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De nombreux élèves trouvent les mathématiques difficiles. L’idée d’avoir à concilier l’arithmétique, l’algèbre, la géométrie et les fractions suffit pour les rendre anxieux. Toutefois, pour les élèves qui ont des troubles d’apprentissage (TA) en mathématiques (on estime qu’ils représentent de 3 à 9 % de l’ensemble des élèves) (Fuchs et al., 2010; Swanson, 2012), les mathématiques pourraient représenter un défi encore plus important. Ces élèves ont parfois de la difficulté à apprendre les faits numériques, à faire des calculs, à comprendre les relations visuospatiales ou à résoudre des problèmes mathématiques. Ces difficultés signifient que, sur papier, les mathématiques ressemblent souvent à une série de symboles abstraits.

Qu’entend-on par matériel de manipulation?

Le matériel de manipulation, tel que les tuiles algébriques, les cubes emboîtables et les réglettes colorées, peut aider les élèves de tous les niveaux scolaires à améliorer leur raisonnement mathématique et à mieux résoudre les problèmes. On appelle ce matériel concret « matériel de manipulation ». Lorsque les élèves utilisent du matériel de manipulation, on les encourage à essayer différentes approches et à prendre des risques leur permettant de trouver eux-mêmes les réponses. On les invite à explorer et à représenter des concepts mathématiques de diverses façons à l’aide d’outils d’apprentissage concrets. Cela augmente la quantité d’information sensorielle qu’ils acquièrent et les aide à se rappeler les procédés mathématiques à utiliser pour résoudre de futurs problèmes (Garforth et Siegel, 2014).

Le matériel de manipulation peut :

  • permettre aux élèves de démontrer leur raisonnement lorsqu’ils ont de la difficulté à s’exprimer verbalement;
  • rendre les concepts mathématiques visibles pour les élèves qui aiment apprendre par des moyens concrets;
  • aider les élèves à approfondir les concepts mathématiques au lieu de se contenter de mémoriser les procédés et les formules;
  • permettre aux élèves de commencer à se considérer comme étant des solutionneurs de problèmes, ce qui les aide à prendre confiance en leurs habiletés.

En classe, les professionnels de l’enseignement se servent souvent de matériel de manipulation spécialement conçu pour l’apprentissage des mathématiques, comme les tangrams, les géoplans et les cubes emboîtables.

Cliquer ici afin d’accéder le vidéo Le matériel de manipulation en mathématiques.

Cependant, à la maison, de nombreux articles courants peuvent servir de matériel de manipulation :

  • Les jetons peuvent être remplacés par n’importe quel petit objet disponible en grandes quantités (p. ex., cailloux, haricots séchés, blocs de bois). Ces objets peuvent servir à compter, à identifier ou à comparer des nombres, ou encore à fournir des exemples visuels d’opérations d’addition et de soustraction de base.
  • Les pièces de monnaie ou l’argent de jeu peuvent aider les enfants à apprendre à compter par 5, 10 et 25.
  • Les blocs Lego sont utiles pour expliquer les fractions. Cliquer ici pour visualiser une vidéo sur YouTube, créée par WeAreTeachers pour expliquer cette méthode pédagogique. (en anglais)
  • Les dés et les jeux de cartes peuvent aussi servir à enseigner l’addition et la soustraction et, pour les élèves plus âgés, les probabilités.
  • Les pailles et les cure-dents permettent de créer des formes pour apprendre la géométrie et calculer le périmètre ou la superficie.
  • Une boîte à œufs à laquelle on a retranché deux cavités devient une grille de 2 x 5. En vous servant d’un jeton à la fois, vous pouvez utiliser cette grille pour enseigner aux enfants à additionner et à soustraire jusqu’à 10. Vous pouvez également choisir un plus grand nombre de jetons et les répartir également entre les cavités pour enseigner la multiplication et la division.

Voici une activité que vous pouvez réaliser avec des objets que vous avez probablement déjà à la maison.

Activité : Utilisation de pailles pour aider votre enfant à comprendre la valeur de position

Les enfants ayant des troubles d’apprentissage (TA) en mathématiques pourraient avoir de la difficulté à comprendre ce qu’est un nombre et à comprendre le lien qui existe entre une quantité et le symbole correspondant. Pour eux, la valeur de position est un concept difficile à saisir.

On peut expliquer la valeur de position comme suit :

Lorsque des quantités d’objets deviennent importantes, il est possible de représenter ces quantités plus facilement en regroupant les objets. Chaque fois que vous avez 10 unités, vous avez une dizaine. Chaque fois que vous avez 10 groupes de 10, vous avez une centaine, et ainsi de suite.

Aperçu de l’activité

Pour aider les enfants qui ont des TA en mathématiques à comprendre ce principe, mettez-les en présence de divers objets qui leur sont familiers et qui sont accessibles en grandes quantités (p. ex., pailles, bâtonnets à café, trombones, boutons ou pâtes alimentaires).

Essayez cette activité avec votre enfant avec l’aide du plan de leçon suivant de TA@l’école :

https://www.taalecole.ca/wp-content/uploads/2016/08/LM2-Straws-LessonFrFinal.pdf

Matériel de manipulation virtuel

Même si vous n’avez aucun des objets énumérés ci-dessus à votre disposition, vous pouvez malgré tout utiliser du matériel de manipulation pour favoriser l’apprentissage des mathématiques chez votre enfant. Il existe du matériel de manipulation en ligne ou des applications illustrant des objets de manipulation concrets qui peuvent être utilisées avec un ordinateur portatif, une tablette ou un téléphone intelligent. Vous trouverez du matériel de manipulation virtuel en visitant les sites Web ci-dessous :

Cliquer ici afin d’accéder aux outils d’apprentissage et au matériel de manipulation virtuel disponibles sur le site Web Mathies.

Cliquer ici afin d’accéder à la Bibliothèque virtuelle en mathématiques.

Cliquer ici pour accéder à la liste des applications de matériel de manipulation virtuel du Math Learning Center. (en anglais seulement)

Les parents peuvent optimiser l’apprentissage des mathématiques chez leur enfant en créant un partenariat avec l’école. Communiquez avec l’enseignante ou l’enseignant de votre enfant et demandez-lui de vous suggérer du matériel de manipulation susceptible d’aider votre enfant à saisir les concepts mathématiques qu’elle ou il apprend actuellement.

 

Bibliographie

Fuchs, L. S., S. R. Powell, P. M. Seethaler, P. T. Cirino, J. M. Fletcher, D. Fuchs, et C. L. Hamlett. The effects of strategic counting instruction, with and without deliberate practice, on number combination skill among students with mathematics difficulties. Learning and Individual Differences, 20(2), p. 89-100, 2010.

Garforth, K. et L. Siegel. Concrete – Representational – Abstract: An Instructional Strategy for Math, 2014. Tiré du site Web https://www.ldatschool.ca/concrete-representational-abstract/

Swanson, H. L. Cognitive profile of adolescents with math disabilities: Are the profiles different from those with reading disabilities?. Child Neuropsychology, 18(2), p. 125-143, 2012.