Quelles situations a l'école primaire pour avoir envie de démontrer?
A l'école primaire, l'objectif
sera d'initier au sens de la démonstration, de créer une
envie, d'installer le concept de la démonstration.
Nous retrouverons bien sûr
les deux axes de définition du premier chapitre :
Convaincre et prouver
I- Convaincre :
le besoin de montrer
Deux types de situations peuvent
créer un besoin d'argumenter, d'expliciter, après la recherche
de solutions en mathématiques :
se convaincre soi-même
:
Il faut profiter des résolutions
de problèmes où l'élève n'a pas une totale
confiance dans le véracité de sa solution, en introduisant
à ces moments-là l'esprit de la démonstration. C'est
la présenter aux élèves dans sa dimension historique,
et lui donner tout son sens pratique. Plusieurs cas peuvent se présenter
:
•la vérification de la
solution est difficile (ex : comparaison d'aires complexes)
•la "construction logique" de
la réponse est économique par rapport à des essais
exhaustifs (ex : toutes les combinaisons possibles...avec des pentaminos)
convaincre les autres :
Toutes les situations
où il faut parvenir à se mettre d'accord sur la validité
des solutions (différentes) proposées peuvent être
le support d'une initiation à la démonstration. Mais il faut
pour cela que l'enseignant ne se satisfasse pas d'apporter la solution,
et que la classe trouve un langage commun pour discuter les solutions.
Il faut donc installer des bases sur lesquelles on ne reviendra plus (lorsqu'elles
seront acceptées par tous) et apprendre à construire une
argumentation cohérente à partir de là... Les élèves,
les groupes, la classe va devoir montrer. Il est important pour cela que
la motivation soit réelle et forte, et donc que les solutions de
chacun soient défendues. Cela suppose un temps conséquent
avant la discussion pour que le ou les sujets s'approprient leur réponse
et se préparent à la défendre, à la justifier.
II- donner envie de prouver
Mais, la plupart du temps, les
situations de conflit (intérieur ou social) n'entraîneront
pas une réflexion suffisante pour permettre de progresser vers la
démonstration : les élèves, les groupes peuvent se
laisser convaincre par un raisonnement incomplet, voire erroné.
Cela demande donc une intervention
extérieure : l'enseignant, dans ces moments-là, peut motiver
une recherche plus approfondie en encourageant les remarques qui amènent
un doute, et doit lui-même jouer le rôle de l'interlocuteur
"difficile à convaincre". Il ne s'agit pas ici de tromper les élèves
en leur faisant croire que l'enseignant ne comprend pas, mais cela peut
faire partie des règles du jeu : l'enseignant étant celui
qui présente l'exemple qui contredit (ou pas) le raisonnement, qui
fait explorer toutes les voies possibles.
D'ailleurs, ce comportement
artificiel, de jeu, permet d'approcher la seconde partie de la définition
du premier chapitre : la démonstration vécue comme partie
des mathématiques pures, est un jeu dont les règles sont
fixées par les axiomes et la logique. Ceci peut bien sûr être
accepté par les élèves à la condition que tout
soit clair, que le comportement de l'enseignant soit sans ambiguïté,
sans gêne de sa part :
"En utilisant des conventions
pour purifier le matériel, nous ne faisons que retrouver le penchant
naturel de l'enfant. Celui-ci, en effet, est à l'aise dans un univers
de jeu dans lequel les choses et les êtres réels sont remplacés
par les créatures qu'il a conçues. Ils sont ce qui a été
dit d'eux. Le jeu n'est pas du tout une activité d'observation.
Les enseignants ont tendance à se méfier du mot "jeu" pour
une activité scolaire. Quant aux parents d'élèves,
ils le poursuivent avec inquiétude. En réalité, une
situation mathématique est un jeu. I1 y a quelques données
avec des règles, des conventions. A partir de là, on va à
la recherche de la vérité. C'est passionnant. De plus, bien
que cela s'appelle jeu, c'est une étude des plus sérieuses.
" (C. Hug, "L'enfant et la mathématique", (Bordas-Mouton 1968))
Il ne faut bien sûr pas
oublier toutes les occasions qui se présentent à l'enseignant
de prouver ce que lui affirme. Sans pouvoir exiger des élèves
la même attitude, l'enseignant doit leur montrer que cette discipline
a ceci de particulier, il doit exposer la construction du savoir mathématique,
avoir le soin de toujours justifier les techniques en liaison avec l'opération,
la formule en relation avec les propriétés. L'objectif n'est
pas que les élèves apprennent ces liens par cœur, mais qu'ils
prennent conscience de cet enchaînement, de cette unité, de
cette cohérence.
suite : Que faire pour donner du sens aux outils de la démonstration?