Des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego ont développé un test qui utilise la capacité des enfants à assembler des pièces LEGO pour évaluer leur capacité de visualisation spatiale. La visualisation spatiale est la capacité de visualiser des formes 3D dans son esprit, ce qui est lié à l'augmentation des MPC et des taux d'obtention de diplôme chez les étudiants des collèges STEM.

Un outil pour augmenter les compétences de visualisation spatiale chez les étudiants est une application mobile, appelé Vis spatiale, qui permet aux étudiants d'esquisser des formes 2D et 3D sur un écran tactile et a été développé sur la base de recherches menées à l'UC San Diego.

Cependant, les chercheurs Lelli Van Den Einde et Nathan Delson, tous deux professeurs à la UC San Diego Jacobs School of Engineering, estiment qu'il serait bénéfique de commencer à enseigner les compétences de visualisation spatiale à un plus jeune âge. En effet, pendant la pandémie de COVID19, ils ont vu une augmentation des demandes d'utilisation de Spatial Vis par les enseignants des collèges et lycées, car cela fonctionne bien pour l'enseignement à distance. Un défi à surmonter pour permettre l'enseignement de ces compétences est de savoir comment évaluer la capacité de visualisation spatiale aux niveaux scolaires inférieurs.

Au niveau collégial, une évaluation largement utilisée est le test de visualisation spatiale de Purdue :rotations, ou PSVT:R, qui est un test chronométré de 20 minutes composé d'une série de questions à choix multiples qui s'adressent aux élèves de 13 ans et plus. Van Den Einde et Delson voulaient développer une évaluation qui serait plus adaptée et engageante pour les élèves des niveaux inférieurs. Ils se sont tournés vers LEGO, qui a été conçu avec cette tranche d'âge plus jeune à l'esprit et est familier à de nombreux enfants. Pour réussir le test, les élèves doivent assembler un ensemble de pièces LEGO dans une forme spécifique, comme une baleine ou un petit avion, tout en n'étant donné qu'une image de la forme finale, mais pas d'instructions étape par étape. Le temps qu'il faut aux élèves pour construire la bonne solution est la métrique utilisée pour l'évaluation.

Van Den Einde et Delson, avec Jessica Tuazon, Ingénieur en Développement, et Daniel Yang, doctorat étudiant, présentera le test d'assemblage LEGO à la conférence de l'American Society for Engineering Education, virtuellement du 22 au 26 juin. Afin de valider le test, les chercheurs ont demandé aux étudiants de deux cours d'ingénierie graphique de première année de passer à la fois le test d'assemblage LEGO et le PSVT:R. Les étudiants ont passé les tests au début et à la fin du trimestre. Pendant le cours, ils ont été formés avec l'application Spatial Viz. Les résultats du test montrent une corrélation statistiquement significative entre les résultats du test LEGO et le PSVT:R.

"Nous pensons que le test d'assemblage LEGO est un moyen approprié d'évaluer la capacité de visualisation spatiale pour les élèves d'âge primaire, ", a déclaré Van Den Einde.

Delson a ajouté que le test LEGO montre que les élèves plus jeunes tirent un avantage tangible de l'utilisation de Spatial Vis et améliorent leurs compétences en visualisation spatiale.

Van Den Einde et Delson ont cofondé eGrove Education Inc. pour commercialiser la formation en visualisation spatiale. L'application Spatial Vis est utilisée par plus de 120 écoles et 2000 étudiants. Les deux professeurs de l'UC San Diego travaillent actuellement sur une version pour les niveaux inférieurs afin de répondre à la demande qui a augmenté en raison de l'enseignement à distance.

L'application comprend la notation automatique des croquis des étudiants, et des conseils lorsque les élèves sont bloqués. Les chercheurs modifieront leurs commentaires sur les indices, l'application est donc plus adaptée aux élèves de la maternelle à la 12e année et encourage les élèves à être persistants et à résoudre leurs devoirs avec un minimum d'indices.