1. Travaux pratiques en groupes sur les formes 3D

Pour explorer et étudier les polyèdres, vous devez en avoir des exemples dans votre classe. Il existe plusieurs jeux de construction en plastique dans le commerce pour créer des objets en 3D, que vous pouvez apporter dans votre classe pour les utiliser, mais il est tout aussi facile de créer ces objets vous-mêmes avec des matériaux recyclables comme le plastique, le carton et le papier rigide. Si les élèves peuvent créer leurs propres formes, ils comprendront mieux leurs propriétés.

Vous pouvez utiliser des pailles en plastique, du fil à coudre et du fil de fer pour construire des « squelettes » de maquettes en 3D. En tant qu’enseignant, prenez l’habitude de conserver les objets pouvant être utiles en classe - par exemple, conservez toujours une paille quand vous achetez une boisson fraîche. Vous pouvez utiliser des réseaux déjà préparés de différents solides qui peuvent se replier pour les ranger facilement. Ils aideront les élèves à explorer la différence entre les formes en 2D et les objets en 3D.

Étude de cas 1 : Faire la différence entre les objets en 3D et les formes en 2D

Mme Yem, enseignante à l'école primaire de Glidji au Togo, souhaite que ses élèves prennent conscience de la différence entre les objets en 3D et les formes en 2D. Elle sait que c’est parfois un concept difficile pour eux.

Elle décrit les objets en 3D comme les objets « que l’on peut saisir, comme les livres, les stylos, les bureaux etc. » Elle explique que les formes en 2D sont les choses que l’on peut voir mais pas saisir. Une image d’un cheval sur une photo, le portrait d’une personne, ou même un carré dessiné sur du papier. Elle explique qu’on peut saisir la photo ou le portrait, mais on ne peut pas prendre le cheval de la photo ou la personne du portrait.

Elle invite alors les élèves à suggérer d’autres choses se trouvant dans la classe que l’on peut considérer comme 2D ou 3D.

Certains élèves sont très intéressés par cette distinction alors que d’autres ont vraiment du mal à croire qu’une feuille de papier ou une fenêtre sont des objets en 3D parce qu’ils sont « trop minces ».

Mme Yem décide de donner à ses élèves un devoir à faire à la maison. Elle leur demande de décrire à leurs parents ce qu’ils ont appris. Le devoir est d’apporter une liste d’au moins dix choses en 3D qui se trouvent à la maison ou dans les environs. Elle est convaincue que cela leur permettra de consolider le travail déjà fait en classe.

Activité 1 : Comprendre les formes en 3D ou polyèdres

Avant de donner cette leçon, vous devez rassembler ou créer des objets en 3D et les mettre dans un carton (voir la Ressource 1 : Formes régulières).

Répartissez les élèves en groupes de six à huit. Demandez à vos élèves d’examiner soigneusement les formes et objets se trouvant dans le carton. Demandez-leur les formes, comme des carrés et des rectangles, qu’ils reconnaissent sur les objets.

Donnez-leur le nom des objets:

  • Prisme, par exemple cube, cuboïde, cylindre
  • Pyramide, par exemple cône, sphère

Demandez-leur s’ils connaissent d’autres objets dans l’école et près de chez eux qui ressemblent à ces formes.

Expliquez-leur que tous les solides, à l’exception du cylindre et de la sphère, s’appellent aussi des polyèdres. Posez-leur cette question : « Pourquoi pensez-vous que les cylindres et les sphères ne sont pas considérés comme des polyèdres  ? » Voir la Ressource clé : Utiliser l'explication et la démonstration pour favoriser l'apprentissage [Astuce : maintenez la touche Ctrl enfoncée et cliquez sur un lien pour l’ouvrir dans un nouvel onglet (Masquer l’astuce)] , qui vous donnera des idées.

Dites aux élèves que le mot polyèdre vient d’un mot grec qui signifie « un siège ».

Les prismes et les pyramides ont de nombreuses surfaces plates comme des sièges, alors qu’un cylindre n’est pas un polyèdre car il a une « surface » bombée.

Terminez l’activité en demandant à chaque groupe de compter les surfaces de chaque objet. Demandez aux élèves de noter leurs réponses dans leurs cahiers. Partagez les réponses de chaque groupe avec toute la classe.

Comme travail à la maison, demandez-leur de rechercher ces formes en rentrant à la maison, ou à la maison, et de vous présenter leurs résultats le lendemain.

Section numéro 3 : Exploration des formes en 3D

2. Une approche interdisciplinaire pour motiver