Brevet FR2927456A1 — publié le 20090814

DISPOSITIF D'AIDE A L'APPRENTISSAGE DU CALCUL MENTAL. La présente invention concerne un dispositif d'aide à l'apprentissage du calcul mental. L'apprentissage du calcul mental, pour les enfants des petites classes scolaires, en particulier présente souvent des difficultés parce que les enfants ont de la peine à visualiser les opérations élémentaires telle que l'addition, la soustraction, la multiplication et la division. Une des méthodes bien connue de io tous les enseignants des écoles maternelles ou de la première année de scolarité consiste à trouver le moyen de matérialiser par des représentations graphiques ou autres, les opérations de calcul mental qui sont des opérations à caractère essentiellement abstrait. Ils utilisent des supports matériels et convertissent par ce moyen l'opération abstraite en une action concrète du type ludique. 15 Toutefois, les actions des enseignants sont souvent improvisées et ils ne disposent pas toujours des matériels nécessaires pour faciliter leur action. La présente invention se propose de pallier les inconvénients ci-dessus et 20 d'offrir un dispositif facile d'utilisation, se présentant sous la forme d'un jeu et qui permet aux enfants de comprendre et d'acquérir les bases du calcul mental de façon simple, le dispositif étant en outre économique et attrayant. A cet effet, le dispositif selon l'invention, tel que défini en préambule, est 25 caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier contenant une première série d'éléments représentant chacun une unité de calcul, matérialisant un objet, une deuxième série d'éléments portant chacun un chiffre ou un nombre, une troisième série d'éléments portant chacun un signe d'opération de calcul et un plateau de support comportant des moyens pour disposer des éléments choisis dans ladite 30 première série d'éléments, des éléments choisis dans ladite deuxième série d'éléments et des éléments choisis dans ladite troisième série d'éléments pour visualiser une opération de calcul. Lesdits éléments de ladite deuxième série d'éléments comportent de 5 préférence au moins un groupe de dix pièces portant chacune un chiffre de zéro à neuf. Lesdits éléments de ladite deuxième série d'éléments comportent avantageusement plusieurs groupes de dix pièces portant chacune un chiffre de 10 zéro à neuf. Selon un mode de réalisation préféré, ledit plateau de support comporte une série d'ouvertures agencées pour recevoir lesdits éléments desdites première, deuxième et troisième séries d'éléments. Lesdites ouvertures dudit plateau de support sont avantageusement disposées selon au moins une ligne. Ledit plateau comporte de préférence plusieurs lignes sensiblement parallèles entre elles. 20 Lesdits éléments desdites première, deuxième et troisième séries d'éléments comportent de façon particulièrement avantageuse chacun une tige dont la section correspond sensiblement aux dimensions transversales desdites ouvertures. 25 Le boîtier comporte de préférence au moins un logement agencé pour contenir ladite première série d'éléments, ladite série desdits deuxièmes éléments et ladite série desdits troisièmes éléments. Selon une forme de réalisation particulière, ledit boîtier comporte au 30 moins un premier logement agencé pour contenir ladite première série 15 15 d'éléments, au moins un deuxième logement agencé pour contenir ladite série desdits deuxièmes éléments et au moins un troisième logement agencé pour contenir ladite série desdits troisièmes éléments. Au moins ledit premier logement peut avoir la forme d'un tiroir coulissant dans ledit boîtier. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'une forme de réalisation avantageuse de l'invention, io en référence aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif, dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble représentant une forme de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en plan illustrant une première application du dispositif de la figure 1 pour effectuer une opération, et - la figure 3 représente une vue en plan illustrant une deuxième application du 20 dispositif de la figure 1 pour effectuer une opération. En référence à la figure 1, le dispositif 10 représenté comporte principalement un boîtier 11, par exemple de forme rectangulaire, qui contient un plateau 12 logé ou fixé à proximité de la face supérieure du boîtier 11, 25 parallèlement au fond de la boîte, de manière à ménager un espace intérieur 13. Cet espace intérieur 13 peut par exemple contenir un tiroir 14, coulissant, qui se range dans le boîtier 11 ou qui peut être sorti, partiellement ou totalement de l'espace intérieur 13. Ce tiroir 14 comporte un logement 15 qui contient une première série d'éléments 16 représentant chacun une unité de calcul. Les 30 éléments 16 sont constitués de tiges ou de bâtonnets ayant par exemple une 25 section circulaire et une longueur suffisante pour pouvoir être saisis par les doigts d'un utilisateur. Toutefois, ces éléments pourraient avoir une autre forme, par exemple celle de jetons ou de plots ou similaires. Le plateau 12 comporte un certain nombre d'ouvertures 17 disposées en lignes, par exemple plusieurs lignes parallèles, et qui ont sensiblement la section des éléments 16 pour pouvoir les recevoir lorsque l'utilisateur les positionne dans certaines de ces ouvertures 17. Par ailleurs, le tiroir 14 peut comporter un autre logement qui pourrait contenir une deuxième série d'éléments 18 portant chacun ro un chiffre ou un nombre. De façon avantageuse, la deuxième série d'éléments 18 comporte au moins un groupe de dix pièces portant chacune un chiffre de zéro à neuf. Ces éléments 18 comportent chacun une tige allongée qui a sensiblement le même profil que les tiges ou les bâtonnets qui constituent les éléments 16 pour pouvoir être engagés dans les ouvertures 17. D'une manière préférentielle, les 15 éléments 18 comportent un disque 19 qui surmonte la tige allongée et qui porte chacun un des chiffres de zéro à neuf. Dans l'exemple représenté, les éléments 18 sont disposés dans des ouvertures 20, similaires aux ouvertures 17, localisées dans une zone frontale du plateau 12 ou dans un support approprié solidaire de la boîte 11. 20 Une troisième série d'éléments 21, ayant une forme similaire à celle des éléments 18 de ladite deuxième série d'éléments, se situe également dans une zone frontale du plateau 12 ou dans le même support approprié solidaire de la boîte 11 que celui qui porte les éléments 18. Bien entendu d'autres configurations sont envisageables. Tous les éléments des trois séries d'éléments 16, 18 et 21 pourraient être logés dans un ou plusieurs compartiments du tiroir 14. Le plateau 12 peut être fixe ou amovible et le nombre d'ouvertures 17 n'est pas limité. 30 La figure 2 représente une phase d'apprentissage de l'addition. II s'agit d'additionner quatre et trois. L'utilisateur, en général un enfant place quatre éléments 16 dans quatre ouvertures 17 d'une même ligne d'ouvertures 17 ménagées sur le plateau 12. Ensuite, il place le signe + qui est inscrit sur au moins un des éléments 21 de ladite troisième série d'éléments. A la suite de ce signe +, il place trois autres éléments 16 sur la même ligne, ces éléments correspondant chacun à une unité et il place finalement le signe = inscrit sur un autre élément 21 de ladite troisième série d'éléments. Pour effectuer l'addition, il lui suffit de compter le nombre d'éléments 16 qui sont placés dans la même ligne io et de placer le chiffre sept correspondant à la réponse de l'addition visualisée et qui est inscrit sur un des éléments 18 de la deuxième série d'éléments. Il est bien entendu que si le résultat de l'addition, ou d'une quelconque autre opération dépasse le nombre dix, il est nécessaire de composer le résultat à partir des éléments de la deuxième série d'éléments 18. Il est avantageux que cette série 15 d'éléments 18 soit dédoublée ou que le dispositif comporte un certain nombre de deuxièmes séries d'éléments 18 afin de pouvoir composer des nombres supérieurs à dix comportant au moins deux fois le même chiffre. La figure 3 illustre une autre application permettant l'apprentissage facile 20 de la multiplication à partir des notions acquises à propos de l'addition. Il s'agit de multiplier trois par deux. Le dispositif permet de faire comprendre que multiplier trois par deux revient à additionner trois et trois. Comme précédemment, l'utilisateur visualise son opération en positionnant sur une même ligne d'ouvertures 17, un premier groupe de trois éléments 16, puis le signe X, ensuite 25 deux éléments 16, le signe =. Pour simplifier la compréhension de l'opération de multiplication, l'utilisateur � transforme � la multiplication en addition, ce qui revient en l'occurrence à additionner trois et trois. A cet effet, il place dans une même ligne un premier groupe d'éléments 16 dans trois ouvertures 17, puis le signe +, puis un deuxième groupe de trois éléments 16, puis le signe = et enfin le résultat obtenu par comptage des éléments 16, représentant des unités de la ligne, en l'occurrence le chiffre 6. D'autres applications sont imaginables et d'autres opérations peuvent être effectuées et visualisées avec les composants du dispositif. Ce dispositif répond au problème technique mentionné dans l'introduction. Sa forme de réalisation n'est pas limitée à la construction décrite à titre d'exemple non limitatif. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) d'aide à l'apprentissage du calcul mental, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (11) contenant une première série d'éléments (16) représentant chacun une unité de calcul, matérialisant un objet, une deuxième série d'éléments (18) portant chacun un chiffre ou un nombre, une troisième série d'éléments (21) portant chacun un signe d'opération de calcul et un plateau de support (12) comportant des moyens (17) pour disposer des éléments (16) choisis dans ladite première série d'éléments, des éléments (18) choisis dans ladite io deuxième série d'éléments et des éléments (21) choisis dans ladite troisième série d'éléments pour visualiser une opération de calcul. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments (18) de ladite deuxième série d'éléments comportent au moins un groupe de dix 15 pièces portant chacune un chiffre de zéro à neuf. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits éléments (18) de ladite deuxième série d'éléments comportent plusieurs groupes de dix pièces portant chacune un chiffre de zéro à neuf. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit plateau de support (12) comporte une série d'ouvertures (17) agencées pour recevoir lesdits éléments desdites première, deuxième et troisième série d'éléments. 25 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites ouvertures (17) dudit plateau de support sont disposées selon au moins une ligne. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit plateau de support (12) comporte plusieurs lignes sensiblement parallèles entre elles. 7 20 30 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits éléments (16, 18, 21) desdites première, deuxième et troisième séries d'éléments comportent chacun une tige dont la section correspond sensiblement aux dimensions transversales desdites ouvertures (17). 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un logement agencé pour contenir ladite première série d'éléments (16), ladite série desdits deuxièmes éléments (18) et ladite série desdits troisièmes éléments (21). io 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boîtier (11) comporte au moins un premier logement agencé pour contenir ladite première série d'éléments, au moins un deuxième logement agencé pour contenir ladite série desdits deuxièmes éléments et au moins un troisième logement agencé is pour contenir ladite série desdits troisièmes éléments. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins ledit premier logement a la forme d'un tiroir (14) coulissant dans ledit boîtier (11).5