Raisonnement et stratégies de preuve dans l'enseignement des mathématiques
Philippe R. Richard
Peter Lang
Introduction
1
Chapitre I: problématique
5
Comment l'élève s'y prend-il pour formuler une conjecture?
Quels sont les types d'explication ou les procédures de preuve qu'il manie?7
L'élève s'approche-t-il de la démonstration? En a-t-il besoin?9
Quel rôle joue le raisonnement dans les stratégies de preuve?12
Quel rôle y joue le langage?14
Quel rôle y jouent la figure et le dessin?15
Comment intervient le milieu? Et la situation-problème?17
Y a-t-il des comportements récurrents dans la façon de prouver?
19
Chapitre II: Cadre théorique
23
Aspects épistémologiques23
La démonstration dans l'histoire de la géométrie23
De la genèse chez les grecs jusqu'à la fin du Moyen-Age24
Multiplication des géométries depuis la Renaissance29
Naissance des géométries non euclidiennes32
La démonstration au XXe siècle34
Emergence du formalisme35
Analyse descriptive de la méthode axiomatique
36
Limitations intrinsèques de la méthode axiomatique et «fin» de la géométrie38
Démonstration algorithmique et débordements en linguistique39
Mathématique significative, aspect social de la démonstration dans la pratique mathématique et validité épistémologique
42
Aspects curriculaires45
Place de la mathématique dans le curriculum46
Egard mitigé aux situations de validation et au raisonnement déductif48
Importance épistémologique et cognitive du discours déductif49
Caractéristiques de la géométrie scolaire51
Tutorisation et phénomène de proceptualisation53
Obstacles56
Nécessité d'un diagnostic sur les stratégies de preuve
58
Aspects sémiotiques et pragmatiques60
Analyse du discours60
Plan argumentatif62
Plan déductif65
Raisonnement par l'absurde66
Valeur, validité et pertinence d'un raisonnement67
Argument et discursivité70
Rapport de l'argumentation dans le processus de preuve73
Dessin, figure, langages74
Modélisation, signifiance et représentation75
Concept figural et figure géométrique opératoire82
Langage symbolique et langue naturelle
85
Aspects relatifs à la démarche89
Les stratégies de preuve89
Catégories de procédure de preuve90
Stratégies élémentaires de preuve93
Preuves dans un EIAO97
Qualité d'une preuve104
Niveau de validation-conviction
109
Chapitre III: Sur la méthodologie
111
Motivation structurale du questionnaire et analyse a priori112
Question 1114
Question 2118
Question 3123
Question 4125
Question 5
127
Chapitre IV : Analyse des données, résultats
129
Contexture stratégique, schéma discursif129
Déroulement des sessions130
Question 1131
Question 2136
Question 3142
Question 4147
Question 5
154
Evaluation des preuves164
Moment de la conjecture165
Au sujet de la question 1171
Stratégies de preuve178
Raisonnement, catégories de preuve184
Qualité des preuves189
Niveaux de validation-conviction194
Dessins, images visuelles, traits du langage198
Au sujet de la question 5
202
Typologie du comportement207
Patrons de conduite: le problème des caractéristiques communes207
Hypothèses effectives210
Comportement empirique213
Comportement elliptique217
Comportement étiologique220
Comportement heuristique223
Répartition des types et caractérisation du comportement
227
Chapitre V: Théorisation
235
Apport du diagnostic et réflexion prospective235
Raisonnement graphique et preuve236
L'inférence figurale en classe
242
Battement argumentativo-graphique et raisonnement discursivo-graphique246
Adaptation du raisonnement, enracinement multiple des preuves254
Contribution méthodologique
258
Conclusion
263
Fonction, structure et qualité de l'inférence figurale264
Raisonnement, stratégie et catégorie de preuve268
Un nouveau cadre conceptuel270
Conséquences pour l'enseignement275
Tendances sociétales et problèmes ouverts pour la recherche
280
Annexe A: Questionnaire original
285
Annexe B: Transcription du texte des reproductions
295
Annexe C: Patrons de conduite
303
Références bibliographiques317