Connaissances spatiales / connaissances géométriques
Les connaissances spatiales permettent à un sujet un contrôle convenable de ses relations à l'espace sensible. Ce contrôle se traduit par la possibilité pour lui de:
reconnaître, décrire, fabriquer ou transformer des objets
déplacer, trouver, communiquer la position des objets
reconnaître, décrire, construire ou transformer un espace de vie ou de déplacement
Ces connaissances sont présentes bien avant l'entrée dans la scolarité et continuent de se développer tout au long de l'enfance, de l'adolescence voire de l'âge adulte, à travers des interactions avec le milieu matériel et humain.
La finalité des problèmes de connaissances spatiales concerne l'espace sensible. La validation de la résolution est déterminée par le sujet en comparant le résultat attendu avec le résultat obtenu.
Les connaissances géométriques en revanche doivent être enseignées. Les problèmes géométriques mettent en interaction des sujets avec un milieu qui n'est plus l'espace sensible et ses objets mais une communauté scientifique évoquée ou simulée par l'ensemble des élèves. Ces interactions se font sur la base de déclaration sur des objets géométriques abstraits, souvent représentés par un dessin, mais qui ne sont pas des dessins.
Le trait, le rond et la forme (vocabulaire lié aux connaissances spatiales) deviendront segment, cercle et figure dans le vocabulaire géométrique.
Différents espaces : macro-espace, méso-espace, micro-espace
Macro-espace :
"On parlera de « macro-espace », quand on aura affaire à un espace qui nécessite des déplacements et des recollements pour être entièrement vus..." (ESPER, commentaires "Espace")
Par exemples : la salle de gymnastique ; la classe ; les couloirs; la cour de récréation...
Méso-espace :
"Un travail dans un espace intermédiaire entre le micro et le macro-espace est également possible, on parle alors de méso-espace. Le sujet doit y juxtaposer ou assembler différentes vues (qu’il ne peut englober d’un seul regard, mais qu’il peut obtenir en tournant la tête) afin d’aboutir à l’élaboration d’une représentation globale de l’espace qui l’entoure. Le sujet est, comme dans le macro-espace, immergé dans le méso-espace. L’avantage c’est que les conditions du méso-espace sont plus facilement réalisables que celles du macro-espace, car elles concernent les salles de jeux, de gymnastique ou même la classe, les couloirs ou la cour de récréation." (ESPER, commentaires "Espace")
"Un exemple d’activité typique du méso-espace, concerne la construction, dans la cour de récréation, d’une forme plane géante. En effet, la validation de la forme obtenue ne peut pas se faire par un simple regard comme dans le micro-espace, mais la construction nécessite de recoller plusieurs actions locales, qui peuvent mobiliser divers élèves, ce qui rapproche du macro-espace."
Micro-espace :
"On va parler de « micro-espace », pour caractériser les activités avec des petits objets manipulables ou sur une feuille de papier..." (ESPER, commentaires "Espace")
Par exemple : feuille A4 ; ...
Types de repérages spatiaux
Repérage relatif objectif :
Se fait indépendamment du point de vue de l’observateur. Les repères choisis sont temporaires et les directions sont définies indépendamment du point de vue de l’observateur.
Par exemple : dans l’exemple de la boîte à images, lorsque les élèves décrivent la scène, ils doivent décrire la scène en utilisant des repères indépendants de leur point de vue de manière à ce qu’un autre élève puisse reconnaître la boîte 3.
Repérage relatif subjectif :
Prenant en compte le point de vue de l’observateur. Ce type de repérage correspond surtout au méso-espace. Deux catégories de repères possibles :
Le repère est placé sur le sujet ou une autre personne pour décrire une position ou un trajet.
Par exemple : si l’élève dit d’avancer de 5 pas à un autre élève, ils n’auront pas le même repère à moins d’être positionné au même endroit.
Le repère est un objet fixe, mais les directions sont données depuis le point de vue de l’observateur.
Par exemple : on crée une scène avec trois playmobils et un seau au milieu. Si un observateur doit placer trois élèves autour du seau de manière à illustrer la même scène il devra définir un objet comme point de repère puis placer les élèves.
Repérage absolu :
Système de repères défini une fois pour toute. C’est donc un ou plusieurs points de références qui forment un système de repère conventionnel, comme les points cardinaux. Ces systèmes sont ceux qui se rapprochent le plus de la notion théorique de repère.
Par exemple : se repérer à l’aide d’une carte et de coordonnées GPS.
Ermel. (2006). Apprentissages Géométriques et résolution de problèmes au cycle 3. Paris: Hatier. (pp. 545 à 554)