Tutoriels d’apprentissage du Kit Calculus

lundi 20 avril 2015
par  Nathalie DAVAL

Le Kit Calculus, matériel pédagogique élaboré par Michel Mouyssinat, regroupe les instruments anciens de calcul que sont l’abaque à jetons, les bâtons de Néper et les réglettes de Genaille.

Utilisés encore au début du vingtième siècle dans nos écoles, réhabilités aujourd’hui pour une pédagogie nouvelle, ces instruments permettent un apprentissage de la numération et du calcul dans une approche concrète et ludique.

L’utilisation dans le cadre de l’enseignement peut se faire du CP au Master, ou encore en formation continue avec des objectifs différents suivant les niveaux (numération, calculs, histoire, formation...)

Cet article propose différentes capsules vidéo d’explication de leur utilisation ainsi que quelques fiches permettant de passer le l’objet physique à l’écriture.

Pour plus d’informations notamment sur les bâtons de Néper et les réglettes de Genaille, voir l’article « Les abaques, outils de numération et de calcul ».


L’abaque à jetons

L’abaque à jetons : petit rappel historique

L’abaque (abacus en latin, abax en grec, signifiant table à poussière) est le nom donné à tout instrument plan facilitant le calcul.

Calculer au 10e siècle n’était pas une mince affaire, les nombres étant notés en chiffres romains. Aussi employait-on des abaques à jetons, mais certaines opérations telles que les divisions restaient très compliquées.

C’est alors qu’un moine, Gerbert d’Aurillac (945-1003), inventa un nouvel abaque : il y utilisait, pour la première fois en Occident, les chiffres indo-arabes. Ceux-ci étaient transcrits dans des jetons appelés apices.

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Abaque de Gerbert d’Aurillac

Au 13e siècle, la bataille entre les algoristes (partisans du calcul avec les chiffres indo-arabes, utilisant des techniques de calcul proches des nôtres) et les abacistes (partisans du calcul sur abaque) était loin d’être gagnée.

En effet, l’église voyait d’un mauvais oeil ces nouvelles techniques de calcul importées des Arabes, et accessibles au plus grand nombre !

Ce n’est que vers la fin du 18e siècle que le calcul indo-arabe supplanta réellement l’abaque dans les écoles, les administrations et le commerce.

Utilisation de l’abaque à jetons

Celui-ci est constitué d’une page format A4 et de 30 jetons.

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Abaque à jetons du kit calculus

Voici un tutoriel d’utilisation expliquant comment un nombre de notre numération positionnelle de base 10 est représenté sur l’abaque.

Compléments

Pour compléter cette vidéo, quelques documents :

  • un support à projeter au tableau, grâce au logiciel de TNI libre et gratuit Open-Sankoré : ce document permet de manipuler les jetons à l’aide de la souris ou d’une tablette graphique ;
    Zip - 749.3 ko
    Abaque à jetons Open-Sankoré
  • quelques fiches faisant le lien entre l’objet physique et la représentation chiffrée des nombres.
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Abaque à jetons - simple repéré
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Abaque à jetons - simple
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Abaque à jetons - double repéré
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Abaque à jetons - double
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Exemples d’utilisation

Utilisation dans le cadre d’un cours d’histoire des sciences en L2

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Manipulation de l’abaque à jetons
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Modification « en live » de la disposition des jetons au tableau
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Projection de l’abaque virtuel au tableau

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Les bâtons de Néper

Les bâtons de Neper : petit rappel historique

La multiplication per gelosia est une technique opératoire provenant de la civilisation indienne au 12e siècle.

Introduite en Europe par le mathématicien italien Léonard de Pise, plus connu sous le nom de Fibonacci, elle fut très utilisée jusqu’au 15e siècle.

Le nom fait allusion à la pièce en bois qui, en Italie, équipait certaines « fenêtres à jalousie » chez les maris jaloux : la femme pouvait regarder ce qui se passait dans la rue sans être vue des autres hommes.

La multiplication per gelosia consiste à entrer dans un tableau les différents résultats des multiplications partielles, chiffre après chiffre, puis à les additionner en diagonale.

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Multiplication per gelosia

En 1617, l’Écossais John Napier (en français Neper) met au point des bâtons mobiles permettant de simplifier la multiplication per gelosia en s’affranchissant de la connaissance des tables de multiplication.

Utilisation des bâtons de Néper

Cette partie du Kit Calculus est constituée d’une page format A4 comportant des encoches et de 21 « bâtons » : un index et deux séries de dix bâtons numérotés de 0 à 9.

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Bâtons de Néper du kit calculus

Voici un tutoriel d’utilisation expliquant comment effectuer la multiplication d’un nombre par un nombre à un chiffre.

Compléments

Pour compléter cette vidéo, quelques documents :

  • un support à projeter au tableau, grâce au logiciel de TNI libre et gratuit Open-Sankoré : ce document permet de manipuler les bâtons à l’aide de la souris ou d’une tablette graphique ;
    Zip - 1.5 Mo
    Bâtons de Néper Open-Sankoré
  • un exemple d’utilisation en terminale à l’occasion de l’introduction du chapitre sur les logarithmes néperiens.
    PDF - 49.1 ko
    Activité multiplication par traits - per gelosia - bâtons de Néper

Les étudiants en action...

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Bâtons de Néper version jeu de cartes ?
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Bâtons de Néper version organisé ?

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Les réglettes de Genaille

Les réglettes de Genaille : petit rappel historique

Ces réglettes sont issues d’une proposition théorique du mathématicien Édouard Lucas que l’ingénieur de l’armement Henri Genaille parvint à mettre en œuvre en 1885.

Celles-ci permettent de calculer des produits par simple lecture des réglettes correctement agencées.

Utilisation des réglettes de Genaille

Cette partie du Kit Calculus est constituée d’une page format A4 comportant des encoches et de 21 « réglettes » : un index et deux séries de dix réglettes numérotées de 0 à 9.

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Réglettes de Genaille du kit calculus

Voici un tutoriel d’utilisation expliquant comment effectuer la multiplication d’un nombre par un nombre à un chiffre.

Complément

Pour compléter cette vidéo, ci-joint un support à projeter au tableau, grâce au logiciel de TNI libre et gratuit Open-Sankoré : ce document permet de manipuler les réglettes à l’aide de la souris.

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Réglettes de Genaille Open-Sankoré

Encore un effort !

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Concentration maximale !!!
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Retranscription des réglettes de Genaille

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Prochains rendez-vous de l’IREM

Séminaire EDIM-IREM

- Mercredi 14 juin 2017, 14h-18h, PTU, Saint-Denis, salle S23.6
- Mercredi 21 juin 2017, 14h-18h, 146 route de Grand-Coude, Saint-Joseph


Brèves

Nouveaux programmes pour la maternelle

mercredi 3 juin 2015

Les lecteurs attentifs des futurs programmes de la maternelle, qui rentreront en vigueur à la rentrée 2015, ont pu remarquer qu’ils reprennent les positions défendues par Rémi Brissiaud depuis des années sur la construction du nombre. Le site de la CFEM (Commission française pour l’enseignement des mathématiques) propose une page résumant le débat sur ce thème, avec deux contributions de ce chercheur.

thaMographe

mardi 30 décembre 2014

Le thaMographe, médaille d’or au Concours Lépine européen 2013, est un instrument pratique, peu cher, performant, qui remplace à lui seul les quatre outils usuels de géométrie (compas, règle graduée, équerre, rapporteur). De nombreuses écoles l’on mis sur leur liste de fournitures scolaires. Le site d’accompagnement contient des tutoriels pour une utilisation du primaire au post-bac.

Sur le Web : thaM thaM

Cellule de Géométrie

mardi 9 avril 2013

La Cellule de Géométrie (Haute École en Hainaut, Belgique) met à la disposition des professeurs des documents concernant l’enseignement de la géométrie de 5 à 18 ans. L’objectif est de permettre aux élèves de s’approprier progressivement et naturellement la démarche scientifique.

Sur le Web : Cellule de Géométrie

Artluxultra

samedi 20 octobre 2012

Artluxultra est un site d’art mathématique qui présente, sous un angle figuratif, les relations entre la géométrie, l’algèbre et la topologie.

Sur le Web : Artluxultra

Enigmath 2011

samedi 12 novembre 2011

Un Quizz de Mathématiques GRATUIT ne nécessitant que des connaissances élémentaires.

Les objectifs principaux sont de mettre en valeur auprès du grand public la place occupée par les mathématiques dans notre vie de tous les jours, et d’aborder des aspects de la recherche en mathématiques ou liés aux mathématiques, tout en permettant aux participants de s’évaluer sur des questions de mathématiques simples.

Sur le Web : Enigmath 2011

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