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Éducation Nationale Française · CM1

Organisation et gestion de données

⌚ ~146 min ▢ 16 blocs ✓ 61 exercices PDFCours complet PDFFiche d'exercices PDFCorrections
I Recueillir et représenter des données
Définition — Statistiques
Les statistiques, c'est quand on pose des questions, qu'on collecte les réponses (les données, c’est-à-dire les informations que l’on recueille), puis qu’on organise ces données pour découvrir des choses intéressantes et raconter une histoire. Les données peuvent aussi venir d'observations, de comptages ou de mesures, pas seulement de questions.
Définition — Caractère qualitatif et caractère quantitatif
Quand on interroge une classe, ce sur quoi on pose la question s'appelle le caractère. Il y en a deux sortes :
  • Un caractère qualitatif : la réponse nomme un groupe — la façon de venir à l'école, la couleur des yeux, le fruit préféré.
  • Un caractère quantitatif : la réponse dit combien — le nombre de frères et sœurs, l'âge en années entières. Ici, ces quantités se comptent toujours une par une.
Le test n'est pas « est-ce écrit avec un nombre ». Un numéro de maillot est écrit avec un nombre, et pourtant il ne fait que nommer un joueur : ajouter deux numéros de maillot n'a aucun sens. La question à se poser est : cette réponse dit-elle combien ? Si oui, c'est une quantité : on peut en ajouter deux, et les ranger de la plus petite à la plus grande a un sens.
Les deux se comptent et se rangent dans un tableau de la même façon. La différence se voit sur le graphique : pour une quantité, les barres suivent l'ordre naturel des nombres ; pour un groupe, l'ordre des barres est libre — souvent de la plus haute à la plus basse.
Définition — Pictogramme
Un pictogramme est un graphique qui utilise des images pour montrer combien il y a de choses. Chaque image représente un objet. Il permet de voir et de compter les données d'un coup d'œil.
Définition — Diagramme en barres
Un diagramme en barres montre les données avec des barres. Il se dessine comme un pictogramme : une colonne d'images devient une barre. Chaque barre monte jusqu'au nombre de son groupe : plus la barre est haute, plus le nombre est grand. Le plus souvent, les noms des groupes sont écrits en bas et les nombres sur le côté. Un coup d'\oe il suffit pour voir quel groupe a le plus grand nombre.
Définition — Tableau à double entrée
Un tableau à double entrée est un tableau qui organise les données en lignes et en colonnes.
  • Les colonnes (verticales) représentent une catégorie (comme la couleur).
  • Les lignes (horizontales) représentent une autre catégorie (comme la forme).
Pour lire le tableau, on regarde où une ligne et une colonne se croisent. Cette case contient ce qui respecte les deux règles.
Méthode — Lire les totaux d'un tableau
Certains tableaux à double entrée portent une ligne et une colonne de plus, toutes deux nommées Total.
  1. Une case du tableau se lit en croisant : la ligne donne une règle, la colonne donne l'autre. « Garçons » croisé avec « À vélo » donne le nombre de garçons qui viennent à vélo.
  2. La colonne Total donne, pour chaque ligne, combien il y en a en tout : on ajoute les nombres de toute la ligne.
  3. La ligne Total donne, pour chaque colonne, combien il y en a en tout : on ajoute les nombres de toute la colonne.
  4. Le coin est le total de tout. On peut le trouver de deux façons : en ajoutant les nombres de la colonne Total qui sont avant le coin, ou en ajoutant les nombres de la ligne Total qui sont avant lui. Les deux façons doivent être d'accord — c'est ainsi qu'on contrôle un tableau.
Compétences à pratiquer
  • Comptabiliser les données
  • Conduire des enquêtes simples
  • Interpréter des pictogrammes
  • Interpréter des diagrammes en barres
  • Construire des diagrammes en barres
  • Lire un tableau à double entrée
  • Compléter un tableau à double entrée
II Préparer une enquête
Définition — Caractère qualitatif, caractère quantitatif : compter ou mesurer
Une enquête porte sur un caractère (on dit aussi une variable) : ce que l'on observe chez chaque personne ou chaque objet.
  • un caractère qualitatif : la réponse nomme une catégorie (la couleur des yeux, le plat préféré), même quand elle s'écrit avec un nombre, comme un numéro de maillot ;
  • un caractère quantitatif : la réponse dit combien. Elle se compte (le nombre de frères et sœurs) ou se mesure (la taille en centimètres, la masse en kilogrammes, une durée).
Pour trancher, se demander : la réponse dit-elle combien ?
Exemple
Pour cette enquête :
  • Le caractère « Matière préférée » est qualitatif car les réponses sont des catégories (Maths, Arts, etc.).
  • Le caractère « temps consacré aux devoirs chaque semaine » est quantitatif : la réponse est une durée, qui se mesure (par ex. 2 heures, 5 heures).
Définition — Questions ouvertes et fermées
Lorsqu'on prépare une enquête, le type de question détermine les réponses que l'on recueille.
  • Une question fermée propose un ensemble fixe de réponses au choix (par exemple : oui/non, ou une liste de propositions). Ses réponses sont faciles à compter et à mettre dans un tableau.
  • Une question ouverte laisse chacun répondre avec ses propres mots. Ses réponses sont riches mais plus difficiles à trier et à compter.
Définition — Échelle d'appréciation
Une échelle d'appréciation est une question fermée dont les réponses sont rangées dans l'ordre, pour mesurer à quel point les personnes qui répondent aiment quelque chose. Un exemple courant propose cinq réponses, dans cet ordre : « n'aime pas du tout », « n'aime pas trop », « moyen », « aime un peu », « aime beaucoup ». Comme les propositions sont rangées dans l'ordre, les barres du diagramme en barres gardent cet ordre, d'un bout à l'autre de l'échelle, et les résultats peuvent être comparés.
Compétences à pratiquer
  • Classifier les types de données
  • Concevoir des questions par type de données
  • Poser de bonnes questions d'enquête
  • Concevoir de bonnes questions d'enquête
III Représenter de grands nombres
Méthode — Lire un pictogramme à échelle
Lorsqu'il y a beaucoup de données, une image peut représenter plus d'un élément. Une petite légende indique combien d'éléments chaque image représente. Pour lire le graphique :
  1. Lire la légende pour trouver la valeur d'une image entière.
  2. Compter les images entières d'une ligne et ajouter leurs valeurs.
  3. Une demi-image représente la moitié de la valeur de la légende ; l'ajouter.
Définition — Diagramme à points
Un diagramme à points représente des données numériques par des marques au-dessus d'une droite graduée. Chaque valeur est représentée par un point placé au-dessus de son nombre ; les points d'une même valeur sont empilés. Un diagramme à points montre d'un coup d'œil quelles valeurs sont les plus fréquentes et comment les données sont réparties.
Exemple
Lorsque les nombres sont grands, la légende peut représenter davantage d'éléments. Ce pictogramme montre combien de livres quatre classes ont lus, où une image vaut 5 livres.
Illustration
À l'aide de la légende, chaque image vaut 5 livres :
  • La classe A a lu \(3 \times 5 = \mathbf{15}\) livres.
  • La classe B en a lu le plus : \(5 \times 5 = \mathbf{25}\) livres.
  • En tout, les quatre classes ont lu \(15 + 25 + 10 + 20 = \mathbf{70}\) livres.
Exemple
Une classe de 20 élèves a noté combien de livres chacun a lus le mois dernier. Le diagramme à points ci-dessous montre les résultats.
Illustration
Lecture du diagramme :
  • Le nombre de livres le plus fréquent est 2 (la pile la plus haute : 5 élèves).
  • En ajoutant les points, on obtient \(1+3+5+4+3+2+1+1 = \mathbf{20}\) élèves en tout.
Compétences à pratiquer
  • Lire des pictogrammes à échelle
  • Interpréter des diagrammes en barres avec une échelle graduée
  • Diagrammes à points
IV Des points dans un repère, et la courbe
Définition — Un point pour chaque mesure
Pour montrer comment une grandeur change, on trace deux droites qui se croisent : une horizontale et une verticale. Chacune porte ce qu'elle mesure, écrit le long d'elle — ici les mois de l'année en travers, et la température en hauteur. Ensemble, elles forment un repère. Sur la droite verticale, les nombres sont écrits de cinq en cinq, et chaque petit carreau vaut un degré. Chaque mesure devient un point : on avance jusqu'à son mois, on monte jusqu'à sa température, et on marque l'endroit où les deux se rencontrent. Attention : ce point n'est pas l'un des points empilés d'un diagramme à points — chacun porte ici deux renseignements à la fois, le mois et la température.
Illustration
Méthode — Placer les points, puis tracer la courbe
  • Lire le tableau une mesure à la fois. Pour chacune : trouver sa place sur la droite horizontale, monter tout droit jusqu'à sa valeur sur la droite verticale et marquer le point.
  • Joindre les points dans l'ordre, de gauche à droite, par des segments. Ce que l'on obtient s'appelle la courbe.
  • Vérifier un point en sens inverse : choisir un des points placés, lire ses deux valeurs et retrouver ces deux mêmes valeurs dans le tableau.
Exemple
Voici six mesures. Comment en faire des points dans un repère ?
Mois janv. févr. mars avril mai juin
Température (\(^\circ\)C) 4 5 9 12 16 20

Une mesure, un point. Pour janvier : avancer jusqu'à janvier, puis monter jusqu'à \(4\) et marquer. Pour février : avancer jusqu'à février, monter jusqu'à \(5\), marquer. Et ainsi pour les six colonnes du tableau. Puis les joindre de gauche à droite — et la courbe monte, parce que la température monte de l'hiver vers l'été.
Illustration

Proposition — Ce que la courbe montre, et ce qu'elle ne montre pas
Les points, à eux seuls, disent déjà toutes les mesures. Les joindre ajoute ce que les points ne montrent pas d'un coup d'œil : la forme du changement — où cela monte, où cela descend, où cela se retourne.
Illustration
Mais la courbe joint les mesures ; elle n'invente pas celles que l'on n'a jamais prises. Ici, une température a été relevée chaque mois. Entre deux points, le trait n'est là que pour guider l'œil : y lire une température à mi-chemin entre deux points serait lire quelque chose que personne n'a mesuré.
Exemple
Sur cette courbe, en quel mois a-t-on relevé la température la plus haute, et laquelle ?
Illustration

C'est en juillet qu'on a relevé la température la plus haute : \(23\) \(^\circ\)C. On le lit en deux gestes : le point le plus haut de la courbe, puis tout droit vers le bas jusqu'à la droite horizontale pour le mois, et tout droit sur le côté jusqu'à la droite verticale pour la température. On remarque que la courbe monte de janvier à juillet et redescend ensuite — cette forme-là est ce que les points seuls ne montraient pas d'un coup d'œil.
Illustration

Compétences à pratiquer
  • Lire et tracer une courbe
V Pour aller plus loin
Compétences à pratiquer
  • Problèmes : mener une enquête complète
  • Quiz