🔢 Guide pour enseigner les nombres, le calcul et la résolution de problèmes au CP

Un guide fondé sur l'état de la recherche pour les professeurs des écoles

📚 Version interactive enrichie avec références détaillées et QCM

Ce guide s'appuie sur les analyses mathématiques, épistémologiques et didactiques, ainsi que sur les résultats de la recherche sur l'enseignement des mathématiques.

Document original de 156 pages - Édition 2021

📖 Avant-propos Pages 4-8

Les principes fondamentaux qui guident l'enseignement des mathématiques au CP

💡 Vision globale

Les mathématiques sont omniprésentes dans la vie quotidienne. Il y a mille manières de les faire découvrir aux enfants, dès la maternelle. Les mathématiques sont aussi l'art de relier entre eux différents champs qui les composent et ainsi de faire découvrir des liens entre nombres, espace, symétries, opérations, etc.

🎯 Focus du guide

Ce guide se centre sur un domaine fondamental des mathématiques :

L'enseignement des nombres, du calcul et de la résolution de problèmes arithmétiques au CP

Il a été élaboré autour de l'idée que l'enseignement du nombre au CP résulte d'un équilibre fécond entre construction de connaissances et d'automatismes sur les nombres, sens des opérations et maîtrise des techniques opératoires.

🔗

Lien sens-technique

Construction du sens des opérations et capacité à reconnaître les opérations en jeu p. 6

2️⃣

Deux systèmes

Distinction entre numération orale et numération écrite chiffrée p. 6

🧮

Modes de calcul

Mental, en ligne et posé en étroite relation p. 6

🤲

Manipulation

De la manipulation à l'abstraction via la verbalisation p. 6-7

🧩

Modélisation

Schémas aidant à appréhender et résoudre les problèmes p. 7

📝

Institutionnalisation

Développer un texte du savoir pour tous p. 7

📚 Introduction : Mobiliser et construire des connaissances Pages 10-22

Comment permettre aux élèves de progresser dans leurs stratégies de résolution

💡 Questions clés de cette introduction

  • • Comment permettre aux élèves de se construire des représentations du problème ?
  • • Comment dépasser la manipulation pour aller vers l'abstraction ?
  • • Comment faire évoluer les connaissances et procédures mobilisées ?
  • • Quelle place donner à l'institutionnalisation ?

🎯 Exemple central : Le problème de Pierre et Paul p. 11

Énoncé du problème

« Pierre et Paul ont ensemble 21 images. Pierre a 3 images. Combien Paul a-t-il d'images ? »

📊 Analyse des productions d'élèves p. 12-15

9 élèves analysés (A à I) représentant 3 stratégies types :

  • Stratégie 1 : Dénombrement élémentaire (élèves A, B, C)
  • Stratégie 2 : Dénombrement avec représentations symboliques (élèves D, E, F)
  • Stratégie 3 : Stratégies de calcul (élèves G, H)
  • Cas hybride : Élève I combinant plusieurs stratégies

🎓 Démonstration interactive : Les stratégies d'élèves

Cliquez sur une stratégie pour voir comment l'élève résout le problème :

Sélectionnez une stratégie pour voir la démonstration

🔢 I. Quels systèmes de numération enseigner ? Pages 23-48

Comprendre et enseigner les deux systèmes de numération distincts

💡 Principe fondamental p. 24

Il existe deux systèmes de numération distincts qu'il faut enseigner :

  • • La numération orale (les noms des nombres dans la comptine numérique)
  • • La numération écrite chiffrée (l'écriture avec les 10 chiffres)

📚 FOCUS : Séquence d'apprentissage sur la numération écrite chiffrée p. 40-48

🎯 Objectif de la séquence

Être capable de comparer des nombres en utilisant les écritures chiffrées

Cette séquence se situe en période 3, après la construction de la numération écrite chiffrée.

📝 SÉANCE 1 : Comprendre comment comparer deux nombres p. 41-45

Déroulement en 2 étapes :
Étape 1 : Écrire le nombre de ronds sur sa feuille
  • • Classe divisée en 2 groupes
  • • Groupe 1 : collection de ronds rouges (71 ronds)
  • • Groupe 2 : collection de ronds bleus (68 ronds)
  • • Les groupes ne voient pas la collection de l'autre
  • • Objectif : écrire en chiffres le nombre de ronds
Étape 2 : Comparer les deux quantités
  • • À partir des écritures 71 et 68 au tableau
  • • Verbalisation : "7 dizaines 1 unité" vs "6 dizaines 8 unités"
  • • Validation par affichage des collections
  • • Introduction des symboles < et >
💡 Institutionnalisation

"Tu peux comparer les nombres grâce à leur écriture chiffrée. 71 est plus grand que 68, car dans 71 il y a 7 dizaines alors que dans 68 il y a seulement 6 dizaines."

📝 SÉANCE 2 : Réinvestissement p. 45

Exemples d'exercices :

Exercice contexte "nombre" :

Entoure le nombre le plus grand : 78 85 91 78 47 74 9 41

Exercice avec contexte :

68 élèves doivent partir au cinéma. Le car arrive, il peut transporter 75 élèves. Tous les élèves pourront-ils être transportés ? Explique pourquoi.

Aspect Numération orale Numération écrite chiffrée Page
Nature Suite d'items à connaître par cœur (comptine) Système avec principes décimal et positionnel p. 27-29
Structure Petite comptine (1-9) et grande comptine (1-19) 10 chiffres : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 p. 27-28
Apprentissage Mémorisation progressive de la comptine Compréhension des principes p. 30-31

La numération orale p. 27-28

La comptine numérique française avec ses régularités et irrégularités.

Structure identifiée :

  • • Repérants : vingt, trente, quarante, cinquante, soixante, quatre-vingts
  • • Grande comptine : 1 à 19
  • • Petite comptine : 1 à 9

La numération écrite chiffrée p. 28-29

Un système décimal et positionnel universel.

Caractéristiques :

  • • Principe décimal : unités de numération (unité, dizaine, centaine...)
  • • Principe positionnel : la position du chiffre détermine sa valeur
  • • Système indo-arabe adopté mondialement

🔟 La dizaine : concept central p. 32-35

La dizaine est à la fois « dix » et une nouvelle unité de dénombrement.

Séquence d'apprentissage sur la dizaine (périodes 1 et 2)

Progression en 4 étapes :

  1. Étape 1 : Comprendre le jeu (nombres < 4)
  2. Étape 2 : Groupement par 5 (jusqu'à 9)
  3. Étape 3 : Plusieurs groupements par 5 (jusqu'à 24)
  4. Étape 4 : Groupements par 10 = dizaine (jusqu'à 99)

🧮 II. Calcul et sens des opérations Pages 49-76

Développer une pratique aisée du calcul sous toutes ses formes

💡 Objectif majeur p. 50

Développer une pratique aisée du calcul s'appuyant sur :

  • • La mémorisation de faits numériques
  • • L'apprentissage de procédures et d'algorithmes
  • • L'enseignement des diverses formes de calcul (mental, en ligne, posé)

📚 FOCUS : L'apprentissage des tables d'addition p. 60-63

Les 7 familles de calculs

Un découpage du tableau de Pythagore en secteurs correspondant à une connaissance ou stratégie :

1. Les suivants

Calculs en +1

Exemple : 3 + 1 = 4

Procédure élémentaire

2. Les règles de numération

Calculs en +10

Exemple : 10 + 5 = 15

Faits numériques

3. Les doubles

Nombres identiques

Exemple : 3 + 3 = 6

Faits numériques

4. Les compléments à 10

Pour faire 10

Exemple : 2 + 8 = 10

Faits numériques

5. Les presque-doubles

Doubles ± 1

Exemple : 4 + 5 = 9

Procédure élémentaire

6. Sommes < 10

Résultats inférieurs à 10

Exemple : 3 + 6 = 9

Faits numériques

7. Le passage par 10

Décomposition via 10

Exemple : 7 + 5 = 12

Procédure élémentaire

Le calcul mental p. 50, 57-59

Sans recours à l'écrit - Pratique quotidienne de 15 minutes minimum

✅ Faits numériques à mémoriser au CP p. 58

✏️ Le calcul en ligne p. 63-66

Modalité écrite ou partiellement écrite sans algorithme d'opération posée.

Exemple : Ajouter 9 à un nombre (fin CP) p. 65

  • Si le nombre est 20 : 20 + 9 = 29 (direct)
  • Si le nombre est 21 : 21 + 9 = 30 (complément à la dizaine)
  • Si le nombre est 26 : 26 + 9 = 26 + 10 - 1 = 35 (technique +10-1)

Addition posée p. 67-68

Introduction au plus tard en période 4

      2 5
    + 3 7
    -----
      6 2
            

Points clés de l'enseignement :

• Traiter simultanément les cas avec et sans retenue
• Verbaliser avec les unités de numération : "5 unités plus 7 unités..."
• Utiliser un matériel de manipulation pour comprendre la technique

📚 FOCUS : Une séquence de calcul p. 73-74

Organisation d'une séance longue (30-45 min)

  1. Temps 1 - Échauffement (5 min) : Réactiver des faits numériques
  2. Temps 2 - Entraînement (10-15 min) : Mémorisation et procédures
  3. Temps 3 - Recherche (15-20 min) : Nouvelles procédures avec écrit

🧩 III. Résolution de problèmes Pages 77-102

Au cœur de l'activité mathématique

💡 Principe central p. 78

La résolution de problèmes est au cœur de l'activité mathématique. Elle permet de donner du sens aux concepts et de mobiliser les connaissances acquises.

📚 FOCUS : Problèmes parties-tout et modélisation par le schéma en barres p. 94-96

Exemple de problème

"Léo a 7 billes rouges et 5 billes bleues. Combien Léo a-t-il de billes en tout ?"

Progression de la modélisation :

1. Manipulation d'objets tangibles

Utilisation de cubes de couleur

2. Représentation imagée

Dessin des cubes assemblés

3. Schéma en barres
7
5

12

4. Écriture mathématique

7 + 5 = 12

📊

Modélisation

Représenter pour comprendre p. 89-93

🔄

Stratégies

Diversifier les approches p. 82-88

Validation

Vérifier et justifier p. 100-101

🎲 IV. Matériel pédagogique Pages 103-114

Les outils pour manipuler et comprendre

📌 Matériels incontournables p. 107-110

Trois matériels essentiels à mettre à disposition :

🎲

Cubes emboîtables sécables

Pour les groupements p. 108

📏

Frise numérique

Support visuel p. 109

📊

Tableau des nombres

Structure décimale p. 110

🎮 V. Le jeu mathématique Pages 115-128

Apprendre en jouant

📚 FOCUS : Analyse des jeux mathématiques p. 126-127

Critère d'analyse Questions à se poser
Objectifs visés Le jeu permet-il d'atteindre l'objectif d'apprentissage ?
Place dans la séquence Introduction, entraînement ou évaluation ?
Communication Favorise-t-il les échanges entre élèves ?
Complexité des règles Les règles sont-elles accessibles aux élèves ?
Autonomie Les élèves peuvent-ils jouer sans le professeur ?

🎯 Jeux analysés dans le guide p. 119-125

  • ⬆️ Le jeu du saladier (p. 119-121) : décompositions additives
  • ⬆️Jeu de déplacement sur piste (p. 121-123) : calcul mental et anticipation
  • ⬆️Le Chiffroscope (p. 123-125) : numération écrite chiffrée

📚 VI. Analyser les manuels Pages 129-138

Critères pour choisir et utiliser un manuel de mathématiques au CP

💡 Objectif du chapitre p. 130

Outiller les professeurs afin de les aider à choisir de la manière la plus éclairée possible le manuel pertinent pour la mise en œuvre de leurs enseignements.

📋 Approche globale du manuel p. 131-134

📖
Manuel de l'élève

Questions à se poser :

  • • Le manuel est-il lisible ? Les éléments essentiels ne sont-ils pas noyés par des distracteurs ?
  • • L'ergonomie est-elle adaptée à un élève de CP (taille des figures, place pour les réponses) ?
  • • Une place suffisante est-elle donnée aux écrits de l'élève (schémas, raisonnements) ?
  • • Quel est le contenu : situations de découverte, exercices, textes de savoir ?
👩‍🏫
Guide du professeur p. 132

Éléments à vérifier :

  • • Présence d'éléments didactiques et références à la recherche
  • • Précision de description des séances (objectifs, durée, consignes)
  • • Éléments pour les mises en commun et l'institutionnalisation
  • • Propositions pour la différenciation

✅ Grille d'analyse synthétique

📅 VII. Programmation annuelle Pages 139-148

Une progression sur l'année scolaire

📊 Périodes 1 et 2 p. 141-143

Période 1 (Sept-Oct)

Numération : Nombres jusqu'à 20, introduction de la dizaine

Calcul : Tables d'addition (introduction), doubles jusqu'à 5

Problèmes : Parties-tout avec recherche du tout

Période 2 (Nov-Déc)

Numération : Construction système écrit jusqu'à 30

Calcul : Compléments à 10, doubles jusqu'à 10

Problèmes : Introduction symboles + et -

📊 Périodes 3 à 5 p. 144-147

Période 3 (Jan-Fév)

Numération : Nombres jusqu'à 59, liens oral/écrit

Calcul : Presque-doubles, passage par 10

Problèmes : Problèmes à 2 étapes (introduction)

Période 4 (Mars-Avril)

Numération : Nombres jusqu'à 79

Calcul : Addition posée avec retenue

Problèmes : Problèmes multiplicatifs simples

Période 5 (Mai-Juin)

Numération : Nombres jusqu'à 100

Calcul : Consolidation toutes procédures

Problèmes : Tous types, préparation CE1

📖 Bibliographie Pages 149-156

Références et ressources pour approfondir

Documents institutionnels p. 150-151

Attendus de fin de CP - Éduscol
Repères annuels de progression cycle 2 - Éduscol
BOEN spécial n°3 du 5 avril 2018 - Enseignement du calcul et résolution de problèmes

Ouvrages de référence p. 151

Charnay, R. (2018). Réussir en maths à l'école c'est possible ! Hatier éducation.
Dias, T. (2018). Enseigner les mathématiques à l'école. Magnard.
Fayol, M. (2012). L'acquisition du nombre. PUF.

Articles scientifiques p. 152-153

Butlen & Charles-Pézard (2007). Conceptualisation en mathématiques et élèves en difficulté. Grand N, n°79.
Houdement, C. (2017). Résolution de problèmes arithmétiques à l'école. Grand N, n°100.
Mounier et al. (2020). Lire et écrire les nombres. Grand N, n°106.

🎯 Vue d'ensemble du guide

Synthèse des points clés pour l'enseignement des mathématiques au CP

💡 Les principes fondamentaux

  • Deux systèmes de numération distincts à enseigner de manière articulée Chap. 1
  • Trois formes de calcul complémentaires : mental, en ligne, posé Chap. 2
  • La résolution de problèmes au centre de l'activité mathématique Chap. 3
  • Le triptyque fondamental : Manipuler → Verbaliser → Abstraire
  • L'institutionnalisation pour structurer les apprentissages
100
Nombres
jusqu'à
15
Minutes/jour
calcul mental
7
Familles
tables d'addition
3
Types de
problèmes

✨ Message final

Ce guide vous accompagne dans la mise en œuvre d'un enseignement structuré et progressif des mathématiques au CP.

Document de référence de 156 pages coordonné par la DGESCO et validé par le Conseil scientifique de l'éducation nationale.

📝 QCM - Testez vos connaissances

QCM disponible

Un questionnaire interactif vous permet de vérifier votre compréhension de cette partie.

Durée estimée : 5-10 minutes

Format : Questions à choix multiples avec correction immédiate