Soutenance mémoire
À travers le cadre de référence, une clarification des concepts centraux de cette recherche est effectuée. Premièrement, nous définissons ce qu’ est la géométrie spatiale en indiquant sa spécificité en maternelle. En fait, nous cherchons à savoir quelles sont les notions et habiletés mathématiques qui devraient être apprises et développées par les enfants de quatre à six ans. Deuxièmement, étant donné le fait que le MEQ (2001) préconise l’ apprentissage par le jeu à la maternelle, il importe également de clarifier ce que nous entendons par la notion de jeu éducatif et en quoi c’ est important dans l’apprentissage à la maternelle. Puis, nous définissons ce qu ‘est le potentiel pédagogique du matériel didactique informatisé en géométrie spatiale et ce qu ‘il peut apporter aux apprentissages à la maternelle.
L’apprentissage de la géométrie spatiale à la maternelle
Avant de traiter de l’ apprentissage de la géométrie en maternelle, il est essentiel de définir ce qu’ est la géométrie spatiale. Pour Berdonneau (2009-2010), la géométrie spatiale ou géométrie de l’ espace est définie par trois concepts : 1) Objet (ou figure) géométrique ; 2) Différents types de représentations tridimensionnelles de figures tridimensionnelles et 3) Différents types de représentations planes (bidimensionnelles) de figures tridimensionnelles. Et les principaux verbes associés à la géométrie dans l’ espace sont les suivants : apparier, reproduire, décrire, représenter et construire (Berdonneau, 2009,2010). Nous complétons cette définition avec celle de l’Académie Orléans-Tours (Mathématiques dans l’Académie de Tours, 2008) : » Le travail de géométrie dans l’ espace […] va amener l’élève à passer d’une reconnaissance perceptive de son environnement à une connaissance appuyée sur des propriétés. Il doit lui fournir des outils qui lui permettront de prendre, de communiquer, d’exploiter des informations de l’ espace qui l’entoure puis de résoudre les problèmes auxquels il pourra être confronté. (2008) . »
En maternelle, la géométrie spatiale est donc un sous-domaine des mathématiques qui permet à l’élève de se familiariser avec certaines habiletés mathématiques concernant notamment le repérage dans l’espace, la différenciation des solides et des figures planes (MEQ, 2001), de construire un raisonnement mathématique ou de développer une pensée logique (Berdonneau, 2005 ; Bertotto, 2008 ; MELS, 2009 ; Sousa, 2010).
La géométrie spatiale, ou géométrie dans l’espace, s’avère importante pour la réalisation de tâches dans la vie de tous les jours (Bertotto, 2008 ; Dietze et Kashin, 2012). Les habiletés, telles que différencier, classer, manipuler les formes planes et les solides à partir de leur apparence générale, transporter et ranger des objets ou encore s’orienter dans l’espace, sont utiles au quotidien (Berthelot et Salin, 1993-1994 ; Bertotto, 2008). Dans cette même optique, Berdonneau (2005) précise que la représentation mentale de notre environnement – que l’auteure appelle aussi espace tridimensionnel – permet de favoriser les apprentissages, notamment au niveau de la représentation dans l’espace Nous pouvons donner en exemple la recherche d’information qui pourrait être indiquée dans une consigne : en haut à gauche, au centre en bas, etc.
En arrivant à la maternelle, les élèves sont déjà familiarisés avec les polarités locales (Cerquetti-Aberkane et Berdonneau, 1994 ; Doucet, 1998), qui font partie de la géométrie dans l’espace, c’est-à-dire gauche-droite, devant-derrière, haut-bas, mais ils ne les ont pas encore intégrées. C’est en maternelle que ces notions vont être développées et structurées, afin d’ être en mesure d’ établir des relations spatiales et de latéralité (Cerquetti-Aberkane et Berdonneau, 1994 ; Doucet, 1998 ; Lurçat, 1976). Nous pouvons mentionner comme exemple que si la personne enseignante demande à un élève de désigner l’image en haut et à gauche de la page, il ne sera pas forcément capable de pointer la bonne image. Pour les aider, les élèves doivent apprendre à se repérer dans l’espace par rapport à eux-mêmes et par rapport à un objet. Cependant, un élève pourrait se rendre de chez lui à son école tout seul, mais ne sera pas nécessairement capable de décrire son chemin en utilisant avec justesse des notions spatiales abstraites – première à gauche, tout droit, passer sur le pont, etc. (Lurçat, 1976 ; Pêcheux, 1990). Il est question ici de méso-espace et de macro espace.
Selon Lurçat (1976) et Pêcheux (1990), il importe de déclencher une prise de conscience chez l’élève pour qu’il puisse apprendre les premières notions de géométrie spatiale et commencer peu à peu à les maitriser pour les réutiliser dans différents contextes. En complément, nous pouvons rajouter que Berthelot et Salin (1993-1994) expliquent qu’il est plus facile pour une personne de se repérer dans l’ espace et d’ établir de bonnes relations avec l’ espace sensible si elle est en mesure d’utiliser ses connaissances en géométrie.
La géométrie dans l’espace regroupe plusieurs types de notions et elle est un sousdomaine de la géométrie. L’apprentissage dans le cadre de ce sous-domaine permet le développement de plusieurs habiletés mathématiques qui seront utiles pour de futurs apprentissages dans des activités quotidiennes. D’ après le programme de formation de l’école québécoise (PFEQ), les élèves doivent se familiariser avec les notions relatives à l’espace en faisant usage, notamment de jeux d’ associations, comme associer un objet à une forme géométrique (MELS, 2009). Durant la maternelle, l’élève va être amené à développer « des habiletés [en géométrie spatiale] qui seront les assises de ses apprentissages futurs » en manipulant, en expérimentant, en produisant, en résolvant des problèmes ou encore en réfléchissant (MELS, 2009, p. 62). De plus, le PFEQ (MELS, 2009) précise que les élèves doivent utiliser des outils, du matériel qui vont leur permettre de développer leurs habiletés, notamment en géométrie spatiale. Enfin, dans les connaissances à acquérir durant la maternelle, voici une liste de celles qui sont liées à la géométrie dans l’espace (MELS, 2009) :
– les jeux d’ assemblage : casse-tête, blocs, mécano ;
– les positions d’une personne ou d’un objet dans l’espace: derrière, en face de, en avant, sous, entre, à gauche, à droite ;
– les jeux d’ associations : associer un objet à une forme géométrique ;
– les jeux de regroupements et de classement : classer des objets selon la couleur ;
– les jeux de régularité : créer des suites d’objets de plus en plus complexes ;
– les concepts d’espace : haut, bas, près, loin, milieu.
La notion de jeu est donc très présente dans les programmes destinés aux élèves de maternelle, ce qui montre la pertinence de développer la notion de jeu et plus particulièrement le jeu éducatif au préscolaire.
Les éléments importants en lien avec la géométrie spatiale sont les suivants : analyser le matériel didactique en fonction des différentes actions à effectuer, telles qu’apparier, classer, manipuler, reproduire, décrire, représenter et construire. Et nous portons attention aux notions de repérage dans l’espace, de différenciation de solides et de figures planes.
La notion de jeu éducatif
Le jeu éducatif est une activité mentale et intellectuelle, parfois sociale qui peut être encadré par des règles plus ou moins strictes et doit conduire l’élève à développer des habiletés ou à apprendre de nouvelles notions (De Grandmont, 1995 ; Legendre, 2005). Il doit provoquer une certaine curiosité, ce qui est essentiel à l’ apprentissage chez les enfants de maternelle (De Grand mont, 1994, 1995 ; Gaudreau, 2005 ; Pettier et al. , 2010). De plus, le jeu éducatif doit avoir comme objectif de faire apprendre des connaissances et de permettre l’ acquisition de nouvelles habiletés (Legendre, 2005).
Il faut savoir qu’il existe différents types de jeux. Plusieurs recherches ont abouti à des classements de jeux. Legendre (2005) reprend bien les principales catégories que l’on retrouve plus ou moins dans l’ensemble des recherches. Il y a :
– le jeu d’exercices : jeu de répétition ;
– le jeu de construction : jeu de manipulation, de création ;
– le jeu symbolique : jeu de rôle, d’imagination ;
– le jeu de règles.
Cette classification est d’ ailleurs identique à celle de Garon (2002) dans sa grille ESAR comme nous le verrons ultérieurement.
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Table des matières
Introduction
Chapitre 1 Problématique
1.1 L’intérêt de l’apprentissage de la géométrie spatiale à la maternelle
1.2 La géométrie spatiale dans le programme d’ éducation préscolaire québécois
1.3 Le jeu comme approche centrale dans les apprentissages à la maternelle
1.4 Les jeux sous forme de matériel didactique informatisé en géométrie spatiale comme
outil complémentaire au matériel didactique concret
1.5 Question de recherche
Chapitre 2 Cadre de référence
2.1 L’apprentissage de la géométrie spatiale à la maternelle
2.2 La notion de jeu éducatif
2.4 Le potentiel pédagogique du matériel didactique informatisé en géométrie spatiale
2.5 Les objectifs
Chapitre 3 Méthodologie
3. 1 Type de recherche
3.2 La grille de classification ESAR
3.3 La grille d’ analyse adaptée
3.4 Collecte de données
Chapitre 4 Synthèse des résultats
4.1 Collecte de données de la facette B : habiletés cognitives
4.2 Collecte de données de la facette C : habiletés fonctionnelles
4.3 Collecte de données de la facette D : types d’ activités sociales
4.4 Collecte de données de la facette E : habiletés langagières
4.5 Potentiel pédagogique du matériel didactique informatisé
Chapitre 5 Discussion
5.1 L’ adaptation d’une grille d’analyse pour le matériel didactique informatisé en
géométrie spatiale
5.2 Les éléments clés de l’apprentissage chez les élèves de maternelle relevés lors de
l’analyse
5.3 Le potentiel pédagogique des logiciels analysés
Conclusion
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