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Les représentations dynamiques dans la géométrie tridimensionnelle : perception de la 3D chez les enfants et adolescents de 6 à 15 ans

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Romain Beauset : Université de Mons

Résumé de la communication

La géométrie 3D est un domaine des mathématiques qui fait l’objet de nombreuses difficultés d’apprentissage, notamment puisqu’il exige des habiletés visuelles et spatiales (Clements & Sarama, 2007). L’une de ces difficultés concerne le travail avec des représentations 2D d’objets 3D (Kondo et al., 2014). Pour accompagner les apprenants, les environnements numériques, avec par exemple les solides virtuels dynamiques, semble constituer une piste évoquée par plusieurs auteurs. Ce type de matériel propose aux élèves de travailler dans un espace que Bertolo (2014) qualifie de 2 ½ D, situé entre le monde réel physique en 3D et le monde graphique en 2D. Mais les enfants et adolescents arrivent-il a bien percevoir la 3D lorsqu’ils sont confrontés à ce type de support, et la manipulation par l’enfant via interface tactile impacte-t-elle la perception ? C’est à ces questions que la communication répond en présentant la méthodologie et les résultats d’une expérimentation. Celle-ci permet ainsi d’illustrer la manière dont des expérimentations en psychologie cognitivo-développementale viennent au service de la réflexion sur l’enseignement-apprentissage de la géométrie. Les premiers résultats permettent par exemple de relever que la perception de la 3D dans des environnements virtuels constitue un obstacle pour de nombreux apprenants, même au secondaire, et que la manipulation par l’élève ne semble pas impacter leur perception.

Résumé du colloque

De nombreux enseignants considèrent la géométrie (y compris tridimensionnelle) comme un domaine difficile à enseigner (Beauset et Duroisin, 2021; Bertolo, 2013). Ces derniers rencontrent notamment des difficultés à percevoir les enjeux et les finalités de ce domaine particulier (Bulf et Mathé, 2018). Pourtant, développer chez les élèves des compétences géométriques et spatiales est essentiel pour la vie quotidienne et la suite du parcours scolaire et professionnel (Gentaz et al., 2009).

Il est ainsi indispensable de se questionner sur la manière dont les enseignants proposent les contenus géométriques qui tiennent compte des difficultés rencontrées par les élèves et des obstacles à l’apprentissage, et sur la formation qu’il convient d’apporter aux enseignants pour ce domaine. L’objectif de ce colloque est de permettre à différents intervenants d’exposer leurs travaux de recherche, leurs expériences et leurs réflexions dans le domaine de l’enseignement de la géométrie (y compris les points de vue didactique et pédagogique) afin de caractériser les enjeux de la problématique, de discuter des résultats de recherche et de présenter quelques-unes des perspectives.

Ce colloque souhaite ainsi proposer une réflexion approfondie sur un champ d’études trop peu investigué (la priorité étant souvent laissée aux contenus mathématiques de type arithmétique), à savoir l’enseignement de la géométrie. Les recherches actuelles démontrent que l’enseignement de contenus géométriques doit être réalisé dans certaines conditions, en utilisant des matériaux variés et parfois connectés et en accordant une place suffisante aux théories issues de la psychologie cognitive et de la psychologie développementale. Les résultats des recherches présentées lors de ce colloque permettront de documenter la problématique de l’enseignement de la géométrie par le biais de recherches menées en didactique, en psychologie et en sciences de l’éducation. L’objectif est également de réfléchir à un modèle théorique et pratique qui apportera un nouvel éclairage à la communauté scientifique sur cette thématique. Cet éclairage est nécessaire pour repenser la formation initiale et continue des enseignants en tenant compte de la réalité actuelle de la profession.

Ce colloque sera l’occasion d’aborder, grâce à huit communications s’intéressant à l’enseignement de la géométrie, plusieurs enjeux importants pour l’enseignement et l’apprentissage du domaine.

Contexte

section icon Thème du congrès 2022 (89e édition) :
Sciences, Innovations, Sociétés
section icon Date : 9 mai 2022

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