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Les cartes mentales en maths-sciences

"L’utilisation des cartes mentales en milieu scolaire n’est pas une fin en soi. Mais elles peuvent être précieuses pour aider les élèves à se questionner (délimiter un sujet ou faire un brainstorming), à restituer (prendre des notes ou présenter un exposé), ou encore à apprendre (comprendre une notion ou mémoriser une leçon). Leur structure radiante et la présence des mots clés permettent une vision globale d’un sujet, ce qui stimule la mémoire visuelle et facilite la réutilisation sous d’autres formes. Leur efficacité est accrue si l’élève en est également le créateur."


 
 
carte mentale ? carte heuristique ?
Une carte mentale ou carte heuristique est un ensemble de mots liés entre eux graphiquement : au centre le thème ou sujet de la carte en image et en mots. Depuis ce centre, des branches en couleur irradient dans toutes les directions en portant les idées principales sous forme de dessins et de mots-clés. Ces branches irradient à leur tour vers des idées secondaires, en image et mot-clé, etc. La carte mentale peut être dessinée en utilisant simplement une feuille de papier et des feutres ou crayons de couleurs. Un tableau, voire de grandes feuilles de papier permettent à plusieurs personnes de réfléchir sur une même carte. De nombreux outils numériques permettent de créer des cartes mentales.
intérêt pédagogique
La carte mentale permet de structurer, organiser, hiérarchiser les idées ou les concepts. Elle facilite la mémorisation et l'apprentissage notamment quand elle est réalisée par l'apprenant. En travail de groupe, elle permet par exemple de lister les idées énoncées par le groupe, puis de les classer, de les organiser. Elle facilite la vision collective et stimule le travail du groupe.
exemples d'utilisations pédagogiques des cartes mentales :
support de présentation orale de rapport de stage
(Classe de 1è CAP PROE)
En CAP, on a proposé à des élèves de préparer un compte-rendu oral de quelques minutes de leur stage en entreprise.
On donne à chacun une feuille blanche et on leur demande de noter le mot stage au centre de la feuille et d'y noter à côté le nom de l'entreprise et les dates du stage.
Puis on leur demande de compléter la carte avec des mots-clé présentant l'entreprise, quelques tâches qu'ils y on réalisées ainsi que ce qu'ils ont apprécié ou pas. Les élèves commencent à noter la spécialité de l'entreprise, le nom du ou des tuteurs qui les ont encadrés, d'autres précisent des tâches qu'ils on réalisées.
En comparant leurs cartes, les élèves remarquent que la précision des renseignements inscrits peut être différente d'une feuille à l'autre et qu'ils peuvent hiérarchiser les idées.
On encourage les élèves à mettre de la couleur, à dessiner des images ou des symboles pour repérer leurs idées.
Lors de la séance suivante, on demande aux élèves de reprendre leur carte. On leur demande ensuite de la peaufiner en y ajoutant les ultimes idées ou des décorations supplémentaires.
Puis, un par un, les élèves sont invités à faire une présentation orale de leur stage en ne s'aidant pendant la présentation que de leur carte qu'ils ont à la main.
L'utilisation de leur carte pendant leur intervention permet aux élèves d'avoir une présentation beaucoup plus naturelle et fluide qu'avec un compte-rendu rédigé classique. Les élèves ne lisent pas leur texte, ils interprètent leur carte et sont plus détendus qu'avec une préparation classique.
Par rapport à un compte-rendu rédigé ou même à une utilisation de notes, la carte mentale leur a permis de se préparer efficacement à leur intervention par une meilleure mémorisation et synthèse des idées qu'ils devaient développer. La construction de la carte s'est faite naturellement, chacun s'inspirant chez les autres des modes de représentation qui leur convenaient.

mise en place de charte de vie de classe
Pour une bonne gestion de classe, l'enseignant met en place avec et par les élèves une charte de vie de classe. Ce sont les élèves qui mettent en place les règles à respecter pour un bon climat de classe.
La charte est ensuite finalisée pendant une heure de vie de classe.
Le document final est ensuite signé par l'élève et par son représentant légal et diffusé auprès des parents par l'intermédiaire de E-Lyco.

préparation d'évaluation sommative
A la fin d'un premier chapitre sur les statistiques, l'enseignant présente dans un diaporama animé une carte mentale qu'il a élaborée.
Le diaporama répond à un questionnement rappelant les notions de ce chapitre :
  • Les statistiques, c'est quoi ?
  • Comment représenter des statistiques ?
  • Quel vocalulaire avons nous appris ?
A la fin du chapitre suivant, l'enseignant demande aux élèves de préparer pour la séance suivante, sur une feuille, leur propre carte heuristique. Les élèves jouent le jeu, rendant des documents assez colorés et assez complets.
L'expérience paraissant assez concluante, l'enseignant leur propose qu'à chaque fin de chapitre, (avant l'évaluation sommative), ils préparent leur propre carte mémoire. (Expérience toute aussi concluante en 1è Com et en 1è Ga)
travail de recherche de protocole en sciences 

(Classe de 1è bac pro MELEC)

phase 1 : (5 min) 

La situation est présentée à partir d'une image :
« Est-il judicieux d’écouter dans le rail plutôt que dans l’air ? »
Consigne : chacun réfléchit et rédige sur son cahier en quelques phrases ce que lui inspire cette diapo.

phase 2 : (5 min)

Mise en commun des idées des élèves et réalisation en direct d'une carte mentale. Cette carte permet ensuite de trier les idées et de dégager le sujet principal (la vitesse du son dans un milieu ici l'air et l'acier)
Remarque : Un groupe est accompagné d'une AVS (assistante de vie scolaire) qui prend note pour un élève. La carte mentale est réalisée par cette personne pour l'élève mais aussi pour tout le groupe. Dans le deuxième groupe le professeur assure le rôle de secrétaire.


phase 3 : (10 min)

L'objectif du TP est clairement défini : « Comment déterminer la vitesse du son dans l'air ? »
Consigne : élaborer le protocole expérimental permettant de répondre à cette question.
Une diapo est présentée avec des questions ayant pour but d'aider les élèves dans la mise en place d'un protocole.
 
 
Comment déterminer la vitesse du son dans l'air ?
  • Que mesure-t-on ?
  • Comment ?
  • Le phénomène est-il rapide ou lent ?
  • Avons-nous un problème particulier lors de nos mesures ?

 
La mise en commun est réalisée et la carte mentale est complétée.

phase 4 : (20 min)

Mise en place du protocole validé par le groupe, réalisation des mesures (un simple rappel est fait sur l'utilisation du pointeur pour réaliser une mesure à l'aide du vidéoprojecteur sur un des enregistrements des élèves).

phase 5 : (10 min)

Chaque groupe doit chercher à valider son résultat (ma réponse a-t-elle du sens, recherche sur Internet). Rédaction et réponse à la problématique.

prolongements :

Les cartes mentales sont mises dans le blog de sciences de la classe. Les élèves disposent d'enregistrements dans différents milieux.

une carte heuristique pour une démarche d'investigation en mathématiques
Une des difficultés les plus fréquentes dans la démarche d’investigation en mathématiques est de prendre en compte toutes les hypothèses des élèves même celles qui sont « fausses », et ensuite de mettre en relation hypothèse et conclusion. Cette phase d’analyse constitue un élément essentiel à l’apprentissage.
La carte heuristique permet de faciliter cette phase de la démarche d’investigation en induisant une implication de tous les élèves dans la recherche de la solution.
Cette carte a été élaborée au fur et à mesure des propositions : tout a été noté, même les idées n’aboutissant pas (mais au moins elles sont justifiées comme telles auprès de ceux qui les ont émises !).
quelques logiciels d'édition de cartes mentales (mind mapping)

logiciels à installer

Freeplane : logiciel libre, gratuit, toutes plateformes. Possibilité d'intégrer des images et des liens vers des fichiers locaux ou es sites internet dans les cartes. Nombreux formats d'exportation (images, images cliquables, html, pdf, LibreOffice Writer, Excel ...)

XMind : logiciel open source, dont la version de base est gratuite, permet l'affichage de la carte dans des structures variées (carte, organigramme, arbre, ligne de temps, arête de poisson, tableau ...). En version gratuite, les formats d'exportation sont limités.

site de mind mapping en ligne

Framindmap : ce site permet de créer en ligne des cartes mentales, de les partager (avec un compte), de les publier sur E-Lyco. L'hébergement des données est éthique (Framasoft s’engage à ne pas exploiter les données des utilisateurs de ses services)
A noter : en bas de la page du site existe un service anonyme ne nécessitant pas d'inscription, mais qui ne permet pas de partager l carte.

 

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