L'apprentissage des grandeurs en maternelle est une étape fondamentale dans le développement des compétences mathématiques des jeunes enfants. Dès le cycle 1, les enseignants initient les élèves aux bases de la numération, de la géométrie et de la mesure, jetant ainsi les fondations nécessaires pour les apprentissages futurs à l'école élémentaire. Cet article explore des astuces et ressources pour travailler efficacement les grandeurs en maternelle, en s'appuyant sur les instructions officielles et en proposant des activités adaptées à chaque section.
L'Importance des Grandeurs en Maternelle
Le travail sur les grandeurs en maternelle est essentiel pour transmettre aux élèves une représentation correcte du monde qui les entoure et pour les entraîner à développer des raisonnements pertinents. Il s'agit d'une démarche progressive qui se déroule tout au long du cycle et qui vise à familiariser les enfants avec les caractéristiques mesurables des objets.
Définition et Instructions Officielles
L’enseignement des grandeurs à l’école maternelle se concentre sur l’étude des caractéristiques mesurables des objets et de leurs représentations, telles que l’aire, le périmètre, la longueur, la masse et la contenance. En maternelle, ce travail s’appuie principalement sur la perception visuelle des élèves et sur des activités de comparaison. L'introduction des unités de mesure conventionnelles (centimètre, gramme, litre, etc.) est réservée au cycle 2.
Selon le programme de cycle 1, la mise en place des activités de mathématiques sur les formes et les grandeurs en maternelle repose sur deux piliers : la manipulation et le langage.
La Manipulation et la Coordination d'Actions
Pour être capables de caractériser un objet selon des standards de grandeur, les élèves de cycle 1 ont besoin de l’avoir en main. Ils combinent les perceptions visuelles et sensorielles, ce qui leur permet d’en construire une représentation précise. L’utilisation des instruments de mesure conventionnels n’étant pas encore introduite, la manipulation est fondamentale pour permettre aux élèves de construire de premiers repères des grandeurs en maternelle. Les activités de tri et de comparaison sont les plus adéquates pour développer les aptitudes des élèves à caractériser les objets selon leur taille, leur masse, leur contenance…
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Le Rôle du Langage
Les activités de langage sont primordiales pour pérenniser les connaissances des élèves. Pilier des apprentissages en cycle 1, le langage permet aux élèves de décrire les objets et favorise ainsi la construction des premières caractéristiques descriptives.
Activités par Section
Petite Section : Construire les Premiers Repères
En petite section, les élèves n’ont pas encore de capacité d’abstraction. L’enseignant doit donc proposer des activités ancrées dans le réel et favoriser la manipulation. Pour travailler les grandeurs en maternelle en début de cycle 1, il est recommandé de commencer par des comparaisons de taille, en proposant des situations d’apprentissage progressives.
Exemples d'activités
- Activités de tri: Mettez à disposition des enfants une collection d’objets de même nature et de deux tailles différentes (par exemple, des figurines d’animaux). Demandez-leur de les « ranger ». Repérez les élèves qui ont fait le choix de classer selon la taille des objets. Appuyez-vous sur ces réponses pour établir un temps de langage durant lequel ils expliquent leur démarche et les critères qu’ils ont choisis pour trier les objets. Profitez de ce moment pour introduire le lexique relatif à l’activité et à l’apprentissage des grandeurs en maternelle (trier, classer, petit, moyen, grand, taille, etc.). Pour aider les élèves, disposez deux bacs vides dans lesquels ils doivent ranger les objets. Pour complexifier l’activité, proposez des objets de trois tailles différentes.
- Activités Montessori: Le matériel Montessori, pratiqué en autonomie, permet d’induire des connaissances relatives aux grandeurs en maternelle dès la petite section. La tour d’équilibre rose ou encore les cylindres à emboîter sont des jeux de manipulation permettant une première approche des comparaisons de grandeurs.
Il est important de noter que les objets ou représentations soumis à la comparaison et au tri en petite, moyenne et grande sections doivent être de même nature. Comparer deux objets différents s’appuie sur l’observation de caractéristiques distinctes, ce qui ne permet pas de construire les connaissances requises pour l’apprentissage des grandeurs en maternelle.
Moyenne Section : Trier, Classer, Ranger
En moyenne section de maternelle, vous pouvez poursuivre des exercices de classement plus complexes pour travailler les compétences autour des grandeurs en maternelle. Une fois que les élèves sont à l’aise avec la différenciation des objets et leur rangement selon un critère de taille, introduisez des jeux pour consolider leurs connaissances.
Exemples d'activités
- Activités de classement petit, moyen, grand: Demandez à vos élèves de ranger 3 objets de même nature, mais de tailles différentes. Le critère de petit, moyen, grand n’est pas donné à l’avance. Les enfants doivent le trouver d’eux-mêmes pour pérenniser la compétence et donner du sens à l’apprentissage. Comme pour les activités de tri en petite section, prévoyez un temps de langage pour que les élèves expliquent leur démarche. Fournissez-leur le vocabulaire adéquat (petit, moyen, grand, plus petit que, plus grand que, du plus petit au grand, du plus grand au plus petit, etc.).
- Comparaison de contenances: Adaptez cette activité pour aborder des problèmes de comparaison de contenances. Utilisez des bouteilles d’eau remplies, à différents niveaux, de liquides colorés. En les plaçant les uns à côté des autres, les élèves répondent à la question « Quelle est la bouteille la plus remplie ? ».
- Jeux de révision: Un exemple est la bataille des longueurs. Fabriquez un jeu de cartes présentant 5 objets communs de la classe (crayons, ciseaux, pinceaux, etc.) dans 4 tailles différentes. Les 20 cartes sont mélangées et distribuées équitablement entre deux élèves qui les tiennent face cachée. Les enfants jouent au jeu de la bataille en dévoilant une carte à chaque tour. Celui qui a l’objet le plus grand remporte les 2 cartes. Le gagnant est celui qui a obtenu le plus de cartes à la fin du jeu. En fin de moyenne section, vous pouvez matérialiser une graduation sur les cartes avec des pointillés à chaque centimètre et les nombres correspondants. Il s’agit d’un premier repère visuel, le mot et la notion de centimètres ne sont pas introduits.
Grande Section : Découvrir les Outils de Mesure
En grande section, les activités pour apprendre à trier et classer des grandeurs en maternelle ne font plus uniquement appel à la perception visuelle. Il est important de demander aux élèves de comparer deux ou plusieurs objets, sans qu’ils puissent les mettre côte à côte. En proposant des situations problèmes dans lesquelles les enfants ne peuvent plus s’appuyer sur les stratégies mises en œuvre jusqu’alors, vous allez plus loin dans les connaissances et les démarches. Vous introduisez les limites de la comparaison directe pour différencier des grandeurs.
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Exemples d'activités
- Comparer des images de monuments: Montrez des images de monuments connus et demandez lequel est le plus grand. Dans un jeu de questions-réponses, vous orientez les élèves afin qu’ils comprennent que la photo ne permet pas de donner la hauteur exacte des bâtiments. Ils se rendent compte qu’il n’est pas non plus possible de les déplacer pour les comparer à l’œil nu.
- Mesure de la masse: Ce type de situation problème peut être décliné pour travailler sur la mesure de la masse par exemple. Dans ce cas, vous montrez des couples d’objets de poids différents et demandez aux élèves de dire lequel est le plus lourd.
En mettant vos élèves en réflexion, vous pouvez introduire l’intérêt des outils de mesure comme le mètre ou la balance. Montrez-en certains et procédez à des démonstrations de mesure de grandeurs.
- Construction collective d’un outil de mesure: Proposez une séquence sur la fabrication d’une toise. Elle sera utilisée pour mesurer les élèves et comparer leurs tailles. Commencez par une situation problématique du type « Comment comparer la taille de tous les élèves de l’école ? ». Les enfants constateront vite qu’il est difficile d’aligner un si grand nombre d’individus. Puisque vous les aurez préalablement familiarisés avec les instruments de mesure, ils proposeront l’utilisation d’un outil de référence.
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