Exemples de visualisation à l’élémentaire
Il y a de multiples façons de représenter les nombres, et on peut les mettre à profit pour centrer la pensée des élèves sur différents concepts inhérents au sens du nombre.
« 12 est le nombre obtenu en ajoutant 2 à 10. »
« Fait notable, les chercheurs qui se sont penchés sur le fonctionnement du cerveau savent que nous “voyons” une représentation de nos doigts dans notre cerveau, même lorsque nous ne nous servons pas de nos doigts pour calculer. […] Des chercheurs ont constaté une amélioration de la connaissance de l’arithmétique chez les enfants de 6 ans, en particulier de leur habileté à compter et à ordonner des nombres, parallèlement à celle de leur capacité de représentation avec les doigts1 .» [Traduction]
Chaque fois qu’on dit un nombre, on peut le montrer avec ses doigts et demander ensuite aux élèves de faire de même.
Ex. : « Montre-moi quatre doigts. Maintenant, montre-moi quatre doigts d’une autre façon… et d’une autre façon. »
- La neuro-imagerie a démontré que, même lorsqu’on effectue un calcul – p. ex., 12 x 25 – à partir de nombres exprimés par des chiffres (12 et 25), la pensée mathématique se fonde sur un traitement visuel.
- Il a été démontré que la représentation des nombres sur une droite numérique est particulièrement importante pour le développement de la connaissance des nombres, et l’apprentissage des élèves en ce qui a trait aux droites numériques est considéré comme un précurseur de leur réussite scolaire.
- Tout le monde utilise les voies visuelles de son cerveau au moment de faire des mathématiques. Le problème tient au fait que, pendant des décennies, on a présenté la matière comme un ensemble de nombres et de symboles sans tenir compte du potentiel des mathématiques visuelles pour transformer la façon dont les élèves vivent l’apprentissage des mathématiques et pour développer d’importantes voies cérébrales.
- Pour inciter les élèves à penser visuellement de manière productive, il faudrait leur demander régulièrement comment ils voient les idées mathématiques étudiées et leur faire dessiner ce qu’ils voient.
- On peut leur faire faire des activités comportant des questions imagées et leur demander de fournir une solution visuelle à des questions.
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Le boulier, souvent appelé « boulier rekenrek » dans le commerce, est en quelque sorte une série de droites numériques qui favorise la création d’images mentales de nombres repères. Il sert de modèle visuel pendant l’exploration des relations entre les nombres et l’acquisition de stratégies mentales comme les doubles, plus ou moins un et la composition de dizaines.
Montre-moi de 1 à 10 : Dire un nombre de 0 à 10 ou présenter une carte sur laquelle il est écrit. Demander aux élèves de montrer ce nombre en faisant coulisser les boules d’un seul coup.
Montre-moi de 11 à 20 : Même principe que ci-dessus, mais en demandant aux élèves de faire coulisser les billes correspondantes en deux coups seulement.4
Dans l’addition et la soustraction, on compare un nombre total (entier) à ses parties. Celles-ci peuvent être égales (dans ce cas, on peut souvent compter par sauts) ou inégales, et c’est en discutant de ces différentes parties que les élèves acquièrent et perfectionnent une flexibilité de pensée face aux nombres.
La multiplication et la division reposent sur la notion de groupes égaux et de partage équitable. Les élèves apprennent à considérer chaque groupe comme une seule unité.
En ce sens, la visualisation se rattache aussi à la composition et à la décomposition des nombres. Les concepts des relations entre les nombres interviennent rarement de façon totalement isolée et en aborder plus d’un au cours d’une tâche renforce le sens du nombre qu’ont les élèves.
1Jo Boaler et L. Chen (2016). « Why Kids Should Use Their Fingers in Math Class ». The Atlantic. [en ligne] https://www.theatlantic.com/education/archive/2016/04/why-kids-should-use-their-fingers-in-math-class/478053/ (Consulté le 19 aout 2021). Autre article traitant de la question : C. Thevenot et J. Dupont-Bolme (2017). « Laissez les enfants compter sur leurs doigts ». Cerveau & Psycho No 92 (p. 78-81). https://www.researchgate.net/publication/320190624_Laissez_les_enfants_compter_sur_leurs_doigts.
2Jo Boaler et L. Chen. (2016). « Why Kids Should Use Their Fingers ». -5 Math Teaching Resources. n.d. Rekenrek Activities. [online] Available at: <https://www.k-5mathteachingresources.com/Rekenrek.html> [Accessed 19 August 2021].
3K-5 Math Teaching Resources (s. d.) Rekenrek Activities. [en ligne] https://www.k-5mathteachingresources.com/Rekenrek.html (Consulté le 19 aout 2021).
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