Fiches de préparation, séquences pour l'école primaire page 340 par M. NAULOT

C'est un atelier de numération, qui est une première approche de l'écriture des nombres, sans pour autant les écrire.

Classer Le processus de classification est très répandu dans un apprentissage qui fait appel à la compréhension. C’est une composante du processus de développement des concepts mathématiques et un outil puissant dans la manipulation d’idées mathématiques. Par exemple, dans l’unité 1, les élèves ont appris qu’il y avait un concept en commun entre un ensemble de huit pommes et un ensemble de huit hamsters, que l’on peut voir en faisant correspondre une pomme à un hamster. Alors que leurs éléments sont différents, les deux ensembles peuvent être décrits avec le mot « huit » qui indique une propriété commune. C’est ainsi que le concept abstrait de nombre se forme. La géométrie fournit aux élèves des occasions similaires lors du classement des formes en sous-groupes. On regroupe les carrés parce qu’ils ont tous « la même forme ». Ils peuvent avoir des tailles, des couleurs ou des orientations différentes, mais ils sont semblables car ils ont en commun les propriétés qui font d’eux des carrés. Classer demande à un enfant d’avoir à l’esprit le concept de « carré », qui est une abstraction de ses multiples expériences avec des exemples spécifiques de ce concept. Nommer et saisir les propriétés Il est important de connaître le nom exact des objets mathématiques, mais plus encore de percevoir et d’apprendre leurs propriétés. Se rendre compte des raisons qui entraînent un regroupement spécifique, discuter de la similitude des formes et de leurs différences fait émerger leurs caractéristiques et leurs propriétés. Les élèves réfléchissent à des questions telles que « Qu’est- ce qui fait qu’un triangle est un triangle ? » ou « En quoi les triangles sont-ils différents des carrés ? » Décomposer et composer Dans tous les domaines des mathématiques et à tous les niveaux, on décompose et/ou on compose. Dans l’unité 2 par exemple, les élèves décomposent les nombres jusqu’à 10 selon toutes les paires possibles, et dans l’unité 7, ils ont appris que les nombres de 11 à 19 sont composés d’une dizaine et d’unités. En géométrie, on peut considérer les formes comme étant composées d’autres formes (une figure en forme de maison est composée d’un triangle au-dessus d’un carré). Dans cette unité, les enfants décomposent un triangle en deux triangles plus petits pour faire un carré ou assemblent un carré et deux triangles pour composer un rectangle par exemple. Ils peuvent aussi utiliser des cubes multidirectionnels pour construire des formes variées en 3D qu’ils appellent des solides. Comprendre et créer des suites de formes Dès leur plus jeune âge, les enfants sont confrontés à des suites de couleurs, tailles, formes, dessins, mots, nombres, sons, rythmes, mouvements ou objets. Il y a des suites partout ! Les mathématiques elles-mêmes sont la science des suites. Les suites (le fait de reconnaître un motif et de le généraliser) occupent une place centrale dans le raisonnement algébrique. Dans cette unité, les élèves observent, complètent, dessinent et créent des suites répétitives avec des figures ou des solides de la forme AbAb, AbCAbC ou AAbAAb. Le plus important est qu’ils apprennent à repérer le motif qui se répète : c’est le cœur de la structure de la suite.

Les irrégularités de la suite numérique L’apprentissage de notre système de numération décimale s’appuie sur la mémorisation de la comptine numérique, qui correspond à l’ordre des mots-nombres énoncés à l’oral. Or, dans ce système, il n’y a pas de congruence entre les mots-nombres à l’oral et l’écriture chiffrée. Après dix, les nombres onze, douze, treize, quatorze, quinze, seize sont complètement « opaques », alors que les nombres suivants retrouvent une régularité (dix-sept, dix-huit, dix-neuf). Dans d’autres systèmes, en particulier le système asiatique, les dénominations sont explicites puisqu’on dit « dix-un », « dix-deux », « dix- trois », etc., et « deux-dix » pour vingt, « trois-dix » pour trente, etc. Ce système permet aux élèves asiatiques de visualiser plus naturellement le passage à la dizaine suivante. La numération décimale de position Le système décimal est basé sur dix symboles, les dix chiffres arabes (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) et sur la valeur positionnelle de chaque chiffre. La valeur du chiffre augmente dans un nombre de droite à gauche. Pour le nombre 134 par exemple, le 4 de droite vaut 4 unités, il est plus petit que le 3 qui vaut 3 dizaines, et que le 1 qui vaut 1 centaine. Cette compréhension est fondamentale. Elle permet aux élèves d’écrire correctement les nombres, d’accéder aux stratégies du calcul mental (décomposition/recomposition des nombres), de comprendre les sens de la retenue dans les opérations et de faire le lien avec les unités de mesure (exemple : mètre, décamètre, hectomètre...). Groupements Les élèves sont généralement capables de réaliser des groupements de dix (capacité à dénombrer et à regrouper ensemble dix éléments d’une collection). La réelle difficulté réside dans le fait de voir le lien entre les groupements de dix et l’écriture des nombres. En effet, il faut être capable d’adopter un double point de vue sur « dix », le considérer à la fois comme dix petites unités (dix cubes de un) et une unité d’ordre supérieur (la dizaine), et réaliser que vingt, c’est deux dizaines, soit deux dix. Cette compétence est cruciale pour comprendre la numération décimale. Les multiples représentations du nombre Dans cette unité, il est nécessaire que les élèves voient les nombreuses représentations de chaque nombre. Exemple : désignation orale et écrite du mot-nombre « onze », écriture symbolique en chiffres arabes « 11», représentation en barres avec des cubes multidirectionnels (une barre de 10 et un cube en plus), décomposition 10 + 1, bande numérique, etc. Cela leur permettra d’avoir une vision complète de la notion de dizaine, car toujours rattachée à des repré- sentations concrètes, semi-concrètes puis abstraites.