2. Cadre théorique
Nous nous plaçons, pour élaborer cette étude, dans le cadre théorique défini par Vergnaud (1990) en ce qui concerne concept et champ conceptuel. Le concept d'aire sera donc considéré de manière pragmatique comme un triplet de trois ensembles indissociables :
S - ensemble des situations qui lui donnent du sens (la référence) ;
I - ensemble des invariants sur lesquels repose l’opérationnalité des schèmes (le signifié) ,
S - ensemble des formes, langagières et non langagières, qui permettent de représenter symboliquement le concept d'aire, ses propriétés, les situations et les procédures de traitement (le signifiant).
Pour l'instant, notre étude s'est centrée sur les ensembles de situations et d'invariants. Le point de vue des représentations symboliques en jeu reste très implicite et beaucoup moins systématisé que les deux autres, bien que sa présence dans nos analyses puisse être attestée par les réflexions autour du rôle des formules avec ses lectures variées ainsi que celles autour des figures géométriques.
Le concept d'aire de surface plane a une place importante dans le champ conceptuel des grandeurs spatiales. Ce champ conceptuel regroupe différents domaines mathématiques en étroite relation. Le fait que les situations renvoient simultanément à la géométrie et aux nombres - faisant intervenir les structures additives et les structures multiplicatives - rend particulièrement difficile l'analyse des erreurs commises par les élèves et la recherche des sources de ces erreurs. Leur origine peut être numérique ou géométrique ou se situer dans les relations fonctionnelles entre grandeurs de différentes dimensions ou même dans la démarche exigeant de relier différents domaines dans le traitement d'un problème.
Nous avons choisi de restreindre notre étude aux situations où le concept d'aire intervient, et plus particulièrement à celles qui peuvent a priori être abordées au niveau de l'école élémentaire et du début de collège. Il s'agit alors d'effectuer une classification de ces situations en classes disjointes ou emboîtées susceptibles de donner du sens à la compréhension progressive du concept d'aire par les élèves.
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