Les manipulateurs mathématiques jouent un rôle essentiel dans la compréhension et le développement des mathématiques chez les jeunes enfants. Ces objets concrets facilitent la compréhension par les enfants des concepts mathématiques importants, puis les aident plus tard à relier ces idées à des représentations et à des idées abstraites. Par exemple, il existe des objets de manipulation spécialement conçus pour aider les élèves à apprendre les fractions, la géométrie et l’algèbre. Nous nous pencherons ici sur les blocs à motifs, les cubes à emboîtement et les tuiles, ainsi que sur les différents concepts enseignés grâce à leur utilisation. Il ne s’agit en aucun cas d’une liste exhaustive (il y a tellement de possibilités !), plutôt, ces descriptions ne fourniront que quelques idées sur la façon dont ces manipulateurs peuvent être utilisés.
Blocs de base dixModifier
Les blocs de base dix sont un excellent moyen pour les élèves d’apprendre la valeur de place de manière spatiale. Les unités représentent les uns, les tiges les dizaines, les plats les centaines et le cube les milliers. Leur relation de taille en fait un élément précieux de l’exploration des concepts de nombres. Les élèves sont capables de représenter physiquement la valeur de place dans les opérations d’addition, de soustraction, de multiplication et de division.
Les blocs à motifsModifier
Les blocs à motifs sont constitués de diverses formes en bois (triangles verts, trapèzes rouges, hexagones jaunes, carrés orange, losanges (longs) fauves et losanges (larges) bleus) qui sont dimensionnés de telle sorte que les élèves pourront voir les relations entre les formes. Par exemple, trois triangles verts forment un trapèze rouge ; deux trapèzes rouges forment un hexagone jaune ; un losange bleu est composé de deux triangles verts ; trois losanges bleus forment un hexagone jaune, etc. Jouer avec les formes de ces façons aide les enfants à développer une compréhension spatiale de la façon dont les formes sont composées et décomposées, une compréhension essentielle dans la géométrie précoce.
Les blocs de motifs sont également utilisés par les enseignants comme un moyen pour les élèves d’identifier, d’étendre et de créer des motifs. Un enseignant peut demander aux élèves d’identifier le motif suivant (par la couleur ou la forme) : hexagone, triangle, triangle, hexagone, triangle, triangle, hexagone. Les élèves peuvent ensuite discuter de « ce qui vient ensuite » et poursuivre le motif en déplaçant physiquement les blocs du motif pour le prolonger. Il est important pour les jeunes enfants de créer des motifs en utilisant des matériaux concrets comme les blocs à motifs.
Les blocs à motifs peuvent également servir à fournir aux élèves une compréhension des fractions. Comme les blocs à motifs sont dimensionnés pour s’adapter les uns aux autres (par exemple, six triangles forment un hexagone), ils permettent de faire des expériences concrètes avec les moitiés, les tiers et les sixièmes.
Les adultes ont tendance à utiliser les blocs à motifs pour créer des œuvres d’art géométriques comme des mosaïques. Il existe plus de 100 images différentes qui peuvent être faites à partir de blocs à motifs. Il s’agit notamment de voitures, trains, bateaux, fusées, fleurs, animaux, insectes, oiseaux, personnes, objets domestiques, etc. L’avantage de l’art des blocs à motifs est qu’il peut être modifié, ajouté ou transformé en quelque chose d’autre. Les six formes (triangles verts, losanges (épais) bleus, trapèzes rouges, hexagones jaunes, carrés orange et losanges (fins) fauves) sont appliquées pour réaliser des mosaïques.
Cubes Unifix®Edit
Les cubes Unifix® sont des cubes emboîtés d’un peu moins de 2 centimètres de côté. Les cubes se connectent les uns aux autres par un côté. Une fois connectés, les Unifix® Cubes peuvent être tournés pour former une » tour » Unifix® verticale, ou horizontalement pour former un » train » Unifix®.
D’autres cubes emboîtables sont également disponibles en taille de 1 centimètre et également en taille de 1 pouce pour faciliter les activités de mesure.
Comme les blocs à motifs, les cubes emboîtables peuvent également être utilisés pour l’enseignement des motifs. Les élèves utilisent les cubes pour faire de longs trains de motifs. Comme les blocs à motifs, les cubes à emboîtement offrent une expérience concrète aux élèves pour identifier, étendre et créer des motifs. La différence est qu’un élève peut également décomposer physiquement un motif à l’unité. Par exemple, si un élève a fait un train de motifs qui suit cette séquence,Rouge, bleu, bleu, bleu, rouge, bleu, bleu, rouge, bleu, bleu, bleu, rouge, bleu, bleu…on pourrait alors demander à l’enfant d’identifier l’unité qui se répète (rouge, bleu, bleu, bleu) et de décomposer le motif par chaque unité.
On peut aussi apprendre l’addition, la soustraction, la multiplication et la division, la devinette, la mesure et la représentation graphique, le périmètre, la surface et le volume.
TilesEdit
Les tuiles sont des carrés de couleur d’un pouce sur un pouce (rouge, vert, jaune, bleu).
Les tuiles peuvent être utilisées à peu près de la même manière que les cubes emboîtables. La différence est que les tuiles ne peuvent pas être verrouillées ensemble. Ils restent en pièces séparées, ce qui, dans de nombreux scénarios d’enseignement, peut être plus idéal.
Ces trois types de manipulateurs mathématiques peuvent être utilisés pour enseigner les mêmes concepts. Il est essentiel que les élèves apprennent les concepts mathématiques en utilisant une variété d’outils. Par exemple, lorsque les élèves apprennent à faire des motifs, ils devraient être capables de créer des motifs en utilisant ces trois outils. Le fait de voir le même concept représenté de plusieurs façons ainsi que d’utiliser une variété de modèles concrets élargira la compréhension des élèves.
Lignes de nombresModifier
Pour enseigner l’addition et la soustraction d’entiers, une ligne de nombres est souvent utilisée. Une ligne de nombres positive/négative typique s’étend de -20 à 20. Pour un problème tel que « -15 + 17 », on dit aux élèves de « trouver -15 et de compter 17 cases à droite ».
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