Développer la compétence chercher et raisonner

En pleine réflexion sur la compétence chercher au travers des TAPI, j’ai mis en place un petit dispositif qui permet de déverrouiller quelques blocages et prendre confiance.

Le constat : face aux élèves bloqués dans des situations de problèmes, le procédé de questionner les élèves sur leurs démarches peut les débloquer sans pour autant les aider. En effet, on leur apporte un soutien, telle une béquille, mais on ne leur indique pas comment faire sans. Résultat notre présence auprès d’eux sera requise pour les futures tâches à prise d’initiatives.

De fait, la vrai problématique est de décomposer un problème en sous-problèmes, ainsi un élève saura une fois cela à quelle question il bloque, pourra solliciter l’enseignant en précisant son obstacle et même mieux, on peut espérer qu’il regarde dans son cours ce sur quoi il bloque.

Quand on a décomposé un problème en sous-problèmes, l’élève a déjà produit un raisonnement, il sait la démarche qu’il faut faire et même si dans ces sous questions, il ne sait plus comment faire, là le cours peut être un soutien fiable, bref, décomposer un problème en sous-problème est un pré-requis à l’autonomie de l’élève.

Mieux cette décomposition en sous-problèmes permet de constater un raisonnement que l’élève a produit, il permet donc d’évaluer en partie la compétence raisonner de l’élève.

Mais alors comment aider les élèves à décomposer le problème en sous-problème?

Tout simplement en n’y répondant pas! Mieux en le questionnant (le problème) !

Oui, en fait, ce que je propose à mes élèves c’est d’imaginer des questions sur une situation de problème. Tous les élèves peuvent se poser des questions, de la plus simple à la plus complexe. Et ce qu’il y a de bien, c’est que les questions simples sont aussi primordiales que les questions complexes. En effet les questions simples sont souvent un pré-requis pour répondre aux questions complexes, sans elles on ne peut pas.

Et cela permet aux élèves de fournir un raisonnement partiel quand il ne se pose pas toutes les bonnes questions, on peut aussi y répondre en admettant certaines données pour fournir une démonstration partielle.

Voilà un schéma correspondant à la démarche de résolution d’un problème d’ après moi.

En fait, dès que le raisonnement est mis en place, cela revient à un exercice guidé que l’on peut trouver dans des livres.

Donc comment les entraîner à ces questionnements? En l’intégrant des situations de problèmes a priori simples en activité flash et en donnant des situations de problème en vidéo (une vidéo qui suscite des questions sans pour autant donner la dite-question, j’en donnerai un exemple dans l’article)

I. Le dispositif en activité flash.

Voici quelques situations données en activité flash :

Ici, on peut attendre quel est le périmètre de la figure? son aire? Faire réfléchir aux élèves qu’on peut résoudre des problèmes de clôtures ou de recouvrement de terrain…

Ici, on peut attendre quel est le périmètre de la figure? son aire? Faire réfléchir aux élèves qu’on peut résoudre des problèmes de clôtures ou de recouvrement de terrain… Mais, il y a un bon mais, est-ce qu’on a affaire à un rectangle? Là est l’enjeu de la question primaire : Quelle est cette figure? Peut-on faire le choix de modéliser le problème pour y répondre, en intégrant que ça en est un ?

Ici, on peut se poser les mêmes questions, et aussi celle de tout simplement

Quel est la longueur du rectangle? On peut aussi imaginer des données, si on connaît le périmètre alors calculer la longueur manquante! Mettre les élèves en posture de lien entre les questions (je lie la question du périmètre et celle du côté manquant)

J’ai pour l’instant entraîner mes élèves de 6emes sur des schémas géométriques et pas encore sur des textes mais c’est prévu…

On va s’arrêter sur cette dernière dont j’ai pu récupérer l’ensemble des questions qui ont émergées sur deux de mes classes :

  • Quel est le périmètre de la figure?
  • Quelle est l’aire de la figure?
  • Quelle est la longueur d’un côté de la figure ?
  • Quelle est cette figure?
  • Quelles sont les longueurs des diagonales?
  • Les diagonales sont-elles perpendiculaires?
  • Quelle est la parallèle au segment [AB]?
  • Où se situe le point d’intersection des diagonales?
  • Que peut-on dire de (AC) par rapport à [BD]?

Une fois ce travail fait, on peut commencer à hiérarchiser les questions, pour cela il faut classer celle auxquelles on peut répondre directement et les autres.

Donc on identifie les manques et celles qui permettent d’apporter des précisions pour répondre à d’autres!

A partir de cela on constitue la chaîne de résolution des questions si elles existent.(désolé pas de photos)

La question est, est-ce que ce dispositif permet de travailler la résolution de problème concrètement?

Oui et ça m’a bluffé avec une classe qui bloquait lors de la démarche individuelle car les élèves ne s’étaient pas mis en posture de questionnement mais de résolution, la question de l’exercice les a bloqué dans la démarche de résolution, ils voulaient répondre à la grande question avant tout.

J’ai demandé aux élèves de poser des questions…et magie!

II. Le dispositif sur une tâche complexe.

Voici les questions qu’ils se sont posés !

Et la dernière question a émergé quand un élève a dit s’il y avait pas de rivière ce serait plus simple de poser une question !

Ici ce qu’il y a d’intéressant, c’est la reformulation de la question passant par un mathématisation (le point équidistant de A et B), la question pragmatique : la rivière continue-t-elle? (on peut sous-entendre de solutions non visible si ça continue) Le remplacement de la rivière par une droite (je n’ai pas osé rebondir et les faire travailler le cas d’une rivière droite perpendiculaire à [AB])

En tout cas on voit l’enchaînement :

  • S’il n’y a pas de rivière où doivent-ils se rencontrer?
  • Où est le point équidistant de A et B?
  • Où est la médiatrice de [AB] ?

Les autres sont des questions auxquelles on peut répondre (sauf les pas), mais qui ne répondent pas à l’énoncé.

Pour le second problème, ça a été un peu coinçant, mais les élèves ont retenu un truc!

Leurs questions étaient de l’ordre du calcul (périmètre rayon diamètre) et non de la recherche de lieu de points, en somme des îlots inutiles dans la démarche de résolution, mais des questions qu’on est en droit de se poser!

J’ai donc proposé la question, si le point centre était connu il serait où par rapport à des points du cercle?

J’ai donc repris un conseil à garder , on peut partir de la question en la supposant résolue et en analysant les caractéristique de ce que l’on cherche pour le trouver.

Cela a permis aux élèves de croire au dispositif, il faut s’entraîner à ce poser les bonnes questions

III. Les problèmes vidéos TAPI bien plus riche!

Ces démarches de questionnement marchent encore mieux sur certaines vidéos , celles sans question (situation de problème) et celle sans données (problème à partir d’estimation).

J’ai donc repris un exercice de Dan Meyer sur le super escalier.

Ici, l’absence de questions permet plus facilement l’émergence des questions.

Et d’autres vidéos, où la question est donnée mais il n’y a aucune donnée!

Là, les questions peuvent émerger notamment sur les données manquantes et y répondre par des choix éclairés !

A propos de l'auteur : blank

Enseignant de mathématiques : collège Belle-vue de Loué Membre de l'équipe du "Rallye mathématique de la Sarthe" blog : mathix.org

a écrit 1147 articles sur mathix.org.

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