Duo d'artefacts numérique et matériel pour l'apprentissage de la géométrie au cycle 3

L’objet de notre recherche en didactique des mathématiques est d’étudier l’introduction des technologies numériques comme environnement complémentaire à des manipulations concrètes. Nous définissons les duos d’artefacts comme l’articulation fructueuse entre un artefact numérique et un artefact matériel qui soit une plus-value pour les apprentissages. L’approche instrumentale de Rabardel nous permet d’établir les critères de cette articulation; chaque artefact du duo enrichit l’autre à travers les instruments construits. Un duo d’artefacts provoque des genèses instrumentales associées. Afin de fonder les conditions d’un apprentissage au sens de Brousseau, un duo n’existe que lorsqu’il est mobilisé dans une situation didactique. Notre enjeu est alors d’élaborer un duo d’artefacts incluant le compas matériel en vue de la conceptualisation du triangle à partir de sa construction à la règle et au compas. La composition du duo et son orchestration dans une situation ont pour intention de faire émerger une nouvelle genèse instrumentale du compas et, selon les travaux de Duval, une déconstruction dimensionnelle 1D du triangle. Des expérimentations en classe nous ont permis de valider l’hypothèse selon laquelle la situation et le duo provoquent l’élaboration d’un nouvel instrument compas pour faire pivoter un segment. Le modèle de conceptions de Balacheff nous a aussi permis d’identifier l’évolution des conceptions des élèves sur le triangle et le cercle au fil de la situation, en particulier l’apparition d’une vision 1D du triangle comme une ligne brisée fermée et d’une caractérisation du cercle comme la trajectoire d’une extrémité d’un segment pivoté.