Réalisation d'un objet technique : le tangram

Disciplines
Espace et géométrie et Sciences et technologie
Niveaux
CM1, CM2.
Auteurs
S. FELTESSE et C. MAUREL
Objectif
Réaliser un objet technique à destination d'élèves de maternelle : le tangram
Relation avec les programmes

Cycle 3 - Programme 2018

  • Identifier les principales évolutions du besoin et des objets.
  • Décrire le fonctionnement d'objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions.
  • Identifier les principales familles de matériaux.
  • Concevoir et produire tout ou partie d'un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique répondant à un besoin.
Dates
Créée le 22 novembre 2018
Modifiée le 20 décembre 2018
Statistiques
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Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Déroulement des séances

1

Qu'est-ce qu'un tangram ?

Dernière mise à jour le 20 décembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Savoir ce qu'est un tangram et son histoire
Durée
30 minutes (3 phases)
Matériel
Un exemplaire de tangram
De la patafix ou du scotch aimanté
Un album jeunesse présentant des figures réalisables avec un tangram. Exemple : Chatangram, de Maranke Rinck/Martijn van der Linden aux éditions Kaléidoscope

1. Histoire du tangram

collectif | 10 min. | découverte

Afficher au tableau un exemplaire de tangram dans sa forme complète (en carré)

Interroger les élèves : qu'ai-je affiché au tableau ?

Un carré

Et maintenant, si j'écarte légèrement les pièces, savez-vous comment s'appelle cet objet ?

Un tangram

Je vais vous raconter l'histoire de cet objet un peu particulier... (source : https://methodeheuristique.files.wordpress.com/2018/06/atelier-math_tangram.pdf)

L'âge du jeu de tangram, appelé en chinois « qī qiǎo bǎn » (« Les sept plaques de l’habileté »), n'est pas connu, mais il semble remonter à la haute Antiquité (plus de 4000 ans).
La légende veut qu'un empereur chinois du 16ème siècle, admirant un magnifique carreau de faïence, le laissa tomber par mégarde sur le sol où il se brisa en sept morceaux.
Désolé de sa maladresse, l'empereur voulut reconstituer le carreau brisé, mais il ne put jamais y parvenir et recréa à la place des milliers de figures différentes.
Les modèles sont très nombreux, on en répertorie presque 2 000 dont certains extrêmement difficiles.

2. Présentation de figures réalisables avec un tangram

collectif | 10 min. | découverte

Avoir un album jeunesse présentant différents modèles réalisables avec un tangram. Exemple : Chatangram

Alternative : projeter une vidéo de type stop-motion avec des pièces animées de tangram. Exemple : http://therese.eveilleau.pagesperso-orange.fr/pages/jeux_mat/textes/montagne.htm ou https://www.youtube.com/watch?v=gKd68vrxM50)

Présenter l'album jeunesse à la classe entière

S'arrêter sur différentes pages pour montrer des exemples de figures réalisables avec un tangram

L'album choisi (Chatangram) a l'avantage, pour chaque réalisation de figure, de présenter

- la figure avec les pièces de tangram

- puis, à la page suivante, la même figure illustrée, permettant de mettre en évidence plus facilement l'objet ou l'animal représenté (chat, perroquet, crocodile, etc.)

3. Présentation du projet de construction de tangrams

collectif | 10 min. | découverte

Présenter le projet aux élèves :

Nous allons construire chacun un tangram pour les élèves de grande section de l'école maternelle voisine au cours des prochaines séances.

Le but sera donc de fabriquer un objet qui puisse servir à des enfants de 5 ans, qui soit solide et pratique. Il va falloir que les enfants de 5 ans aient envie de jouer avec, sans danger.

Reformulation de la consigne générale du projet

Mais nous n'allons pas nous contenter de fabriquer ces tangrams.

Il va falloir apprendre aux élèves à s'en servir

Interroger les élèves sur les manières de présenter des utilisations possibles du tangram pour des élèves de 5 ans

Plusieurs réponses possibles : 

- Manipuler / faire manipuler les élèves de 5 ans, lors d'une séance en classe de maternelle en présence des élèves de cycle 3 (système de tutorat : grand => petit) 

- Dessiner ou prendre en photo des figures réalisables avec le tangram, et créer un petit livre pour les élèves de 5 ans

Conclure la séance : annonce du calendrier des prochaines séances

2

Comment réaliser un tangram ?

Dernière mise à jour le 20 décembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Dégager les critères de réalisation d'un tangram pour répondre à un besoin précis
Durée
40 minutes (4 phases)

1. Rappel du projet

collectif | 5 min. | réinvestissement

Interroger les élèves pour faire rappeler l'objectif de la séquence

Construire des tangrams pour des élèves de l'école maternelle voisine

Préparer ensuite des supports visuels pour leur proposer des modèles à réaliser

2. Mise en évidence des besoins d'usage

individuel | 20 min. | recherche

Maintenant que vous savez à quoi vont servir les tangrams que vous allez fabriquer, je veux que vous réfléchissiez aux BESOINS que nous allons avoir pour que ces tangrams puissent être utilisés par des élèves de maternelle

Cela veut dire qu'il faut que vous proposiez des ADJECTIFS qui décrivent comment votre tangram sera.

Par exemple, il devra être SOLIDE. Mais vous pouvez penser à de nombreux autres adjectifs

Recherche individuelle sur cahier de brouillon

Mise en commun à l'oral

Prendre en note les réponses des élèves au paperboard (affiche)

Si certaines réponses attendues ne sont pas formulées spontanément par les élèves, faire émerger la réponse en donnant des indices...

* Doit être solide, ne pas pouvoir être déchiré ou plié

* Doit pouvoir être léger et transportable

* Doit pouvoir être joli, donner envie de jouer avec

* Doit être sans danger, ne pas couper les doigts

* Doit être bon marché, pas cher à réaliser

* Doit être réalisable par nous (les élèves de cycle 3), avec le matériel de l'école

3. Propositions de solutions techniques

collectif | 5 min. | recherche

En oral collectif, demander aux élèves dans quel matériau les tangrams pourraient être fabriqués

Noter au tableau les propositions des élèves

- Papier

- Papier canson, papier cartonné

- Carton

- Bois

- Mousse

- Plastique


Interrompre la séance à ce stade (récréation ou autre matière)


Pendant la récréation, créer sur ordinateur des tableaux à double entrée avec :

- en lignes les besoins d'usage des tangrams définis avec les élèves : solide, joli, non coupant, bon marché, etc.

- en colonne, les matériaux proposés par les élèves, plus quelques autres matériaux (verre, céramique, métal)

4. Choix d'une solution technique

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Au retour de récréation, distribuer les tableaux à double entrée aux élèves

Vous devez cocher les cases du tableau que nous avons construit ensemble, en fonction de si le matériau répond aux besoins que nous avons trouvés

Faire reformuler par un élève, et faire un exemple (première colonne du tableau)

Recherche individuelle

Mise en commun

Les élèves prennent la correction au stylo vert

Conclure la séance : nous pourrons réaliser nos tangrams dans des papiers cartonnés ou plastifiés (les autres matériaux ne répondant pas à tous les critères, notamment ceux de faisabilité et de coût)

3

Comment tracer un tangram ?

Dernière mise à jour le 20 décembre 2018
Discipline / domaine
Espace et géométrie
Objectif
Savoir suivre un programme de construction
Durée
40 minutes (2 phases)
Matériel
Feuilles blanches
Feuilles quadrillées
Crayons, gommes, règles et équerres

1. Rappel du projet

collectif | 10 min. | réinvestissement

Afficher au tableau le tangram modèle présenté en première séance

Faire rappeler par les élèves le projet de construction de tangrams pour des élèves de maternelle

Mettre en évidence les différentes formes géométriques composant le tangram

Reconnaissance des formes géométriques composant le tangram

* carrés

* triangles rectangle isocèles

* parallélogramme

Expliquer que pour construire les tangrams, il va d'abord falloir suivre un programme de construction géométrique pour en tracer les contours

2. Suivi du programme de construction

individuel | 30 min. | recherche

Distribuer les programmes de construction pré-imprimés aux élèves

Faire sortir par les élèves crayons papier, gommes, règles et équerres

Distribuer le matériel nécessaire aux élèves

Selon le niveau des élèves, proposer soit des feuilles blanches, soit des feuilles de papier quadrillé

Vous devez construire un tangram sur une feuille de papier, en suivant très précisément le programme de construction

Les élèves suivent le programme de construction pour tracer les figures composant le tangram

Le programme est le suivant :

1. Tracer un carré ABCD de 12 cm de côté ;
2. Tracer la diagonale BD ;
3. Placer le point E, milieu du segment [BC], et le point F, milieu du segment [CD] ;
4. Relier les points E et F par un segment de droite ;
5. Placer le point G, milieu du segment [EF] ;
6. Relier les points A et G par un segment de droite ;
7. H est le point d’intersection des segments [AG] et [BD] ;
8. Placer le point I tel que DFGI soit un parallélogramme ;
9. Placer le point J, milieu du segment [BH] ;
10. Relier les points E et J par un segment de droite.

Pour les élèves les plus rapides, leur demander de colorier ensuite chaque figure géométrique du tangram dans une couleur différente :

* le carré en rouge

* le parallélogramme en vert

* les triangles isocèles rectangles en H en jaune

* le triangle isocèle rectangle dont 2 côtés mesurent 6 cm en bleu

* le triangle isocèle rectangle en J en rose

 

Pendant le temps de travail des élèves, circuler parmi eux pour clarifier si besoin les termes utilisés dans le programme de construction

Si besoin, prendre quelques élèves en difficulté autour de la table d'aide


A la fin de la séance, récupérer les feuilles tracées par les élèves (nominatives)


En fonction de l'avancement sur le programme de mathématiques et de ce qu'il est pertinent de faire travailler par les élèves, on peut choisir de demander aux élèves un agrandissement d'un modèle de tangram, plutôt que le suivi d'un programme de construction.

Dans ce cas, adapter la séance et le matériel nécessaire : par exemple fournir des tangrams pré-imprimés de 10 cm sur 10 cm, et leur demander d'en tracer sur papier quadrillé aux dimensions totales de 20 cm par 20 cm.

4

Réalisation de l'objet technique (tangram)

Dernière mise à jour le 20 décembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Savoir construire un objet technique
Durée
35 minutes (1 phase)
Matériel
Feuilles de tracé des tangrams réalisées par les élèves lors de la séance précédente
Selon le matériel disponible dans l'école, prévoir différents types de papier (cartonné, plastifié, carton plume), de feuilles de plastique ou de feuilles de mousse
Ciseaux
Cutters de sécurité
Patafix

1. Fabrication des tangrams par ateliers d'élèves

binômes | 35 min. | recherche

Distribuer aux élèves les feuilles individuelles sur lesquelles ils ont tracé leurs tangrams selon le programme de construction

Pour les élèves qui n'auraient pas réussi à suivre correctement le programme de construction, distribuer des tangrams pré-imprimés sur feuille blanche, aux bonnes dimensions (carré de 12 cm de côté)

Maintenant, vous allez fabriquer les tangrams pour les élèves de maternelle

Je vais mettre à votre disposition le matériel nécessaire, et vous allez

1.  Positionner votre tangram en papier réalisé lors de la séance de géométrie, sur le matériau qui sera destiné aux élèves de maternelle, à l'aide de Patafix

2. Découper les pièces du tangram du nouveau matériau avec les outils nécessaires (ciseaux ou cutters)

Réalisation de leurs tangrams (1 par élève), sous supervision de l'enseignant

Avoir organisé le matériel par atelier : un atelier mousse, un atelier papier plume, etc.

Circuler dans les groupes pour aider les élèves le nécessitant

Une fois votre tangram réalisé dans le matériau final, faites vérifier par votre binôme :

- le nombre de pièces présentes

- leurs dimensions

- leur correct "emboitement"

Si des élèves "ratent" leur découpage, prévoir des tangrams pré-imprimés sur papier blanc pour qu'ils puissent recommencer

Prévoir des boites de rangement pour les tangrams des élèves.

Par exemple, récupérer des vieux boitiers de CD audio, qui ont une dimension intérieur de 12 par 12 cm

Les élèves rangent leurs tangrams dans les boitiers CD, qui seront stockés en classe jusqu'à la prochaine séance

5

Réalisation du livret de figures pour les élèves de maternelle

Dernière mise à jour le 20 décembre 2018
Discipline / domaine
Espace et géométrie
Objectif
Savoir produire et reproduire des figures géométriques à partir de tangrams
Durée
30 minutes (3 phases)
Matériel
Appareil photo numérique ou téléphone portable
Tangrams réalisés par les élèves

1. Rappel du projet

collectif | 5 min. | réinvestissement

Interroger les élèves pour faire rappeler l'objectif de la séquence

Nous avons construit des tangrams pour les élèves de maternelle

Il faut maintenant que nous créions des modèles pour ces élèves, afin qu'ils puissent s'en servir

2. Recherche de 2 modèles réalisables avec les tangrams

binômes | 15 min. | recherche

Par binôme, vous allez manipuler vos tangrams pour inventer 2 modèles par binôme

Vous allez écrire sur une bande de papier, sous votre modèle : votre prénom, et le nom de votre modèle (un animal, un objet, une figure abstraite...)

Les élèves sont par 2, pour créer des modèles. Le rôle du binôme est d'aider l'autre élève, de lui donner son avis, etc.

Circuler parmi les groupes pour clarifier la consigne si besoin, et aider les élèves en manque d'idée

Pour les élèves en manque d'imagination, avoir plusieurs livres avec des modèles pré-existants pour les prêter aux élèves et servir de source d'inspiration

3. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Maintenant, vous pouvez circuler dans la classe pour voir les réalisations des autres élèves, et éventuellement modifier la votre si vous n'êtes pas satisfaits, ou si vous avez une nouvelle inspiration

Le but est d'avoir autant de modèles différents qu'il y a d'élèves dans la classe (pas de copie, pas de doublon)

Les élèves observent les modèles des autres binômes, et modifient leur propre modèle (laissé à leur place) s'ils le souhaitent


Fin de la séance, idéalement : temps de récréation

Prendre en photo chaque modèle de tangram (autant qu'il y a d'élèves)

A la maison ou en temps de pause, extraire les photos prises en classe, les disposer sur 2 pages, afin de pouvoir imprimer tous les modèles sur une page A4 recto-verso

Imprimer la page de modèles sur papier recto-verso. Eventuellement, plastifier pour plus de longévité.

On peut également faire réaliser des "livrets" par les élèves, après avoir imprimé les photos de leur modèles : création d'une page de couverture, sommaire, assembler les pages entre elles, classer les modèles par niveau de difficulté ou par thème (animaux, objets, abstraits...)


Si possible, organiser dans un temps ultérieur une séance avec les élèves de maternelle, où les élèves de cycle 3 viennent présenter leur projet et observer les élèves de maternelle se les approprier