Maths & marins

C’est les vacances ! Je n’ai rien écrit depuis longtemps. La période de confinement et de continuité pédagogique ne m’a pas du tout inspirée… J’avais plein de choses à raconter, mais je n’ai pas trouvé les mots : entre difficultés, solutions, joies et râleries institutionnelles, les intrications étaient trop nombreuses.

Enfin, quoi qu’il en soit, maintenant c’est repos et, évidemment, je ne vais pas travailler jusqu’à la deuxième semaine d’août. Sauf que le cerveau fonctionne de façon étrange parfois, et les idées arrivent souvent de façon inopinée.

J’étais en vacances en Bretagne la semaine dernière ; la côte et les ports aidant, j’ai eu une idée fulgurante. Lancer un projet « Maths et marins » à compter de la rentré prochaine. Il faut dire que le sujet est vaste, dès le niveau collège :

  • calcul de la distance entre le littoral et la ligne d’horizon lorsque l’on contemple l’océan ;
  • calcul des coefficients de marées avec la méthode des douzièmes ;
  • repérage sur la sphère ;
  • conversions de vitesses et de longueurs en utilisant les nœuds et les miles ;
  • travail sur les pourcentages avec la croissance de l’océan de plastique (OK, c’est moins poétique) ;
  • etc.

Un travail sera peut-être possible avec des collègues de SVT ou de physique… voire même avec des profs de lettre, pour les récits de voyages.

Je ne sais pas encore quelles modalités adopter : semaine thématique, projet inter-disciplinaire, activités perlées tout au long de l’année sur le sujet, … En tout cas, voilà encore un moyen pour élargir l’horizon de nos élèves.

C’est peut-être une idée en l’air et je ne suis pas du tout certain d’avoir le temps de la mettre en œuvre cette année, mais je la garde sous le coude. Et il reste encore à caser ça dans les progressions, ce qui ne sera pas une mince affaire compte tenu de la désorganisation prévisible de la rentrée qui nous attend !

En tout cas, les idées de manquent pas et j’ai déjà plein de choses dans les tuyaux, dont notamment un atelier MAth.en.JEANS. Et sur un plan plus personnel, je me suis réinscrit en master de maths, parce que ça commençait sérieusement à me manquer. L’année s’annonce chargée. 🙂

Des cartes pour le calcul littéral

Pour diverses raisons, principalement le manque de temps, je n’ai pas pu proposer aux élèves la séquences sur les statistiques dont j’avais parlé dans un précédent article (http://cpages.org/un-prof-en-vacances/). D’ailleurs, c’est un fait remarquable que je n’aie presque rien publié depuis les vacances précédentes.

La période a été pour le moins chargé, avec des examens blancs, des oraux passés par les élèves de troisième après leur stage, des mouvements de grève, plusieurs jours de formation (passionnante au demeurant, j’en parlerai peut-être ici)… et de très nombreux incidents dans l’établissement. En tout cas, aujourd’hui les vacances démarrent.

Et au lieu de râler, je peux raconter une activité que j’ai proposée à mes élèves de troisième, pendant cette dernière semaine. Il s’agit de calcul littéral, thème pour le moins difficile à faire aborder par les élèves. C’est abstrait, et il y a énormément de prérequis et d’implicites à lever.

Développements et factorisations

Dès la quatrième, les élèves ont appris à utiliser la propriété de distributivité pour développer un produit et pour factoriser une somme et une différence. Ça, c’est la théorie. En pratique, c’est souvent resté très nébuleux pour beaucoup d’entre eux et des rappels ne sont jamais superflus.

Sauf qu’il n’est pas question de tout refaire comme si rien n’avait été vu. Au départ, j’avais envisagé de faire une séquence avec quelques rappels de distributivité simple (pour tous nombres k, a et b, k(a+b)=ka+kb et k(a-b)=ka-kb) et l’introduction de la distributivité double (pour tous nombres a, b, c et d, (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd).

En fin de compte, ayant manqué certains cours, j’ai dû revoir mon organisation. J’ai proposé, de façon perlée tout au long de la période, des questions flash en rapport avec le calcul littéral pour réactiver les choses, puis j’ai traité en dernière semaine et en trois séances seulement, la distributivité simple.

Et donc, cette activité ?

Pendant la première des trois séances, j’ai placé les élèves en groupes de 4. J’avais préparé à l’avance des cartes ; certaines avaient un arrière-plan foncé et d’autres un arrière-plan clair. Sur les cartes, j’avais écrit des expressions littérales ou des calculs, de différents niveaux de difficultés. Certaines expressions contenaient des formes développées et d’autres des formes factorisées.

Paquet de cartes distribuées aux élèves

Et bien sûr, les cartes allaient par paires : une carte foncée avec une carte claire ; objectif : associer les formes développées et les formes factorisées pour retrouver la règle et la méthode.

Quel est l’intérêt ? Premièrement, l’habillage. C’est un peu différent de d’habitude, donc les élèves participent plus volontiers. Le fait de pouvoir manipuler les cartes, donc de comparer la position des signes +, –, les valeurs des nombres, etc., facilite l’accès à l’abstraction. Deuxièmement, cela permet de mettre tous les pièges possibles et imaginables avec les signe, des factorisations inattendues, etc. On ne perd pas de temps à écrire et il est facile pour les élèves de procéder par essais-erreurs, alors que c’est généralement très fastidieux en calcul littéral.

Et surtout, quasiment tous les élèves ont travaillé. C’est triste à dire, mais c’est loin d’être systématique, surtout avec des chapitres difficiles comme celui-là. Bref, je suis content, l’activité s’est bien passée et les élèves ont apprécié.

Et après ?

Pour la synthèse, nous avons procédé à l’oral : les élèves à tour de rôle me proposent une paire de cartes qu’ils ont associées, et on commente. Certains ont même essayé de catégoriser les expressions selon ce qu’ils ont appelé « la complexité », et qui en fait est le degré du polynôme sous-jacent (degré 0 s’il n’y a pas de x, degré 1 s’il y a des termes en x et degré 2 s’il y a des termes en ). On a donc opéré une classification intéressante et inattendue, ce qui montre encore une fois que les élèves sont pleins de ressources et de créativité — et j’avais eu tendance à l’oublier ces dernières semaines.

Les deux autres séances, nous avons écrit la leçon, énoncé les propriétés et donné quelques exemples avec la méthode détaillée pour aller au-delà de l’intuition. Normalement, c’était des rappels… Et ils étaient bien utiles ! Puis, la dernière séance a été consacré à un travail basé sur l’étude d’un programme de calcul ; beaucoup plus ordinaire, donc.

Une question demeure : cela a-t-il vraiment permis aux élèves de progresser ? Je pense que oui, mais nous ne le saurons jamais. C’est une des grandes frustrations de l’enseignement.

Et bonnes vacances à tous.

Lançons des boulettes !

Vendredi, 14 h 25 — 15 h 20. Lendemain de grosse journée de grève. Cours avec une classe de troisième. Le contexte est là : ça sent la séance mouvementée. Je suis habitué : ce créneau est le créneau sensible de ma semaine.

Je dois adapter mes séances et mes manières de faire, sous peine de sortir de cours comme un paquet de nerfs, en ayant l’impression de ne pas avoir avancé. Et ce vendredi, il n’y a pas eu d’exception : j’ai adapté, mais j’ai foiré. Ça peut arriver. Et même que des fois ça permet d’avoir des idées rigolotes. Je vous raconte ?

Vers le théorème de Thalès

En quatrième, les élèves ont beaucoup travaillé sur les triangles semblables (ce sont des triangles ayant des angles de même mesure, et donc des côtés dont les longueurs sont proportionnelles). L’objectif est d’introduire la configuration de Thalès, en se basant sur leurs acquis :

Vers la configuration de Thalès

Pour varier, j’ai décidé de ne pas distribuer l’énoncé imprimé, mais de dévoiler les consignes pas à pas avec un vidéo-projecteur. Pour quelles raisons ? Parce qu’il y avait au moins 5 ou 6 étapes, et que je voulais ménager le suspens. Et parce que le vendredi, j’essaye de varier les supports… Et ça se joue à pas grand-chose, pour le meilleur et pour le pire.

Le déroulé attendu était le suivant :

  1. Chaque élève reçoit une demi-feuille blanche et trace un triangle ayant deux angles imposés.
  2. On compare les triangles de tout le monde et on observe qu’ils sont tous semblables (enfin, parmi les triangles réussis ; l’utilisation du rapporteur pose encore des difficulté à certains), puis on en déduit que les longueurs sont proportionnelles.
  3. Je propose un défi : tracer le triangle le plus grand possible ayant les angles indiquer, sans sortir de la feuille. Je ne vous donne pas la réponse, mais essayez de trouver !
  4. J’affiche au tableau la figure ci-dessus, et on essaye d’écrire l’égalité des quotients.
  5. Énoncer le théorème de Thalès au moins dans ce cas particulier.

Et les ennuis, ça commence quand ?

La classe a été globalement agitée, mais ce n’est pas une énorme surprise : il y avait de la manipulation, il fallait comparer son travail avec celui de ses camarades, et il fallait résoudre les problèmes de matériel manquant. Et puis, on est vendredi après-midi. Jusque-là, rien de dramatique.

Entre les étapes 2 et 3, je ramasse plusieurs boulettes de papier par terre : c’est un grand jeu dans les collèges, souvenez-vous de votre adolescence. Je m’interromps et je ne quitte plus les élèves des yeux, sauf nécessité impérieuse de formuler des commentaires au tableau.

Après une remarque, je me retourne et là c’est le bonheur : j’attrape un élève en flagrant délit ; un plaisir à savourer. Je le sermonne, me moque un peu et je prends le carnet de liaison.

Quand soudain…

Environ 5 minutes plus tard, on frappe à la porte de la salle et la C.P.E. (conseillère principale d’éducation) demande à voir un élève — sans lien avec Lanceur-De-Boulette. Je profite pour dire à ma collègue sur le ton de la plaisanterie : « Tu viens de rater un moment inoubliable de concours de lancers de boulettes avec un élève pris sur le fait ! »

Sa réponse ? « Tu devrais leur faire un cours sur les calculs de trajectoires de boulettes de papier ! »

Et pourquoi pas ? Alors voilà, l’idée est lancée. Il me reste encore à y réfléchir, mais j’ai déjà quelques vagues idées avec des calculs de vitesse et pourquoi pas de probabilités (proba de se faire prendre, proba de réussir son tir, etc.).

Et ma séance, alors ?

Malheureusement je n’ai pas réussi à terminer comme je le souhaitais. Après l’étape 3, les élèves ont commencé à décrocher, donc j’ai modifié mon déroulé de séance.

Une fois tous d’accord sur la proportionnalité entre les longueurs de côtés, j’ai directement donné au tableau la configuration attendue et le modèle de rédaction pour le théorème de Thalès. Les égalités de quotient ont été vues l’année passée, il ne reste qu’à réactiver et à travailler la rédaction.