Découvrez Comment la Construction du Nombre en Maternelle Révolutionne l'Apprentissage des Tout-Petits !

L'apprentissage des nombres est une étape fondamentale dans le développement cognitif des jeunes enfants. À l'école maternelle, cet apprentissage se fait de manière progressive et ludique, en tenant compte des étapes de développement de l'enfant et des dernières découvertes en neurosciences cognitives. Cet article explore les différentes étapes de la construction du nombre à la maternelle, en mettant l'accent sur les activités et les outils pédagogiques qui favorisent cet apprentissage.

Introduction

Depuis plusieurs années, les recherches en neurosciences cognitives ont permis d’améliorer nos connaissances sur le cerveau et sa façon de fonctionner. Grâce aux nouvelles découvertes réalisées, mais également aux recherches pour évaluer l’efficacité des méthodes d’enseignement existantes, la pratique pédagogique a évolué dans tous les domaines académiques et c’est bien sûr également le cas pour la didactique des mathématiques. Dans cet article, nous allons aborder l’apprentissage et donc l’enseignement des nombres et en particulier du dénombrement chez les jeunes enfants (de 4 à 6 ans environ). Dès la crèche, les jeunes enfants sont en contact de manière informelle avec les mathématiques et la logique. Mais ce n’est qu’à partir de la maternelle qu’un apprentissage plus formel débutera. La construction du nombre peut être commencée dès la petite section de maternelle (vers 3 ans) à travers des jeux et des comptines.

Les Fondements de la Construction du Nombre

Dénombrement et Cardinalité

Dénombrer une collection d’objets, c’est associer un nombre à la quantité représentée par cette collection. Par exemple, on me présente un lot de 5 poissons, je suis capable de dire qu’il y en a 5. Pour dénombrer une collection d’objets, l’enfant doit être capable de synchroniser la récitation de la suite des mots-nombres avec le pointage des objets à dénombrer.

Selon Rémi Brissiaud, chercheur au Laboratoire Paragraphe et membre du conseil scientifique de l’AGEEM, « il faut considérer que le comptage-dénombrement est une stratégie de composition-décomposition : il consiste à composer des unités afin de former successivement de nouvelles quantités (composition) de sorte que le nom de chacune d’elles puisse être reconnu comme celui de la quantité égale à la précédente + 1 (décomposition).

Le Subitizing : Reconnaissance Immédiate des Quantités

Qu’est-ce qui se cache derrière ce nom étrange de subitizing naturel ? C’est la capacité naturelle à percevoir quasi instantanément de petites quantités (de 1 à 3 ou 4), et ce, quelle que soit la configuration que prennent les objets de la collection. Ainsi, l’enfant voit 3 objets et il est capable de dire immédiatement qu’il y en a 3. Le subitizing par acquisition correspond quant à lui à la perception quasi instantanée (sans comptage) et sure de petites quantités (jusqu’à 6) d’objets disposés dans une configuration particulière au sein d’une collection. C’est un processus basé sur la reconnaissance de patterns familiers grâce à des expositions répétées.

Importance de la Mémoire et de l'Attention Spatiale

La construction du nombre sollicite également la mémoire et l’attention spatiale. L’enfant doit être vigilant à bien distinguer les éléments déjà traités de ceux qui ne l’ont pas encore été.

Étapes Clés de l'Apprentissage des Nombres à la Maternelle

Acquisition des Premiers Chiffres

On privilégiera dans un premier temps l’acquisition des 3 premiers chiffres, puis des 5 premiers chiffres. Une fois la composition et recomposition de nombres acquise avec du matériel concret, vous pouvez passer à l’étape suivante qui est l’utilisation d’images du nombre plutôt que d’objets comme dans le jeu éducatif La balance à nombres.

Composition et Décomposition des Nombres

Comprendre un nombre donné, c’est savoir comment il est composé en nombres plus petits que lui et savoir l’utiliser pour en composer de plus grands. Pour faciliter cet apprentissage, il existe plusieurs méthodes complémentaires. Vous pouvez par exemple offrir un support concret au raisonnement de l’enfant. En manipulant du matériel concret tel que des cubes, des compteurs ou des jetons, il pourra plus facilement comprendre par exemple que 4 = 2 + 2 = 3 + 1. Ici, le nombre 7 est représenté de 2 manières différentes en respectant la règle de 3 groupes maximum composés de 3 unités maximum.

Varier le Matériel et les Situations d'Apprentissage

Nous l’avons vu, il est important de varier le matériel utilisé et les situations d’apprentissage afin que l’enfant puisse faire évoluer son raisonnement.

Outils et Activités Pédagogiques

Matériel de Manipulation

Les cubes mathlink: Un moyen interactif et visuel pour appréhender les mathématiques. Permet d’enseigner tout un éventail de concepts : numération, opération, suites logiques, formes géométriques… Chacun des cubes peut être encastré sur les 6 côtés. Totalement silencieux. 100 cubes dim. 2 cm de couleurs différentes.
Atelier couleurs et numération: 4 dés en plastique à personnaliser avec 24 autocollants représentant soit des couleurs (bleu, rouge, vert, jaune, orange et rose), soit les signes des différentes opérations (+ et -) soit les quantités de 1 à 6 représentées en points ou en chiffres. Livré avec 300 jetons de couleurs (diam. 3 cm). Dim. dés 3,5 cm. Diam. autocollants 2,3 cm.
Barres rouges et bleues Montessori: Ces barres en bois permettent d’appréhender le début des mathématiques avec la méthode Montessori. Avec ces barres peintes en alternance en rouge et en bleu, les enfants pourront matérialiser les unités et surmonter la difficulté de la numération. Long. de 2,5 cm à 25 cm. Haut. 1 cm. Contient 1 plateau + 1 couvercle + 20 pièces.
Les chiffres rugueux: Apprendre à compter est un réel plaisir avec ce coffret présentant une approche tactile et interactive. 10 chiffres rugueux à tracer, 20 cartes illustrées. Dim. 15 x 10 cm. Livré avec un guide pédagogique riche en conseils.
Coffret réglettes des nombres: Cette boite de 86 réglettes est un matériel de manipulation et d’apprentissage de la numération. Les barres de couleurs facilitent la perception, la construction et la mémorisation des nombres. Utilisable avec la règle des nombres vendue séparément. En plastique. Contient 1 plateau + 1 notice. Dim. plateau 10 x 10 cm.
Coffret bâtonnets de calcul: Une méthode classique pour aider à la représentation des nombres. Permet de visualiser les quantités, de faciliter la compréhension des opérations et d’appréhender les notions de dizaines et d’unités. Coffret en bois avec 300 cubes et bâtonnets de différentes tailles et couleurs. Dim. de 1 à 10 cm.
Mon jardin de légumes: Ce kit ludique permet d’aborder les notions de caractéristiques, de tri et de classement tout en se familiarisant avec les premiers calculs. En plastique. Livré avec 5 paniers, 25 légumes, 10 cartes recto-verso, 5 supports de jeu et 1 plateau en mousse dim. 27,7 x 19,2 cm.
Le boulier en bois: Un boulier en bois tout simple, mais efficace pour aider à compter. Sa taille modeste permet de l’emporter partout avec soi. Base stable. Dim. 17 x 17 cm.

Jeux Éducatifs

Jeu de la marchande: On passe commande à la marchande qui doit apporter le nombre d’objets commandés.
Jeu du chien tacheté: Tournez la flèche et choisissez un chien ayant le nombre de tâches indiqué par la roue. Au dos de chaque carte chien, se trouvent des os. Le but à la fin est d’avoir le plus d’os. Permet de travailler l’apprentissage des chiffres de 1 à 6 et la discrimination visuelle. Contient 1 roue + 24 cartes rigides de 7,6 cm x 5,5 cm. De 2 à 4 joueurs.
La balance à nombres: Cette drôle de balance permet d’aborder les équivalences de quantité, les additions et les soustractions de manière amusante. Placez de chaque côté du singe des bananes « chiffres » et trouvez les équivalences. 7 = 3 + 4 : Bravo ! Multiples activités possibles. En plastique. Dim. 24 x 18 cm. 15 bananes.

Situations Pédagogiques Spécifiques

À l'école maternelle, les élèves rencontrent les nombres dans de nombreuses activités et situations de vie de la classe (jeux divers, utilisation d'objets, préparation de matériel, affichages, etc.). Ces usages donnent sens aux nombres et concourent à leur apprentissage, en le renforçant ou en le préparant, mais ne suffisent pas pour que les élèves construisent les compétences numériques visées par le programme. Dès la petite section et tout au long du cycle, des temps spécifiques d'enseignement doivent être organisés et planifiés quotidiennement, avec des objectifs précis, pour un apprentissage approfondi des nombres. Le jeu, essentiel au développement de l'enfant, est un appui pédagogiquement efficace et pertinent pour l'enseignement, notamment celui des nombres. En vue de l'acquisition d'un savoir précis, l'enseignant initie des jeux comportant des règles en lien avec les objectifs d'enseignement définis. Dans les phases de jeu, l'élève conserve sa liberté d'agir, de prendre des décisions, de faire ses essais, de construire sa propre expérience. L'usage en classe, en petits groupes, de jeux structurés faisant intervenir des nombres doit être quotidien : jeux avec des dés divers, jeux de lotos, de dominos, de bataille, jeux sur plateaux ou pistes numériques, etc. Les dés, notamment, sont des outils facilement adaptables aux objectifs visés : différents nombres peuvent être identifiés sur leurs faces, ainsi que différentes écritures des nombres (constellations, chiffres, doigts, etc.). Il est important de privilégier les jeux à deux dés (ou trois) plutôt qu'avec un seul dé, pour conduire les élèves à devoir ajouter les deux nombres. L'enseignant propose aussi très fréquemment aux élèves des situations problèmes dans lesquelles la réponse n'est pas d'emblée disponible : trouver une quantité donnée d'objets, le nombre nécessaire d'objets pour compléter une boîte dont le nombre de cases est donné ou connu (j'en veux 6 et pour l'instant j'en ai 2). L'activité donne lieu à des questionnements qui invitent à anticiper, choisir, décider, essayer, recommencer, se demander si la réponse obtenue convient et comment le vérifier. Ces situations d'apprentissages sont répétées autant que nécessaire, dans des contextes très variés, pour que les élèves, en particulier les plus jeunes, qui ne saisissent pas tout de suite l'ensemble des contraintes liées à une situation, puissent s'en emparer. La répétition des situations leur permet de mieux en comprendre les enjeux, d'y investir et réinvestir des procédures dont ils pourront éprouver l'efficacité. Les activités d'apprentissage proposées s'appuient sur un matériel varié (cubes, gobelets, boites, jetons, petites voitures, etc.). Il s'agit de situations réelles (jeux, situations élaborées par l'enseignant, situations tirées des activités de la classe) permettant la manipulation de quantités tangibles. Le dénombrement répété de collections d'objets physiques est essentiel pour la construction de la notion de nombre. Les activités quotidiennes d'apprentissage et d'entraînement qui y concourent ne sont pas compatibles avec un travail sur fiches, sur des dessins de collections.

Importance du Langage

La découverte du nombre et de ses utilisations est liée à la construction d'un langage oral et écrit précis qui contribue à structurer les connaissances et à les fixer en mémoire. La verbalisation par l'enseignant et par l'élève des actions réalisées et de leurs résultats constitue une aide importante à la prise de conscience des procédures utilisées et de leurs effets. L'enseignant est attentif à organiser les échanges oraux pour aider à structurer les apprentissages des élèves : il aide à décrire les situations, les relations, à justifier et commencer à argumenter ; il attire l'attention sur certaines procédures et connaissances utilisées en situation ; il introduit le vocabulaire spécifique (noms des nombres, adverbes de quantité) pour que les enfants se l'approprient et l'utilisent. L'usage des chiffres est une partie importante de la découverte du nombre. Il soutient l'élaboration de sa représentation mentale. Les premières écritures chiffrées des nombres sont introduites progressivement, en lien avec l'appropriation de la quantité correspondante et la résolution de situations concrètes. En ajoutant une contrainte d'éloignement dans l'espace et dans le temps dans l'organisation d'une situation, ou en demandant de transmettre une information sans parler, on rend nécessaire l'utilisation d'une trace écrite pour garder des informations en mémoire. Cet usage de l'écrit pour se souvenir est une découverte importante. L'enseignant aide à comprendre que la conservation de l'information de quantité passe par l'élaboration d'un code commun (les nombres) et mobilise rapidement cette connaissance. L'apprentissage de l'écriture chiffrée des nombres s'appuie sur la compréhension du sens de ce code commun. La progression de la capacité de lecture et d'écriture des nombres en chiffres s'organise sur l'ensemble du cycle, notamment à partir de quatre ans. Parallèlement, l'enseignant veille à ce que l'apprentissage du tracé des chiffres se fasse avec rigueur. À la fin de l'école maternelle, il est attendu des élèves qu'ils lisent, écrivent et ordonnent les nombres écrits en chiffres jusqu'à dix. L'apprentissage des nombres se poursuivra au début de l'école élémentaire en prenant appui sur ces compétences et ces savoirs acquis.

Différenciation et Évaluation

Les jeux, ateliers en groupe ou séances collectives permettent de repérer les progrès et les difficultés des élèves. Ces observations orientent la suite des activités et situations pédagogiques à leur proposer. L'enseignant planifie, régule et différencie les activités qu'il propose aux groupes d'élèves en variant notamment la taille des collections, le fait de pouvoir agir ou non sur les objets (les déplacer ou non), le fait d'avoir à anticiper la réponse lorsque les objets sont éloignés ou dissimulés. Ces variables importantes amènent progressivement les élèves à faire évoluer leurs procédures et à construire les savoirs attendus. Quand une évaluation individuelle s'avère nécessaire pour mieux cerner les besoins particuliers d'un élève, elle prend appui sur des collections d'objets et du matériel, concrets et manipulables. De manière générale, le travail sur fiches doit être exceptionnel. Il est notamment déconseillé d'utiliser des fiches pour une évaluation individuelle des compétences des élèves avant la grande section, certains d'entre eux pouvant être mis en difficulté parce que la situation est représentée et non vécue.

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La Construction du Nombre à l'École Maternelle : Étapes et Méthodes