Compétences à acquérir à l'école primaire

Les longueurs : comparer sans mesurer

Savoir comparer des longueurs d'objets "rectilignes" sans instrument de mesure.

Procédures

Si les longueurs sont très différentes l'élève peut procéder à vue d'oeil.

Si les objets sont facilement transportables, l'élève peut faire coïncider les extrémités.

Si les objets ne sont pas facilement transportables l'élève peut : - Utiliser un objet intermédiaire transportable ; - Reporter la longueur du 1er objet sur le 2e avec un compas ; - Reporter un objet unité ou plusieurs différents.

Si on est en présence d'un objet du meso-espace non transportable (lignes dans la cour), l'élève peut utiliser un objet intermédiaire ou report un objet unité.

Difficultés / erreurs

Elèves non conservants

Difficultés de manipulation entraînant des problèmes de précision.

La mesure des longueurs

Savoir comparer des longueurs de lignes brisées et des périmètres (non déployables)

Procédures

Si l'élève dispose d'un compas, il doit reporter sur une demi-droite les longueurs des segments qui constituent la ligne brisée ou le périmètre.

Si l'élève dispose d'objets intermédiaires qu'il peut couper à la longueur qu'il veut, il les superpose sur chacun des segments de la ligne brisée, puis met les objets bout à bout de façon rectiligne.

Difficultés / erreurs

L'élève ne voit pas le lien entre le compas et la comparaison des longueurs car pour lui le compas sert à tracer.

L'élève applique des théorèmes en acte : "La ligne brisée la plus longue est celle qui contient le plus de segment".

Difficultés de manipulation.

Savoir comparer des longueurs de lignes courbes et des périmètres avec un gabarit

Procédures

Si le gabarit est suffisamment long, l'élève peut l'utiliser directement.

Si le gabarit n'est pas suffisant il faut le reporter autant de fois que nécessaire et ensuite comparer les nombres de reports et en cas d'égalité comparer les restes.

Difficultés / erreurs

Problème de manipulation

Difficulté à mémoriser le nombre de reports.

Difficulté particulière pour la comparaison des longueurs

Les études de Piaget ont mis en évidence que la conservation des longueurs se met en place au stade des opérations concrètes. L'élève à des difficultés à conserver les longueurs quand il s'agit de les comparer.

On dit que l'élève n'est pas conservant pour les longueurs.

Savoir mesurer des longueurs d'objets "rectilignes" avec le double décimètre

Difficultés / erreurs

Procédures

Si ce rapport est un nombre entier, inférieur à la longueur de l'instrument, l'élève place une extrémité de l'objet sur le 0 et lit sur quelle graduation arrive l'autre extrémité de l'objet.

Si ce rapport est un nombre décimal inférieur à la longueur de l'instrument, idem.

Si ce rapport est un nombre (entier ou décimal) supérieur à la longueur de la règle, l'élève doit reporter le double décimètre.

L'élève place l'extrémité de l'objet sur le début de la règle (induit de l'expérience antérieure de l'utilisation du gabarit)

L'élève n'arrive pas à donner un résultat lorsque la mesure ne correspond pas à un nombre entier de cm.

Erreur liée à la lecture des mm.

Suite à un phénomène de surcharge cognitive, l'élève peut oublier d'ajouter les longueurs obtenues par les reports successifs ou faire une erreur de calcul.

Difficultés de manipulation.

Savoir mesurer la longueur d'une ligne brisée ou le périmètre d'une figure avec un double-décimètre

Procédures

Savoir mesurer le périmètre d'un polygone par le calcul

Savoir mesurer le périmètre d'un cercle

L'élève mesure les longueurs de chacun des segments composant la ligne brisée et additionne ces longueurs

Difficultés / erreurs

L'élève ne perçoit pas le lien entre l'addition des mesures et la longueur totale de la ligne brisée.

Si les mesures des segments ne sont pas des nombres entiers, l'élève peut avoir des difficultés pour additionner des mesures complexes.

Plus il y a de segments plus il y a des risques d'oublis et d'erreurs de mesure et de calcul.

Procédures

Si le polygone est un carré ou un rectangle ou un polygone régulier, l'élève peut appliquer une formule ou utiliser un raisonnement.

Difficultés / erreurs

Mauvaise mémorisation de la formule

Confusion avec la formule de l'aire du rectangle ou du carré quand elle est connue

L'élève peut utiliser un objet dépliable (ficelle)

Utiliser une formule.

Savoir comparer et mesurer les distance

Distance n'est pas matérialisée

Savoir effectuer des conversions d'unités de longueur

Difficultés / erreurs

Procédures

Si l'unité du nombre de départ ou d'arrivée est familière et ces unités sont voisines, utilisation de la multiplication ou division par 10.

Si l'unité du nombre de départ ou d'arrivée est ou non familière et/ou ces unités ne sont pas voisines, utilisation de la multiplication ou de la division par 10, 100 ou d'un tableau de conversion.

Défaut de mémorisation de l'ordre des unités.

Méconnaissance des relations entre les différentes unités.

Si le nb de départ ou le résultat est un nb décimal, erreurs liées à l'écriture décimale des nombres et à la maîtrise des calculs (multiplication ou division par 10,100...)

Les aires

Savoir comparer et mesurer des aires de surfaces données

Les surfaces ont des aires très différentes ou non

Procédures

Si les aires sont très différentes, l'élève peut effectuer cette comparaison à vue d’œil

Difficultés / erreurs

L'élève assimile aire et encombrement.

Les surfaces sont faciles à inclure l'une dans l'autre

Procédures

Si les surfaces sont déplaçables, l'élève peut effectuer les inclusions physiquement.

Difficultés / erreurs

Si les surfaces ne sont pas déplaçables, il doit effectuer les inclusions mentalement.

L'élève est tenté de fermer les figures concaves pour comparer leur aire.

Savoir effectuer des conversions d'unités d'aires

Les surfaces peuvent être incluses l'une dans l'autre suite à des découpages/recollements

Procédures

Si l'élève dispose de ciseaux, il fait les découpages nécessaires.

Si l'élève dispose d'un crayon et d'une règle, il représente des transformations par des tracés.

Si l'élève ne dispose pas d'instrument, il effectue ces transformations mentalement.

Difficultés / erreurs

Difficulté à anticiper les tracés, découpages et recompositions nécessaires

Difficulté à mobiliser les images mentales.

Les surfaces ne peuvent pas être incluses l'une dans l'autre suite à des découpages/ recollements

Procédures

Si ces surfaces sont des figures usuelles, l'élève calcule l'aire de ces surfaces en appliquant les formules, puis il compare les nb obtenus.

Si ces surfaces peuvent se ramener à la réunion de surfaces usuelles l'élève met en évidence ces figures usuelles, calcule les aires et effectuel les opérations.

Si ces surfaces ne peuvent pas se décomposer à l'aide de figures usuelles l'élève trace un quadrillage et calcule la mesure d'aire des surfaces en utilisant comme unité un carré du quadrillage.

Difficultés / erreurs

Problème de mémorisation des formules.

Erreurs de calculs en particulier dans le cas d'utilisation de nb décimaux.

Ici l'élève peut rencontrer des difficultés au niveau de la décomposition de la figure et pour le calcul des aires des figures usuelles.

Difficulté pour tracer un quadrillage.

Difficulté pour dénombrer les carrés dans la mesure où les lignes du quadrillage ne correspondent pas au contour de la figure

Procédures

Si l'unité du nb de départ ou d'arrivée est familière et ces unités sont voisines, utilisation de la multiplication ou de la division par 100.

Si l'unité du nb de départ ou d'arrivée est ou non familière et ou ces unités ne sont pas voisines, utilisation de la multiplication ou de la division par 100, par 1000.

Utiliser un tableau de conversion.

Difficultés / erreurs

L'élève utilise des techniques de conversion qu'il connaît pour les unités de longueur.

L'élève a des difficultés de mémorisation de l'ordre des unités.

L'élève peut rencontrer des difficultés pour placer les nb et la virgule des nb dans le tableau, du fait qu'il y a 1 colonnes par unités.

Les autres grandeurs

Les masses

Savoir comparer des masses sans recours à des mesures : l'élève peut soupeser les masses, utiliser une balance Roberval.

Savoir mesurer la masse d'objet à l'aide d'une balance.

Savoir effectuer des conversions d'unités de masse

Savoir résoudre des problèmes avec des unités de masse.

Les volumes

Savoir comparer des capacités/volumes sans recours à des mesures : comparaison vue d’œil, transvasement (difficulté de conservation de substance)

Savoir mesurer la capacité d'un récipient en utilisant un liquide et un verre gradué.

Savoir mesurer un volume en le remplissant avec un volume unité.

Savoir calculer le volume d'un pavé droit en utilisant une formule.

Savoir effectuer des conversions d'unités de contenances.

La durée

Savoir lire l'heure en heures et minutes à partir d'un affichage à aiguilles

Savoir convertir des unités de durée.

Savoir résoudre des pb liant horaires et durées

Savoir résoudre des pb utilisant des calculs sur les durées

Les angles

Savoir comparer des angles sans avoir recours à leur mesure.

Savoir reproduire un angle (gabarit ou papier calque)