ARTheque - STEF - ENS Cachan | 3-D perception : un logiciel pour améliorer les capacités à penser en trois dimensions

Texte intégral

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3-D PERCEPTION - UN LOGICIEL POUR

AMELIORER LES CAPACITES A PENSER

EN TROIS DIMENSIONS

Alfredo BEZZI

Dipartimento di Scienze della Terra

Gruppo di Ricerca per l'Educazione Geologica, Genova - Italie

SUMMARY : 3-D Perception is a programme for Macintosh-ardware that is aimed to be in geology and structural geology courses. The test presents a series of structured exercises in order to check the student's ability to visualize the shape of objects in three dimensions from two dimensional drawings.

1. INTRODUCTION

La pensée géologique est un processus assez compliqué à travers lequelilest possible de reconstruire les événements du passé qui ont conduit aux transfonnations du monde physique et biologique. Elle requiert essentiellement une imagination disciplinée, la construction d'hypothèses créatives et des observations critiques qui pennettent de vérifier et de chercher délibérément les faiblesses de ces hypothèses(FICHTER, 1988). Les capacités de penser géologiquement consiste largement dans les capacités de faire des inférencesàpartir des structures observées dans les rochesà une échelle micro- et mésoscopique ainsi que à une échelle mégascopique. Imaginer des changements complexes dans le temps en fonne d'images cinématographiques, mettre en relation des affleurements superficiels bidimensionnels avec des configurations virtuelles tridimensionnelles au-dessous de la surface, dessiner des cartes et des coupes géologiques, tout cela implique la visualisation des formes avec les yeux de l'esprit, de les tourner, de leur faire subir des translations et de les déformer.

Toutes ces opérations sont exposées aux erreurs humaines, parmi lesquelles les erreurs dues à la psychologie de l'observation ont été mises en évidence(CHADWICK 1975 a, 1975 b, 1976, 1977 a, 1977 b, 1978, 1982 ;CHADWICKet HUGES, 1980). Selon les auteurs, on peut affirmer que:

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1- la capacité de penser en trois dimensions n'est pas fixe et des améliorations ont été trouvées après nombre d'exercices;

2- même si cette habileté se transmet génétiquement, l'expérience peut la modifier; 3- dans ce domaineilya des différences entre les sexes, et les hommes sont favorisés; 4- les expériences précoces et la durée d'entraînement du dessin technique sont importantes pour de bonnes performances.

2. UTILISATION DU 3-D PERCEPTION

Le logiciel se compose de deux fiches initiales dans lesquelles on recueille des renseignements concernant les caractéristiques et le curriculum de l'élève, dans te but d'avoir des indications intéressantes pour la qualité de la performance. Puisque il a été conçu pour un milieu scolaire américain, le texte est en anglais et il fait référence à la situation américaine, tandis que pour les figures, on s'est inspiré d'un curriculum de géologie australien(PALLET,1980).

La première partie de l'exercice consiste en une série d'objets communs et de formes géométriques et l'élève doit indiquer, parmi quatre dessins les mêmes objets présentés selon différentes perspectives, une position relative possible (devant, de côté et dessus) suivant une règle (la "règle de la tête") présentée au début du test. Cette partie de l'exercice n'implique pas de connaissances géologiques et peut être effectuée par des élèves de n'importe quel niveau scolaire, compte tenu du fait que la visualisation mentale est une aide importante pour le processus de la pensée créative, et donc avec bien des réflexes qui dépassent les sciences de la Terre.

La deuxième partie de l'exercice comprend d'abord des "block-diagrams" et après, des coupes géologiques verticales qui sont liées à une carte géologique très simple. Pour cette partie il faut avoir des connaissances géologiques de base telles que la loi de la superposition, la loi de la continuité, les relations d'intersection, les résultats des déformations des roches dans un domaine rigide ainsi que plastique, les discordances, parce que pour avoir des réponses correctes il faut non seulement tenir compte de la géométrie des formes, mais encore de ces "contraintes" géologiques. Dans le premier cas, il s'agît de compléter un block-diagram incomplet parmi quatre présentés; dans le deuxième il faut reconnaître l'unique coupe géologique qui soit incompatible avec la carte présentée. Ce dernier exercice, au-delà de la visualisation mentale, permet à l'élève de réfléchir sur la quantité de configurations spatiales possibles à partir d'une situation bidimensionnelle à la surface, et donc sur la nécessité de trouver sur le terrain, dans la troisième dimension, les évidences les plus "flagrantes" dans le but de produire des cartes et des block-diagrams qui soient les plus "réels" possibles.

Les fiches finales du logiciel (imprimées automatiquement en terminant le test) enregistrent toutes les données personnelles de l'élève et les résultats de sa performance pour vérifier de possibles améliorations (répétition de l'exercice). Elles peuvent même être utilisées pour la recherche pédagogique en permettant de découvrir les relations entre les caractéristiques des individus et leurs résultats.

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3. BIBLIOGRAPHIE

CHADWICK (P.), 1975 a. - A psycho1ogical analysis of observation in geology. InNature, 256, 510-573.

CHADWICK (P.), 1975 b. - The psycho1ogy of geo1ogical observations. InNew Scientist, 68, 728-732.

CHADWICK (P.), 1976. - Visual illusion in geo1ogy.InNature, 260, 397-401.

CHADWICK (P.), 1977 a. - Scientists can have illusions too. InNew Scientist,73,768-771. CHADWICK (P.), 1977 b. - Geo1ogica1 perception and the core curriculum. InGeology Teaching, 2, 95-103.

CHADWICK (P.), 1978. - Sorne aspects of the deve10pment of geo1ogical thinking. InGeology Teaching, 3, 142-148.

CHADWICK (P.), 1982. - "Eanh-boundedness" in geo1ogical observation. InGeology Teaching, 7, 16-22.

CHADWICK (P.) et HUGHES(E.),1980. - Which way-up is upside-down?InGeology Teaching, 5, 87-89.

FICHTER (L. S.), 1988. - Process-Response Modeling and the Scientific Process. InJournal of Geological Education, 36, 72-78.

PALLET (R.), 1980. - Geology, Teachers Guide, Part 1. A joint publication of the Mathematics/Science Resource Centre and the Tasmania Media Centre, Education Department of Tasmania.

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Références

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