Techniques opératoires Cycles 2 et 3 L acquisition des mécanismes en mathématiques est toujours associée à une intelligence de leur signification. Les nombres doivent rester de taille raisonnable et aucune virtuosité technique n est recherchée. Jean Luc Despretz CPC Landivisiau Avril 20
Dossier largement inspiré des travaux de : - Roland Charnay, formateur à l IUFM de Lyon, co-fondateur du groupe Ermel - Jean Luc Brégeon, formateur à l IUFM d Auvergne - Dominique Pernoux, formateur à l IUFM d Alsace - Pierre Eysseric, IUFM d'aix-marseille - Rémi Brissiaud, IUFM de Versailles - de l étude de plusieurs manuels - de l observation des élèves (évaluations CE1 2007)
Le sens de l addition J utilise l addition pour calculer le nombre d objets d une collection Le nombre total de billes est : 7 + 19 + 22 = 48 Il y a 48 billes dans cette collection J utilise l addition pour calculer une somme de longueurs Je veux mesurer le périmètre du terrain 34 + 25 + 50 + 49 = 158 Le périmètre de ce terrain est 158 m
Le sens de l addition J utilise l addition pour avancer sur la file numérique Je joue au jeu de l oie et mon pion est sur la case 18. Je dois avancer de 6 cases 18 + 6 = 24 Mon pion sera sur la case 24 Rechercher avec les élèves des situations qui impliquent de trouver le résultat par une addition. (jeux, courses, collections, )
Difficultés observées Évaluations CE1-2007 : des observations de classes ont permis d analyser et d interroger les élèves sur les stratégies utilisées. (GRP 29) Item 1 : calcul en ligne de 3 + 5 Erreurs constatées Pas de réponse Résultat erroné : 7, 9, Item 2 : calcul en ligne de 15 + 4 Erreurs constatées Pas de réponse Résultat erroné : 18, Confusion dans la valeur des chiffres (numération décimale) : 55
Difficultés observées Item 3 : calcul en ligne de 45 + 23 Résultats corrects Erreurs constatées Le résultat 68 est donné sans explication (on ne demandait pas la procédure) 45 + 23 = 65 45 + 23 = 60 + 8 = 68 45 + 23 = 45 + 20 = 47 L écriture est transformée en 42 + 53 (sans résultat) 45+23 = 40+5+20+3 = 60 + 8 = 68 4+2 = 6 5+3 = 8 45+23 = 68 L élève utilise le tableau de numération mais en confondant la valeur des chiffres d u 4 2 5 3 9 5
Difficultés observées Item 3 : calcul en ligne de 45 + 23 Sur 20 élèves interrogés dans une classe, on obtient plusieurs types de réponses : Pour calculer - je ne sais pas faire, j ai oublié comment faire (l élève n a pas à sa disposition de procédure personnelle ou il n ose pas en utiliser) -je pose l addition dans ma tête et je calcule 5 + 3 et après 4 + 2 (visualisation de l opération posée) - je fais 45 = 40 + 5. (procédures de décomposition) - je relie 4 et 2 ça fait 6 et après 5 et 3 ça fait 8 (connaissance de la numération décimale mais en commençant par le premier chiffre) Pour trouver le résultat - je compte directement dans ma tête (mémorisation de la table d addition) - je compte sur mes doigts si je ne suis pas sûr (l élève utilise une procédure d aide)
Difficultés observées Item 4 : calcul posé de 57 + 14 Erreurs constatées (essentiellement la gestion de la retenue) Item 5 : pose l opération et calcule 452 + 235 + 68 Autres erreurs constatées - opération mal posée - sens du calcul (début par les centaines)
Pistes de travail Revenir à des manipulations d objets et de collections (paquets de, passage à la dizaine ) Procéder à des échanges sous forme de jeu et d écriture (ex: échange de monnaie, matériel scolaire, abaques ) pour comprendre la numération décimale et le sens de la retenue Apprendre à utiliser la table d addition pour la mémoriser User quotidiennement en classe d exercices variés en calcul mental (calcul rapide et réfléchi) Pratiquer régulièrement des décompositions de nombres (ex: calculs en arbre) Utiliser régulièrement le tableau de numération pour placer les nombres dans un premier temps, pour calculer dans un deuxième temps Habituer les élèves à chercher (essais de calcul, décompositions, dessins) Faire s exprimer les élèves sur leur stratégie de calcul (expliquer comment) Méthode et rigueur sur la pose des opérations (ex : un chiffre par colonne ou par ligne)
La table d addition Mettre en place des stratégies pertinentes dès la GS Avoir une bonne connaissance mentale des nombres (ce qui implique diverses représentations) 7 Exemple : comparaison des représentations du nombre 7 dans divers manuels Exemple d affichage dans une école
La table d addition Avoir une bonne connaissance mentale des nombres (ce qui implique diverses représentations) Exemple d affichage dans une école : CP
La table d addition Apprendre le plus rapidement possible - Les doubles (2 + 2, 5 + 5 ) - Les compléments à (1 + 9, 2 + 8, 3 + 7, 4 + 6, 5 + 5, 6 + 4, ) Domino des compléments à Loto des doubles
La table d addition Développer des procédures de reconstruction du résultat - L utilisation des «presque doubles». «6 + 7, c est (6 + 6) + 1, c est 12 +1» - Le passage à la dizaine. «7 + 4, c est (7 + 3) + 1, c est + 1» Proposer des situations qui permettent de mettre en jeu les propriétés de l addition. a+b=b+a= 7+8=8+7= a+ =c 7 + = 15 c= + 15 = +
La table d addition Connaître sa table d addition, c est : Connaître le résultat rapidement (mémoriser) par une utilisation progressive de la table de Pythagore Reconstruire le résultat. Utiliser des stratégies personnelles pour retrouver le résultat Exemple : pour calculer «3+6», l élève doit pouvoir remplacer l opération par «6+3» et éventuellement procéder au surcomptage (7, 8, 9) si cette façon de faire lui facilite la tâche. Jeu de l escargot Bataille des additions
La table d addition
La technique opératoire Préalables à l addition posée Une bonne connaissance de la valeur des chiffres dans la numération décimale (numération de position). Le recours régulier au tableau de numération (outil de l élève) est indispensable (nombres < 00) C D U La technique utilisée par l élève doit avoir un sens pour lui. C est pourquoi elle doit être l aboutissement formalisé de manipulations qui permettent de lui donner une véritable signification. Ex : le recours aux cartes à points permet cette prise de conscience.
La technique opératoire Préalables à l addition posée Une technique opératoire ne doit pas être le seul moyen pour l élève d effectuer des calculs simples. Il serait regrettable qu il se réfugie derrière la technique quoiqu il arrive, sans avoir d autres possibilités de calcul. Par exemple, il ne devrait pas poser d addition pour calculer 39 +. C est la raison pour laquelle il faut présenter, en parallèle, le calcul en ligne faisant appel à la décomposition des nombres (passage par la dizaine) Exemple tiré de «Cap maths CP»
La technique opératoire Technique de l addition posée Le document d accompagnement des programmes 2002 «le calcul posé à l école élémentaire» apporte ces précisions (Roland Charnay): -ne pas dissocier dans le temps l étude des cas «sans et avec retenue», afin de ne pas générer l idée que le calcul se limite à l addition séparée des chiffres de même valeur. - Le calcul posé en colonnes n a d intérêt que pour les nombres d au moins deux chiffres, et même dans ce cas, le calcul à partir de l écriture en ligne en repérant le rang de chaque chiffre est aussi efficace et rapide que le calcul posé «en étages». -Il est important de proposer également des additions de plus de deux nombres que les élèves doivent calculer en une seule fois. - Le recours à un ou plusieurs «matériels de numération» permet utilement d illustrer la technique, et donc de mieux la comprendre, notamment par la correspondance établie entre retenues et groupements par dizaines, centaines
La technique opératoire Échanges avec manipulation de matériel
La technique opératoire Technique de l addition posée
La technique opératoire Technique de l addition posée
Un aide mémoire pour l élève La table d addition + 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 2 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 3 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 4 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 5 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 6 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 7 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 8 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 9 9 11 12 13 14 15 16 17 18 19 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Un aide mémoire pour l élève Le rappel de la technique opératoire 287 peut s écrire 65 peut s écrire 2 centaines + 8 dizaines 7 unités 6 dizaines 5 unités Je transforme les unités 12 = 1 dizaine et 2 unités 2 centaines 14 dizaines 12 unités Je transforme les dizaines 15 = 1 centaine et 5 dizaines 2 centaines 15 dizaines 2 unités 3 centaines 5 dizaines 2 unités Mon nombre s écrit : 352
Un aide mémoire pour l élève Je calcule de droite à gauche Je commence par la colonne des unités Je calcule 7 + 5 = 12 Je pose 2 et je retiens 1 Je continue par la colonne des dizaines Je calcule 1 + 8 + 6 = 15 Je pose 5 et je retiens 1
Un aide mémoire pour l élève Un ou des exemples d opérations posées avec des indications sur la présentation à respecter Traits à la règle Écriture du signe + Un chiffre par ligne ou par colonne