Sens spatial

Le sens spatial

De la visualisation spatiale à la représentation spatiale le pas est encore très grand. Effectivement, même si Berthelot et Salin indiquait . « il suffit d’observer pour comprendre et de voir pour savoir » , l’application de cette conception, notamment dans le domaine des mathématiques reste complexe.(Berthelot & Salin, 1999).

Nombreuses études soulignent effectivement les difficultés que rencontrent les élèves face aux activités qui font appel aux connaissances spatiales (Bessot, 1994 ; Izard, 1990 ; Parzysz, 1991).

Dans un premier temps, il convient de déterminer ce qu’est le sens spatial, ensuite nous décrirons quelques modèles du sens spatial.

Ce qui nous permettra d'en comprendre les difficultés rencontrés sans l'apprentissage du sens spatial.

Sens spatial et géométrie

Le sens spatial se réfère à tout ce qui est en lien avec la structuration d’un espace, plus spécifiquement ce qui permet de se situer, de s’orienter, de se déplacer dans son environnement, mais également ce qui amène l’élève à contrôler, anticiper et communiquer les états, les transformations ou les déformations des données d’objets relatifs à l’espace en 2D ou 3D.

Nombreuses activités permettent de vérifier les connaissances spatiales chez les élèves. Ce que Berthelot et Salin (Berthelot & Salin, 1999) ont constaté en contrôlant si des élèves savaient:

• reconnaître, décrire, fabriquer ou transformer des objets
• déplacer, trouver, communiquer la position d’objets
• reconnaitre, décrire, construire ou transformer un espace de vie ou de déplacement.

Des contrôles de connaissances spatiales se traduisant par des taches telles que les suivantes :

• Peux-tu m´ecrire un trajet me permettant de me rendre de la porte au tableau ?
• Peux-tu reproduire le Tangram que je te presente ?

Taches très proches de celles qui font appel aux connaissances géométriques, tel que les décrivent Clements et Battista (Clements & Battista, 1992). :

• Peux-tu me donner la définition d’un carré ?
• Est-ce qu’un carré est un rectangle ?
• Quel est le nom de ce solide ?

De ce fait on constate que connaissances spatiales et géométriques sont à la fois différentes mais pourtant très proches et surtout complémentaires pour les élèves dans leur apprentissage .

Modèles de développement des connaissances spatiales

Plusieurs modèles de développement des connaissances spatiales ont aiinsi été décrits. Parmi lesquels celui de van Hiele (Van Hiele, 1959), de Hoffer (1977), et de Marchand (Marchand, 2009).

Le modèle de van Hiele

Van Hiele (Van Hiele, 1959) propose de classer les connaissances selon 5 niveaux :

• 1- Visuel (repères des dessins par ressemblance visuelle)
• 2- Analyse des propriétés (propriétés connues mais non reliées ensemble)
• 3- Ordre et hiérarchie (propriétés mises en relation et classées)
• 4-déduction et preuve
• 5-rigueur (déductions formelles et manipulations des symboles)

Orienté sur le langage et le développement axiomatique, ce modèle dont les niveaux sont jugés non suffisamment définis, est critiqué.

Hoffer

Hoffer (Hoffer, 1977) présente un modèle sur la perception visuelle à sept composantes:

• La coordination visuo-motrice
• la perception image-fond
• la constance perceptuelle
• la perception de la position dans l'espace
• la perception des relations spatiales
• la distinction visuelle
• la mémoire visuelle

Ces sept composants sont également nommés habiletés visuo-spatiales. Ils forment à eux sept, le sens spatial. Ces habiletés ont un impact sur l'apprentissage en géométrie. De plus, ces habiletés visuo-spatiales impliquent fréquemment des translations et des rotations mentales d'objets (Del Grande, 1990).

Références

Berthelot, R., & Salin, M. H. (1999). L’enseignement de l’espace à l’école primaire. Grand N, 65, 37-59.

Bessot, A. (1994). « Repr´esentation graphiques et maˆıtrise des rapports avec l’espace. » Actes du s´eminaire sur la repr´esentation du CIRADE, p.1-34.

Clements, D. H., & Battista, M. T. (1992). Geometry and spatial reasoning.

Hoffer, A.R. (1977). Mathematics Resource Project : Geometry and visualization. Palo Alto: Creative Publications.

Izard, J. (1990). « Developing spatial skills with three-dimensional Puzzles. » Arithmetic Teacher, 37, no.6, p.44-47.

Marchand, P. (2009). Le développement du sens spatial au primaire. Bulletin de l 'AMQ.49(3), 63-79.

Parzysz, B. (1991). « Espace, G´eom´etrie et Dessin. Une ing´enierie didactique pour l’apprentissage, l’enseignement et l’utilisation de la perspective parall`ele au lyc´ee. » Recherches en didactique des math´ematiques, 11, no. 23, p.211-240.

Van Hiele, P. M. (1959). La pensée de l’enfant et la géometrie’. Bulletin de l’Association des Professeurs Mathématiques de L’Enseignement Public, 198.