Mathématiques pour la Planète Terre 2013
Après l’année des mathématiques en 2000, l’UNESCO a placé l’année 2013 sous le signe des mathématiques de la planète terre. En particulier le site MPT2013 publie une brève par jour sur le sujet et Publimath propose une sélection de ressources.
Le réseau des IREM est partenaire de ce projet et a préparé un catalogue de ressources pour les enseignants qui souhaitent s’engager dans des activités sur ce thème. Vous pouvez le télécharger au format pdf ou le consulter en ligne, en sélectionnant les ressources par thèmes et mots clefs.
Elles se répartissent suivant 4 axes eux-mêmes décomposées en sous-thèmes :
- Une planète à découvrir
a. Océans (7)
b. Météorologie et climat (12)
c. Manteau terrestre (4)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Math Astronomie Express Coordonateurs :... ge ?ome ?trie, grandeurs et mesure, syste ?mes dynamiques, chaos
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Sciences de la vie et de la terre (SVT) Informatique Technologie * La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Des tas de sable au club ... scientifique Francis JAMM (IREM Géométrie , Algorithmique
* Lycée Très difficile ** Enseigner les mathématiques en sixième à partir des grandeurs IREM de Poitiers. géométrie, grandeurs, nombres et calculs
* Collège * d. Ressources naturelles (4)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Math Astronomie Express Coordonateurs :... ge ?ome ?trie, grandeurs et mesure, syste ?mes dynamiques, chaos
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Sciences de la vie et de la terre (SVT) Informatique Technologie * Revue Accrom ?th ** Moyen Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) Éducation civique Sciences économiques et sociales (SES) ** La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Enseigner les mathématiques en sixième à partir des grandeurs IREM de Poitiers. géométrie, grandeurs, nombres et calculs
* Collège * e. Systèmes solaires (22)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Mathématiques Nature Express Coordonatrice :... géométrie euclidienne et non euclidienne, analyse (suites, fonctions)
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) * Math Astronomie Express Coordonateurs :... ge ?ome ?trie, grandeurs et mesure, syste ?mes dynamiques, chaos
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Sciences de la vie et de la terre (SVT) Informatique Technologie * Revue Accrom ?th ** Moyen Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) Éducation civique Sciences économiques et sociales (SES) ** La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Histoires de mesures et système métrique François Boule et grandeurs et mesures
histoire** Collège Lycée Moyen * Ombres et lumières au cycle II. Vers une démarche de modélisation Maryse Coda, Thérèse représentation de l’espace, grandeurs
physique** École Moyen * Le mouvement apparent du soleil (première partie) et (deuxième partie) Guylaine Cornut calculs élémentaires, repérage
** École Moyen ** Autour de Kepler IREM DE Franche-Comt géométrie (angles, polygones et polyèdres)
physique** Lycée Moyen ** Découverte de la latitude et du sextant (comment se repérer en mer) IREM de la Réunion : géométrie
** Collège Lycée Difficile ** L’effet Doppler et ses représentations IREM Paris-Diderot algèbre, trigonométrie, fonctions.
physique** Collège Lycée Moyen ** Enseigner les mathématiques en sixième à partir des grandeurs IREM de Poitiers. géométrie, grandeurs, nombres et calculs
* Collège * Etude du mouvement des 4 principaux satellites de Jupiter IREM de Rennes... Géométrie, analyse (équations différentielles).
Informatique, physique (mécanique)** Enseignement supérieur Difficile Informatique * Expériences, modèles, simulation Gilles Aldon géométrie, trigonométrie.
Physique** Lycée ** La durée des saisons Jean-Pierre Darou géométrie (plane et espace), calculs d’aires, proportionnalité.
Physique** Lycée Moyen Mesurer la terre Paul-Louis Hennequin géométrie, trigonométrie, mesure, échelles.
géographie** Collège Lycée Moyen Difficile Géographie ** Mesurer des distances dans le système solaire Pierre Causeret géométrie, mesure
** Lycée Moyen ** Mesurer sa latitude et sa longitude Pierre Causeret géométrie, proportionnalité
** Collège Facile * Pourquoi fait-il plus chaud en été ? Pierre Causeret géométrie, proportionnalité, fonctions
Collège Lycée Moyen ** Un piquet au soleil S. Ricou géométrie, mesure de grandeurs, échelles.
Français, arts plastiques, géographie** Collège École Moyen Géographie Français Arts plastiques Mesurer sa latitude et sa longitude Pierre Causeret géométrie, proportionnalité
** Collège Facile Pourquoi fait-il plus chaud en été ? Pierre Causeret géométrie, proportionnalité, fonctions
** Collège Lycée Moyen ** Un piquet au soleil S. Ricou géométrie, mesure de grandeurs, échelles
français, arts plastiques, géographie** Collège École Moyen Géographie Arts plastiques f. Autres (23)
- Une planète accueillant la vie
a. Écologie (8)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Mathématiques Nature Express Coordonatrice :... géométrie euclidienne et non euclidienne, analyse (suites, fonctions)
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) * Revue Accrom ?th ** Moyen Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) Éducation civique Sciences économiques et sociales (SES) ** La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Les déchets dangereux (analyse d’une fiche du livre Home de Yann-Arthus Bertrand) IREM de la Réunion : Statistique descriptive
** Lycée sections non scientifiques Facile ** Populus, un logiciel sur l’écologie IREM de la Réunion : Analyse (suites géométriques, fonction exponentielle)
** Moyen * Analyse d’une catastrophe écologique en seconde IREM de la Réunion : statistique, probabilités
SVT ; éducation civique (réflexion sur les agents polluants)** Lycée Moyen * Les mathématiques : un outil décisif pour une approche de la biologie marine Alain Ménesguen probabilités, statistiques, algèbre linéaire, systèmes dynamiques, équations différentielles et aux dérivées partielles, géométrie, fractals.
Biologie** Lycée Difficile Très difficile * Les mathématiques : un outil décisif pour une approche de la biologie marine Alain Ménesguen probabilités, statistiques, algèbre linéaire, systèmes dynamiques, équations différentielles et aux dérivées partielles, géométrie, fractals
Biologie
Formes** Difficile Très difficile * b. Biodiversité (7)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Mathématiques Nature Express Coordonatrice :... géométrie euclidienne et non euclidienne, analyse (suites, fonctions)
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) * La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * J’ai même rencontré un prof de maths heureux ... Huguette PANDOLFO géométrie (très élémentaire), calcul algébrique (somme des impairs successifs)
* Collège Moyen * Les classifications du vivant : former l’esprit scientifique ou inculquer la « bonne » solution ? Denise Orange Ravach potentiellement organisation de données, logique
SVT* École * Modélisation itinérante : du Saguenay à nos classes IREM Paris-Diderot probabilités, statistique, théorie des graphes, chaînes de Markov
SVT** Collège Lycée Moyen Difficile Sciences de la vie et de la terre (SVT) ** Les mathématiques : un outil décisif pour une approche de la biologie marine Alain Ménesguen probabilités, statistiques, algèbre linéaire, systèmes dynamiques, équations différentielles et aux dérivées partielles, géométrie, fractals.
Biologie** Lycée Difficile Très difficile * Les mathématiques : un outil décisif pour une approche de la biologie marine Alain Ménesguen probabilités, statistiques, algèbre linéaire, systèmes dynamiques, équations différentielles et aux dérivées partielles, géométrie, fractals
Biologie
Formes** Difficile Très difficile * c. Évolution (5)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Mathématiques Nature Express Coordonatrice :... géométrie euclidienne et non euclidienne, analyse (suites, fonctions)
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) * La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Les classifications du vivant : former l’esprit scientifique ou inculquer la « bonne » solution ? Denise Orange Ravach potentiellement organisation de données, logique
SVT* École * Modélisation itinérante : du Saguenay à nos classes IREM Paris-Diderot probabilités, statistique, théorie des graphes, chaînes de Markov
SVT** Collège Lycée Moyen Difficile Sciences de la vie et de la terre (SVT) ** Un parcours d’étude en première S IREM de Poitiers. analyse (suites)
** Lycée Lycée sections scientifiques Moyen ** d. Autres (10)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Mathématiques Nature Express Coordonatrice :... géométrie euclidienne et non euclidienne, analyse (suites, fonctions)
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) * Revue Accrom ?th ** Moyen Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) Éducation civique Sciences économiques et sociales (SES) ** La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Lectures mathématiques IREM de Rennes... Analyse (suites, équations différentielles), trigonométrie.
Géographie* Collège Lycée Facile Moyen Géographie ** Quelques remarques sur l’espérance de vie humaine Paul-Louis Hennequin statistiques, probabilités.
Potentiellement SES, biologie (éducation à la santé), histoire, géographie** Collège Lycée * Mathématiques en dynamique des populations Christelle Magal analyse.
Biologie** Difficile Très difficile * Des approches variées pour un même phénomène : la datation au radiocarbone Bernard Parzysz suites géométriques, fonctions exponentielle, loi de Gauss
* Lycée Moyen * Les mathématiques : un outil décisif pour une approche de la biologie marine Alain Ménesguen probabilités, statistiques, algèbre linéaire, systèmes dynamiques, équations différentielles et aux dérivées partielles, géométrie, fractals.
Biologie** Lycée Difficile Très difficile * Des approches variées pour un même phénomène : la datation au radiocarbone Bernard Parzysz suites géométriques, fonctions exponentielle, loi de Gauss.
Datation* Lycée Moyen * Les mathématiques : un outil décisif pour une approche de la biologie marine Alain Ménesguen probabilités, statistiques, algèbre linéaire, systèmes dynamiques, équations différentielles et aux dérivées partielles, géométrie, fractals
Biologie
Formes** Difficile Très difficile *
- Une planète organisée par l’homme
a. Organisation politique (5)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Enseigner les mathématiques en sixième à partir des grandeurs IREM de Poitiers. géométrie, grandeurs, nombres et calculs
* Collège * Travaux personnels encadrés : la dimension fractale Denis Gardes géométrie, dimensions
** Lycée Moyen Un piquet au soleil S. Ricou géométrie, mesure de grandeurs, échelles.
Français, arts plastiques, géographie** Collège École Moyen Géographie Français Arts plastiques Travaux personnels encadrés : la dimension fractale Denis Gardes géométrie, dimensions
** Lycée Moyen b. Organisation économique (11)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Revue Accrom ?th ** Moyen Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) Éducation civique Sciences économiques et sociales (SES) ** La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Histoires de mesures et système métrique François Boule et grandeurs et mesures
histoire** Collège Lycée Moyen * Enseigner les mathématiques en sixième à partir des grandeurs IREM de Poitiers. géométrie, grandeurs, nombres et calculs
* Collège * Problèmes de division des champs IREM de Rennes.... géométrie (triangles, quadrilatères, aires, théorème de Thalès)
* Collège Difficile ** Quelques remarques sur l’espérance de vie humaine Paul-Louis Hennequin statistiques, probabilités.
Potentiellement SES, biologie (éducation à la santé), histoire, géographie** Collège Lycée * Travaux personnels encadrés : la dimension fractale Denis Gardes géométrie, dimensions
** Lycée Moyen Mathématiques, économie et citoyens Hébert Jean-Paul statistiques, pourcentages.
Economie** Moyen * Un piquet au soleil S. Ricou géométrie, mesure de grandeurs, échelles.
Français, arts plastiques, géographie** Collège École Moyen Géographie Français Arts plastiques Travaux personnels encadrés : la dimension fractale Denis Gardes géométrie, dimensions
** Lycée Moyen Mathématiques, économie et citoyens Hébert Jean-Paul statistiques, pourcentages.
Economie** Moyen * c. Systèmes sociaux et financiers (16)
d. Organisation des réseaux de communication et de transport (13)
e. Énergie (11)
f. Autres (6)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Quelques éclairages sur la radioactivité Dominique GAUD... Probabilités (loi binomiale, étudiée en première), analyse (exponentielle, étudiée en terminale)
* Lycée Très difficile * Enseigner les mathématiques en sixième à partir des grandeurs IREM de Poitiers. géométrie, grandeurs, nombres et calculs
* Collège * Travaux personnels encadrés : la dimension fractale Denis Gardes géométrie, dimensions
** Lycée Moyen Un piquet au soleil S. Ricou géométrie, mesure de grandeurs, échelles.
Français, arts plastiques, géographie** Collège École Moyen Géographie Français Arts plastiques Travaux personnels encadrés : la dimension fractale Denis Gardes géométrie, dimensions
** Lycée Moyen
- Une planète en danger
a. Changement climatique (4)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Mathématiques Nature Express Coordonatrice :... géométrie euclidienne et non euclidienne, analyse (suites, fonctions)
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) * Revue Accrom ?th ** Moyen Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) Éducation civique Sciences économiques et sociales (SES) ** La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Adéquation statistique à un modèle. Exemples dans le domaine de l’environnement Philippe Dutarte statistique
** Lycée Difficile Très difficile * b. Développement durable (9)
c. Épidémies (4)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Mathématiques en dynamique des populations Christelle Magal analyse.
Biologie** Difficile Très difficile * Un exemple de modélisation Annette Leroy analyse, probabilités.
SVT, histoire** Lycée Moyen Difficile Histoire Sciences de la vie et de la terre (SVT) ** Modèles mathématiques pour la propagation de maladies contagieuses Bernard Guennebaud analyse (suites), probabilités.
SVT** Lycée Moyen Sciences de la vie et de la terre (SVT) ** d. Espèces invasives (2)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Mathématiques en dynamique des populations Christelle Magal analyse.
Biologie** Difficile Très difficile * e. Désastres naturels (3)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Mathématiques Nature Express Coordonatrice :... géométrie euclidienne et non euclidienne, analyse (suites, fonctions)
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) * La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques * Modélisation des crues : phénomènes aléatoires moyens et extrêmes François Sauvageot statistiques et probabilités
** Difficile Très difficile * f. Autres (2)
Titre Auteur(s) Source Adéquation au thème Niveau d’études Difficulté Autres disciplines Utilisation dans l’enseignement Mathématiques Nature Express Coordonatrice :... géométrie euclidienne et non euclidienne, analyse (suites, fonctions)
** Lycée Moyen Histoire Géographie Sciences physiques Chimie Sciences de la vie et de la terre (SVT) * La Terre vue des maths Jacques Bair, Elisab Tangente hors série n°40, Editions Pôle, Paris
** Collège Lycée Moyen Géographie Sciences physiques *
Dans le cadre de l’année internationale 2013 Mathématiques de la planète terre (MPT), et en particulier pour préparer la Semaine des mathématiques 2013 qui, du 18 au 23 mars, sera consacrée à ce thème dans les écoles, collèges et lycées français, les IREM ont décidé de constituer un catalogue de travaux qui ont été menés en leur sein ou signalés par eux (en particulier référencés dans Publimath).
Ce catalogue vise à aider les enseignants dans la recherche d’idées et de ressources pour mener des activités sur cette thématique avec leurs élèves, au sein de la classe de mathématiques mais aussi au-delà, par exemple dans des projets développés en partenariat avec des collègues d’autres disciplines. Il est constitué de courtes fiches conçues pour permettre un repérage rapide des caractéristiques des travaux sélectionnés. On trouvera ci-dessous (Annexe 1) un exemple de telle fiche.
Les travaux retenus l’ont été en fonction de deux critères, leur proximité avec le thème général MPT et la possibilité de s’en servir pour des activités avec les élèves, celles-ci pouvant être de diverses nature et durée (séances ordinaires de classe, ateliers, projets, thème d’enseignement d’exploration MPS en seconde, accompagnement personnalisé ...). Ceux accessibles en ligne ont été privilégiés.
Pour ce qui est de la position des documents retenus au regard du thème MPT, nous avons repris une classification proposée par les initiateurs du projet international, qui couvre un champ très vaste et distingue quatre grandes rubriques (avec pour chacune un certain nombre de mots-clefs) : une planète à découvrir, une planète accueillant la vie, une planète organisée par l’homme, une planète en danger (cf. Annexe 2). A cet égard figure dans les fiches un point intitulé Catégorie dans la nomenclature MPT ; nous avons pour cela repris la nomenclature officielle du site international du projet et rajouté dans chacune des quatre rubriques un point intitulé autres ; ce code est suivi, dans les fiches, d’une mention rappelant, voire précisant, sa signification. L’adéquation au thème MPT fait par ailleurs l’objet d’une classification par des étoiles selon que le travail est entièrement adapté au thème MPT (2 étoiles) ou bien a seulement des points d’ancrage sur lui (1 étoile).
Les fiches comportent également un point intitulé Utilisation dans l’enseignement, avec ici aussi un code avec étoiles. Il ne s’agit pas d’une appréciation sur la qualité du travail, reconnue par le seul fait qu’une fiche a été établie à son sujet. Deux étoiles indiquent que le document semble directement utilisable au niveau auquel il est destiné, tandis qu’une étoile indique que son utilisation nécessite une médiation ou un travail d’adaptation importants de la part de l’enseignant.
Pour le point intitulé Niveau d’études (annoncé par l’auteur), il importe de rappeler que ces documents ont été pour la plupart établis par référence à des programmes qui ne sont plus en vigueur aujourd’hui (par exemple supposent chez les élèves des connaissances en géométrie qui ne sont plus celles des élèves contemporains) ; une actualisation est souvent proposée dans le point intitulé Commentaires, au côté d’autres indications sommaires sur la finalité et le contenu du document.
Une indication, nécessairement subjective, est donnée sur la difficulté, pour les élèves, d’un exposé qui leur serait présenté à partir du document ou d’un travail qui leur serait proposé dans ce cadre : on a retenu 4 niveaux de difficulté : Facile (codé F), Moyen (codé M), Difficile (codé D), Très difficile (codé TD).
Ce catalogue se veut évolutif. Et nous espérons recevoir, de la communauté IREM et même d’au-delà de cette communauté, de nombreuses propositions de fiches qui viendront l’enrichir.
Michèle Artigue, Gérard Kuntz, Jean-Marc Patin et Jean-Pierre Raoult
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Histoires de mesures et système métrique
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Le mouvement apparent du soleil (première partie) et (deuxième partie)
calculs élémentaires, repérage