Dans cet article, Sylvain ETIENNE (sylvain-julien.etienne@ac-nice.fr) professeur de Mathématiques au Collège de l’Eganaude à Biot (Alpes-Maritimes), vous propose une sélection de matériel de manipulation pour appuyer des concepts mathématiques.
Le matériel de manipulation doit être réfléchi en équipe, si possible depuis le CP jusqu’à la 3e et même au-delà. La manipulation peut se faire dans un ou plusieurs des modes énactif, imagé ou symbolique.
Tous les élèves n’ont pas besoin de passer par du matériel pour abstraire.

 

Liste de matériel

Cubes emboîtables 

  • Intérêt : résolution de problèmes du cycle 2 au cycle 4
  • Grandeur utilisée : longueur
  • Un point de vigilance : tous les modèles ne sont pas de la même qualité et n’ont pas non plus la même facilité d’emboîtement. Privilégier des cubes de 2 cm d’arête.
  • Budget à prévoir : environ 15 € pour 100 cubes et il est recommandé de disposer de 600 cubes pour une classe (15×40).

Réglettes Cuisenaire

  • Intérêt : résolution de problèmes du cycle 2 au cycle 4 ; fractions.
  • Grandeur utilisée : longueur
  • Attention à bien prendre des réglettes lisses pour le côté continu. On pourra prendre comme unité la réglette de 4 par exemple pour changer de paradigme.
  • Budget à prévoir : environ 33 € pour 1 boîte de 300 réglettes pour une demi-classe (voire tiers-classe).

Jetons bicolores

  • Intérêt : nombres relatifs au cycle 4 ; pattern tous niveaux.
  • Grandeur utilisée : couleur et aire
  • Le côté bicolore des jetons est particulièrement intéressant pour travailler sur les nombres relatifs.
  • Budget à prévoir : environ 2,5 € pour 50 jetons pour 4 élèves. Prévoir donc environ 400 jetons pour une classe.

Tuiles algébriques

  • Intérêt : nombres relatifs au cycle 4 ; algèbre au cycle 4.
  • Grandeur utilisée : longueur, aire et couleur.
  • Les Tuiles algébriques ne sont pas disponibles dans le commerce. On peut les imprimer et les plastifier ou alors les fabriquer en FabLab par découpeuse laser (sources à demander par mail : sylvain-julien.etienne@ac-nice.fr)
  • Budget à prévoir pour une fabrication en FabLab : environ 25 € de matériaux pour une classe + main d’œuvre (8 h de découpe pour une classe). Environ 75 € au Fablab de Sophia.

Matériel de base 10

  • Intérêt : système décimal du cycle 2 au cycle 4 ; conversions ; puissances de 10.
  • Grandeur utilisée : longueur, aire, volume. (Il vaut mieux éviter la couleur si possible)
  • Matériel plutôt présent en école, peut être utilisé en démonstration pour raviver des représentations mentales. Un changement de paradigme est à effectuer en posant la plaque comme unité par exemple pour avoir des centièmes (ce qui pose souci par rapport à la couleur).
  • Budget à prévoir : Environ 13 € pour un jeu. Prévoir 1 jeu par groupe de 4, soit 8 jeux par classe.

Abaque

  • Intérêt : sens des opérations et calculs du Cycle 2 au Cycle 3 (dont 6e).
  • Grandeur utilisée : longueur.
  • Utile notamment pour la soustraction, le matériel impose plutôt la méthode par cassage. Possibilité de rajouter plusieurs blocs de 3, permettant d’agrandir la taille du nombre, avec des décimaux non-entiers aussi.
  • Budget à prévoir : environ 10 € par jeu. Prévoir 1 jeu par groupe de 4, soit 8 jeux par classe.

Corde

  • Utilisation pour périmètre ; corde à 12 intervalles ; fractions du cycle 2 au cycle 4.
  • Grandeur utilisée : longueur.
  • Attention à l’épaisseur de la Corde qui ne convient pas à toutes les activités.
  • Budget à prévoir : environ 3 € l’unité. Prévoir 1 jeu par groupe de 4, soit 8 jeux par classe.

Géoplan

  • Intérêt : géométrie au cycle 2 et au cycle 3 (éventuellement cycle 4)
  • Certains sont transparents, d’autres non. L’intérêt du transparent, c’est de pouvoir auto-valider une situation.
  • Budget à prévoir : environ 20 € pour 8 jeux. Prévoir 16 jeux pour une classe

Solides décomposés

  • Intérêt : géométrie 3D ; patron du cycle 2 au cycle 4.
  • Grandeur utilisée : volume et aire.
  • Il existe des petits modèles en bois plein pour l’utilisation de solides. Pour les volumes, il peut être intéressant d’avoir des solides creux, ce qui permet de transvaser de l’eau.
  • Budget à prévoir : environ 40 € le jeux. Prévoir 4 jeux pour 1 classe.

Pattern blocks

  • Intérêt : fraction ; patron ; construction figure plane ; pattern du cycle 2 au cycle 4.
  • Grandeur utilisée : aire.
  • Il existe des versions translucides qui permettent de voir à travers.
  • Budget à prévoir : environ 40 €. Prévoir 2 à 4 jeux pour 1 classe.

Dés

  • Intérêt : calculs de probabilité du cycle 2 au cycle 4.
  • Budget à prévoir : quelques euros.

Boulier

  • Intérêt : calculs au cycle 2 et au cycle 3.
  • Prendre la version avec quine, plus réduite et plus intéressante d’un point de vue didactique.
  • Budget à prévoir : environ 10 € par jeu. Prévoir 8 jeux pour 1 classe.

Tangram

  • Intérêt : géométrie et fractions du cycle 2 au cycle 3.
  • Grandeur utilisée : aire
  • Les pièces du tangram ont des aires en relation simple.
  • Budget à prévoir : environ 4 € pour 4 tangrams. Prévoir 4 jeux pour 1 classe.

Autres matériels

Visualiseur

  • Permet de projeter la manipulation d’un élève ou du professeur.
  • Budget à prévoir : éviter les premiers prix…Environ 100 €.

Sacs en coton

  • Permet de contenir les objets qui peuvent être plus individuels, ou pour 2 ou pour 4 élèves.

Set de table

  • Magnétique d’un côté et effaçable de l’autre pour permettre d’écrire au Velléda, à placer sur plusieurs tables pour éviter que le matériel ne tombe.
  • Budget à prévoir : environ 70 € pour 10 grands sets 40 cm × 60 cm. Privilégier un grand rouleau et le découper manuellement.

Quelques concepteurs et sites marchands

Quelques ressources d’utilisation