Les Maths en Maternelle : Exemples Concrets pour Apprendre en S'amusant !

L'intégration des mathématiques dans la vie quotidienne des enfants dès la maternelle est un enjeu majeur pour leur développement cognitif et leur compréhension du monde qui les entoure. Cette approche, qui consiste à ancrer les apprentissages dans le réel, favorise l'acquisition de compétences solides et durables. Cet article explore différentes manières d'intégrer les mathématiques dans la vie maternelle, en s'appuyant sur des exemples concrets et des activités ludiques.

L'importance de l'ancrage dans la vie réelle dès le cycle 1

Dès le cycle 1, l'ancrage à la vie réelle est souligné, notamment à travers la manipulation et l'observation d'objets avant de passer vers l'abstraction. Au cycle 2, on ne cesse d'articuler le concret et l'abstrait. Observer et agir sur le réel, manipuler, expérimenter, toutes ces activités mènent à la représentation, qu'elle soit analogique (dessins, images, schématisations) ou symbolique, abstraite (nombres, concepts).

Identifier les mathématiques dans l'environnement

L'une des premières étapes consiste à aiguiser le regard des élèves sur le monde mathématique qui les entoure. Il s'agit, dans la classe, dans l'école ou dans le quartier, de prélever des éléments mathématiques qui serviront de support à la conception de problèmes. Par exemple, on peut proposer une collection de photos ayant un critère commun, chaque photo comportant un ou plusieurs éléments mathématiques selon la complexité de la tâche.

Utilisation de supports numériques

Les différentes activités proposées, de la maternelle au lycée, s’appuient sur des supports numériques (photos, vidéos, pages web) qui ne sauraient être que de simples illustrations. Il s’agit d’un projet interdisciplinaire en français et en mathématiques avec utilisation d’outils et de ressources numériques (ordinateur, tablette, appareil photo numérique, blog ou site d’école, logiciels photo, internet…).

Exemples d'activités mathématiques à partir de photos

L'usage de la photo est omniprésent dans le projet. Un panel d’images est d’ailleurs proposé sur le site afin de donner des pistes et des idées aux collègues intéressés. Cependant, il est important de comprendre que le projet repose avant tout sur une démarche : celle d’engager les élèves dans une observation fine de leur environnement afin d’y débusquer les notions mathématiques présentes dans le quotidien. La photo permet de garder une trace de cette observation et de la mettre en mémoire pour s’y référer par la suite lors de différentes activités. Il est indispensable de faire vivre aux élèves cette expérience de collecte. Des distorsions risquent d’apparaître sur la photo selon l’angle de prise de vue. C’est un obstacle qu’il faudra surmonter ou anticiper afin de ne pas déstabiliser les élèves.

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Voici quelques exemples d'activités mathématiques pouvant être réalisées à partir de photos :

Reconnaissance de formes géométriques : Dans chacune des 4 photos suivantes, trouve au moins un triangle. Compte le nombre de rectangles. Attention, il y en a bien plus que tu ne penses ! Sauras-tu trouver des parallèles ?
Dénombrement et quantités : J’ai mis deux lettres dans chaque boîte. La maîtresse a distribué un crayon à chacun des 5 élèves de notre groupe. Voici ce qu’il reste. J’ai déjà cueilli trois narcisses. Ce matin, il y avait 7 sachets de sardines en chocolat chez le chocolatier. Voici toutes les craies de la maîtresse. Elle en prête 3 au maître de la classe voisine.
Résolution de problèmes simples : Ai-je sorti la bonne quantité de verres, assiettes, couteaux et fourchettes ? Quel est le prix d’une boule de glace ? J’ai un billet de 5 euros et je veux acheter une boule. Nous sommes 9 à table. Si je partage toutes les pièces de ce serpent entre deux enfants. J’ai besoin de 7 œufs pour faire un flan. J’ai utilisé trois sachets de thé aujourd’hui et voici ce qu’il me reste. J’ai 5 pommes en tout. Je donne un billet de 5€ au boulanger.
Comparaison et ordre de grandeur : J’ai 3 briques de lego de plus que mon frère. Est-ce que devant ta maison ou au bas de ton immeuble il y a aussi un numéro comme celui-ci ? Quel est-il ? A quoi sert-il ?
Calculs et opérations : Le maître a pris deux sachets de thé et voici ce qu’il reste. Dans chaque carton, il y a 4 boîtes « Atelier du cinéma ». Combien y en a-t-il en tout ici ? Combien me faudrait-il de cartons pour ranger 8 boîtes ? 16 boîtes ?

Création d'énoncés de problèmes à partir de supports visuels

Une autre activité intéressante consiste à imaginer et concevoir des situations problèmes à partir de photos prises dans l’environnement proche des élèves. L’élève rédige un problème dont une donnée mathématique est présente sur le support (ne pas l’indiquer dans l’énoncé selon le niveau de traitement demandé). L’élève rédige un énoncé dont une donnée est présente sur le support (ne pas l’indiquer dans l’énoncé). On peut inviter les élèves à rédiger le plus possible d’énoncés, de natures différentes, à partir d’une même photo. Au fil des activités de ce type, des échanges au sein de groupe ou en classe entière permettent de développer progressivement la créativité des élèves.

Exploitation de documents numériques authentiques

Les élèves sont de plus en plus confrontés à des documents numériques. Un de nos rôles est de les initier à la lecture de ces supports, demandant des compétences bien plus complexes que celles qu’exercerait un élève sur une simple page de livre ; l’organisation des informations, l’interactivité, la présence de médias divers, les hyperliens… La lecture d’énoncés de problème passe par une phase de lecture/compréhension et de prélèvement des données nécessaires à la résolution. Résoudre un problème dont une ou des données mathématiques sont contenues dans un document numérique authentique. Créer un énoncé de problème à partir des informations mathématiques prélevées.

Proportionnalité et affichages tarifaires

Les affichages tarifaires offrent de nombreuses situations qui permettent de s’interroger sur la proportionnalité. Identifier une situation de proportionnalité entre deux grandeurs. Reconnaitre et résoudre des problèmes relevant de la proportionnalité en utilisant une procédure adaptée. Prélever des données numériques à partir de supports variés. À partir d’une situation, identifiez si la relation entre les prix affichés relève de la proportionnalité.

Par petits groupes de trois élèves, on proposera quatre photos, dont deux relevant d’une situation de proportionnalité. Les élèves devront les classer en deux catégories. On construira avec les élèves une méthodologie pour identifier si une situation est proportionnelle ou non. On s’appuiera sur des exemples de la vie courante concernant les prix.

Exemples:

Quel est le prix au litre si j’achète du jus d’orange par 25 cl ou 50 cl ?
Si j’achète 5 barquettes, la cinquième est à moitié prix. Si j’en achète 20, on m’en offre trois.
Combien vais-je payer si j’achète 3 barquettes ?
Combien vais-je payer si je reste 34 minutes ? 3h ?
Quel volume d’essence je peux mettre avec 40€ ? Avec 50€ ?
Est-ce qu’avec 10€ je peux acheter tous les pains aux olives ?

Grandeurs et mesures

Le support comporte une mesure avec ou sans son unité. Il s’agit de donner du sens aux unités et évaluer des ordres de grandeur à partir d’une situation réelle.

Exemples:

Chamonix Mont-Blanc se trouve à une altitude de 995 mètres.
J’ai fait 176 km depuis que je suis parti.
Cette tour mesure 24,3 cm.
J’ai 12 kilos de linge à laver. Quelle est la meilleure solution ? Attention, une dose de lessive est nécessaire pour chaque lavage !

Résolution de problèmes : une démarche progressive

Pendant cette période, je suis allée souvent en maternelle. C’est bien, car cela manquait à mon répertoire d’action. En particulier, j’ai travaillé sur des problèmes. Voilà ce que j’ai proposé aux collègues, et je suis contente de la mise en oeuvre.

Étape 1 : je demande aux enfants de décrire, le plus précisément possible, ce qu’ils voient. En général, ils font émerger le vocabulaire nécessaire, et aussi du vocabulaire qui n’est pas bien adapté, ce qui est tout aussi intéressant. Ils évoquent beaucoup les couleurs, et, surtout, ils inventent et brodent. Et ça, c’est la première partie de mon travail, en termes d’objectifs : leur faire comprendre que nous allons faire des mathématiques, inventer des consignes que nous proposerons à la classe d’à côté, et que pour ça, il va falloir être explicite. Cette étape ressemble à une usine à gaz. Ca patine, on avance, on régresse, on réavance, on formule, reformule et re-reformule les contraintes et les objectifs, et au final ça marche et l’enseignant et moi sommes tout heureux. Mais ça prend un temps vraiment important, en tout cas pour qui n’est pas habitué aux classes de cycle 1. Ce n’est à mon avis pas du tout du temps perdu : les échanges, s’ils ne sont pas uniquement mathématiques, portent justement sur le langage, les interactions entre les enfants, sur les normes scolaires et sur ce que sont les mathématiques, et tout ça est utile et nécessaire.
Étape 2 : les enfants proposent des consignes. S’ils n’ont pas d’inspiration ou n’osent pas, on peut en proposer, nous les grands, avec des consignes valides et d’autres invalides. Cela libère bien la parole. Et ensuite, une fois les propositions listées, on catégorise. Qu’est-ce qu’on garde, qu’est-ce qu’on remise ? Qu’est-ce qui correspond à un problème de maths ? Parfois une proposition de consigne donne un problème sans solution, ou à multiples solutions.
Étape 3 : une fois les problèmes choisis, on les résout. Par groupe, en général, après une phase de recherche individuelle.
Étape 4 : c’est presque terminé : les problèmes sont construits, formulés, résolus. On les hiérarchise, du plus simple au plus complexe. Les enfants ne sont pas toujours d’accord entre eux, mais surtout ils me font comprendre ce qu’ils ressentent comme difficile.
Étape 5 : on apporte nos problèmes aux copains. Ils les résoudront eux-mêmes, et nous renverront leurs solutions, et leurs commentaires. Puis nous nous rassemblerons, pour synthétiser, et réfléchir encore une fois aux deux questions : c’est quoi faire des mathématiques ?

Outils et ressources pour les enseignants

Plusieurs outils sont mis à la disposition des enseignants afin de les aider à trouver des pistes d’activités, des photos, des problèmes, des ressources, des idées… directement appropriables afin de se lancer. Nous proposons tous les ans des défis dans le cadre de la semaine des mathématiques, en lien avec le dispositif.

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L’une permettant de réaliser des activités de catégorisations : tri de photo, rotation, agrandissement, annotation, réalisation de groupements…
Sur une progression, basée sur une typologie de problèmes claire et simplifiée, afin de développer des analogies et des automatismes chez les élèves.
Sur un outil de modélisation simple et universel, support à la verbalisation.
Sur de nombreux outils et adaptations permettant de favoriser l’inclusion, mettre en place des différenciations et développer l’autonomie des élèves.

Notre banque collaborative vise à outiller les enseignants dans l’enseignement des mathématiques et notamment la résolution de problèmes. Aider les enseignants à structurer l’enseignement de la résolution de problèmes ; fournir des photos catégorisées supports à des activités mathématiques ; fournir des problèmes et photo-problèmes classés selon une typologie ; fournir des outils d’édition et de vidéoprojection pour utiliser avec les élèves les contenus. Le classement des problèmes a été réalisé selon notre typologie.

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Les maths en maternelle : Exemples et applications concrètes