空间能力在许多方面都表现出了其独特的作用,尤其是在理科学科中有突出的表现。依据Barnea(2000)的理论,空间能力包含:在物体以二维结构呈现时能够用三维结构进行表征、旋转以及转化物体。关于空间能力,多个领域的教育家和研究者已经进行了长时间的探索和研究。国外有不少学者对化学学习中的空间能力进行了研究。国外大量研究结果表明:空间能力与学生的化学学习成绩具有高相关性,空间能力是学生化学学习能力的重要组成部分。我国学者在空间能力和化学学习成绩的相关性方面也进行了一些研究和测试,初步得出了一些结论。在以前的研究中,对于空间能力在有机化学学习中的影响研究还较少。而大部分的学者仅从心理学的角度证明了化学学科中空间能力的存在,以及空间能力对于化学学习有着重要的影响作用。本研究针对以下四个问题进行研究和探讨:(1)学生空间能力整体水平是如何分布的;(2)有机化学学习过程中学生对于分子空间结构理解程度;(3)学生在有机物分子的模型之间以及模型与分子结构式之间转换能力;(4)学生对分子结构模型及分子楔形式的旋转能力。在研究过程中,笔者主要采用了文献法、问卷测验、访谈法、数理统计等教育研究方法。具体研究程序为:首先,通过查阅和整理大量国内外的相关研究,了解该领域的研究进展并提出所要研究的问题;其次,与一线教师进行多方面的交流和探讨,并结合教学实际自行编制有机化学分子空间结构相关测试题目;然后,对学生进行团体测验,同时采用访谈的形式深入了解学生的空间能力现状。通过研究,我们发现:学生具备一定的空间能力,但需在教学活动中进一步发展;学生对物质空间结构的理解包括语言描述和图形表征两部分;在进行模型之间、模型与分子结构式之间的转换时存在一定困难,缺乏一定的分子结构模型的旋转策略等;楔形式和化学反应机理在理解分子空间结构时可以起到重要作用,教师可以采取电脑模型和实物模型相结合的教学手段,发展学生的有机物分子空间结构的学习策略。