Après l'article sur la géométrie plane, je vous propose des activités de géométrie dans l'espace à réaliser de préférence avec des élèves de cycle 3.
Des patrons de solides originaux
Pour sortir des sentiers battus du cube et du pavé, voici pas moins de 37 patrons variés réalisés par Cyrille Largillier et disponibles sur Edulibre.
Avant de photocopier ceux qui vous intéressent sur papier épais, vous pouvez ajouter des languettes utiles au collage ultérieur.
Autre idée : un modèle sous pochette transparente avec les cotes peut donner lieu à une reproduction ou à la rédaction d'un programme de construction.
Sur le site Polyedra.net, passez au niveau supérieur et découvrez des patrons dignes d'un expert.
Tangram
Evidemment vous connaissez le tangram avec des pièces plutôt plates. Il existe aussi en volume et les élèves peuvent le fabriquer en construisant quelques solides classiques. Voici les patrons des pièces utiles sur Tangram Channel (pages 23 à 28). La construction peut alors se faire en volume, horizontalement (comme avec un tangram plat) ou verticalement.
Aparté
Si dans votre environnement vous connaissez l'heureux propriétaire d'une imprimante 3D, vous pouvez lui demander d'en fabriquer un ; il existe des modèles sur le net.
Un flextangle ?
Un objet incroyable à fabriquer avec une feuille de papier. Son nom en français est flextangle, ce qui ne vaut pas le joli terme anglo-saxon de kaleidocycle à mon avis.
Je vous recommande d'utiliser du papier 120g et des crayons feutres, ainsi qu'une bonne colle. Compter une heure de fabrication. Vos élèves auront besoin de votre assistance pour le collage. Le rendu en vaut la peine.
Vous pouvez trouver des modèles avec les graphismes à colorier (comme dans la vidéo) mais un modèle vierge à personnaliser peut donner également des résultats époustouflants. Il existe d'autres configurations que le kaléidocycle hexagonal régulier. Rendez-vous sur Polyhedra.net
Solution de facilité : utiliser un générateur en piochant des illustrations sur votre PC. Exemple : Foldplay
Enfin, si le sujet géométrique vous intéresse, vous pouvez en savoir plus en lisant ce document de Carole Le Beller de l'IREM de Rennes.
Géométrie plane et effet 3D
Vous avez peut-être déjà consulté la main en 3D ou d'autres réalisations d'arts visuels qui permettent d'obtenir un effet de relief.
Il existe en effet de nombreuses variations autour des activités de ce type. C'est souvent en arts visuels qu'elles sont réalisées et pourtant le lien avec la géométrie est intrinsèque. Des droites, des quadrilatères, des polygones, des arcs... de nombreux concepts géométriques sont en général à l'oeuvre, l'air de rien. Alors pourquoi s'en priver ! Echantillon d'activités :
Des damiers
L'enseignant Raynald Ethien propose des programmes de construction pour plusieurs patrons de figures au rendu du plus bel effet. Sur les murs de la classe, c'est un vrai succès.
Carrés ou triangles ? Bulles ? Tunnels ? Disques ?
Vous avez le choix. Le rendu sur les murs de la classe est souvent spectaculaire.
Illusions d'optique
Le même enseignant propose des programmes de construction pour plusieurs patrons de figures qui mettent à l'épreuve votre vue.
Isométrie et perspective
Le grand classique de l'isométrie est le pavage de cubes. Le résultat est en général très satisfaisant. Le choix des couleurs a un rôle primordial : un essai au brouillon avec des crayons de couleur peut éviter des déceptions. Le gris/noir est inratable.
Vous pouvez créer une grille de papier isométrique (traits pleins gris clairs).
Quadriques
Sachez qu'une quadrique, ou surface quadratique, est une surface satisfaisant une équation cartésienne polynomiale de degré 2 à trois variables (notées généralement x, y et z).
De nombreuses quadriques utilisent des arc de cercle et la fabrication est alors ardue mais certaines en exigent peu et le tracé de droites est quant à lui facile.
Vous fournirez alors aux élèves un "cadre" sur lequel ils auront à tracer des segments. Un modèle déjà fait par vos soins leur sera utile pour comprendre le principe, comme celui-ci :
Vous pourrez obtenir après tracé et mise en couleur :
Vous aurez compris que cette activité s'adresse à des élèves à l'aise en géométrie. L'enjeu n'est pas ici le développement de compétences mais une approche de notions géométriques (un peu) complexes.
Perspective
Avec du papier quadrillé et des modèles simples, on peut obtenir de jolies figures qui inspirent l'admiration du dessinateur ;-)
Là encore, vous pouvez créer une grille de papier isométrique (traits pleins gris clairs) et il est possible de trouver du papier pointé isométrique également.
Passez au niveau supérieur en vous inspirant du travail d'artistes comme Torres Raras.
Puzzles-cubes comme les Puzlasco d'antan
L'activité en soi est assez simple puisqu'elle consiste à fabriquer des cubes en papier cartonné en nombre (4 / 6 / 8 / 9). La subtilité va venir des motifs qui ornent les faces de ces cubes. En effet, le positionnement des cubes les uns à côté des autres va donner des formes et dessins intéressants : frises, pavages... On obtient du matériel Puzlasco/Geovolume maison.
Si vous voulez que ce matériel tienne dans la durée, vous pouvez utiliser des cubes en bois et les faire peindre par les élèves.
Motifs de face classiques et efficaces :
Autres idées de motifs : activitesmaison.com
Une fois les cubes réalisés (pensez au coloriage avant le découpage), le puzzle dévoile toute sa complexité et sa beauté géométrique.
