Utilisation de l outil numérique via «géogébra» pour la pratique de la géométrie au cycle 3. Déroulement de l animation :

Transcription

1 Utilisation de l outil numérique via «géogébra» pour la pratique de la géométrie au cycle 3 Déroulement de l animation : - 0] Préambule (30 min) a) Introduction b) Programme du cycle 3 - I] Première prise en main du logiciel 1) Quelques fonctionnalités, construction de figures usuelles On s appuie sur la séance réalisée avec les élèves, voir en annexe 2 (bis) 2) Particularités du logiciel - II] Séance : première manipulation du logiciel par les stagiaires (45 min) - III] Premier retour sur le logiciel : analyse (15 min) 1) Intérêt de «géogébra» dans l activité 2) Les questions les plus fréquentes - IV] Analyse d une séance d activité à réaliser avec les élèves (20 min) Retour sur la séance réalisée avec les élèves, voir en annexe 2 (bis) - V] Questions diverses (10 min) 1

2 0] Préambule (30 min) a) Introduction Le logiciel «géogébra» est un logiciel de géométrie dynamique. Sa prise en main est relativement simple, il permet de construire des figures géométriques, pour cela il dispose de toutes les figures géométriques usuelles : le point, la droite, la demi-droite, le segment, le cercle et des figures plus complexes : les polygones, les polygones réguliers (triangle équilatéral, carré, pentagone, hexagone ). Il va nous permettre également de construire aisément, et ceci via un simple icône se situant dans la barre d outils, la droite parallèle ou perpendiculaire à une droite donnée passant par un point donné ou encore le symétrique d un point par rapport à une droite. Je vous propose dans un premier temps de découvrir ensemble quelques fonctionnalités de ce logiciel et ceci de manière exhaustive et ensuite vous expérimenterez par vous-même et ce sur une ou des activités proposées, vous noterez alors au cours de ces manipulations la difficulté de prise en main, l intérêt pour vous puis pour vos élèves d un tel logiciel. 2

3 b) Programme du cycle 3 Cours élémentaire 2 ème année Dans le plan Reconnaître, décrire, nommer et reproduire, tracer des figures géométriques : carré, rectangle, losange, triangle rectangle Vérifier la nature d une figure plane en utilisant la règle graduée et l équerre Construire un cercle avec un compas Utiliser en situation le vocabulaire : côté, sommet, angle, milieu Reconnaître qu une figure possède un ou plusieurs axes de symétrie, par pliage ou à l aide d un papier calque Tracer, sur papier quadrillé, la figure symétrique d une figure donnée par rapport à une droite donnée Dans l espace Reconnaître, décrire et nommer : un cube, un pavé droit Utiliser en situation le vocabulaire : face, arête, sommet Problème de reproduction, construction Reproduire des figures (sur papier uni, quadrillé ou pointé Construire un carré ou un rectangle de dimensions données Cours moyen 1 ère année Dans le plan Reconnaître que des droites sont parallèles. Utiliser en situation le vocabulaire géométrique : points alignés, droite, droites perpendiculaires, droites parallèles, segment, milieu, angle, axe de symétrie, centre d un cercle, rayon, diamètre Vérifier la nature d une figure plane simple en utilisant la règle graduée, l équerre, le compas Décrire une figure en vue de l identifier parmi d autres figures ou de la faire reproduire Dans l espace Reconnaître, décrire et nommer les solides droits : cube, pavé, prisme Reconnaître ou compléter un patron de cube ou de pavé Problèmes de reproduction, de construction Compléter une figure par symétrie axiale Tracer une figure simple à partir d un programme de construction ou en suivant des consignes 3 Cours moyen 2 ème année Dans le plan Utiliser des instruments pour vérifier le parallélisme de deux droites (règle, équerre) et pour tracer deux droites parallèles Vérifier la nature d une figure en ayant recours aux instruments Construire une hauteur d un triangle Reproduire un triangle à l aide d instruments Dans l espace Reconnaître, décrire et nommer les solides droits : cube, pavé, cylindre, prisme Reconnaître ou compléter un patron de solide droit Problèmes de reproduction, de construction Tracer une figure (sur papier uni, quadrillé ou pointé), à partir d un programme de construction ou d un dessin à main levée (avec des indications relatives aux propriétés et aux dimensions)

4 I] Première prise en main du logiciel 1) Quelques fonctionnalités, construction de figures usuelles Voir les fonctionnalités incontournables, en annexe 3 - Placer un point - Tracer un segment - Placer trois points,, tracer la droite, tracer la demi-droite, tracer le segment ; - Tracer la droite parallèle ou perpendiculaire à une droite donnée passant par un point donné ; - Tracer un cercle de centre et de rayon ou encore de centre et passant par ; - Construire un polygone, un polygone régulier ; - Construire le symétrique d un point par rapport à une droite : symétrie axiale. 2) Particularités du logiciel - L essai-erreur est très simple à gérer ; - Ce logiciel est un logiciel de géométrie dynamique : les figures peuvent bouger!!! II] Séance : première manipulation du logiciel par les stagiaires (45 min) Voir séance n 1, en annexe 1 III] Premier retour sur le logiciel : analyse (15 min) 1) Intérêt de «géogébra» dans l activité. - Possibilité de visualiser «tous ensembles» sur de multiples figures la nature du triangle et du quadrilatère ; - Mise en place d un programme de construction sans avoir à maîtriser les instruments de géométrie ; - Analyse fine de l acquisition de compétences (détailler un point du programme en compétences fines) ; - Programme/algorithme de construction, on suit un programme, on écrit un programme. Indication : Pour visualiser la construction «pas à pas», cliquer sur puis sur même alors écrire leur programme., les élèves peuvent alors suivre leur construction et ATTENTION : Il ne faut surtout pas perdre de vue que la maîtrise des instruments de géométrie est une attente de nos programmes. 4

5 2) Les questions les plus fréquentes. - A quoi ça sert «géogébra» et quelle utilisation peut-on en faire en classe? - A quelles compétences fait-on appel quand on utilise «géogébra»? - L utilisation de «géogébra» doit rester un outil, il faut continuer bien sûr à insister sur la maîtrise des instruments de géométrie tels que l équerre, la règle, le compas, le rapporteur. IV] Analyse d une séance d activité à réaliser avec les élèves (20 min) Voir exemples de séances, en annexe 2 V] Questions diverses (10 min) 5

6 Annexe 1 : utilisation de l outil numérique en géométrie au cycle 3 Objectifs : - Première manipulation du logiciel : à l aide de figures géométriques usuelles et de transformation du plan construction d une figure géométrique complexe ; - Utilisation du logiciel pour visualiser, à l aide d un déplacement, une conjecture émise ; - Utilisation du logiciel pour visualiser, à l aide du mode «trace activée», un ensemble de points. Compétences visées : Cours élémentaires 2 ème année : - Reconnaître, décrire, nommer et reproduire, tracer des figures géométriques : carré, rectangle, losange, triangle rectangle ; - Vérifier la nature d une figure plane en utilisant la règle graduée et l équerre ; - Construire un cercle avec un compas Cours moyen 1 ère année : - Utiliser en situation le vocabulaire géométrique : points alignés, droite, droites perpendiculaires, droites parallèles, segment, milieu, angle, axe de symétrie, centre d un cercle, rayon, diamètre - Tracer une figure géométrique à partir d un programme de construction ou en suivant des consignes ; Cours moyen 2 ème année : - Vérifier la nature d une figure en ayant recours aux instruments ; - Construire une hauteur d un triangle I] A l aide du logiciel - Placer un point puis un point et tracer la droite ; - Placer le milieu du segment, vous aurez besoin de renommer le point qui sera automatiquement nommé. Vous utiliserez pour ça le «clic droit» sur le point puis «renommer» ; - Tracer le cercle de centre et de rayon ; - Placer un point sur le cercle ; - Quelle est, d après vous, la nature du triangle? D après vous la nature du triangle change-t-elle si le point se trouve ailleurs sur le cercle? Indication : Vous pourrez, pour répondre à cette question, utiliser l icône puis l icône, vous pourrez ainsi «déplacer» le point sur tout le cercle. - Placer le milieu du segment ; - Tracer la droite ; - Construire le symétrique du point par rapport à la droite ; - Tracer les segments et ; 6

7 - Quelle est, d après vous, la nature du quadrilatère?... D après vous, où faut-il placer le point pour que le quadrilatère soit un carré?... - Tracer le segment ; - Placer le point milieu du segment ; - D après vous, quel ensemble décrit le point lorsque décrit le cercle ; Indication : cliquer sur le point, un clic droit, puis sur «trace activée», à présent «déplacer» le point, vous pouvez alors visualiser la trace du point Cette dernière question permet de donner la définition d un cercle : Un cercle de centre et de rayon est l ensemble des points situés à la distance du point. 7

8 Annexe 2, séance n 1 : utilisation de l outil numérique en géométrie au cycle 3 Objectifs : Tracer deux droites parallèles, mise en place d une méthode de construction : - Utilisation d un logiciel de géométrie «géogébra», sans utiliser les instruments de géométrie on met en place la méthode de construction, on n oublie pas d écrire le programme de construction ; - On trace les deux droites parallèles en suivant le programme élaboré ci-dessus et cette fois-ci avec les instruments de géométrie. Compétences visées : - Reconnaître que des droites sont parallèles ; - Utiliser en situation le vocabulaire géométrique : droite, droites perpendiculaires, droites parallèles ; - Tracer une figure simple à partir d un programme de construction ou en suivant des consignes ; - Reconnaître, décrire, nommer et reproduire, tracer des figures géométriques : rectangle. - Construire un rectangle de dimension donnée ; I] A l aide du logiciel (l enseignant peut le faire seul au tableau) - Cliquer sur l icône puis placer deux points et. - En cliquant sur l icône et sur tracer la droite ; - Tracer la droite (d) perpendiculaire à la droite passant par à l aide de l icône puis ; - Placer un point sur la droite à l aide de l icône ; - Tracer la droite perpendiculaire à la droite passant par à l aide de puis. Que pensez-vous des droites et?... 8

9 Propriété (vue en classe de 6 ème ). Si deux droites sont perpendiculaires à la même droite alors elles sont parallèles entre elles. II] Avec les instrument de géométrie, vous aurez besoin de la règle et de l équerre. 1) Programme de construction à compléter : - Placer deux points... - Tracer la - Tracer..perpendiculaire à la droite. passant par ; - Placer un point sur la droite ; - Tracer. 2) Tracer, ci-dessous, la droite parallèle à la droite. 3) Prolongement 1 : - Tracer la droite (d ) perpendiculaire à la droite passant par ; - Les droites et sont sécantes, elles se coupent en. - Que pensez-vous des droites et? Vérifier à l aide du logiciel. 9

10 ... - Quelle est la nature du quadrilatère? Justifier votre réponse.... Définition. Un quadrilatère qui possède.. 4) Prolongement 2 : Construire un rectangle avec et, vous pourrez d abord faire un schéma. 10

11 Objectifs : Annexe 2 (bis), séance n 2 : utilisation de l outil numérique en géométrie au cycle 3 - Première manipulation du logiciel : à l aide de figures géométriques usuelles et de transformation du plan construction d une figure géométrique ; - Utilisation du logiciel pour visualiser, à l aide d un déplacement, une conjecture émise ; Compétences visées : Cours élémentaires 2 ème année : - Reconnaître, décrire, nommer et reproduire, tracer des figures géométriques : carré, rectangle, losange, triangle rectangle ; Cours moyen 1 ère année : - Utiliser en situation le vocabulaire géométrique : points alignés, droite, droites perpendiculaires, droites parallèles, segment, milieu, angle, axe de symétrie, centre d un cercle, rayon, diamètre - Tracer une figure géométrique à partir d un programme de construction ou en suivant des consignes ; Cours moyen 2 ème année : - Reproduire un triangle à l aide d instruments I] Enoncé Réaliser le programme de construction suivant : - Tracer un segment tel que ; - Placer un point tel que et, y a-t-il plusieurs possibilités? - Tracer les segments et, y a-t-il plusieurs triangles? Appelez l enseignant pour lui montrer votre construction Bravo!! vous avez tracé un triangle tel que, et. 1) Sur une feuille blanche, à l aide des instruments de géométrie ; 2) A l aide du logiciel «géogébra». II] Prolongement de l application. - Pouvez-vous construire un triangle tel que, et? - Qu en pensez-vous? Appelez votre enseignant pour lui montrer vos recherches. 11

12 III] Commentaires de la séance L activité que je vous propose est la construction d un triangle tel que, et, à faire au tableau à main levée. - Tracé du segment ; - Tracé, par essais successifs, d un unique point tel que. En général, l élève semble satisfait de sa construction mais peut tout de même se laisser convaincre que tout ça n est pas très précis. Pour une précision optimale, l utilisation du compas peut alors faire son apparition. Quelques élèves seulement y pensent - On trace alors deux arcs de cercle de centre et de centre de rayons respectifs et. L élève trouve en général un seul point - Une fois cette construction terminée, on peut dans un premier temps s apercevoir que les constructions sont loin d être satisfaisantes et dans un second temps on doit répondre à des questions d élèves : J ai fait comme vous, mais je n ai pas la même figure, est-ce que j ai juste? L élève a bien suivi le programme de construction mais n a pas tracé la base dans la même position que nous. Mon triangle est à l envers, est-ce que j ai juste? L élève a choisi le second point possible dans la construction à l aide du compas. Si je trace d abord le segment d abord le segment. est-ce que j obtiendrai la même figure? et si je trace - A la fin de cette activité, une première conclusion est : soit la lecture/compréhension d un programme de construction n est pas acquise, soit l utilisation des outils géométriques n est pas acquise. - On peut alors penser à dissocier ces deux compétences par le biais de l utilisation d un logiciel : 1 ère étape : construction à l aide d un logiciel du triangle ; Intérêt de géogébra : - Réalisation d un programme de construction sans avoir à maîtriser les outils de géométrie ; - Visualiser qu il y a deux points possibles ; - Visualiser par «déplacement de la figure» que peu importe la première étape, on construit toujours le même triangle. Synthèse : il y a une infinité de tracés possibles. 2 ème étape : construction de ce même triangle sur une feuille blanche avec ou sans quadrillage. Il ne faut surtout pas perdre de vue que la maîtrise des outils de géométrie est une attente de nos programmes. 12

13 Annexe 3 : les fonctionnalités incontournables - Pour placer un point : cliquer sur l icône puis sur ; - Pour tracer la droite, cliquer sur l icône puis sur ; - Pour tracer la demi-droite, cliquer sur l icône puis sur ; - Pour tracer le segment, cliquer sur l cône puis sur ; - Pour placer le milieu d un segment, cliquer sur l icône puis sur ; - Pour tracer un cercle, cliquer sur l icône puis sur ou sur ; - Pour tracer la droite perpendiculaire à une droite passant par un point cliquer sur l cône puis sur ; - Pour tracer la droite parallèle à une droite passant par un point, cliquer sur l icône puis sur ; - Pour tracer le symétrique d un point par rapport à une droite, cliquer sur l icône puis sur ; - Pour noter le point d intersection entre deux objets, cliquer sur l icône puis sur ; - Pour «déplacer» un point, cliquer sur l icône puis sur ; - Pour déplacer le graphique, cliquer sur puis sur. 13