Des fractions aux nombres décimaux. C. Clanché IEN La Tour du Pin 16 novembre 2011
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- Paule Angélique Bilodeau
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1 Des fractions aux nombres décimaux C. Clanché IEN La Tour du Pin 16 novembre 2011
2 Introduction La logique du plan de formations en circonscription
3 Constats évaluations CM2 C est dans les domaines des nombres et du calcul que l écart avec les résultats départementaux est le plus important : 4,5 points
4 Constats des «petites» choses déjà entreprises Un simple rappel des attendus des programmes présentation de qqs outils (notamment Ste Blandine, M. Bec : CM2) Les difficultés persistent : un réel temps de formation est nécessaire
5 Pour apporter des réponses Dans quel ordre aborder les fractions et les décimaux? Pourquoi? De quelle manière aborder les fractions? A quoi sert un nombre décimal? Quels sont les travaux jugés intéressants, facilitateurs, importants? Quels sont les principaux obstacles repérés, les difficultés récurrentes constatées chez les élèves? Les écueils à éviter pour l enseignant?
6 Une présentation en 5 rubriques 1. Les connaissances que l enseignant doit maîtriser à son niveau 2. L identification des connaissances à faire acquérir aux élèves 3. Les obstacles aux apprentissages 4. Des outils pour l enseignant (séances, progressions, analyse de manuels ) 5. L évaluation des acquis des élèves
7 Précision sur la notation Pour des raisons «techniques» sera notée 1/3 dans cette présentation 1 3 Mais avec les élèves il convient d utiliser
8 Pourquoi de nouveaux nombres? Mise en situation : À vous de jouer!
9 Pourquoi de nouveaux nombres? 1. Pour répondre de manière satisfaisante à des problèmes de partage Partage de l unité
10 Pourquoi de nouveaux nombres? 1. Pour répondre de manière satisfaisante à des problèmes de partage Partage de l unité
11 Pourquoi de nouveaux nombres? 1. Pour répondre de manière satisfaisante à des problèmes de partage Partage de l unité (2)
12 Pourquoi de nouveaux nombres? 1. Pour répondre de manière satisfaisante à des problèmes de partage Partage de l unité (2)
13 Pourquoi de nouveaux nombres? Partage de la pluralité
14 Pourquoi de nouveaux nombres? Partage de la pluralité
15 Pourquoi de nouveaux nombres? 2. Pour répondre de manière satisfaisante des problèmes de proportion
16 Pourquoi de nouveaux nombres? 2. Pour répondre de manière satisfaisante des problèmes de proportion
17 Pourquoi de nouveaux nombres? 2. Pour répondre de manière satisfaisante des problèmes de proportion
18 Pourquoi de nouveaux nombres? 2. Pour répondre de manière satisfaisante des problèmes de proportion
19 Pourquoi de nouveaux nombres? 3. Pour repérer de manière précise un point sur une droite
20 Pourquoi de nouveaux nombres? 3. Pour repérer de manière précise un point sur une droite Mettons les fractions au même dénominateur. 1/5 = 12 / 60 1/3 = 20 /60 et 1 /4= 15 / 60. L'écart entre 1/3 et 1/5 est égal à 8 / 60. Chaque graduation correspond donc à 1/60 La réponse est donc le b.
21 Un nouvel ensemble de nombres Les résultats à tous ces problèmes peuvent s exprimer sous la forme d un quotient de 2 entiers. Un nouvel ensemble de nombres est créés : les rationnels
22 Mais un ensemble de spécialistes Lourdeur des techniques de calcul 1/4 + 2/10 =? Comparaison des nombres rationnels difficiles 5/7? 7/9
23 Une nouvelle forme d écriture Un fractionnement de l unité en puissances de 10 L écriture à virgule Simon Stevin dit Simon de Bruges
24 Un système facilitateur Lourdeur des techniques de calcul 1/4 + 2/10 =? 0,25 + 0,2 =?
25 Un système facilitateur Comparaison des nombres rationnels difficiles 5/7? 7/9 0,70 < 5/7 < 0,75 0,75 < 7/9 < 0,80 5/7 < 7/9
26 mais pas généralisable 22/8 = 275/100 = 2,75 mais 22/7 = 3, Un ensemble «intermédiaire» de nombres Les nombres décimaux
27 L ensemble des décimaux
28 D autres problèmes d autres nombres Les pythagoriciens c est un nombre incommensurable
29 Rationnel? A = 0, Oui! Répétition de 3 décimales x A = 716, A 716, , A = 715,5 Donc A = 7155 / 9990 = 53 / 74
30 D autres problèmes d autres nombres Johann Heinrich Lambert en 1761 π n est pas un rationnel
31 Des problèmes encore non résolus! e n est pas rationnel mais qu en est-il de π + e?
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33 Attention, tous les rationnels ne sont pas des décimaux 33
34 En résumé
35 Les compétences à faire acquérir aux élèves
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38 Et dans les progressions des programmes? Rien (ou presque) en CE2 mais un certain nombre d approches ou de notions abordées au CE2 facilitent l introduction des fractions et des nombres décimaux dans la suite du cycle.
39 Les pré-requis Le partage égalitaire La droite graduée La multiplication Avoir des connaissances sur les fractions «sociales»
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41 Les fractions
42 Les difficultés des élèves par rapport aux fractions a / b a,b 5 5 / 4 5 / 8
43 Les difficultés des élèves par rapport aux fractions 6
44 Les difficultés des élèves par rapport aux fractions Attention à ne pas brûler les étapes : 2/3 = 2:3 programme du collège À l école, 2/3 c est 2 fois 1/3 ou 2 unités partagées en 3 parts égales
45 Deux situations déclenchantes 1 - Les bandes vidéo
46 Le lancement de l activité La nécessité d utiliser de nouveaux nombres
47 Des découvertes à consolider
48 Des problèmes de lexique
49 Vers l abstraction
50 Un enseignement qui véhicule des représentations Toute pratique enseignante s accompagne de représentations spécifiques : c est de la responsabilité du maître de les repérer pour proposer des activités correctives.
51 Deux situations déclenchantes 2 Les robots déroulé de séquence
52 La situation
53 Découvertes des propriétés
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63 LES DECIMAUX
64 LES DECIMAUX Difficultés d apprentissage 64
65 Evaluation CM2-2010
66 Dix-huit unités et trois centièmes 18,03 18,003 18, , ,18 0,18
67 LES OBSTACLES À L APPRENTISSAGE DUS AU CONTENU MATHÉMATIQUE LUI-MÊME 67
68 I- DIFFICULTÉS LIÉES À LA RUPTURE AVEC LES NOMBRES ENTIERS 1. Passage du discret au continu 2. Un même nombre peut avoir plusieurs écritures / plusieurs écritures peuvent désigner un même nombre 3. Les nombres décimaux ne se comptent pas dans l ordre 4. Adaptation de certaines techniques opératoires 68
69 II-DIFFICULTÉS LIÉES À L ÉCRITURE ET À LA LECTURE DES NOMBRES Pas de parallélisme! 324,58 unité unitième dixième 69
70 Problème de lecture de la partie décimale 324,582 Cinq cent quatre-vingt- deux Pourtant il y a huit centièmes
71 LES OBSTACLES À L APPRENTISSAGE DUS AUX MÉTHODES D APPRENTISSAGE 71
72 RECOLLEMENT DE DEUX ENTIERS Pour certains élèves: 32,48 c est 32 et 48 32, ,87 = 48,135 et 32,48 >32,7 car 48>7 72
73 NOTION DE PARTIE DÉCIMALE La partie décimale de 32,48? La partie décimale de 32,048? la «partie décimale» de 32, centièmes 73
74 LES CONCEPTIONS DES ELEVES Les «théorèmes» élèves Des règles d action
75 LES CONCEPTIONS DES ÉLÈVES QUELQUES THÉORÈMES «ÉLÈVES» Le suivant de 3,6 est 3,7 Entre 5,12 et 5,13 il n y a aucun nombre Quand on multiplie, cela augmente Quand on divise, cela diminue 75
76 LES CONCEPTIONS DES ÉLÈVES QUELQUES RÈGLES D ACTION 0,4 x 0,3 = 0,12 (juste) mais 0,3 x 0,3 = 0,9 (faux) 76
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102 Ordre sur les décimaux
103 Les erreurs des élèves 21,5 < 4,01 car 215 < 401 4,15 < 3,21 car 15 < 21 5,043 > 5,15 car chiffres 15 2 chiffres 5,15 > 5,8 car 15 > 8
104 Les procédures à envisager et à systématiser comparaison par normalisation des parties décimales 2,7? 2,13 2,70 Les " 0 inutiles " deviennent " utiles "!
105 Les procédures à envisager et à systématiser comparaison de gauche à droite 2,2 7 5? 2,
106 Les procédures à envisager et à systématiser la mise au point la justification de l une ou l autre permet aux élèves d en contrôler l utilisation donne l occasion d un travail intéressant sur la compréhension de l écriture décimale.
107 La droite graduée : un support privilégié
108 Mais attention aux réussites trompeuses
109 Mais attention aux réussites trompeuses
110 Les droites graduées Nombres à placer : 2,7 1,5 1,95 2,03 2,3 2,15 2,20
111 Réinvestir des outils utilisés pour les entiers Pour montrer qu en comptant de 0,1 en 0,1 après 0,9 vient 1 et non 0,10 : Les abaques : Les groupements par 10, les échanges La calculatrice : Compteur mécanique
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120 Opérations et décimaux
121 Addition et soustraction 37,8 + 12,2 Peu de problèmes 3, ,2 plus de problèmes Technique acquise sur les entiers mais Connaissances instables sur les décimaux Faut-il aligner par la droite comme on le leur a répété depuis le CE1?
122 Addition et soustraction Mêmes difficultés d alignement + Technique instable même sur les entiers + Techniques instables même sur les entiers + Pour poser 12,6 5,73 12,6 = 12,60
123 Multiplication
124 Les limites de l addition réitérée 8 x 5 = Mais 8,2 x 1,7 =???
125 Alors que 5,4 x 6,3 Et même ¾ x 4/5 =
126 Rappel CM1 multiplication d un décimal par un entier CM2 multiplication de 2 nombres décimaux
127 Multiplication Technique opératoire Multiplication d un nombre décimal par un entier Partir d une courte situation problème Un croissant coûte 0,85. Quel est le prix de 6 croissants? Une explication possible de la technique (je fais l opl opération sans tenir compte de la virgule et je la positionne au résultatr sultat) tient au fait que le résultat de 0,85 x 6 peut être obtenu en calculant d abord 85 x 6, puis en divisant le résultat par 100, car 0,85 c est 85 divisé par 100. Le travail sur cette technique suppose donc une bonne compréhension des nombres décimaux (valeur des chiffres en fonction de leur position dans l écriture à virgule), ainsi que celle de la multiplication et de la division par 10, 100, L appui sur la monnaie et le calcul «en centimes» seront facilitateurs.
128 Multiplication Technique opératoire Multiplication de nombres décimaux Calcul de 12,7 35,2 1 2, 7 3 5, Tout se déroule comme dans l exemple précédent Je fais l opération sans tenir compte de la virgule et je la positionne au résultat. En fait, je vais multiplier 127 dixièmes par 352 dixièmes Le résultat doit donc être exrpimé en centièmes 4 4 7, 0 4
129 On pourra aussi s appuyer sur les fractions décimales et les aires 1/10 1/10 1/10 x 1/10 = 1/100
130 Multiplication Aide mémoire Un relevé des erreurs éventuelles? Exemple 1 : 1,54x1000 Application à tort de la règle des entiers : 1,54000 Multiplication de la partie entière : 1000,54 et/ou de la partie décimale 1000,54000 Exemple 2 : multiplication d un décimal par un entier 7 x 0,3 0,21 Exemple 3 : multiplication d un décimal par un entier ou de deux décimaux Le résultat (le produit) ne semble pas possible car inférieur. Ex : Tu achètes un morceau de comté du Jura pesant 0,5 kg. Le kg de fromage coûte 10,60. Combien vas-tu payer? Exemple 4 : des résultats où seule la virgule est fautive. On peut se demander si l'alignement des virgules des deux nombres donnés n'induit pas un alignement de la virgule pour le résultat.
131 Le jeu de l oie
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135 La division
136 Division décimale de deux entiers (au programme du CM1) Quotient de la division de 4237 par 23 est 184 et il reste 5. On peut écrire : 4237 = : 23 = 184 reste 5
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138 Division décimale de deux entiers (au programme du CM1) , , 2 1 Quotient décimal approché au centième : 184,21 On peut écrire : 4237 = ,21 + 0,17 5 c est 50 dixièmes 4 dixièmes c est 40 centièmes Sommaire
139 Une recherche importante Le nombre de chiffres de la partie entière du quotient 23 x 1 < 4237 < 23 x 10 NON 23 x 10 < 4237 < 23 x 100 NON 23 x 100 < 4237 < 23 x 1000 OUI Donc la partie entière du quotient sera comprise entre 100 et chiffres
140 Division d un décimal par un entier (au programme du CM2) - 4 2, , Quotient décimal approché au centième : 1,84 On peut écrire : 42,37 = 23 1,84 + 0,05 5 Sommaire
141 Pour synthétiser Quoi? Quand?
142 Progression «synthétique»
143 Progression «complète» Cf. documents
144 Et dans les manuels? Porter un regard d expert pour choisir les manuels en connaissance de cause Compléter le manuel si nécessaire
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148 L évaluation Quelques outils
149 Un outil oublié banqoutils Cycle 3 ou collège Fraction ou décimal
150 Un exemple
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154 prof
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156 Le travail à conduire en équipe Compléter sa formation : Téléformation mathématiques Analyser le manuel en usage Adapter, modifier sa progression Fabriquer des jeux, construire des séances, Proposer des activités
157 Le travail à conduire en équipe
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