Л. С. Выготский указывал, что обучение должно ориентироваться главным образом на ещё не сложившиеся, но возникающие психические виды деятельности ребёнка. Он ввёл понятие зоны ближайшего развития, ребёнок ещё не может самостоятельно выполнять данную деятельность, но уже может её выполнить при помощи взрослого. Выполняя эту деятельность при постоянно уменьшающейся помощи взрослого, ребёнок переходит из зоны ближайшего развития в зону актуального развития, в которой он уже эту деятельность может выполнять вполне самостоятельно. Следовательно, процессы умственного развития и обучения являются тесно связанными и взаимно обусловленными: обучение опирается на доступный уровень развития. Но развитие не следует за обучением как тень, автоматически: оно зависит от содержания и характера обучения и многих других факторов, социальных и воспитательных (семьи, среды, природных задатков и т. д. ). Я не разделяю такое категорическое мнение об одностороннем влиянии обучения на умственное развитие или наоборот. Я рассматриваю оба эти процесса во взаимном влиянии: обучение зависит от развития и развитие обусловлено обучением. Обучение, стимулируя умственное развитие, само на него опирается. Умственным может быть только такое обучение, которое, опираясь на уже достигнутое развитие школьника, продвигает его вперёд, развивая его познавательные возможности. В психологии долго считалось, что наглядно-образное мышление является низшим по сравнению со словесно-логическим (понятийным).
В заслугу математике ставилось развитие абстрактного мышления. Долгий путь развития математики, всё большая её формализация, зачастую отрыв от содержательной стороны постепенно влияли и на содержание школьного курса. Он становится всё более формализованным. В учебниках и на уроках математики осуществлялся быстрый переход от определений понятий к оперированию знаками, замещающими эти понятия, без должного уяснения содержания, без сознания полноценного мысленного образа. Школьники (большая часть) вынуждены формально запоминать определения понятий, их свойства, оперирование ими. Изучение математики для некоторых стало невыносимым трудом, не приносящим радости. Вследствие этого на современном этапе развития психолого-педагогической науки на одном из первых по значимости мест выдвигается проблема формирования и развития образного мышления учащихся, особенно при обучении математики, самой абстрактной из наук. Значимость наглядно-образного представления учебной информации, становится ещё более понятной на фоне данных нейрофизиологии последних двух десятилетий, которая убедительно доказала функциональную асимметрию полушарий головного мозга человека. Кроме того, у значительной части школьников (около 20%) наблюдается латерализация правого полушария. Поэтому для успешного усвоения ими математических знаний необходимо усиление наглядно-образной составляющей предъявляемого материала, как противовеса (в некоторых случаях) или необходимой, преобладающей в математике абстрактно-логической компоненты.
Математика берёт своё начало в практической деятельности людей, в описании пространственных форм и количественных отношений видимого окружающего мира. Вводя математические понятия учёные математики пользовались соответствующими образами. Многие из этих образов, как вспомогательные элементы, использовались в обучении. В силу ряд причин с течением времени некоторые образы неразумно вытеснялись из процесса обучения. В большей степени это связано с возрастающей формализацией математики.
Многочисленными исследованиями, выполненными в рамках общей, возрастной и педагогической психологии показано, что интеллектуальное развитие личности в онтогенезе неразрывно связано с овладением пространством сначала практически, а затем и теоретически. Само развитие овладения пространством понимается при этом, как усложнение и качественное изменение видов и способов ориентации. Важной стороной интеллектуального развития является пространственное мышление, обеспечивающее в ходе познания выделение в объектах и явлениях действительности пространственных свойств и отношений (формы, величины, направления, протяжённости и т. п.), создание на этой основе пространственных образов и оперирование ими в процессе решения задач. Трудно назвать хотя бы одну область человеческой деятельности, где создание пространственных образов и оперирование ими не играло существенной роли.
Особое значение пространственное мышление имеет в различных видах конструктивно-технической, изобразительной, графической деятельности (исследования Б. Афанасьева, А. Д. Ботвинникова, Л. Л. Гуровой, Е. И. Игнатьева, С. Н. Кабановой - Миллер, В. И. Киреенко, Т. В. Кудрявявцева, Н. П. Линьковлой, Б. Ф. Ломова, В. А. Моляко, В. С. Мухиной, Н. П. Сакулиной и другие).
Роль пространственного мышления в овладении различными видами деятельности особенно возросла в настоящее время в связи с широким использованием в науке и технике графического моделирования, позволяющего более наглядно и вместе с тем достаточно формализовано выявлять и описывать исследуемые теоретические зависимости, прогнозировать их проявление в различных областях действительности. Отличительной особенностью труда в условиях современного производства является опосредованный характер управления автоматически действующими техническими объектами и процессами, на основе сигнализирующих устройств, различных не только по своему производственному содержанию, но и тем требованиям, которые они предъявляют к пространственному мышлению.
С этой точки зрения все применяемые в настоящее время в технике сигнализирующие устройства различают на воспроизводящие реальные свойства объектов и обозначающие их с помощью специальной системы символов и знаков. Технологические исследования (М. В. Гамезо, В. П. Зинченко, Б. Ф. Ломов, В. Н. Пушкин, В. Ф. Рубахин и другие) показывают, что в этих условиях скорость, надёжность приёма и переработки зрительной информации об управляемых объектах зависит главным образом от умения создавать адекватные зрительные образы, свободно переходить от одной знаковой системы к другой, "перекодировать" поступающую информацию с учётом динамики сигналов-кодов, не допуская рассогласования между восприятием непосредственно поступающей на пульт управления звуковой информации и образами конкретных производственных объектов. Вся эта деятельность протекает в уме, без зрительной опоры на реально действующие механизмы и процессы, что требует хорошо развитого пространственного мышления. В последнее время при конструировании технических Систем особое значение придаётся разработке специальной разновидности сигналов-символов, отображающих различные признаки управляемого объекта в виде целостной пространственной структуры - пространственного кодирования. Аналогичные тенденции наблюдаются и в инженерной графике, где усиливается роль схематизации, формализации изображений, замены наглядных изображений условными обозначениями с целью придания им более универсального значения позволяющего тем самым отображать большое количество реальных объектов, отличающихся разнообразием свойств и функций. Во многих отраслях научного знания (биология, химия, физика, математика и др.) также широко используются обобщенные графические средства, моделирующие свойства и соотношения изучаемых объектов.
Все это не может не сказаться на содержании и методах усвоения школьных заданий, где также большое распространение получил метод графического моделирования. Как отмечается в ряде исследований (П. Р. Атутов, В. Г. Болтянский, А. Д. Ботвинников и др.) условные графические модели являются наглядностью принципиально иного содержания и характера, чем изображения конкретных объектов. Оперирование пространственными графическими моделями во многих предметах, изучаемых в школе, становится самостоятельным видом учебной деятельности и широко используется при усвоении не только физико-математических, но и гуманитарных дисциплин (В. В. Давыдов, Л. И. Айдарова, А. И. Маркова, Л. М. Фридман и др.). Повышение теоретического содержания знаний, исполнение метода графического моделирования и структурного анализа в изучении явлений объективной действительности, развитие и совершенствование средств знаковой культуры- всё это приводит к тому, что человек в процессе деятельности постоянно оперирует пространственными образами, перекодирует их, что создаёт принципиально новые требования к развитию пространственного мышления.
Образы, формируемые на основе различных графических моделей, имеют иную психологическую природу, чем те, которые возникают на основе наглядных изображений конкретных предметов. По своему содержанию и функциям они скорее приближаются к понятиям, чем к представлениям - иллюстрациям.
Всё это побуждает к дополнительному изучению особенностей пространственного мышления с учётом современных требований к эго развитию.
Гносеологическая функция пространственного мышления. Мышление субъекта может выделять только те стороны и свойства действительности, которые составляют содержание его преобразующей деятельности. Будучи обобщённым и опосредованным отражением действительности, мышление может быть направленно на анализ качественно различных сторон этой действительности, что определяется направленностью, избирательностью, познавательной активностью человека, его потребностями, мотивами, сложившимися у него средствами деятельности (знаниями, умениями, навыками).
Именно сфера деятельности (теоретическая или эмпирически-практическая) определяет содержание индивидуального мышления, специализируя его, направляя на анализ тех сторон действительности, которые наиболее важны для продуктивного осуществления этой деятельности. Есть такие области человеческой деятельности, в которой установление пространственных соотношений, их преобразование являются специальной и нередко очень сложной задачей. Все это даёт основание для выделения этой сферы человеческой деятельности в особый вид и обозначения её соответствующим термином.