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

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.