Utiliser
un tableau ou la règle de trois dans des situations très simples de
proportionnalité (CM1)Niveau : cycle3, CM1, période 5 .
Discipline : Mathématiques
Domaine : Organisation et Gestion de données
Les programmes de 2008Les capacités d’organisation et de gestion des
données se développent par la résolution de problèmes de la vie
courante ou tirés d’autres enseignements. Il s’agit d’apprendre
progressivement à trier des données, à les classer, à lire ou à
produire des tableaux, des graphiques et à les analyser.
La proportionnalité est abordée à partir des
situations faisant intervenir les notions de pourcentage, d’échelle,
de conversion, d’agrandissement ou de réduction de figures. Pour
cela, plusieurs procédures (en particulier celle dite de la “règle
de trois”) sont utilisées..
.
Apports théoriques :On dit que deux mesures sont
proportionnellesquand on peut passer de l'une à l'autre en multipliant ou en
divisant par une même constante non nulle. Dans le cas où l'on
multiplie, cette constante est appelée
coefficient de
proportionnalité.
Propriétés de la proportionnalité :
- Coefficient de proportionnalité
- Propriété de linéarité multiplicative
- Propriété de linéarité additive
- Sur un graphique : les points sont sur une
droite passant par l’origine (fonction linéaire)
La règle de trois consiste à un retour à l’unité.
Alors que le produit en croix est un automatisme, qui n’a pas de
sens et n’est donc pas enseigné à l’école élémentaire.
Progression :CE2 : Utiliser un tableau ou un
graphique en vue d’un traitement des données, pour résoudre des
problèmes.
CM1 : Déjà fait : Utiliser,
Construire et Interpréter un tableau pour résoudre des problèmes.
CM2 : Résoudre des problèmes
relevant de la proportionnalité et notamment des problèmes relatifs
aux pourcentages, aux échelles, aux vitesses moyennes ou aux
conversions d’unité, en utilisant des procédures variées (dont
la “règle de trois”).
Prérequis :Utiliser, Construire et Interpréter un
tableau pour résoudre des problèmes.
En géométrie, connaissance des
figures géométriques simples et leurs propriétés. Savoir tracer
une figure géométrique à partir des dimensions et des propriétés
à partir d’un modèle.
Connaissance de la multiplication,
division, moitié, tiers, quart, double, triple, quadruple.
Manuels
utilisés :
CAP Math CE1 (Edition Hatier) et
EuroMath CE1 (Edition Hatier)
Etant donné que nous travaillons sur
la proportionnalité, les séances de calcul mental porteront sur la
multiplication et la division.
1ère
séance : séance découverte : Agrandissement de figuresObjectif de séance : Découvrir
une situation de proportionnalité.
Gestion de classe : Recherche en
groupe hétérogène.
Matériel : 1 puzzle de figures
géométriques par groupe.
Description de l’activité :
L’enseignant présente le puzzle aux élèves, avec les différentes
dimensions de celui-ci : le puzzle est affiché au tableau. Le
puzzle est un rectangle de 8 cm sur 12 cm. Il est composé de
triangles rectangles et de rectangles. On souhaite obtenir un
agrandissement de ce puzzle, c’est-à-dire un rectangle de 16 cm
sur 24 cm. Il faudra donc agrandir chaque figure pour pouvoir
reconstituer le puzzle. Pour cela, on fournit du papier à petits
carreaux aux élèves. La validation se fera au sein de chaque groupe
avec la reconstitution du puzzle. Une vérification se fera par
comparaison des différents puzzles de la classe.
Consigne : chaque élève agrandit
une pièce du puzzle pour reconstituer avec son groupe un
agrandissement du puzzle.
Un temps de réflexion collective au
milieu d’activité sera réalisée pour relancer l’activité dans
la bonne direction.
Temps 2 :. Mise en commun des
procédures utilisées par les différents groupes. On affiche le
grand puzzle au tableau et on indique les dimensions du puzzle
agrandi.
Différentes procédures :
- Pour passer du petit puzzle au
grand puzzle : on multiplie la largeur et la longueur par 2,
donc pour transformer chaque figure on multiplie les côtés par 2.
- Observation du petit puzzle et du
rapport entre le petit puzzle et le grand puzzle et l’assemblage
des figures. Construction par l’observation et la déduction.
- Les enfants ne perçoivent pas le
facteur multiplicatif entre les deux figures et passent par
l’addition (exemple 16 = 8 + . Ils vont faire des sommes pour
trouver les nouvelles dimensions ce qui risquent de conduire à des
figures erronées.
2ème
séance : séance d’institutionnalisationObjectif de séance : Reconnaître
une situation de proportionnalité et en déterminer le coefficient
de proportionnalité.
Temps 1 : Retour sur la séance
précédente
Gestion de classe : collectif,
oral
Matériel : les deux puzzles sont
affichés au tableau avec leurs dimensions.
Description de l’activité :
Retour sur les procédures valides mis en place. Construction d’un
tableau avec les dimensions présentes dans le petit puzzle et ce
qu’elles sont devenues dans le grand puzzle.
Dimension dans le petit puzzle
| 2
| 4
| 6
| 8
|
Dimension dans le grand puzzle
| 4
| 8
| 12
| 16
|
On indiquera aux élèves qu’il
s’agit d’une situation de proportionnalité car on peut
multiplier les nombres de la première ligne par un même nombre (2)
pour obtenir les nombres de la deuxième ligne. Le multiplicateur est
appelé coefficient de proportionnalité.
Cela constituera la trace écrite.
Temps 2 :. Exercices
d’application. A partir du même contexte que l’exercice
précédent. Trouver les nouvelles dimensions à partir d’un
nouveau coefficient de proportionnalité. On donne la première ligne
complétée du tableau.
Temps 3 : Les élèves reçoivent
différents tableaux complétés. Ils doivent déterminer si les
tableaux répondent à une situation de proportionnalité ou non et
donner le coefficient de proportionnalité
Temps 2 et 3 : gestion de classe individuelle par écrit.
Les productions du temps 3 seront récupérées par l’enseignant et
serviront d’évaluation formative, afin de voir si il est
nécessaire de réaliser une séance de remédiation avec certains
élèves.
3ème
séance : séance de découverte des propriétés de la
proportionnalité dans des problèmesObjectif de séance : Utiliser les
propriétés de la proportionnalité pour résoudre des problèmes de
la vie quotidienne.
Cette séance sera une séance
d’entrainement sur des problèmes de proportionnalité, les élèves
travailleront de manière individuelle, à l’écrit sur des
exercices. Une mise en commun sera réalisée entre chaque exercice
pour insister sur les différentes procédures possibles (linéarité
additive, linéarité multiplicative, retour à l’unité,
coefficient de proportionnalité, construction d’un tableau).
Description des différents exercices :
Le problème 1 est un problème de
mesure de longueur. En mettant bout à bout 4 bandes, on obtient une
longueur de 8 cm. Quelle longueur pour 8 bandes ? 12 bandes ?
40 bandes ?48bandes ?
Le problème2 est un problème de prix.
Un PE achète des cahiers qui coutent tous le même prix : 8
cahiers coutent 34 euros ? Combien coutent 16 cahiers ? 24
cahiers ? 2 cahiers ?
Le problème 3 est un problème de
masse. Au restaurant scolaire, on compte 390 grammes pour 6 enfants.
Ce jour-là 55 enfants mangent à la cantine, quelle est la masse de
pâtes nécessaire pour ce jour-là ?
A la suite de ces exercices, on
complète la trace écrite sur les propriétés de la
proportionnalité : linéarité additive et multiplicative,
retour à l’unité.
4ème
séance : Réinvestissement Objectif de séance : Reconnaître
les situations de proportionnalités dans un problème et Utiliser au
mieux les propriétés de la proportionnalité pour résoudre des
problèmes de la vie quotidienne.
Les élèves travailleront sur
différents type d’exercices relevant ou non de la
proportionnalité. Cette séance permettra aux élèves de réinvestir
leurs connaissances sur la proportionnalité et de ne l’utiliser
que dans de réelles situations de proportionnalité.
En différenciation, dans cette séance
des nombres décimaux pourront être introduit dans certains
exercices.
L’évaluation sommative portera sur
des exercices de même type que ceux rencontrés dans la séquence.
ConclusionLors de cette séquence les élèves
auront appris à résoudre des problèmes relevant de la
proportionnalité en utilisant les propriétés de linéarité
additive et multiplicative, le retour à l’unité, ainsi que le
coefficient de proportionnalité. Il faudra être vigilant à
proposer tout au long de l’année des problèmes relevant ou non de
la proportionnalité, afin que les élèves réfléchissent à la
technique qui doit être utilisée pour résoudre un problème.