Sommaire
- Nombres, calculs et résolution de problèmes
- Grandeurs et mesures
- Gestion de données
- Pensée informatique
- Espace et géométrie
Domaines d'application
- Notion transversale
- Résolution de problème
- Initiation à la pensée algébrique
- Suites et motifs évolutifs
- Géométrie
Initiation à la pensée algébrique
Al-jabr - الجبر
Principe général : aller de l'inconnu vers le connu avec de nouvelles procédures.
En algèbre, ou « early algèbre » (prémices de l’algèbre) il y a un changement de stratégies.
Signe égal : équivalence entre les termes de part et d'autre.
On dispose de paires de ciseaux toutes identiques et de crayons tous identiques. On dispose des résultats suivants issus de deux pesées :

Exemple issu du document d'exemples de mise en œuvre - CM1
Remarque
Objectifs d'apprentissage
...
Résoudre des problèmes algébriques
...
Extrait des programmes 2025 de mathématiques - CM1, CM2 et sixième
- Les problèmes ne sont pas algébriques, ce sont les stratégies de résolution qui peuvent l'être.
Exemples
Alice et Bertrand font chacun un entraînement à la course.
Alice part de chez elle, fait 800 mètres pour arriver au stade, fait 5 tours du gymnase puis rentre chez elle.
Bertrand part de chez lui, fait 300 mètres pour arriver au stade, fait 7 tours du gymnase puis rentre chez lui.
Lorsqu’ils en parlent le lendemain, ils se rendent compte qu’ils ont parcouru la même distance pour s’entrainer.
À partir de ces informations, retrouver la distance parcourue pour faire un tour du gymnase.
Approche par essais
\[\begin{aligned}
&A = 800 m + 5 tours \\
&B = 300 m (+500m) + 7 tours \\
\\
&si le gymnase fait 200 m : \\
&A = 5 \times 200 = 1000 + 800 = 1800 \\
&B = 7 \times 200 = 1400 + 300 = 1700 \\
\\
&si le gymnase fait 250 m : \\
&A = 5 \times 250 = 1250 + 800 = 2050 \\
&B = 7 \times 250 = 1750 + 300 = 2050
\end{aligned}\]
Approche arithmétique
Je cherche comment faire 1 000 car Bertrand a 2 tours de plus qu'Alice et il manque 1 000 de base pour passer de 600 m jusqu'à 1 600 m.
\[\begin{aligned} 1000 / 2 = 500 \end{aligned}\]
Un tour de gymnase fait 500 m
\[\begin{aligned}
&1 000 de diff \\
1 600 &\longleftrightarrow 600 \\
\\
&5t \rightarrow 7t \\
&2t de diff \\
\\
\end{aligned}\]
Pour expliquer ce que j'ai fait : du stade à chez eux ils ont parcouru 1 000 m de différence et 2 tours de différence. J'ai cherché à "combler" cet écart.
Approche algébrique
1600
t
t
t
t
t
600
t
t
t
t
t
t
t
600
1000
\[\begin{align*}
1600 m+5t &= 600 m + 7t \\
1600 m - 600 m &= 7t - 5t \\
1000 m &= 2t \\
1000 m/2 &= 2t/2 \\
500 m &= t
\end{align*} \]
Les motifs évolutifs
Définition
Schéma des types de motifs organisés, Académie de créteil
Exemple de motif répétitif : ABABABAB
Exemple de motif évolutif : ABAABAAABAAAAB
Problèmes s'appuyant sur les motifs
Problèmes à potentiel algébrique
Placer des chaises autour de tables
- Combien y a-t-il de cercles à l'étape 3 ?
- Combien y a-t-il de cercles à l'étape 5 ?
- Combien y a-t-il de cercles à l'étape 100 ?
- Expliquer comment on peut trouver le nombre de cercles, connaissant le numéro de l'étape.

Pour l'étape 2, je prends l'étape 1, j'ajoute une table de 6 et je retire les deux chaises qui empêchent de "coller" les tables.
\[\begin{aligned} chaises pour étape (e) &= chaises pour étape (e-1) + 6 - 2 \\
nombre de chaises &= nombre de tables \times 6 - (nombre de tables - 1) \times 2
\end{aligned} \]

Généralisation algébrique :
\[\begin{aligned} chaises de(n tables) = (n tables) \times 4 + 2 \end{aligned} \]
Géométrie et programmation
Programmer des déplacements à l'écran
GeoTortue
Scratch