Récolter des informations sur une année entière aide à construire la notion de saison. Les élèves seront amenés à voir quels sont les mois les plus froids de l’année, à identifier les périodes pour lesquelles les valeurs sont négatives, etc. Idéalement, ces relevés seront alors mis en lien avec la durée du jour et de la nuit et avec des observations du vivant, comme l’évolution des arbres de la cour ou le comportement des oiseaux, etc.
Pour cela, les élèves peuvent faire des relevés tous les jours à la même heure et reporter ces relevés permet d’identifier les jours les plus chauds, de calculer des moyennes, de construire des graphiques…
Il est souvent tentant de relier les valeurs obtenues. Autrement dit, de dessiner une courbe par sommets reliés.
À quelle condition le graphique garde-t-il du sens au niveau mathématique ?
Sur de nombreux graphiques de température, lorsque la variable temps intervient, la courbe est spontanément tracée. Cette représentation présente l’avantage de rendre plus visibles l’évolution de la température au fil du temps, ainsi que les valeurs minimale et maximale. Mais mathématiquement, cela n’a guère de sens. Même si cette pratique est courante et peut être acceptée, il est intéressant, particulièrement avec des élèves de 6e année, de les faire réfléchir à la signification mathématique. Prenons un exemple à l’aide du graphique ci-dessous.
Demandons-nous à quoi correspond une valeur de la courbe comprise entre deux relevés. Par exemple, entre le jour 5 et le jour 8. Rien ne prouve que les valeurs réelles, si elles avaient été mesurées, correspondraient aux valeurs de la courbe. Elles pourraient même s’en éloigner fortement. Peut-être a-t-il fait beaucoup plus chaud le jour 6 que le jour 4 ? Même entre deux jours consécutifs, nous savons que la température passe par un maximum (dans l’après-midi) et un minimum (en cours de nuit). La courbe n’est donc pas juste ; elle n’a pas de sens.
Il vaut dès lors mieux conserver des graphiques en bâtonnets sur lesquels chaque trait vertical indique la température du jour. Il n’y a pas de lien entre les températures des différents jours d’un même mois ou d’une même semaine.
Néanmoins, même avec les graphiques en bâtonnet, il convient de rester prudent. Le graphique ci-dessous présente plusieurs écueils.
- Premièrement, la représentation des bâtonnets par une quantité (les petits carrés) pourrait être de nature à développer l’idée que la température est une quantité de choses matérielles et ainsi renforcer l’obstacle selon lequel la chaleur est un fluide matériel. Or, il n’en est rien.
- Deuxièmement, les bâtonnets démarrent du 0°C, ce qui laisse entendre que le 0°C est un zéro absolu. Or, sous le 0°C, il y a encore de la chaleur ! (Même si au niveau du ressenti, c’est froid).
- Enfin, l’intervalle des mesures est peut-être trop grand (une mesure par saison).
On préférera alors une représentation plus symbolique et éventuellement sur une représentation du thermomètre :
De manière générale, bien identifier les objectifs d’apprentissage pour les élèves est préférable pour éviter la construction de malentendus!
Pour aller plus loin : les malentendus