Introduction

L'apprentissage des nombres est une étape fondamentale dans le développement des compétences mathématiques des enfants. À l'école maternelle, les nouveaux programmes mettent particulièrement l'accent sur la stabilisation de la connaissance des petits nombres, notamment la construction des quantités jusqu'à dix. Composer et décomposer les nombres sont des exercices essentiels pour aider les enfants à comprendre la structure des nombres et à développer leur pensée mathématique. Cet article explore en profondeur les différentes approches et activités pour enseigner la composition et la décomposition des nombres en maternelle, en s'appuyant sur des exemples concrets et des outils pédagogiques éprouvés.

Importance de la Composition et Décomposition des Nombres

La stabilisation de la notion de quantité, comme par exemple trois, est la capacité à donner, montrer, évaluer ou prendre un, deux ou trois, et à composer et décomposer deux et trois. L’itération de l’unité (trois c’est deux et encore un) se construit progressivement, et pour chaque nombre. Quantifier des collections jusqu’à dix au moins; les composer et les décomposer par manipulations effectives puis mentales. Dire la suite des nombres jusqu’à trente.

Le travail sur la notion de quantité est essentiel pour comprendre les notions mathématiques et réfléchir sur les quantités pour les utiliser. Ces notions devront être reprises en GS afin des les consolider et de continuer de progresser.

Définitions Clés

  • Composition des nombres: Processus consistant à combiner deux ou plusieurs nombres pour en former un autre (ex: 2 + 3 = 5).
  • Décomposition des nombres: Processus consistant à séparer un nombre en deux ou plusieurs parties (ex: 5 = 2 + 3).

Objectifs Pédagogiques

  • Comprendre la structure des nombres: Les enfants apprennent que chaque nombre peut être formé de différentes manières.
  • Développer le sens du nombre: Les activités de composition et de décomposition aident les enfants à visualiser et à manipuler les quantités.
  • Préparer aux opérations arithmétiques: Ces compétences sont essentielles pour l'addition et la soustraction.
  • Encourager la flexibilité mentale: Les enfants apprennent à penser aux nombres de différentes manières, ce qui favorise la résolution de problèmes.

Approches Pédagogiques et Activités

Manipulation et Expérimentation

La manipulation est au cœur de l'apprentissage des nombres en maternelle. Les enfants doivent avoir la possibilité de manipuler des objets concrets pour comprendre les concepts de composition et de décomposition.

Utilisation d'Objets Concrets

  • Pions et jetons: Les enfants placent des pions dans des compartiments pour trouver toutes les façons de faire un nombre donné. Ils dessinent ensuite ce qu’ils ont trouvé.
  • Boîtes à compartiments: Utiliser des boîtes avec deux compartiments pour décomposer un nombre en deux parties. Par exemple, pour décomposer le nombre 4, les enfants répartissent 4 cubes dans les deux compartiments et trouvent toutes les possibilités (0+4, 1+3, 2+2, 3+1, 4+0).
  • Réglettes: Demander aux élèves de trouver d’autres réglettes qui sont de la même longueur lorsqu’elles sont placées côte à côte (p. ex., 2 réglettes rouges). Attribuer une valeur numérique aux combinaisons.
  • Matériel de tous les jours: Boutons, billes,Legos, coquillages, etc.

Exemples d'Activités

  1. La Boîte à Décompositions:

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    • Matériel: Une boîte avec un certain nombre d'objets (ex: 5 billes).
    • Déroulement: L'enfant prend une poignée de billes et les divise en deux groupes. Il compte ensuite le nombre de billes dans chaque groupe et exprime la décomposition (ex: 5 = 2 + 3).
  2. Les Tours de Cubes:

    • Matériel: Des cubes de différentes couleurs.
    • Déroulement: L'enfant construit une tour avec un nombre donné de cubes (ex: 6 cubes). Ensuite, il sépare la tour en deux parties de couleurs différentes et exprime la décomposition (ex: 6 = 4 + 2).
  3. Les Cartes à Points:

    • Matériel: Des cartes avec des points disposés de différentes manières.
    • Déroulement: L'enfant observe une carte et doit trouver différentes façons de décomposer le nombre total de points (ex: une carte avec 5 points peut être décomposée en 2 + 3 ou 1 + 4).

Jeux et Activités Ludiques

Les jeux sont un excellent moyen de rendre l'apprentissage des nombres amusant et motivant. Ils permettent aux enfants de pratiquer la composition et la décomposition de manière interactive et engageante.

Exemples de Jeux

  1. Le Jeu de la Main:

    • Déroulement: Chaque enfant lève un certain nombre de doigts et demande à l’enseignant le nombre de « bonnets » nécessaires pour habiller les doigts levés. La situation peut se prolonger en donnant à chaque enfant une feuille sur laquelle est dessinée une main d’enfant dont tous les doigts sont levés et des gommettes représentent les bonnets. Quand un enfant a obtenu les bonnets correspondants à ses doigts levés, il colle le même nombre de gommettes sur les doigts du gabarit.
  2. Le Chemin des Nombres:

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    • Matériel: Posters colorés, cartes-questions variées, jetons en bois et ardoises effaçables.
    • Déroulement: Les élèves manipulent le matériel pour comprendre la composition et la décomposition des nombres jusqu’à 10. Le jeu favorise l’autonomie, la coopération et la verbalisation des stratégies entre pairs.
    • Objectifs: Composer et décomposer les nombres jusqu’à 10, maîtriser les compléments numériques, développer l’autonomie et la coopération.
  3. Le Jeu des Cartes:

    • Matériel: L’enseignant choisit le nombre cible (10 par exemple) et 6 cartes chiffres.
    • Déroulement: Pour gagner, il faut atteindre 10 en sélectionnant les chiffres écrits sur deux cartes. Règle modifiable pour travailler les décompositions d’autres nombres.
  4. Les Animaux de la Ferme:

    • Matériel: Boîte à chaussures recouverte de feuilles imprimées, figurines d'animaux, jetons représentant des poules, cartes vertes.
    • Déroulement: Les animaux de la ferme dorment dans la ferme où ils ont chacun leur lit. Les enfants répartissent les animaux (jetons) dans la ferme (boîte) et trouvent toutes les configurations possibles.
    • Objectifs: Décomposer les nombres en utilisant un scénario ludique et motivant.

Représentations Visuelles et Symboliques

Il est important de faire le lien entre les manipulations concrètes et les représentations visuelles et symboliques des nombres. Cela aide les enfants à conceptualiser les nombres et à développer une compréhension plus abstraite.

Utilisation de Supports Visuels

  • Affiches et tableaux: Afficher des affiches avec les différentes décompositions possibles des nombres.
  • Maisons des nombres: Préparer des maisons des nombres de 1 à 10 pour la phase finale d’institutionnalisation. Compléter les maisons des nombres en échangeant sur les résultats obtenus et en validant les différentes écritures de chacun des nombres à étudier selon le niveau.
  • Dessins et schémas: Encourager les enfants à dessiner ou à schématiser les décompositions qu'ils ont trouvées.
  • Fiches d'exercices: Proposer des fiches d'exercices de réinvestissement pour les nombres 5 et 10, avec ou sans l'écriture additive à compléter.

Intégration du Langage

Associer la pratique du langage aux activités mathématiques est essentiel pour aider les enfants à verbaliser leurs stratégies et à renforcer leur compréhension.

Encourager la Verbalisation

  • Poser des questions: Inciter les enfants à expliquer comment ils ont trouvé les différentes décompositions.
  • Utiliser un vocabulaire précis: Introduire et utiliser un vocabulaire mathématique approprié (ex: "plus", "égal", "décomposer", "composer").
  • Raconter des histoires: Créer des histoires mettant en scène des situations de composition et de décomposition.

Différenciation Pédagogique

Il est important d'adapter les activités aux besoins et aux niveaux de chaque enfant. Certains enfants peuvent avoir besoin de plus de soutien, tandis que d'autres peuvent être prêts à relever des défis plus complexes.

Lire aussi: Mathématiques amusantes avec la boîte à décomposer

Adapter les Activités

  • Proposer des niveaux de difficulté différents: Offrir des activités avec des nombres plus petits ou plus grands, en fonction des compétences de chaque enfant.
  • Utiliser différents supports: Proposer des manipulations concrètes, des jeux, des dessins, des fiches d'exercices, etc.
  • Offrir un soutien individualisé: Accompagner les enfants qui ont des difficultés et les encourager à persévérer.

Exemples Concrets d'Activités en Classe

Séance sur la Décomposition du Nombre 5

  1. Introduction:

    • Regrouper les élèves face au tableau.
    • Expliquer l'objectif de la séance: trouver toutes les façons de faire 5.
  2. Manipulation:

    • Distribuer des pions et des boîtes à compartiments.
    • Demander aux élèves de placer les pions dans les compartiments pour trouver toutes les décompositions possibles de 5.
  3. Représentation:

    • Demander aux élèves de dessiner ce qu'ils ont trouvé.
    • Photographier le tableau pour garder une trace de la séance.
  4. Institutionnalisation:

    • Créer une affiche collective avec toutes les décompositions de 5.
    • Afficher l'affiche sur le mur de la classe réservé à la connaissance des nombres.

Activités Quotidiennes

  • Le Rituel de la Présence: Chaque jour, demander aux enfants de décomposer le nombre total d'élèves présents en filles et garçons.
  • Les Collation: Demander aux enfants de décomposer le nombre de fruits dans une corbeille en différentes sortes de fruits.
  • Les Jeux de Cour: Organiser des jeux où les enfants doivent former des groupes avec un nombre donné d'enfants.

Ressources Pédagogiques

De nombreuses ressources pédagogiques sont disponibles pour aider les enseignants à mettre en place des activités de composition et de décomposition des nombres en maternelle.

Livres et Manuels

  • "Maths à grands pas pour les PS-MS" chez Retz (existe aussi pour les GS).
  • "Vers les maths Grande Section".

Jeux Pédagogiques

  • Le chemin des nombres (jeu pédagogique spécialement conçu pour les classes de maternelle MS/GS).

Matériel à Fabriquer Soi-Même

  • Boîtes à compartiments avec des objets à manipuler.
  • Cartes à points.
  • Affiches avec les décompositions des nombres.
  • Maisons des nombres.

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