Apprentissage de la modélisation 3D au secondaire I : La compétence de décomposition géométrique

Garcia, Loïc

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Master thesis

Apprentissage de la modélisation 3D au secondaire I : La compétence de décomposition géométrique : Analyse des stratégies novices et effets de l'esquisse préalable avec TinkerCAD

Garcia, Loïc
Liechti Wenger, Fabienne (Degree supervisor) Haute École Pédagogique BEJUNE

2026

70 p.

Mémoire de master: Haute École Pédagogique BEJUNE, 2026

Constructive Solid Geometry (CSG)

French Ce mémoire explore comment des élèves novices du secondaire I développent leur capacité à décomposer des formes complexes en primitives géométriques lors de l'apprentissage de la modélisation 3D avec TinkerCAD, et dans quelle mesure l'introduction d'une esquisse papier préalable facilite cet apprentissage.
La recherche s'inscrit dans un projet pilote de cours facultatif de modélisation et impression 3D mené au Collège Thurmann (Porrentruy, canton du Jura) auprès d'élèves de 12 à 15 ans. La méthodologie relève de l'ingénierie didactique (Artigue, 1988), démarche de recherche qui conçoit a priori une séquence d'enseignement, l'expérimente en classe et valide ses hypothèses par la confrontation entre prévisions et observations. Elle se structure en deux cycles : un premier cycle diagnostique sans esquisse (Groupe 1, automne 2025), puis un cycle interventionnel avec esquisse annotée obligatoire (Groupe 2, printemps 2026). L'analyse croise les traces TinkerCAD, les esquisses papier et les observations de terrain.
Les résultats montrent que la décomposition additive de formes géométriques simples est intuitivement accessible aux élèves novices, avec ou sans esquisse. En revanche, face à des formes organiques résistantes à l'approche CSG (le cavalier d'échecs), aucun élève ayant tenté le cavalier n'a mobilisé spontanément l'outil Sketch pour passer à une approche par profil 2D. Ce résultat confirme que la Strategic Knowledge (Chester, 2007) nécessaire au changement de paradigme reste tacite et inaccessible sans médiation humaine.
L'esquisse papier apporte un bénéfice réel mais limité : elle aide à la planification des objets simples, principalement par les annotations textuelles plutôt que par le dessin qui reste figuratif. Elle ne résout ni le problème des proportions, ni le blocage du changement de paradigme, et elle est progressivement abandonnée par les élèves quand la complexité augmente. Un résultat non anticipé émerge du Groupe 2 : un mécanisme de diffusion de connaissances stratégiques entre pairs, où un élève-relais transmet l'approche par profil à ses camarades après une seule intervention de l'enseignant.

Filière

Enseignement secondaire

Titre obtenu

Master of Arts or Science in Secondary Education

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