C8 - La multiplication des entiers - Pédagogie Flashcards

1
Q

Sur quelles classes et dans quelles modalités se déroule l’enseignement de la multiplication?

A
CP : 0 à 100
CE1 : 0 à 1 000
CE2 : 0 à 1 000 000
Champ numérique croissant
Evolution de la nature des nombres présents dans les problèmes : quantité, valeur, mesure

Consolidation de la connaissance et des pratiques au CM1

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2
Q

A quoi est toujours associé l’acquisition de techniques opératoires?

A

A une intelligence de leur signification
Résolution de problèmes : apprentissage progressif qui contribue à construire le sens des opérations
La démarche d’apprentissage des 4 opérations doit veiller à maintenir un lien entre pratique du calcul et résolution de problèmes afin qu’elles acquièrent pertinence et sens pour les élèves

Il faut donc distinguer 2 types d’objectifs et de compétences :
- Acquisition du sens des opérations
- Acquisition des techniques de calcul
Mais avancer en même temps sur les 2

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3
Q

Acquisition du code matérialisant l’écriture multiplicative

A

Introduction du signe opératoire X dès le CP, uniquement pour des produits par 2 : s’appuyer sur la notion de double et les expression “deux fois” ou “deux fois plus” (imprégnation du nouveau symbole)

Apprentissage systématique du symbole et de sa signification au CE1

Introduit par 2 types de significations

  • Addition réitérée : réunion de collections équipotentes : 3+3+3+3 transcrit par l’écriture 4X3 et oralisé 4 fois 3
  • Disposition rectangle : collections organisées en lignes et en colonnes : donne du sens à l’écriture multiplicative et permet de montrer la propriété de commutativité
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4
Q

Avantage de la disposition rectangle dans l’acquisition du code matérialisant l’écriture multiplicative

A

Donne du sens à l’écriture multiplicative et permet de montrer la propriété de commutativité:
les collections peuvent être transcrites par 2 écritures 4x3 ou 3x4 selon que l’on commence par le nombre de lignes ou de colonnes

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5
Q

Obstacles à la compréhension de la disposition rectangle dans l’acquisition du code matérialisant l’écriture multiplicative (2 obstacles)

A

La notion de commutativité est difficile si l’élève n’entre pas facilement dans l’abstraction ou s’il reste attaché au sens de la situation
La disposition s’appuie essentiellement sur des nombres désignant des quantités, mais différent pour “3 fois 2 euros” et “2 fois 3 euros”

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6
Q

Obstacles à la compréhension de l’addition réitérée dans l’acquisition du code matérialisant l’écriture multiplicative (3 obstacles)

A
  • Les signes X et + sont très proches, simple différence d’orientation : confusion
  • 3+3+3+3 peut être calculé de proche en proche par un élève de CE1 en utilisant un arbre; alors que 4x3 n’est possible qu’avec la mémorisation progressive des tables de multiplication
  • “4 fois 3” et “3 fois 4” ne correspondent pas aux mêmes situations, mais pour l’élève, il est plus naturel de mobiliser d’abord le nombre 3, plutôt que le nombre 4, qui n’apparait pas dans l’addition réitérée 3+3+3+3. Ils préfèrent commencer par écrire le 3 et se demander combien il y en a
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7
Q

Comment lever les obstacles à la compréhension de l’addition réitérée dans l’acquisition du code matérialisant l’écriture multiplicative?

A
  • Dire “3 multiplié par 4”, même si l’expression a beaucoup moins de sens que le mot “fois”
  • Lire les écritures multiplicatives de droite à gauche : 3x4 sera lu “4 fois 3” : difficile à mettre en oeuvre car s’oppose aux habitudes de lecture
  • Mettre rapidement en évidence la propriété de commutativité de la multiplication, pour que les élèves sachent qu’ils est donc inutile de s’attacher au sens de l’écriture multiplicative
  • Utiliser la méthode de disposition en rectangle
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8
Q

Obstacle à l’acquisition de la capacité à reconnaitre une structure correspondant à la multiplication

A

L’hétérogénéité des classes car les problèmes proposés doivent pouvoir être résolus par un calcul que les élèves sont capables d’effectuer.
Or les élèves assimilent les connaissances nécessaires (tables et techniques) à des vitesses variables

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9
Q

Etapes recommandées dans les programmes pour l’acquisition de la capacité à reconnaitre une structure correspondant à la multiplication (CE1 / CE2)

A

CE1 : apprentissage des tables jusqu’à 5, résolutions de problèmes simples à 1 opération

CE2 : apprentissage de toutes les tables et résolution de problèmes relevant des 4 opérations

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10
Q

Les 5 structures multiplicatives suivant la classification proposée par G. Vergnaud

A
  • Proportionnalité simple avec présence de l’unité
  • Proportionnalité simple avec présence de l’unité
  • Produit de mesures
  • Problèmes de comparaison
  • Proportion double
  • Proportion simple composée
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11
Q

Obstacle au repérage de la structure multiplicative

A

Repérage de la structure du problème à partir d’un lexique de mots inducteurs qui peuvent être de faux-amis
Ex : “fois plus” et “fois moins” –> souvent mal comprises car mêlent les termes relatifs à l’addition, la soustraction et la multiplication

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12
Q

Quelle est la structure du problème suivant? Jean achète 6 cahiers à 2 euros l’un, combien va-t-il payer?

A
  • Proportionnalité simple avec présence de l’unité
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13
Q

Quelle est la structure du problème suivant? 3 cahiers coutent 6 euros, combien coutent 18 cahiers?

A
  • Proportionnalité simple avec présence de l’unité
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14
Q

Quelle est la structure du problème suivant? Un rectangle mesure 12m de long et 8m de large, quelle est son aire?

A
  • Produit de mesures
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15
Q

Quelle est la structure du problème suivant? Paul a 36 ans, son père est 2 fois plus âgé que lui, quel est l’âge de son père?

A
  • Problèmes de comparaison
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16
Q

Quelle est la structure du problème suivant? Un groupe de 6 adultes part au ski pendant 3 jours. Le forfait à la journée est de 25 euros. Combien ce groupe va dépenser?

A
  • Proportion double
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17
Q

Quelle est la structure du problème suivant? Léo achète 12 paquets de cartes. Chaque paquet contient 8 cartes. Combien Léo a-t-il de cartes?

A
  • Proportion simple composée
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18
Q

Obstacle à l’apprentissage de la multiplication

A
  • Non mémorisation des tables de multiplication : l’élève ne peut que recourir à ses compétences relevant de l’addition (calcul en arbre)
  • Déficit de sens : l’élève ne perçoit pas l’utilité, le caractère outil de cette nouvelle notion et se satisfait des procédures lourdes de l’addition réitérée
  • Tables non sues et reconstituées de manière additive
  • Utilisation de calculatrices peut conduire l’élève à conclure qu’il est inutile de mémoriser les tables –> On peut faire faire des courses contre la calculette
19
Q

La “règle des zéros” en multiplication

A

Pour multiplier un nombre par 10, 100, 1000, on “ajoute” ou on “accole” un, deux, trois zéro au nombre de départ

La règle peut être étendue pour les calculs par 20 en utilisant la propriété d’associativité de la multiplication et la connaissance des doubles

20
Q

Le “piège” de la “règle des zéros” en multiplication

A

Si mal comprise, peut créer des obstacles à l’apprentissage des produits avec les nombres décimaux
Ex :
2,5 x 10 = 2,50 ou 20,50

21
Q

Utilisation du calcul réfléchi pour la multiplication

A

Pour les calculs “hors tables”
Nécessite l’utilisation des mémoires précipitées et l’utilisation de certaines techniques liées aux propriétés de la multiplication (commutativité/ associativité et distribution)
Peut être entièrement mental ou nécessiter une légère trace écrite

22
Q

Les 2 méthodes d’apprentissage de la technique opératoire de la multiplication (posée en colonnes)

A

Dans ces deux méthodes, les tables sont supposées sues

Apprentissage par ostentation : on montre à l’élève, sans chercher à expliquer pourquoi

Apprentissage par la méthode : sachant que selon les programmes, toute technique doit être associée à l’intelligence de sa signification, une progression est mise en place.
- Disposition de rectangles en bristol : distributivité par rapport à l’addition
Ex : 12 x 5 –> 10 grands cartons et 2 petits disposés sur 5 lignes
- Technique opératoire en colonne avec calculs intermédiaires : on multiplie les unités entre elles, les unités par les dizaines, les dizaines et les unités, les dizaines par les dizaines, et on additionne le tout
Avec le temps, on améliorera la technique en montrant comment diminuer le nombre d’étapes

23
Q

Obstacle apprentissage de la multiplication par la méthode

A

Long cheminement qui peut perdre beaucoup d’élèves

24
Q

Obstacle apprentissage de la multiplication par ostentation

A
  • Convient mieux aux très bons élèves car nécessite de grandes capacités d’adaptation et de structuration
  • Les élèves peuvent ne retenir qu’une partie de la technique ou mélanger plusieurs techniques
    Ex : additionner la retenue avec le chiffre avant de le multiplier : la retenue est ici cumulée, comme pour l’addition
    Ex : l’élève écrit le résultat comme il l’entend, sans mettre de retenue
25
Q

Quel est le rôle d’un exercices en 2 parties :
Observer
Résoudre

A

Découverte ou réinvestissement des connaissances et compétences acquises précédemment.
La situation-problème est représentée : l’élève peut par exemple recourir au comptage, par opposition au problème où l’élève n’est confronté qu’à un texte

Constitue une phase d’appropriation de la situation qui doit permettre à l’enfant d’entrer dans la tâche suivante de résolution des problèmes

26
Q

Comment aider les élèves à percevoir le caractère de réciprocité de la division par rapport à la multiplication?

A

Il est indispensable d’enseigner les tables de multiplication en alternant les questions sous la forme suivante :

  • 3 fois 6 : multiplication
  • En 18, combien de fois 6 ? : division
27
Q

Première approche de la division pour les élèves du CE1

A

Problèmes de groupement et de partage pour des nombres inférieurs à 100. Partages équitables sans reste, qui ne nécessitent pas d’écriture mathématique

Problèmes de partage : division partition
Procédures
- Distribution des feutres jusqu’à épuisement (manipulation)
- Distribution par paquets équipotents (l’élève émet une hypothèse) (manipulation)
- Dessin de la situation et schématisation de la distribution

Problèmes de groupement : division quotition
Procédures
-Répartition effective dans les boites, comptage des boites (manipulation)
- Dessin de la situation et schématisation de la distribution

28
Q

Quel signe mathématique utiliser lorsque l’on aborde la division euclidienne avec les élèves ?

A

Aucun
N’apporte rien en terme de sens, utile seulement dans l’utilisation de la calculatrice

On utilise encore le signe de la multiplication
Ex : En 20 combien de fois 6?
On écrit : 20 = 3 x 6 + 2
On donne ainsi le quotient et le reste de la division euclidienne de 20 par 6

29
Q

Quelle est la limite de l’utilisation de la présentation en potence de la division euclidienne?

A

Ne recèle un caractère pratique que lorsque le nombre à diviser (le dividende) a au moins 3 chiffres, sinon peu d’intérêt

30
Q

Quelle est la structure du problème suivant? Une boite de 24 feutres doivent être répartis entre 4 élèves.

A

Division partition : problème de partage avec recherche de la valeur d’une part

31
Q

Quelle est la structure du problème suivant? Il y a 24 oeufs à ranger dans des boites de 6. Combien de boites sont nécessaires?

A

Division quotition : problème de partage avec recherche du nombre de parts

32
Q

Division partition dans la classification de G. Vergnaud

A

Problème de partage avec recherche de la valeur d’une part

Proportionnalité simple avec présence de l’unité

33
Q

Division quotition dans la classification de G. Vergnaud

A

Problème de partage avec recherche du nombre de parts

Proportionnalité simple avec présence de l’unité

34
Q

Problèmes de structure multiplicative appliqués à la division dans la classification de G. Vergnaud

A

Proportionnalité simple avec présence de l’unité
Proportionnalité simple sans présence de l’unité
Produit de mesures

35
Q

Apprentissage des procédures de calcul de la division au CP

A

Procédure par addition et soustraction réitérées

Les élèves mobilisent les 2 opérations qu’ils connaissent
Permettent de concevoir que les différences entre les problèmes de recherche du nombre de parts et les problèmes de recherche de la valeur

Addition réitérée :
Recherche du nombre de parts :
- Les élèves vont souvent calculer au fur et à mesure : 4+4=8 +4=12 +4=…. et doivent ensuite compter le nombre de termes de l’addition réitérée (“combien de fois on a ajouté 4”)
- la solution du problème est le nombre de fois que l’on peut soustraire 4 successivement à partir de 12

Recherche de la valeur d’une part :

  • Les élèves procèdent par essais successifs puisque la résolution du problème nécessite une anticipation du résultat, le calcul additif n’intervient que pour valider ou invalider l’hypothèse émise
  • Emission d’une conjoncture : il faut atteindre 24 en lui soustrayant 6 fois successivement le nombre de l’hypothèse émise
36
Q

Obstacle à l’apprentissage des procédures de calcul de la division au CP

A

Recherche du nombre de parts :
La difficulté consiste à savoir où s’arrêter dans l’écriture de l’addition réitérée.

Recherche de la valeur d’une part :
Emission d’une conjoncture
Ainsi, les élèves doivent avoir à priori une bonne estimation du quotient cherché

Aussi, le résultat cherché (le quotient) s’obtient en comptant le nombre de termes dans une opération réitérée, ce qui nécessite une grande capacité d’abstraction

37
Q

Apprentissage des procédures de calcul de la division au CE1

A

Les procédures par essais multiplicatifs sur le champ numérique maitrisé à ce moment par l’élève (programme CE1 : tables de 2, 3, 4 et 5)

Problèmes de partage
- Calcul en ligne : multiplication à trous et utilisation des tables de multiplication : 4 x …. = 36
- Calcul mental : “en 36 combien de fois 3?”
(attention : ici, cette oralisation ne correspond pas à la structure du problème et demande donc une abstraction importante)

Problèmes de partition
- Calcul en ligne : multiplication à trous et utilisation des tables de multiplication : ….. x 4 = 36
- Calcul mental : “en 36 combien de fois 3?”
(Ici, oralisation = structure du problème : plus accessible pour l’élève)

38
Q

Apprentissage des procédures de calcul de la division au CE2

A

Les techniques opératoires de la division avec un diviseur à un chiffre
(programme)
Introduction des problèmes de parage avec reste qui conduisent à l’écriture a = bq +r avec r<b></b>

39
Q

Obstacles à l’apprentissage des procédures de calcul de la division au CE2

A
  • Les élèves doivent être capables de bien interpréter chacun des nombres présents dans les calculs : dividende, diviseur, quotient, reste, ce qui demande une très bonne appropriation de la structure de ces problèmes
  • Avec un diviseur à 2 chiffres, les essais multiplicatifs sont plus nombreux
40
Q

Apprentissage des procédures de calcul de la division au CM1 et CM2

A

Technique opératoire de la division posée
La recherche du quotient prend un aspect systématique

  • Division euclidienne de deux entiers
  • Division décimale de deux entiers
  • Division d’un nombre décimal par un nombre entier

Pas de technique imposée par les programmes, mais les plus courantes en France sont:

Essais multiplicatifs ciblés par encadrement préalable du quotient, détermination de son nombre de chiffres et soustractions successives : deviendra à terme la technique en potence

Application des principes de la numération : utilisation directe de la technique en potence

41
Q

Explication et procédure de la technique de la division en potence

A

Application des propriétés de la numération : on pose la question du partage pour le nombre de centaines du dividende, puis pour son nombre de dizaines, puis pour son nombre d’unités

1 - Trouver le nombre de chiffres du quotient par encadrement du dividende à l’aide de multiples de puissances de 10 successives
2 - Indiquer le nombre de chiffres avec des points ou le tableau de numération cdu correspondant
3 - Construire si besoin le répertoire multiplicatif
4 - Poser la division
5 - Déterminer le premier chiffre du quotient réecrit en tenant compte de sa signification en termes de numération
6 - Déterminer le produit (quotient intermédiaire) et soustraire (en posant la division ou non)
7 - Réitération du processus suivant les nombres en présence
8 - Ecrire le résultat de la division euclidienne sous la forme a = bq +r afin de procéder à une vérification du résultat

42
Q

Obstacles à l’apprentissage des procédures de calcul de la division au CM1 et CM2

A
  • Les élèves peuvent se perdre dans les étapes
  • La division en potence nécessite une bonne compréhension de la numération : notamment la différence entre “chiffre de” et “nombre de”
  • Suppose de nombreuses connaissances préalables : maitrise des deux sens de la division (quelle est la valeur de chaque part VS combien de fois), capacité à prévoir le nombre de chiffres du quotient (par encadrement ou par partage d’une partie du dividende)
  • Mauvaise connaissance des tables de multiplication
    (on peut penser à aider les élèves en difficultés en leur fournissant des aides mémoires)
43
Q

3 recommandations pour l’apprentissage des procédures de calcul de la division au CM1 et CM2

A
  • Commencer le calcul par une estimation du nombre de chiffres du quotient (1er moyen de contrôle)
  • Poser les calculs des produits annexes à la suite de la première estimation du chiffre cherché dans le quotient
  • Encourager si besoin la pose effective des soustractions