラフトは「プログラミングに役立つ」と注目され、より教育効果を高めた『教育版マインクラフト』をプログラミング教材として導入する小中学校が少しずつ増えています。

ゲーム感覚でプログラミングに前もって触れられるのは、大きなメリットです。

 

6．子どもの人生をサポートする空間認知能力

空間認知能力のメリットや遊びを通じたトレーニング方法などを詳しく紹介してきました。

空間認知能力は生きていく上で必要なとても大切な能力です。

大人になっても鍛えられますが、小さなうちから空間認知能力を高めてあげることで、

さまざまなことへ適応しやすくなり、できることが増えるので自己肯定感や自己効力感も同時に高めることができそうです。

幼児期から楽しく空間認知能力を伸ばして、お子さんがさまざまな場面で空間認知能力を活かせるといいですね。

「実は方向音痴なんだよな」「よくドアの端にぶつかってしまう」という親御さんも、ぜひ一緒に空間認知能力を鍛えてみてはいかがでしょうか。

 

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主な参考文献
・五十嵐彩香,藤川洋平,西村保三,口分田政史,小学校第6年生における投影図の描画と読み取りに関する空間認知能力,福井大学教育 人文社会科部門紀要 第6号,2022.
・小原愛子,韓昌完,乳幼児期における空間概念の実態把握ツール開発のための構成概念の検討,Journal of Inclusive Education.Vol10 60-69,2021.
・加藤徳明,佐伯覚,蜂須賀研二,高次脳機能障害と自動車運転,Monthly book medical rehabilitation(220)79-85,2018.
・寺田敦子,辻慶子,池田伸,子どもの空間認知能力と行為の発達,佐賀大学文化教育学部６（１）31-42,2001.
・野間桜子,山口大輔,大学生の片づけと空間認知能力・注意機能の関係,健康医療科学研究 第12号11-17,2022.
・渡邊洋,奥村智人,若宮英司,定形発達児による基礎データを用いたバーチャルリアリティ空間内探索課題の妥当性の検討,人間工学 56巻(２)74-78,2020.
・Jirout, Jamie and Nora Newcombe, “Building Blocks for Developing Spatial Skills: Evidence From a Large, Representative U.S. Sample,” Psychological Science, Vol. 26, Issue 3,2015.

 

 

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