Archives mensuelles : juillet 2011

Modéliser le mouvement pour une culture scientifique

Pour la plupart d’entre nous, la mathématique est une science abstraite, déconnectée de la vie réelle. Pour les élèves, dès la première difficulté, la question qui leur vient en tête c’est: « À quoi ça va me servir dans la vie? »

Pourtant, plusieurs personnes, dont bien des enseignants de mathématique, aiment manipuler des concepts abstraits. Ils  trouvent un grand plaisir à résoudre de complexes équations algébriques ou simplifier de longues expressions trigonométriques. (Je fais partie de cette catégorie…). Mais lorsqu’on demande à ces enseignants de concrétiser des notions toutes simples, c’est beaucoup moins évident. Par exemple, la rédaction de situations d’apprentissage en situation réelle pour les transformations géométriques a donné lieu à des activités où l’élève doit représenter la rotation lorsqu’il déplace un meuble dans sa chambre…

Vous faites-ça vous, une rotation, lorsque vous déplacez un meuble?

D’autres situations aussi absurdes se trouvent en algèbre où on fait calculer le nombre de poules et de lapins en donnant le nombre de têtes et de pattes.

Ça ne serait pas plus facile de compter les poules et ensuite de compter les lapins?

Ce genre de problèmes amusent les enseignants, pas les élèves. De plus, cela envoie le message que la mathématique ne sert à rien de concret dans la « vraie vie« .

Alors, comment rédiger des situations d’apprentissage collées à la vie réelle pour apprendre les notions de base?

Peut-être que la question est mal posée. C’est comme si on demanderait de trouver une situation pour comprendre les transformations géométriques, les fractions et l’algèbre.

Et si on partait de situations réelles?

Un des objectifs de la mathématique est de comprendre le monde et, en particulier, le mouvement. À l’aide des outils technologiques, il est de plus en plus facile de filmer un mouvement et de le décortiquer pour en tirer une règle.

Une vidéo est intégrée dans le logiciel LoggerPro et on voit le graphique et les variables

Modélisation de la chute d'une pomme

Voici un exemple où on a filmé une pomme qui tombe et qu’on a ensuite créé le graphique de la hauteur en fonction du temps à l’aide du logiciel LoggerPro. L’élève a ensuite des variables et un graphique qui représentent une situation qu’il a lui-même vécue, et sur lesquels il fera les traitements nécessaires pour comprendre et modéliser le mouvement que subit la pomme qui tombe. Il peut même faire tomber plusieurs objets pour comparer ou mettre son modèle à l’épreuve, calculer et expliquer les marges d’erreurs, prédire le mouvement dans d’autres situations, etc.

Bien sûr, ce n’est pas possible, dans nos classes, de tout expliquer à partir de situations, sauf que lorsque l’élève a modélisé une ou deux situations, celles-ci deviennent une référence, un point d’ancrage, pour saisir le principe d’autres situations du même type. Le but est de donner un sens aux apprentissages, mais un sens réel, logique et pertinent.

Lorsqu’un élève demande à quoi ça peut lui servir de faire des mathématiques et qu’on n’est pas capable de lui répondre ou lorsqu’on lui demande de résoudre des situations de vie absurdes où l’application mathématique est artificielle, on manque notre coup. L’élève ayant un peu de difficulté décroche et se dit qu’il n’a pas la « bosse des maths ».

Nous avons vraiment besoin de développer une culture scientifique chez nos élèves. Grâce à la vidéo et à un logiciel de création de graphiques, nous pouvons mettre nos élèves en action tout en les amenant à modéliser différents mouvements. Du coup, on les amène à observer le monde autour d’eux, à formuler des hypothèses et à expliquer scientifiquement divers phénomènes.

À mon avis, c’est ça la culture scientifique!