Avez-vous du mal à visualiser comment faire pivoter vos chaussures pour qu'elles s'emboîtent dans une boîte à chaussures ?
Comment êtes-vous avec les meubles emballés à plat?
Êtes-vous doué pour donner des instructions ?
Ces activités quotidiennes nécessitent une réflexion spatiale. La pensée spatiale est importante pour les mathématiques, et c'est ce que nous utilisons pour comprendre les propriétés des objets, telles que leur emplacement, leur taille et leur forme, ainsi que la relation entre les objets.
Lorsque nous manipulons des objets dans notre esprit - comme visualiser comment réorganiser notre salon - nous utilisons des capacités spatiales. Lorsque nous naviguons sur le chemin du retour après un voyage, nous utilisons des capacités spatiales.
Les personnes qui ont de fortes compétences spatiales sont plus susceptible d'être intéressé en sciences, technologie, ingénierie et mathématiques (Stem) et de choisir des diplômes et des carrières Stem.
Cette association n'est pas surprenante quand on pense aux compétences requises pour Stem : utiliser des graphiques pour visualiser des modèles de données en mathématiques, comprendre l'échelle d'un diagramme du système solaire ou utiliser la disposition spatiale du tableau périodique pour comprendre les relations chimiques.
Néanmoins, la pensée spatiale est peu mise en avant dans le programme national anglais. Il a été récemment dépriorisé comme un « objectif d'apprentissage précoce » pour les jeunes enfants.
Manque de compétences en mathématiques
Le Premier ministre Rishi Sunak a récemment annoncé son ambition que tous les enfants poursuivre l'enseignement des mathématiques jusqu'à 18 ans, citant le besoin de compétences en mathématiques sur le marché du travail. Et il semble que ces compétences manquent.
On pense que l'industrie britannique des tiges perd 1.5 milliard de livres sterling par an en raison de Pénuries de compétences en tige. Environ la moitié des adultes britanniques en âge de travailler n'ont que mathématiques niveau primaire, et on estime que les difficultés en mathématiques coûtent au Royaume-Uni environ 20.2 milliards de livres sterling chaque année, selon l'association caritative National Numeracy.
Sunak propose de poursuivre l'enseignement des mathématiques au-delà de 16 ans. Mais se concentrer sur la formation spatiale des jeunes enfants est une voie prometteuse pour accroître le plaisir et la réussite en mathématiques, ainsi que pour pousser la prochaine génération vers les carrières Stem.
Les compétences spatiales peuvent être amélioré par la formation, et l'entraînement spatial augmente constamment réussite en mathématiques et d'autres disciplines Stem, y compris au niveau licence.
Le plus large effets de la formation spatiale parmi les enfants sont pour ceux de milieux défavorisés. Cela signifie que la formation spatiale offre la possibilité de réduire les écarts de réussite. Cela pourrait renforcer le rattrapage après les fermetures d'écoles pandémiques pour les enfants les plus touchés par cette perte d'apprentissage.
De plus – et particulièrement important pour l'image parfois terne des mathématiques – les activités spatiales sont agréables. Les scores d'engagement pour nos activités et formations spatiales suggèrent que les enfants comme apprendre de cette façon.
Améliorer la capacité spatiale
Il existe des moyens simples d'améliorer la capacité spatiale. Visualisation – imaginer un processus dans votre tête – a été liée plus fort rendement en sciences et en mathématiques et ça peut être améliorée grâce à la formation.
Les jeunes enfants pourraient découvrir la visualisation en étant encouragés à imaginer des pièces de puzzle en rotation dans leur tête, plutôt que d'essayer d'adapter les pièces d'un puzzle par essais et erreurs. Les enfants plus âgés pourraient être incités à utiliser la visualisation comme un carnet de croquis mental lors de la réorganisation des formules mathématiques.
Le jeu sur un petit monde - comme avec des maisons de poupées ou des ensembles de fermes - peut être utilisé pour aider les enfants à apprendre à voir les choses sous d'autres points de vue et à comprendre les différences d'échelle spatiale. Ce sont deux compétences spatiales qui aide en maths et sciences.
Dans un étude de pré-impression (ce qui signifie qu'il n'a pas encore été examiné par d'autres scientifiques) mes collègues et moi avons également constaté que le fait de suivre des instructions visuelles lors de l'utilisation de jouets de construction, tels que Lego, peut aider les compétences spatiales.
Cela aide à la rotation mentale (faire tourner une pièce dans votre esprit pour déterminer dans quel sens elle doit aller) et à comprendre la relation entre les parties et un tout, comme les briques individuelles dans un modèle Lego. Ceci est utile pour les fractions et la maîtrise des mathématiques plus généralement.
Comme dernier exemple, les enfants qui entendre plus de langage spatial ont des compétences spatiales plus fortes, et un langage spatial plus fort est associé à meilleures performances en mathématiques.
En d'autres termes, utiliser des mots aussi simple que « dans », « sur » et « à côté de » pour décrire les relations spatiales entre les objets, ou « petit » et « grand » pour attirer l'attention sur les propriétés des objets. Des mots plus difficiles comme « parallèle » et « séparé » peuvent aider les enfants à conceptualiser des concepts spatiaux autrement difficiles, en particulier si des mouvements de la main sont également utilisés pour aider à expliquer le sens.
je suis membre de la Groupe de mathématiques de la petite enfance, un groupe indépendant de passionnés et d'experts en mathématiques de la petite enfance qui travaillent ensemble pour promouvoir les mathématiques de la petite enfance. Le groupe a lancé le Boîte à outils de raisonnement spatial pour aider les adultes à soutenir le développement des enfants dans les activités spatiales.
L'introduction d'une plus grande réflexion spatiale dans le programme pourrait réduire les écarts de réussite, accroître la confiance et pousser les enfants vers les carrières Stem. Le plaisir des enfants pour les activités spatiales pourrait également aider à changer les attitudes envers les mathématiques.
A propos de l'auteur
Emilie Farran, professeur de développement cognitif, Université de Surrey
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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