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Conditions nécessaires, conditions suffisantes, au collège aussi.

Il y a quelques années, j’avais fait réaliser à mes élèves de quatrième une boîte à outils du parallélogramme. Comme j’avais eu beaucoup de ces élèves en troisième, ils avaient complété leur boîte à outils l’année suivante. Je n’ai plus de classes de troisièmes depuis un bout de temps, mais j’ai quand même des occasions de faire travailler des troisièmes (ils ont perm et j’ai du temps, ils révisent pour le DNB, ils viennent au club maths), et quelques élèves ont eu envie d’aller plus loin. Or cette année, j’ai pris différemment conscience de la difficulté de comprendre conditions nécessaires et conditions suffisantes (et équivalence, forcément), et aussi de l’importance cruciale de ces concepts.  Je crois qu’on peut, et sans doute qu’il faut, les travailler de façon précoce. Je sais qu’en parler explicitement et hors-sol au collège serait inadapté ; mais le travail réalisé des années auparavant m’est revenu en mémoire, et j’ai fait travailler quelques élèves de troisième dessus.

Mon but était de réactiver les connaissances relatives au parallélogramme, et d’en profiter pour faire réfléchir à « ce qui me permet d’être sûr que la figure est un parallélogramme », c’est-à-dire « ce qui suffit », et « ce qui est forcément vrai dans un parallélogramme », ou, selon les schémas mentaux de prédilection des élèves, « ce qui est un ingrédient indispensable pour espérer avoir un parallélogramme », autrement dit « ce qui est nécessaire ».

Attention, ceci concerne les quadrilatères non croisés. (merci Benjamin)

J’ai demandé aux élèves de fabriquer des petits cartons :

  • En jaune, deux « est », un « a » et un « un parallélogramme »
  • En rose, des propriétés qui permettent d’écrire un parallélogramme-est/a-ROSE (des conditions nécessaires)
  • Plus difficile, en vert, des propriétés qui permettent d’écrire VERT-est-un parallélogramme (des conditions suffisantes)

Capture d’écran 2019-07-13 à 14.52.05Capture d’écran 2019-07-13 à 14.51.58

Cela me permet déjà de faire un point assez efficace sur les connaissances des élèves : après une recherche individuelle, certains pensent aux angles et d’autres pas, certains parlent aire, d’autres transformations. Je peux aussi avoir une idée du rapport de l’élève à la recherche : beaucoup d’élèves inventent des propriétés non « scolaires », mais vraies. D’autres préfèrent farfouiller dans leur cahier, et n’osent pas s’aventurer plus loin.

Ensuite, nous formons des phrases, comme sur les photos ci-dessus. Presque toujours les élèves veulent trouver des noms aux deux catégories. Nous tombons rapidement d’accord sur « condition nécessaire ». C’est plus compliqué pour « condition suffisante ». Ils ne sont jamais trop sûrs qu’une condition suffisante soit suffisante et on envie de céder à l’appel de la longue liste de propriétés (qui est souvent suffisante, par ailleurs. Hyper suffisante, même).

Et là, il se passe toujours un truc magique : les élèves s’aperçoivent qu’il y a une catégorie de propriétés qu’on peut mettre en rose ou en vert. Parfois ils le réalisent en cours de route, mais plus souvent ils s’en rendent compte en mettant en commun, parce que pour certains une propriété est rose et que la même est verte pour le camarade. À force de débattre pour se mettre d’accord, l’idée qu’ils ont peut-être tous les deux raison finit par germer.

Alors on en cause. Que cela signifie-t-il ? Que des propriétés peuvent être en même temps nécessaires et suffisantes. Assez naturellement les élèves reformulent : ça veut dire que c’est comme une définition, ça veut dire qu’avec on est sûr mais il n’y a rien de trop, ça veut dire que c’est synonyme de parallélogramme. Nous voilà à l’équivalence.

Alors, tous ensemble, nous réfléchissons à quelles sont ces super-propriétés parmi toutes celles réalisées. Et nous les changeons de couleur : elles sont bleues.

J’aime beaucoup cette activité, car elle me permet d’aller vraiment loin, et elle amène les élèves à comprendre. Elle demande un peu de temps. Je pense revenir sur ce travail en club maths, l’année prochaine.

3 réflexions au sujet de « Conditions nécessaires, conditions suffisantes, au collège aussi. »

  1. Bonsoir,
    Tu parles de quadrilatère et il me semble que parfois il faudrait parler de quadrilatère non croisé (notamment si un quadrilatère non croisé a un centre de symétrie alors c’est un parallélogramme entre autre)
    Sinon je trouve intéressant la démarche
    Bonne soirée
    Benjamin

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  2. En effet ! J’ai oublié de préciser que je mets de côté les quadrilatères croisés par une précaution orale au départ, avec les gamins. Je rajoute ça tout de suite dans l’article. Merci !

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