Descriptif rapide du projet

Durant l’année scolaire, les élèves ont utilisé des logiciels de modélisation adaptés à leur niveau (CE2) pour construire des outils mathématiques du quotidien (fabrication d’une équerre en 3D notamment), et pour consolider les compétences mathématiques, du monde des objets ou encore en français attendues en fin de cycle 2.

Un jeu de société a été créé en utilisant différents polygones en 3D. Pour les réaliser, les élèves ont utilisé des tablettes et des ordinateurs, et se sont familiarisés avec les outils de modélisation et d’impression.

Objectifs pédagogiques du projet :

• Approfondir les compétences mathématiques des élèves autour du triptyque « verbaliser, schématiser, abstraire »
• Concevoir un outil pédagogique qui va permettre d’évaluer les compétences du CE2 au regard de l’utilisation des outils numériques
• S’approprier des outils numériques qui donnent du sens aux apprentissages
• Comprendre la fonction et le fonctionnement d’objets fabriqués
• Commencer à s’approprier un environnement numérique pour enrichir les compétences des élèves et l’utiliser de manière autonome

Effets observés sur les apprentissages des élèves

• La géométrie est souvent un obstacle pour les élèves ayant des difficultés au niveau de la précision des tracés, du soin. L’utilisation d’un outil comme Geogebra leur a permis de développer les compétences attendues.
• L’utilisation des outils numériques a permis à toute la classe d’acquérir les compétences "reconnaître, nommer, décrire, reproduire, construire quelques figures géométriques", "reconnaître et utiliser les notions d’alignement, d’angle droit, d’égalité de longueurs, de milieu, de symétrie" dans des conditions pour le moins originales.
• La motivation a été le fil conducteur de ce projet. Les 28 élèves de la classe ont montré un réel engouement.
• Lorsque les élèves utilisent des outils numériques, ils se retrouvent devant des obstacles. Une réelle coopération et de réels échanges se sont installés pour s’entraider.
• Les élèves se sont appropriés l’outil de la classe : Mes missions de constructions géométriques.
• Geogebra étant un logiciel libre et gratuit recommandé de l’école élémentaire au lycée, il est souvent utilisé dans familles, à la maison, pour produire des figures géométriques ou aller bien plus loin.

Témoignages d'élèves

• Antoine, un élève de CE2 : "J’ai mieux compris les propriétés des formes géométriques car c’est plus simple de construire."
• Nathanaël, un élève de CE2 : "Avant je n’aimais pas la géométrie car je n’arrive pas bien à tracer. Maintenant, je comprends mieux et j’ai envie d’en faire."
• Maé, un élève de CE2 : "La géométrie avec la tablette, c’est super car si je n’y arrive pas, un camarade peut m’expliquer. En échangeant, on peut trouver la solution ensemble."

Effets observés sur les pratiques pédagogiques de l’enseignant

• Depuis plusieurs années, l’enseignant utilise la même méthode pédagogique en mathématiques. Il voulait la compléter en y intégrant des outils numériques adaptés aux situations proposées.
• L’enseignant a modifié sa pratique pédagogique durant l’année scolaire. Les outils numériques ont été un déclencheur pour de nombreux élèves.
• L’outil numérique est maintenant utilisé au quotidien sur les ordinateurs ou sur les tablettes par les élèves pendant les séances de mathématiques, et à d’autres occasions en autonomie.
• L’enseignant, plutôt novice dans l’utilisation de certains outils numériques, s’est formé avec un professeur de l’école de design de Villefontaine (38). Un parent d’élève, ingénieur en modélisation, a animé un atelier pour faire découvrir des logiciels plus complexes comme Tinkercad, afin de présenter les concepts de base de la modélisation 3D.

Les grandes étapes du projet

Avant de réaliser des productions avec des outils numériques, les élèves se sont appropriés les différentes notions géométriques mobilisées pour le projet.

Découverte des formes géométriques

• Travail avec la méthode MHM pour découvrir les différents polygones, leurs propriétés.
• Activités de manipulation pour construire des solides.
• Écriture d’un programme de construction, le tester, le valider.

Les formes géométriques dans le quotidien

• Maths en vie : Promenade mathématiques pour découvrir les formes géométriques dans le quotidien des élèves (panneau de signalisation…) avec utilisation des tablettes numériques, création de problèmes mathématiques, ...

  

Découverte de logiciels

Géogébra sur tablettes : Création d’un livret d’autoévaluation autour des compétences du CE2 autour du tracé de polygones simples, de figures géométriques, de programme de construction

LibreOffice draw : Utilisation du logiciel pour créer la maquette du jeu de société de notre entreprise autour des formes géométriques simples

• Choix des figures définitives et du nombre
• Disposition pour optimiser l’espace (rotation des figures…)
• Utilisation du code couleur pour la machine laser de découpe.

Tinkercad : Programme de modélisation 3D gratuit qui s'exécute en ligne dans un navigateur Web. Tinkercad n’est pas spécialement destiné aux élèves de l’école élémentaire, mais il est suffisamment intuitif pour l’usage que l’on en a fait.

Outre son exploitation pour manipuler des objets en 3D, il offre aux élèves une occasion de se familiariser avec la souris et ses 3 boutons, un périphérique que les enfants manient de moins en moins depuis l’apparition des écrans tactiles.

Nous avons procédé à une approche en 4 phrases :

Phase 1 : Défi mathématiques : réaliser une équerre de 10 cm en utilisant des formes géométriques simples. Les élèves avaient à disposition les outils de géométrie, de la colle et du papier. Cette étape a permis de voir que l’on pouvait faire chevaucher plusieurs figures géométriques.

Phase 2 : Réalisation de l’équerre sur tablette avec Geogebra

Phase 3 : Découverte du logiciel Tinkercad, en particulier les différentes étapes permettant de réaliser la maquette de l’équerre par 6 élèves, avec l’intervention d’un parent d’élève.

1. Déposer un pavé sur l’espace de travail et le modifier pour en faire un côté de l’équerre, en définissant la longueur, sa largeur et sa hauteur.
2. Répéter la même étape pour créer le deuxième côté.
   
3. Déplacer l’une des parties et la superposer pour former l’angle droit.
   
4. Fusionner les deux parties pour constituer la pièce finale.
   
5. Ajouter le prénom de l’élève, en incrustation.
6. Exporter le fichier au format STL pour pouvoir l’imprimer en 3D.

Phrase 4 : Cette séance s’est déroulée le 12 mai 2022. Dans les prochains jours, les 6 élèves formés seront les tuteurs des autres élèves pour réaliser une équerre par élève.