"Donner une place importante à l'informatique dans les projets interdisciplinaires" est une des 21 mesures pour l'enseignement des mathématiques recommandées en 2018 par le rapport Villani Torossian [1].
Cette recommandation peut s'appliquer aux mathématiques mêmes.
L'expérimentation EXPIRE et la méthode Maths2SoftSkills mettent en lien la résolution d'exercices mathématiques et la programmation en Scratch.
Néanmoins, l'intention, les niveaux de mathématiques adressés et les orientations respectives sont différentes.
Porté par un laboratoire de l'Université Grenoble Alpes, l'expérimentation EXPIRE [2] souhaite
- "évaluer les effets de la pratique précoce de la programmation visuelle avec Scratch",
- adresse l'enseignement des mathématiques en CM1/CM2 (Cycle 3),
- part du concept académique de "Pensée Informatique" (Ang : Computational Thinking) popularisé par Jannette Wing, Columbia University [4].
Portée par un collectif de praticiens, principalement de l'informatique, la méthode Maths2SoftSkills [3] est
- le résultat d'un cheminement expérimental en vue de l'égalité des chances en mathématiques au collège,
- adresse l'enseignement des mathématiques en 5e, 4e, 3e (Cycle 4),
- part des "référentiels de management informatique" (Ang : IT Management Frameworks), qui sont des contenus (documents, sites web, manuels,...) édités par des acteurs spécialisés pour expliciter les bonnes pratiques du métier informatique.
Ces cadres respectifs ont amené des différences notables entre l'expérimentation EXPIRE et la méthode Maths2SoftSkills, en termes de
- périmètre pédagogique
- ressources pédagogiques
- management de projet.
Périmètre pédagogique
| Expérimentation EXPIRE projet PIA |
Méthode Maths2SoftSkills (Le sens et le goût des maths au collège) projet RSE |
|---|---|
| Une partie du programme de mathématiques CM1 / CM2
|
Intégralité du programme de mathématiques Cycle 4 (de la 5e à la 3e) |
| Maîtresse, maître, écolières, écoliers,... | Apprentissage ontologiquement coopératif [5] Ensemble de la communauté éducative : professeure, professeur, conseillère d'éducation principale, conseiller d'éducation principal, principale, principal, collégiennes, collégiens, parents... |
| Les écoliers reçoivent une initiation à Scratch spécifique à l'expérimentation | Les collégiens sont formés à Scratch dans le cadre de leurs cours de mathématiques nominaux |
Les écoliers
|
Les collégiens
|
Le maître
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Le professeur de mathématiques, le conseiller principal d'orientation, le principal du collège
|
| Pour accompagner les élèves au plus près, 6 séquences pédagogiques possibles | |
| Temps Maths : méthode de résolution agile d'un exercice de mathématiques (itération en 6 étapes) |
|
| Temps Code : 5 régimes d'apprentissage | |
| Temps SoftSkills : référentiel de 24 soft skills compatible avec les "6 compétences majeures mathématiques" |
|
| Rudiments de la programmation Scratch : "Drapeau Vert", "Bloc", "Répéter x fois". | Acquisition de
|
Ressources pédagogiques
| Expérimentation EXPIRE projet PIA |
Méthode Maths2SoftSkills (Le sens et le goût des maths au collège) projet RSE |
|---|---|
| https://expire.univ-grenoble-alpes.fr | http://www.maths2softskills.eu |
|
|
| 10 vidéos | 120 vidéos sur chaîne Youtube |
| 16 fichiers source Scratch à télécharger sur environnement Scratch privé | Studio sur l'environnement Scratch de la Fondation Scratch 60 modules Scratch publiés en mode Partage/Remix |
| Ensemble de jeux de cartes pédagogiques | |
| Répertoire de production des élèves [7] |
Management de projet
| Expérimentation EXPIRE projet PIA |
Méthode Maths2SoftSkills (Le sens et le goût des maths au collège) projet RSE |
|---|---|
| "Expérimenter la pensée informatique pour la réussite des élèves [en mathématiques]" |
"Apprendre en même temps les mathématiques, la programmation Scratch et les soft skills" |
| Évaluer si un enseignement utilisant Scratch et un ensemble de modules Scratch préprogrammés peut être plus efficace en CM1 et CM2 que l'enseignement traditionnel des mathématiques |
Expérimenter au fil de l'eau des approches pédagogiques en vue de l'égalité des chances en maths en Cycle 4 (5e à la 3e) ; le cheminement expérimental a abouti à la définition d'un enseignement intégré de trois disciplines : les mathématiques, la programmation (sur Scratch) et les compétences socio-comportementales (soft skills) |
| Computational Thinking | IT Management frameworks [6] |
| Objet d'une thèse, soutenue en 2022 | Projet de responsabilité sociale d'entreprise (RSE) (2014 - 2022) |
| Laboratoire de l'Université Grenoble Alpes avec des partenaires institutionnels |
Collectif de professionnels animé par la TPE Do-Khac Decision |
| 46 établissements volontaires de l'académie de Grenoble ( 2017 - 2019) ; généralisation si les résultats sont positifs. | Élèves individuels, groupes d'élèves constitués au gré des rencontres du collectif |
| École primaire (CM1, CM2) ; |
Collège Cycle 4( 5e, 4e, 3e) |
| Mode planifié et phasé (réflexion amont, étude, développement des modules Scratch, pilote, production sur 46 établissements) |
Mode agile (itération) Open innovation Bouche-à-oreille |
| Programme d'investissements d'avenir (PIA) |
Concertation "Notre école, faisons-la ensemble" Conseil national de la refondation(sept 2022) |
| Financement de tiers : subvention PIA (2017 - 2019) 600 000€ - 700 000€ |
Financement de tiers : crowdsourcing (2014) 400 € - 500 € |
| Creative Commons, Attribution, non commercial, pas d’œuvre dérivée |
|
Références
[1] Rapport Villani Torossian : faites-vous votre propre idée en le consultant directement, Le sens et le goût des matths au collège, fev 2018
[2] https://expire.univ-grenoble-alpes.fr/
[3]www.maths2softskills.eu
[4] L'expérimentation EXPIRE (2017 - 2019), Université Grenoble Alpes, Le sens et le goût des maths au collège [mai 2023]
[5] Pratiques collaboratives d'apprentissage coopératif selon l'IGESR, vs Maths2SoftSkills, Le sens et le goût des maths au collège, juin 2023
[6] Résolution Agile d'un exercice de mathématiques, Le sens et le goût des maths au collège, avril 2023
[7] Maths2SoftSkills : premiers exercices en régime "Pro" par des élèves de seconde [juin 2023]
Extraits du programme de mathématiques, Cycle 4
"Le programme de mathématiques est structuré selon cinq thèmes : nombres et calculs ; organisation et gestion de données, fonctions ; grandeurs et mesures ; espace et géométrie ; algorithmique et programmation qui entre dans le cadre d’un enseignement de l’informatique dispensé conjointement en mathématiques et en technologie.
(...)
Algorithmique et programmation
Au cycle 4, les élèves s’initient à la programmation, en développant dans une démarche de projet quelques programmes simples, sans viser une connaissance experte et exhaustive d’un langage ou d’un logiciel particulier. En créant un programme, ils développent des méthodes de programmation, revisitent les notions de variables et de fonctions sous une forme différente, et s’entraînent au raisonnement.
Connaissances
- Notions d’algorithme et de programme.
- Notion de variable informatique.
- Déclenchement d’une action par un événement.
- Séquences d’instructions, boucles, instructions conditionnelles.
Compétences associées
- Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme en réponse à un problème donné."
Programme cycle 4, 2020, pp 127 - 137
Mise à jour décembre 2023
L'expérimentation EXPIRE a nourri deux thèses, respectivement soutenues en 2020 [1a] et 2022 [1b].
Dans la seconde, on peut lire que cette expérimentation "rend compte d’une détérioration des apprentissages au cours des différentes séquences sous l’effet de la pratique expérimentale [de la pensée informatique]" et qu'il n'y a "aucun effet de cette pratique sur la motivation autodéterminée, le sentiment de compétence et l’anxiété" [2].
Néanmoins, nos travaux de fin d'année sur l'enseignement explicite [3] nous amènent à penser que les résultats représentés dans la thèse sont propres au design des modules particuliers utilisés lors de l'expérimentation EXPIRE ; en termes de l'enseignement explicite, l'efficacité pédagogique serait largement déterminée par le "modelage" des modules.
Dès lors, il serait hasardeux de généraliser le résultat de l'expérimentation EXPIRE à toute pratique de la pensée informatique.
Lors du salon Educ@tech 2023, nous avons présenté à plusieurs entités de l’Éducation nationale présentes sur le salon [4] un ensemble de modules pédagogiques programmés sur Scratch et au design probablement inédit.
Cet ensemble de modules couvre quatre des six domaines de mathématiques de l'expérimentation EXPIRE
- addition,
- division euclidienne,
- fraction,
- aire.
[1a] Étude des conditions de viabilité d'une approche basée sur l'algorithmique et la programmation pour l'apprentissage de la division euclidienne à l'école primaire, Rosamaria Crisci, sous la direction de Abdelhamid Chaachoua et de Pierre Tchounikine, Université Grenoble Alpes (UGA), octobre 2020.
[1b] Évaluation d’une expérimentation randomisée de la pensée informatique, vecteur d’apprentissage des mathématiques au cycle 3 de l’école élémentaire, en classes de CM1 et CM2, Manon Laurent, sous la direction de Pascal Bressoux, Université Grenoble Alpes (UGA), octobre 2022.
[2] Regards ex post sur l'expérimentation EXPIRE
[3] Une plateforme numérique d'apprentissage (LMS) pour l' enseignement explicite à l'académie de Paris
[4] EducaTech 2023 : charte numérique de l'Éducation nationale et Maths2SoftSkills
[5] www.maths2softskills.eu
