J'apprends à mesurer

Discipline
Grandeurs et mesures
Niveaux
CE1.
Auteur
M. AUBRY
Objectif
- Comparer, estimer, mesurer des longueurs, des masses, des contenances, des durées.
- Comparer des objets selon plusieurs grandeurs et identifier quand il s'agit d'une longueur, d'une masse, d'une contenance ou d'une durée.
- Estimer les ordres de grandeurs de quelques longueurs, masses et contenances en relation avec les unités métriques.
- Connaître les unités de mesures usuelles.
- Comprendre les relations entre ces unités.
- Résoudre des problèmes, notamment de mesurage et de comparaison, en utilisant les opérations sur les grandeurs ou sur les nombres.
Relation avec les programmes

Cycle 2 - Programme 2016

  • Utiliser des outils mathématiques pour résoudre des problèmes concrets, notamment des problèmes portant sur des grandeurs et leurs mesures.
Dates
Créée le 25 octobre 2017
Modifiée le 26 octobre 2017
Statistiques
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9 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Déroulement des séances

1

Comparer des longueurs

Dernière mise à jour le 26 octobre 2017
Discipline / domaine
Grandeurs et mesures
Objectif
• Comparer la longueur de segments ou de lignes polygonales en utilisant différentes techniques.
• Construire des sommes de longueurs en reportant des longueurs de segments.
Durée
40 minutes (4 phases)
Matériel
- fichier page 19
- de la ficelle
- des bandes de papier

1. Construire des objets de même longueur

collectif | 10 min. | recherche

Tracer un segment au tableau.

Ils viennent tracer un segment de la même longueur.

Consigne 1 : « Tracez un segment sur votre feuille. »
Consigne 2 : « Fabriquez un morceau de ficelle et une bande de la même longueur que le segment que vous avez tracé. »

Observer les procédures de manipulation, prendre des notes.

Placer une des extrémités de la bande ou de la ficelle sur une des extrémités du segment, noter avec un feutre sur la bande et la ficelle, l’emplacement de l’autre extrémité puis couper la bande.

Mettre les élèves en difficultés en binôme avec un tuteur

Demander aux élèves de vérifier leur travail, c’est-à-dire l’égalité des trois longueurs. 

2. Comparer les longueurs d'objets non déplaçables

collectif | 10 min. | découverte
Situation collective

Tracer au tableau deux segments de longueur assez proche. 

Laisser à proximité, sur le bureau, le matériel pouvant être utilisé pour la comparaison

« Voici deux segments. Il faut comparer leur longueur. Vous ne disposez que du matériel qui est sur le bureau. »

Arriver à l’idée du transport d’une des longueurs sur l’autre longueur par l’intermédiaire de la ficelle, de la baguette ou de la bande.

Situation individuelle

Faire comparer les longueurs des deux segments photocopiés à l’aide de la bande de papier cartonné. 

3. Représenter la somme de 3 longueurs

collectif | 10 min. | recherche

« J’avais une grande bande. Je l’ai coupée en trois morceaux. J’ai fixé ces trois morceaux à trois endroits du tableau avec des aimants. Je voudrais représenter au tableau la longueur de la bande entière que j’avais au début. Mais je n’ai pas le droit de déplacer les morceaux de cette bande. X et Y vont résoudre ce problème. Pour cela, je leur donne une grande bande-outil cartonnée. »

On pourra fixer des variables didactiques par exemple, ne rien dire de plus ou rajouter que l’on n’a pas le droit de couper la bande-outil. On peut demander de chercher des solutions par deux qui seront échangées dans la classe. Par exemple :

- Couper trois morceaux de la bande-outil de la longueur des morceaux fixés au tableau et les placer bout à bout au tableau. - Transporter chacune des trois longueurs à l’aide de la bande et les tracer bout à bout au tableau (par exemple sur une droite qui servira de support).

- Relever successivement sur la bande-outil les extrémités des trois morceaux de bande, en les plaçant bout à bout. On obtiendra ainsi directement sur la bande-outil la longueur de la bande initiale. On pourra la transporter et la représenter au tableau. 

4. Travail sur le fichier

collectif | 10 min. | recherche
Exercice 1
Comparer et ranger des objets non déplaçables selon leur longueur.

S’assurer que les élèves ont compris la consigne. Détacher la bande cartonnée du fichier. Pour confronter les points de vue, faire travailler les élèves par deux. Dans la phase de correction, faire expliciter et évaluer la validité et l’efficacité des procédures : 

- Repérage de la longueur qui semble à vue d’œil la plus petite (celle du crayon vert), transport de cette longueur sur les trois autres à l’aide de la bande pour confirmer.

- Placement de la lettre C dans la case de gauche. Continuer ainsi en transportant une autre longueur.

- Repérer toutes les longueurs sur la bande en partant toujours du même bord et en marquant sur la bande la position de toutes les extrémités au crayon à papier pour pouvoir les effacer et réutiliser la bande. Il suffit alors de relever l’ordre des points désignant chacune des extrémités des crayons. Dans cette procédure, il n’y a aucun transport de longueur mais une comparaison directe des quatre longueurs.

Obstacles possibles :

• La méthode de comparaison et la méthode de travail.

• La précision dans la manipulation.

Aides proposées :

• Procéder à un exercice semblable projeté au tableau pour bien éclairer les actions, leur ordre et les gestes à accomplir, par l’observation et des conseils.

• Demander aux élèves d’exprimer les difficultés rencontrées. 

Exercice 2
Comparer deux longueurs en transportant une longueur égale à l’une d’entre elles sur l’autre longueur.

S’assurer que la situation est bien comprise. Détacher soigneusement les quatre bandes cartonnées de la fin du fichier. Vérifier en superposant, qu’elles sont respectivement de même longueur que les quatre bandes de mêmes couleurs, représentées à gauche. On peut demander aux élèves, après une observation soutenue des « côtés » de la figure et des bandes, de faire une prévision sur les longueurs qui sont égales. Prévision qui sera validée ou non par la superposition.

Faire superposer exactement les quatre bandes de façon à recouvrir tout l’entourage.

Colorier avec soin.

Obstacle possible : la maitrise de l’algorithme des différentes étapes du travail.

Aide proposée : faire reformuler par les élèves ces différentes étapes. 

Exercice 3
Comparer la somme des longueurs des côtés (périmètre) de deux polygones.

Faire lire et reformuler les consignes ainsi que les façons de faire.

Comme dans l'activité préparatoire n° 3, il faut construire, sur chaque ligne, une somme de trois longueurs. Le report de chacune des longueurs se fera à l'aide de la bande-outil déjà utilisée dans l'exercice n° 1.

Le segment 1 , somme des longueurs des côtés du triangle 1 a une longueur supérieure a celle du segment 2 , somme de la longueur des côtés du triangle 2 .

Obstacle possible : le report des longueurs de six segments avec la même bande-outil est une manipulation délicate pour tous les élèves.

Aides proposées :

• Utiliser une bande propre, sans aucune marque de crayon. • Travailler avec le crayon à papier.

• Utiliser deux bords différents de la bande pour marquer les repères des côtés des deux triangles.

• Pointer ou cocher un côté lorsque sa longueur a été reportée.

• Enfin, il semble plus facile de construire chacun des « segments sommes » sur la bande en plaçant les longueurs à transporter bout à bout, puis de transporter l’ensemble de ce « segment somme » sur la ligne que de trans- porter successivement ces trois segments sur la ligne. 

2

Utiliser une unité de mesure de longueur

Dernière mise à jour le 26 octobre 2017
Discipline / domaine
Grandeurs et mesures
Objectif
-Appréhender la notion d’unité de mesure de longueur, d’une unité arbitraire à l’unité conventionnelle.
Durée
50 minutes (3 phases)

1. Mesurer des longueurs avec une unité liée au corps

binômes | 15 min. | recherche
1. Mesurer la distance entre deux murs ou deux balises

Consigne 1 : « Le groupe de Louis et Léa, vous allez mesurer la distance entre les deux balises avec les pas de Louis. Léa, tu compteras les pas.»

Consigne 2 : « Maintenant chaque groupe va mesurer en pas la distance entre les deux murs du gymnase. Un élève fait les pas, l’autre les compte. »

Dans un temps de regroupement, recueillir les résultats.

Constater que les mesures, souvent ne « tombent pas justes » (un peu plus de..., un peu moins de..., presque...) et que les nombres sont parfois différents ; chercher à savoir pourquoi. Les pas ne sont pas tous de la même grandeur : petits pas, grands pas.

Consigne 3 : « Mesurez la distance entre ces deux lignes en pieds (pas de fourmi). »

Constater que les nombres obtenus sont beaucoup plus grands que lorsqu’on avait mesuré avec les pas.

C’est parce que l’unité de mesure est beaucoup plus petite, il en faut alors davantage 

2. Mesurer des longueurs à l'aide d'unité non déformable

binômes | 15 min. | recherche

Consigne 1 : « Avec un crayon comme unité de mesure, vous allez mesurer, en le reportant, la longueur de votre table, la longueur du tableau, la hauteur du tableau, la largeur de la porte, etc. »

Donner à effectuer, une seule mesure par groupe.

Expliquer et montrer comment reporter le crayon pour mesurer, en traçant chaque fois un trait à l’extrémité du crayon et en repartant de ce trait pour le report suivant.

Recueillir les mesures au tableau. Commencer à dégager quelques constatations.

Là encore, la longueur mesurée ne contient pas souvent un nombre exact d’unités : « C’est plus de 5 crayons, moins de 6 crayons, entre 5 et 6 crayons ».

Faire remarquer que plus le crayon est petit plus le nombre exprimant la mesure est grand et inversement.

Consigne 2 : « Nous allons mesurer la longueur de la classe avec cette baguette. D’après vous, elle mesure combien de baguettes. Noter le nombre auquel vous pensez sur votre ardoise. »

Consigne 3 : « Maintenant, X et Y, faites la mesure. »

Observer la mesure, la façon de reporter la baguette. comparer le résultat avec les prévisions. 

Observer la mesure, la façon de reporter la baguette. comparer le résultat avec les prévisions. 

3. Travail sur le fichier

collectif | 20 min. | découverte
Exercice 1

Faire décrire la situation de mesure.

Rémi et Lina ont mesuré tous les deux la longueur du même mur mais ils n’ont pas mesuré ce mur avec la même unité. Rémi a mesuré en prenant comme unité son pied (en faisant des pas de fourmi) et il a compté le nombre de pieds au fur et à mesure. Lina a utilisé un bâton comme unité. Pour mesurer, elle a reporté le bâton d’un « bout » du mur à l’autre « bout » en laissant chaque fois la trace du report.

Faire compléter le tableau : « 18 » ou « 18 pieds », « 6 » ou « 6 bâtons ».

Échanger sur ces résultats : « Que remarquez-vous ? Pourquoi les nombres sont-ils différents ? Est-ce que la longueur du mur a changé ? »

Obstacle possible : faire la différence entre la longueur d’un segment, qui est constante, et l’expression de sa mesure, qui varie en fonction de l’unité choisie. 

Aide proposée : multiplier les mesures d’une même longueur avec des unités de différentes longueurs (cf. activités préparatoires n° 1 et 2).

Exercice 2

Lire la consigne et faire reformuler.

Mesure d’une longueur à l’aide d’un instrument. Dire que l’on a choisi le trombone comme unité de mesure.

Échanger sur la mesure du segment vert et sur les autres formulations possibles pour exprimer cette mesure.

Obstacles possibles :

• Le positionnement de la règle, place de la graduation « 0 » par rapport au segment.

• Les graduations de la règle qui ne sont pas à l’extérieur et qui rendent la lecture plus délicate. 

Exercice 3 :
Mesurer la longueur de 2 lignes brisées avec une unité arbitraire (petite unité du matériel cartonné).

Laisser un temps d’appropriation. Demander à un élève d’expliquer l’exercice puis faire effectuer les mesures. Observer les procédures mises en œuvre pour le mesurage.

Dégager avec les élèves les difficultés qu’ils ont rencontrées.

Obstacles possibles :

• Nécessité de reporter chaque fois l’unité et de laisser un marquage sur le segment à mesurer ce qui est une manipulation plus délicate que la simple lecture sur un instrument.
• Comprendre que la mesure de la longueur de la ligne brisée est égale à la somme des mesures des segments qui la composent.

Aide proposée : procéder, avec une unité adaptée, à la mesure de la longueur d’une ligne brisée tracée au tableau. 

3

Mesurer en cm

Dernière mise à jour le 26 octobre 2017
Discipline / domaine
Grandeurs et mesures
Objectif
-Introduire la première unité de longueur : le centimètre (cm).
- Mesurer et tracer avec la règle graduée.
- Calculer la longueur d'une ligne brisée.
Durée
45 minutes (4 phases)

1. Observer des instruments de mesure de longueur

collectif | 10 min. | découverte
Conduire une courte phase de découverte et d’observation

« Que voyez-vous sur ces instruments de mesure ? » : des traits, des grands, des petits et des nombres. Il y a des nombres qui sont plus gros, d’autres qui sont rouges. « Les traits que vous voyez sont des graduations. Il y en a tout le long de l’instrument. »

- Donner le nom des instruments.
- Montrer quelques mètres. Constater que tous les mètres ont la même longueur.

- Faire tracer un trait d’un mètre au tableau, avec la règle plate de la classe.

Dire que le mètre est une unité de longueur que nous étudierons plus tard dans l’année. Écrire l’abréviation : m.

- Demander quelles longueurs se mesurent en mètres : largeur de la classe, longueur du couloir, longueur de la cour.

« Aujourd’hui, nous allons mesurer des longueurs plus petites que le mètre, avec une unité beaucoup plus petite : le centimètre. »

- Noter son abréviation : cm. 

- Demander quelles longueurs se mesurent en cm : un crayon, un segment, une bande de papier, la largeur d’une table.

- Distribuer des règles graduées classiques et demander d’observer graduations et nombres.

- Faire remarquer que les règles ont plusieurs tailles de graduations et qu’il y a des nombres sur les graduations les plus grandes. Ce sont les graduations des centimètres. 

- Faire remarquer qu’entre chaque nombre, il y a d’autres graduations plus petites et plus serrées. Entre ces petites graduations, chaque intervalle représente une petite unité appelée le millimètre.

- Faire reproduire sur le cahier une partie de la règle en suivant les contours.

- Placer les premières graduations des centimètres et les numéros. Remarquer que la première graduation du « 0 » ne coïncide pas avec l’extrémité de la règle.

- Prendre la règle des formes du fichier. Observer la partie graduée en centimètres qui sert d’instrument de mesure. 

2. Tracer et mesurer des segments

individuel | 10 min. | recherche

 « Avec la règle des formes, vous allez mesurer le segment a et le segment b. »

Faire un premier point et dégager les observations par rapport à la mesure, en particulier le positionnement du zéro de la règle.

Poursuivre avec les segments dont la mesure en cm est exacte, puis demander de mesurer le dernier segment et constater que son extrémité est située entre les nombres 8 et 9. Ce segment mesure donc plus de 8 cm et moins de 9 cm. Demander différentes formulations pour exprimer sa mesure : plus de 8 cm, moins de 9 cm, entre 8 cm et 9 cm (encadrement de la mesure).

"Maintenant vous aller tracer des segments de longueur donnée."

3. Travail sur le fichier

individuel | 20 min. | réinvestissement
Exercice 1

Préciser que pour chaque objet qu’il faut mesurer la « longueur » entre les deux points.
Faire remarquer que la mesure de la longueur du scoubidou est plus proche de 5 cm que de 6 cm.

• Le fait que la longueur à mesurer ne soit pas matérialisée par un segment. En réalité, l’élève mesure plutôt une distance. La distance de deux points étant la mesure de la longueur du segment ayant ces deux points pour extrémités.

• Le fait que, sur des objets réels, ces mesures soient difficiles à réaliser.

• Tracer les segments joignant les deux points, puis effectuer la mesure. 

• Préconiser l’utilisation de la règle des formes pour éviter la présence des graduations en millimètres de la règle graduée classique qui peuvent perturber la lecture à ce niveau de l’apprentissage. 

Exercice 2

Tracer des segments de longueur donnée.

S’assurer que le codage a été compris.

Faire remarquer que la mesure de la longueur des segments rouge et vert est précise alors que celle du segment bleu ne l’est pas. Elle est fournie par un encadrement, elle est approxi- mative. On peut tracer de nombreux segments différents qui auront tous une longueur entre 4 cm et 5 cm.

• La prise en compte de la position de la graduation 0 sur l’instrument.

• Le tracé du segment bleu. 

Exercice 3 : 

Comparaison de la longueur de trois lignes brisées.

Laisser lire le texte et observer l’image. Analyser la situation avec le groupe classe.

« De quoi s’agit-il ? »

Les deux enfants veulent se rendre à la Tour des Aigles. Il y a un plan devant eux avec trois chemins. Ils veulent prendre le chemin le plus court. Pour savoir lequel est le plus court, ils vont mesurer la longueur des chemins sur le plan.

• Avant de mesurer, demander aux élèves de prévoir à vue d’œil quel est le chemin le plus court.

• Mesurer avec la règle des formes.
• Compléter la première ligne et les deux lignes suivantes sur le même modèle. 
• Comparer les trois longueurs. Le chemin le plus court est le vert.

Dans ce contexte, les distances se mesurent en mètres ou en kilomètres. Sur le plan, on mesure des longueurs en centimètres (notion encore mal maitrisée à ce niveau).

Expliquer le rôle du plan qui permet de comparer les distances. Il se justifie ici puisque la distance n’est pas indiquée sur la pancarte. 

4. Coller la leçon

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Faire sortir le cahier de leçon et coller la leçon pré-découper dans le mémo page 3

4

Réinvestissement

Dernière mise à jour le 26 octobre 2017
Discipline / domaine
Grandeurs et mesures
Objectif
- Utiliser l'unité centimètres pour mesurer et résoudre des problèmes
Durée
20 minutes (1 phase)

1. Exercices adaptés

collectif | 20 min. | découverte

Proposer aux élèves des exercices et des problèmes de réinvestissement sur la notion de cm. Ces exercices se doivent 'être adapté aux capacités des élèves.

5

Centimètre et décimètre

Dernière mise à jour le 26 octobre 2017
Discipline / domaine
Grandeurs et mesures
Objectif
- Utiliser une nouvelle unité de longueur, le décimètre (dm).
- Connaitre la relation 10 cm = 1dm.
- Faire des liens entre les unités de mesure décimales et les unités de numération.
Durée
50 minutes (5 phases)

1. Découvrir une nouvelle unité de mesure

collectif | 5 min. | découverte

« Prenez votre règle des formes et tracez sur votre feuille un trait de 10 cm de longueur. Attention de bien partir de la graduation du zéro de la règle ».
 « Vous venez de tracer un trait d’un décimètre de longueur. Le décimètre est une unité de mesure de longueur qui fait 10 cm. »

Écrire au tableau, et faire écrire aux élèves, le mot et son abréviation (dm), ainsi que l’égalité 10 cm = 1 dm qui fixe la relation entre ces deux unités de mesure.
Détacher le dm de la fiche cartonnée. 

2. Utiliser le décimètre pour mesurer

individuel | 5 min. | découverte

1 « Prenez les objets qui sont dans votre trousse. Comparez leur longueur par rapport au dm. D’un côté, vous placerez ceux dont la longueur est inférieure à 1 dm, de l’autre, ceux dont la longueur est supérieure à 1 dm et éventuellement dans un autre endroit ceux qui mesurent exactement 1 dm. » 

2 « Par deux, vous allez utiliser votre décimètre cartonné pour mesurer la largeur et la longueur de votre table. »

Dans une phase de synthèse, recueillir les procédures de mesurage mises en œuvre, les difficultés rencontrées et les mesures. Voir en particulier comment les élèves rendent compte de l’approximation de la mesure.

Constater que la mesure n’est pas très précise et que l’on aurait besoin d’une autre unité, plus petite. 

3. Exprimer la mesure d'un segment en dm et cm

collectif | 10 min. | découverte

"Sur votre fiche, vous avez 10 segments. Vous devez mesurer leur longueur en cm avec votre règle des formes, puis vous écrirez cette mesure en dm et cm, en faisant la transformation."

4. Travail sur le fichier

collectif | 25 min. | réinvestissement
Exercice 1 
Découverte d’une nouvelle unité de longueur : le décimètre (dm).

Observer l’image.

Cette règle est graduée en centimètres de 0 à 10.

Elle représente une longueur d’un décimètre.

Dire que le décimètre est une unité de mesure de longueur qui mesure 10 cm.

Lire l’affiche à droite et faire reformuler.

Compléter les phrases. 

Exercice 2 
Associer la longueur qui convient à un segment donné.

S’assurer que les élèves se sont bien approprié la tâche à accomplir. À la fin, recueillir les procédures :

- On mesure un segment en cm ; on repère la mesure correspondante fournie dans les trois phrases et on complète avec la couleur du segment concerné.
- On transforme en cm les mesures fournies dans les phrases et on recherche en mesurant les segments qui conviennent.

• Le fait de devoir écrire une couleur complique. Certains risquent d’écrire une mesure. 

• La troisième proposition nécessite un calcul.

• La conversion d’unités. 

Exercice 3 
Calculer la mesure de la longueur d’une ligne brisée.

La mesure est calculée en cm puis exprimée après transformation en dm et cm.

Observer les procédures.

- La somme peut se calculer au fur et à mesure que l’on effectue les mesures : 8 cm + 6 cm = 14 cm ➝ 14 cm + 5 cm = 19 cm ➝ 19 cm + 6 cm = 25 cm.

- On peut écrire les mesures sur les quatre segments et trouver le total en effectuant des regroupements astucieux (double et complément à la dizaine supérieure) :

6 + 6 + 8 + 5 ➝ 12 + 8 + 5 ➝ 20 + 5 = 25.

La transformation montre la cohérence entre les unités de mesure et les unités de numération.

Dans 25 cm, le chiffre 5 représente les cm, le chiffre 2 les dizaines de cm donc les dm.

• Des erreurs de mesurage.
• Des erreurs de calcul si l’élève fait tous les calculs sans noter les mesures. 

Exercice 4 
Transformations d’unités.

S’appuyer sur le travail effectué dans les deux exercices qui précèdent.

1 dm 2 cm = 10 cm + 2 cm = 12 cm ;
12 cm = 1 dizaine de cm + 2 cm = 1 dm 2 cm.

Reprendre le travail sur la valeur des chiffres dans un nombre à 2 chiffres :

25 = 20 + 5➝ 25 = 2d 5u.

Exercice 5
Situer la longueur d’un objet par rapport au décimètre : « plus ou moins d’1 dm ? »

Ce genre d’exercice, simple, renforce l’appropriation de l’unité de mesure.

On pourrait le présenter à l’envers et dire : « 1 dm est-ce que c’est plus grand ou plus petit que la longueur de la trousse ? De la gomme ? » 

5. Coller la leçon

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Faire sortir le cahier de leçon et coller la leçon pré-découper dans le mémo page 4 

6

Entraînements avant le bilan

Dernière mise à jour le 26 octobre 2017
Discipline / domaine
Grandeurs et mesures
Objectif
- Utiliser un décimètre pour mesurer des objets et des segments
- Utiliser diverses unités de mesures pour résoudre des problèmes
Durée
30 minutes (2 phases)

1. Rappel des notions

collectif | 5 min. | réinvestissement

Rappeler les notions de centimètre et décimètre, comment on les utilise....

2. Exercices d'entraînements

individuel | 25 min. | entraînement

Proposer des exercices d'entraînements commun à tout le monde avec des exercices supplémentaires pour les élèves maîtrisant le mieux les notions. 

Réaliser le premier exercice en classe entière, le second en petit groupe avec les élèves en difficultés avant de les laisser travailler seuls.

7

Evaluation

Dernière mise à jour le 26 octobre 2017
Discipline / domaine
Grandeurs et mesures
Objectif
- Savoir utiliser des unités de mesure pour résoudre des problèmes et mesurer des objets.
Durée
26 minutes (1 phase)

1. Phase 1

individuel | 26 min. | évaluation