Raisonnement mathématique et formation citoyenne

Texte de présentation du thème du colloque GDM 2005 (les 3 et 4 mai à l’Université du Québec à Montréal) reçu via la liste d’envoi.
GDM: Groupe des didacticiens des mathématiques du Québec.

Le citoyen des sociétés industrialisées est appelé chaque jour à utiliser des systèmes de plus en plus complexes, pour lesquelles ses connaissances techniques et instrumentales sont vite dépassées, et qui requièrent une flexibilité et adaptabilité de la pensée sollicitant fortement sa capacité à raisonner. Pour être un citoyen responsable et un consommateur avisé, il doit notamment avoir une compréhension minimale des lois, réglementations, contrats, modes d’emploi, et de leurs mécanismes d’application.

L’étude et la recherche dans des domaines comme ceux de la pharmacologie, de la biochimie, des biotechnologies etc., ou moins spécifiquement dans la plupart des domaines des sciences humaines, ne sont guère possibles sans une maîtrise adéquate du raisonnement inductif. Par ailleurs, le développement important des technologies de l’information et la place prépondérante qu’y occupe la programmation informatique créent dans nos sociétés un besoin pressant pour une main d’oeuvre hautement qualifiée, apte à comprendre et gérer des structures logiques de nature essentiellement déductive. Il s’en faut de beaucoup que le raisonnement déductif trouve là sa seule utilité.

Quelle place doit occuper le raisonnement dans l’enseignement des mathématiques ? Y a-t-il des types de raisonnements propres aux mathématiques ? Y a-t-il des raisonnements indispensables à la formation d’un citoyen intègre, autonome, critique et responsable, dont l’apprentissage relèverait essentiellement de l’enseignement des mathématiques ? Y a-t-il des types de raisonnements mathématiques dont l’apprentissage relèverait plus spécifiquement de l’enseignement primaire ? De l’enseignement secondaire, collégial ou universitaire ?

Les concepteurs des programmes du Ministère de l’Éducation du Québec considèrent pour leur part que l’enseignement de la géométrie constitue un lieu privilégié où initier l’élève aux « … exigences de rigueur, d’exactitude, de justification et de preuve » (MEQ, Math 436, p. 3). Ces exigences ne pourront aller qu’en augmentant, quand on sait que le nouveau programme du secondaire fera de la compétence « Déployer un raisonnement en mathématiques » l’une des trois compétences fondamentales. Dans le nouveau programme du primaire déjà en place, la compétence « Raisonner à l’aide de concepts et de processus mathématiques » joue également un rôle central. Comment la manière d’aborder les concepts et processus mathématiques doit-elle évoluer du primaire au secondaire, pour que les raisonnements progressent jusqu’à rencontrer ces « exigences de rigueur, d’exactitude, de justification et de preuve », caractéristiques de l’activité mathématique ? Cette progression peut-elle se faire sans entraver chez l’élève le développement de l’intuition, de l’imagination, de la créativité, de l’inventivité, dont on reconnaît maintenant qu’elles doivent elles aussi faire partie intégrante de l’activité mathématique, pour peu qu’on la veuille riche et stimulante ?

Qu’est-ce qu’une preuve ? Qu’est-ce que la rigueur ? Est-il trop tôt pour envisager preuves et rigueur au primaire ? Pourquoi les mathématiciens — avec parmi eux les rédacteurs de programmes — associent-ils si spontanément preuve et géométrie ? Quels apprentissages liés au raisonnement mathématique permet l’étude de la géométrie, que ne permettrait pas l’étude des autres branches comme l’arithmétique, l’algèbre, les probabilités et statistiques, les mathématiques discrètes… ? Ces branches sollicitent-elles des types de raisonnements qui leur seraient spécifiques ? La programmation informatique sollicite-t-elle des raisonnements mathématiques spécifiques ? Est-ce que les nouvelles technologies ont un rôle à jouer dans l’enseignement du raisonnement mathématique ? Dans une perspective plus large, ont-elles un impact sur l’évolution de celui-ci ?

Pour R. Duval (1995), l’apprentissage de la démonstration (la preuve formelle) passe par la capacité à juger de la validité d’un raisonnement selon des critères intrinsèques, c’est-à-dire autres que l’apport d’informations empiriquement validées ou l’établissement d’un consensus au sein d’un groupe. Cela n’est possible selon lui que si l’élève accède à une « pratique écrite de l’écrit » (2001, p.197) faite de pauses, de retour sur les propositions déjà énoncées, de réaménagements et simultanéisations (pour rapprocher des propositions ou blocs de propositions non contigus dans le texte), de recul, d’appréhension globale (pour saisir certains éléments de macro-organisation) ; bref, de réflexion. Toutes choses que ne permet pas cette « linéarisation de la pensée » (op. cit., p. 191) imposée par une pratique orale du texte, faite de fluence, de séquencialité, d’irréversibilité. À travers une telle « pratique écrite de l’écrit », l’élève produit le texte de démonstration non plus à des fins de communication, mais pour « en contrôler et la validité, et l’absence de lacunes » (op. cit., p. 197). Avant Duval, Balacheff (1987) avait parlé d’une adhésion de l’élève-étudiant à une position théorique, au centre de laquelle celui-ci met la connaissance plutôt que la nécessité de convaincre « l’autre », et où prévaut sa très personnelle et simple satisfaction intellectuelle.

On objectera que la majorité des élèves n’a pas besoin d’une maîtrise aussi poussée de la démonstration, et que la rationalité « … fondée sur le dialogue et orientée vers la régulation des interactions sociales » (Duval, 2001, p. 204) — qui s’exprime entre autres à travers ce que les didacticiens conviennent maintenant d’appeler l’argumentation — est suffisante à la formation d’un citoyen éclairé. Au citoyen qui souhaite, dans les sphères où il déploie ses activités, organiser de manière optimale le travail de réflexion préalable à toute prise de décision, refusera-t-on le plus sophistiqué des outils de contrôle de la rationalité qu’est le raisonnement déductif ? Comment amener l’élève à en avoir une compréhension opératoire, au sens de Fischbein (1982) ; c’est-à-dire telle que les mécanismes logiques sous-jacents parviennent, dans l’entendement de l’élève, à une forme de cognition directe, globale, efficace et immédiatement disponible ? Peut-on donner à l’élève accès aux savoirs de logique formelle sans inhiber sa capacité à recourir à l’imagination, à l’intuition, aux associations, aux analogies, aux métaphores ? Si oui, comment préparer cet accès au primaire et l’aménager, le cas échéant, au secondaire ?

Le GDM vous convie à réfléchir et apporter des éléments de réponses à toutes ces questions, ainsi qu’à celles qui viendront inévitablement s’ajouter au fur et à mesure de nos échanges.

– Balacheff, N. 1987. Processus de preuve et situations de validation. Educational Studies in Mathematics, Vol. 18, n°2, mai 87, p. 147-176.
– Duval, R. 1995. Sémiosis et pensée humaine. Éditions Peter Lang, coll. Exploration, recherches en sciences de l’éducation. Berne, Suisse.
– Duval, R. 2001. Écriture et compréhension : Pourquoi faire écrire des textes de démonstration par les élèves ? In Produire et lire des textes de démonstration. Collectif coord. par É. Barbin, R. Duval, I. Giorgiutti, J. Houdebine, C. Laborde. Ellipses. Paris.
– Fischbein, E. 1982. Intuition and Proof. For the Learning of Mathematics, n°3, vol. 2 (novembre), p. 9-19.

Séminaire de didactique des mathématiques de l’UQAM : 15 novembre 2004

Reçu sur la liste du GDM :

Philippe Jonnaert donnera un séminaire au Séminaire de didactique des mathématiques de l’UQAM, le lundi 15 novembre 2004 à 17h30.

Voici les détails:

Heure et lieu : À 17h30 au PK-5115 du Département de mathématiques, UQAM
Pavillon Président-Kennedy, local PK-5115 (201, avenue du Président-Kennedy, M° Place-des-Arts)
Lundi 15 novembre 2004

Conférencier: Ph. Jonnaert, Département de mathématiques et CIRADE, UQAM


Titre : NOUVEAUX CURRICULUMS ET PROGRAMMES D’ÉTUDES EN MATHÉMATIQUES AU PRIMAIRE : TENDANCES ET RECHERCHES

Résumé: Partant de plusieurs recherches actuelles en didactique des mathématiques au primaire (Theys, 2004; Jonnaert, 2002; Dumont, 1996; Van Nieuwenhoven, 1996; Traoré, en cours; Jonnaert, Massé, Diallo, Munger, Pierre, Defise, Ettayebi et Mané Yaya, en cours; etc.) nous montrerons combien les connaissances des apprenants peuvent être très différentes des savoirs codifiés dans les programmes d’études des curriculums officiels. Ces connaissances spontanées des apprenants, sont en réalité, dans bien des cas, des obstacles au passage du curriculum officiel vers le curriculum implanté. Cependant, nous constatons que malgré les intentions annoncées par les responsables de l’éducation, chargés de la conception des programmes d’études, aucun regard n’est jamais porté sur les connaissances mathématiques préalables de la population ciblée par le curriculum. Tout se passe toujours, malgré des discours très généreux, comme si la tête de l’apprenant est une table rase ou, pire encore, comme si ses connaissances étaient quantités négligeables. Nous montrerons quelques exemples, à travers nos expériences actuelles au Sénégal, au Québec, en Belgique francophone et en Ontario (Jonnaert et Koudgobo, 2004), une perspective plus complète de l’approche curriculaire des programmes d’études en mathématiques au primaire.

Bienvenue à toutes et tous.

Pour information:

Carolyn Kieran (kieran.carolyn@uqam.ca)
Département de mathématiques
Université du Québec à Montréal
Pavillon Président Kennedy
201, av. Président-Kennedy, Bureau : PK-5735
C.P. 8888, succ. Centre-Ville
Montréal, QC
H3C 3P8

tél. (514) 987-3000, poste 7793#
fax (514) 987-8935

CoPains : mise à jour

Je viens tout juste de terminer une dernière mise à jour de ma contribution avec Michel Desbiens et deux élèves de secondaire 4 (Vincent Lizotte et Gabriel Lachance, maintenant en Protic sec.5) à la communauté de pratique CoPains : mathématique/physique. Merci aussi à Jean-Pierre Marcoux pour l’idée à la base de la simulation «Course sans gagnant».

Pour visiter, c’est par ici.

Croyez-vous que cela soit trop difficile pour les élèves? Si oui, alors il vaut la peine de prendre un petit 2 minutes pour visionner un film (8.6 Mo / .mov) résumant la mission « La collision » dans une classe de secondaire 4. Tout comme une image vaut mille mots, un film de la sorte parle de lui-même…

Vos commentaires sont bien sûr les bienvenus !

Vidéopoker et Loto-Québec

Dans un article intitulé «Grâce aux joueurs compulsifs Loto-Québec gagne le jackpot… », paru aujourd’hui sur Cyberpresse, on y apprend que :

D’après les estimations du sociologue Serge Chevalier, de l’Institut national de santé publique, à eux seuls, les accros du vidéopoker ont permis à Loto-Québec d’engranger quelque 441 millions en profits l’an passé.

Il n’est fallait pas plus pour que le matheux pédagogue que je suis profite de l’occasion pour pousser un peu la réflexion au sujet du videopoker. Pour ce faire, je reproduit ici deux passages d’une capsule mathématique publiée sur le site www.cmathematique.com dans laquelle on y aborde les calculs de redistribution des gains et le taux de retour au vidéopoker.

Argument #1

Le taux de retour de 92 % vous paraît peut-être avantageux pour le joueur? Il ne le devrait pas. Au Loto Poker, le joueur peut miser un maximum de 2,50 dollar par jeu. Et comme l’intervalle de temps entre deux parties est d’environ 4 secondes, on peut jouer à peu près 15 parties à la minute. Imaginons donc une personne qui parie 1,50 dollar par jeu. Un taux de retour de 92 % signifie qu’en moyenne, 8 % de cette mise est perdue, soit 12 cents. Par minute, cela fait 12 cents x 15 = 1,80 $. Et par heure 1,80 dollar x 60 = 108,00 $ ce qui est énorme.

Argument #2

…même si on ne joue que 10 heures par semaine, on aura perdu, à la fin de l’année, 108 dollars x 10 heures x 52 semaines = 56 160 dollars.

Voilà qui a de quoi faire réfléchir, n’est-ce pas?

Le prochain élève qui me demande à quoi ça sert les maths, je crois que je vais lui répondre : à économiser 🙂 .

Charge de cours disponible sur l’historique des mathématiques à l’UQO

L’Université du Québec en Outaouais recherche en ce moment une personne pour donner une charge de cours qui porte sur l’historique des mathématiques. Si vous êtes qualifié et intéressé, vous devez contacter, le plus tôt possible, Roxanne Constantineau au 595-3900 poste 4413.

Poste de professeur suppléant (UQTR – Didactique des maths au primaire)

Reçu aujourd’hui sur la liste d’envois du GDM :

Poste de professeur suppléant en didactique des mathématiques au primaire et en adaptation scolaire (poste offert aux femmes et aux hommes).

Exigence: Doctorat en didactique des mathématiques ou en voie d’obtention.

Expériences de travail: Enseignement au primaire ou au 1er cycle du secondaire et expérience en enseignement et en recherche en milieu universitaire.

Expérience particulière: Expérience auprès d’élèves en difficulté d’apprentissage et en réintégration.

Durée du contrat: du 1er aôut 2004 au 31 mai 2005.

Traitement: Selon la convention collective des professeurs et professeures.

Veuillez faire parvenir par écrit votre candidature accompagnée de deux (2) copies du curriculum vitae avant 17h, le 12 juillet 2004 à:

M. Eric Hamelin, directeur Service de la gestion des personnels Université du Québec à Trois-Rivières 3351 boul. des Forges C.P. 500 Trois-Rivières, (Québec) G9A 5H7.

Session de formation gratuite offerte par Texas Instruments (août 2004)

Texas Instruments présentera, à la mi-août cet été, une session de formation orientée sur les technologies. Cette formation est offerte gratuitement à Montréal grâce à la participation de la commission scolaire de la Pointe-de-L’île. Après avoir communiqué récemment avec l’animateur Patrick St-Cyr, celui-ci m’informe qu’il reste encore des places de disponibles.

Patrick m’ayant demandé de faire circuler cette information auprès des gens que cela pourrait intéresser, pourquoi ne pas profiter de mon tout nouveau carnet pour ce faire. Non, je ne possède pas de parts dans la compagnie. Toutefois, je connais Patrick St-Cyr (conseiller pédagogique et enseignant de mathématiques au secondaire) et je suis convaincu que la formation sera d’une grande qualité. Courez vite vous y inscrire et bonne formation !

Session de formation Texas Instruments Canada Inc. à Montréal

DATE : 16 au 20 août 2004 et 4 jours d’accompagnement facultatifs (3 novembre 2004, 26 janvier 2005, 9 mars 2005, 20 avril 2005)

ANIMATEUR : Patrick St-Cyr

LIEU : École secondaire d’Anjou, Montréal (Commission scolaire de la Pointe-de-L’île)

COÛT : Gratuit

DESCRIPTION : Semaine d’exploration et d’appropriation de la calculatrice à affichage graphique et de ses périphériques. Les participants seront placés dans un contexte de manipulation des outils par la réalisation d’activités pratiques. Ils pourront expérimenter des activités adaptées aux programmes de mathématiques du deuxième cycle du secondaire en lien avec les programmes de sciences. Durant cette semaine de formation, les participants pourront se bâtir une banque d’activités utilisables en classe. Les outils utilisés sont la calculatrice à affichage graphique, les logiciels sur la calculatrice(APPS), le CBL, le CBR, le logiciel TI-INTERACTIVE!, le logiciel CabriGéomètre ainsi que le tout nouveau système Ti-Navigator.

INSCRIPTION : Communiquez le plus tôt possible avec Patrick St-Cyr par courriel au pstcyr@ti.com.