Ecrit par Jean-Yves Labouche
J’ai la chance d’avoir accès depuis la dernière rentrée scolaire à une imprimante 3D (modèle ANYCUBIC I3 MEGA) et à une découpeuse numérique à lame (modèle Silhouette CAMEO 4). Ces deux formidables machines m’ont permis de créer, en quelques mois, une grande quantité d’objets qui sont autant de matériel pédagogique.
Parlons tout d’abord de la découpeuse numérique. Pour ceux qui ne savent pas de quoi il s’agit, il faut imaginer une lame de cutter automatisée qui découpe avec une extrême précision tout dessin ou image que vous souhaitez sur du papier de bonne épaisseur (200 ou 300 g/m² sans difficulté). Par exemple des patrons de solides dessinés avec GeoGebra (ou votre logiciel de géométrie préféré). La prise en main est simple : la découpeuse est reliée à l’ordinateur par un câble et un logiciel dédié permet de gérer les paramètres de découpe (vitesse, profondeur de la lame, nombre de passages). La machine et son logiciel offrent de nombreuses possibilités que je n’ai pas encore testées.
J’ai commencé à l’utiliser timidement avec quelques solides simples : la qualité de la découpe est excellente, des pointillés facilitent les pliages et le formidable outil « languettes » pour GeoGebra créé par Carole Le Beller (disponible sur le site de la Commission Inter-IREM TICE, dans ce tutoriel) permet un assemblage très simple et parfait des solides. J’ai vite compris que j’allais pouvoir me faire plaisir !
Je me suis donc rapidement lancé dans la création d’une bonne quantité de solides, plus ou moins complexes. Et ils sont là, bien visibles, exposés dans la salle de classe. Ils attisent la curiosité des collégiens qui aiment bien venir en manipuler un, demander son nom ou à quoi ressemble son patron. Certaines questions permettent parfois de lancer une petite discussion (« pourquoi tronqué ? »). Quand les élèves s’intéressent à des objets mathématiques et posent des questions, c’est toujours une petite victoire !
Je voulais mettre les patrons des solides de Platon dans les Sacs à Maths de mes sixièmes, mais le temps m’a manqué cette année : ce sera pour l’année prochaine. L’assemblage des solides est une étape de manipulation qui peut avoir son importance dans l’acquisition de cette culture mathématique que je cherche ici à transmettre.
D’autres solides arrivent régulièrement. Récemment, un cube Soma est venu s’ajouter à la collection. Là aussi, à disposition : les élèves jouent avec les mathématiques.
Évidemment, tous ces solides peuvent aussi être utilisés pour des séquences de travail : nature des solides, nature des faces, nombres de faces, de sommets ou d’arêtes, recherche des patrons… c’est du matériel pédagogique fait maison que l’on peut adapter à ses besoins. Il est très facile de se créer ainsi une série de pavés droits, de prismes ou de pyramides.
La découpeuse permet aussi de créer des stickers : sur une feuille autocollante, le réglage de la profondeur de la lame permet de couper la feuille, mais pas son support. On peut imaginer beaucoup d’utilisation dans la classe. Par exemple, l’étiquetage des noms des solides créés précédemment ou la labélisation des jeux et livres des Sacs à Maths.
On peut aussi, bien sûr, envisager des utilisations pédagogiques. Par exemple, une planche d’autocollants des blocs de programmation de Scratch permet aux élèves de conserver une trace écrite de leurs programmes qui, en général, disparaissent aussitôt l’ordinateur éteint. Cela peut se révéler très utile en début de sixième lorsque les élèves débutent en programmation. Ils peuvent ainsi avoir quelques programmes de référence dans leur cahier. C’est aussi l’occasion d’une activité débranchée pour réactiver des notions déjà travaillées sur ordinateur.
Venons-en maintenant à l’imprimante 3D. Elle est généralement plus connue et plus présente dans les établissements scolaires puisqu’elle se démocratise dans les salles de technologie. Elle est un excellent complément à la découpeuse numérique. Évidemment, elle permet elle aussi de créer tous les solides que l’on souhaite. Mais attention, cela prend bien plus de temps ! Il faut parfois plusieurs heures d’impression là où il suffit de quelques minutes pour la découpeuse… il faut être patient, mais les solides obtenus sont bien plus résistants aux manipulations des élèves que ceux en papier.
Là encore, la modélisation peut se faire avec GeoGebra, mais également avec tout autre logiciel de dessin 3D. On peut facilement obtenir des solides d’apparence complexe comme ces cônes tronqués qui permettent de visualiser les quatre coniques.
Mais les deux machines peuvent être utilisées de façon complètement complémentaire pour créer des séries de solides avec, pour chacun, plusieurs patrons possibles. La précision de la découpe et celle de l’impression donnent des résultats parfaitement ajustés pour créer des activités pédagogiques sur mesure.
Je partage, sur cette page de mon site, une grande quantité de patrons dans différents formats (GeoGebra, PDF et Silhouette, le format de ma découpeuse) ainsi que des fichiers de solides au format STL pour l’impression 3D. J’ai aussi créé, avec GeoGebra, un générateur de solides qui permet, très simplement et en quelques clics, de choisir et paramétrer un solide exportable au format STL.
Il existe, bien sûr, beaucoup d’autres réalisations possibles avec ces deux outils de fabrication : je n’ai présenté ici que mes principales utilisations et productions en quelques mois. D’autres viendront certainement.
Il ne vous reste plus qu’à convaincre le gestionnaire de votre établissement pour les achats et à vous lancer !