En 2016, le gouvernement met en place la réforme du collège qui "devra mieux enseigner les savoirs fondamentaux [et] former à d'autres compétences" [1].
Parmi ces compétences, figurent les compétences numériques afin que les élèves puissent dès le collège "acquérir les valeurs, les repères et l'esprit critique" nécessaires aux usages du numérique. C'est ainsi que l'algorithmie et la programmation figurent explicitement au programme du cycle 4 (5e, 4e et 3e).
Dans ce contexte, en septembre 2017, l'Université Grenoble Alpes (UGA) lance en partenariat avec l'académie de Grenoble une EXexpérimentation de la Pensée Informatique pour la Réussite des Élèves (EXPIRE) en vue de répondre à la question "Et si la pensée informatique pouvait aider les élèves à mieux appréhender les mathématiques ? " [2a].
La "pensée informatique" (Computational Thinking) a été popularisée aux États-Unis en 2006 par un article de la Carnegie Mellon University [3]. Elle est d'ailleurs l'objet d'un article récent de la cellule de veille économique de la direction du numérique pour l'éducation [4].
Pour les équipes de chercheurs de l'UGA, cette expérimentation doit permettre de
- nourrir des travaux de recherches en sciences de l'éducation
- développer des nouveaux modes d'apprentissage reliant la "pensée informatique" et les mathématiques,
- mettre en place des plans de formation des enseignants.
La démarche expérimentale consiste à comparer les résultats entre
- des classes témoins d'élèves qui gardent un enseignement traditionnel des mathématiques ("papier-crayon")
- des classes pilotes d'élèves qui bénéficient d'un enseignement des mathématiques avec "pensée informatique".
En enseignement avec "pensée informatique", les "élèves explicite[nt] leurs solutions et, couplée avec les possibilités de manipulation que permet l’informatique, testent ces solutions" [2a].
L'informatique est assurée par un environnement d'édition et d'exécution de programme en langage Scratch.
Cette expérimentation est menée entre septembre 2017 et juin 2019 auprès d'une cinquantaine établissements volontaires de l'académie de Grenoble.
Au titre du programme des investissements d'avenir (PIA), l'expérimentation reçoit une subvention à hauteur de plusieurs centaines de milliers d'euros.
En juillet 2018, un premier bilan est présenté au ministre de l’Éducation nationale Jean-Michel Blanquer et le projet envisage, "si le succès se confirme, un essaimage dans d’autres académies" [2a][2c].
[1] Le collège 2016 : faire réussir tous les élèves, gouvernement.fr, mis à jour le 2 juillet 2021
[2a] EXPIRE : un projet de recherche pour expérimenter l’efficacité de la pensée informatique dans l’apprentissage des mathématiques, Université Grenoble Alpes, 18 juillet 2018
[2b] Quand les maths s'invitent sur Scratch ..., Estelle Prior, EcoSciences Grenoble, 11 juillet 2019
[3] Computational Thinking, Jannette M. Wing,
Carnegie Mellon University, Communications of the Association of
Computing Machinery (CACM), viewpoint, vol. 49, no.3 March 2006. La pensée informatique, adaptation sur le site Interstices.info, 2009
[4] Un point sur la pensée informatique (2022) : enjeux de recherche et d’éducation, définitions et repères, Elie Allouche, Education, numérique et recherche, Direction du numérique pour l'éducation, 02/02/2022
"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 préconisation de donner une place à l'informatique peut s'appliquer non seulement aux projets interdisciplinaires mais aussi aux cours de mathématiques eux-mêmes.
Et d'ailleurs, l'algorithmie et la programmation figurent explicitement au programme du cycle 4 (5e, 4e et 3e).
Lancé par une laboratoire de recherches de l'Université Grenoble Alpes, l'expérimentation EXPIRE en a eu une lecture radicale : EXPIRE doit évaluer si un apprentissage de certains éléments de mathématiques de niveau CM1 et CM2 avec un ensemble particulier de modules Scratch préprogrammés peut se substituer à l'enseignement traditionnel des mathématiques [2].
Issue d'un cheminement expérimental initialisé en 2014, la méthode Maths2SoftSkills met étroitement en lien la résolution d'exercices de mathématiques avec la programmation en Scratch ; c'est l'intégralité du programme des mathématiques de 5e, 4e, 3e (Cycle 4) qui est visé mais le rôle traditionnel du professeur comme passeur de savoir est maintenu ; en outre ce sont toutes les fonctionnalités de Scratch qui sont susceptibles d'être utilisées [3].
Mais aussi, la méthode Maths2SoftSkills mobilise deux capacités métiers de l'informatique :
- l'environnement d'édition et de publication de la Fondation Scratch,
- les "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.
Avec ces deux capacités du métier informatique, la méthode Maths2SoftSkills permet ontologiquement un apprentissage des mathématiques mais coopératif.
En décembre 2022, un rapport publié par l'IGESR (inspection générale de
l'éducation, du sport et de la recherche) sur les pratiques
collaboratives d'apprentissage coopératif permet de mettre en évidence la capacité de
la méthode Maths2SoftSkills à soutenir un apprentissage coopératif [4].
[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] Regards ex post sur l'expérimentation EXPIRE, Le sens et le goût des maths au collège, mai 2023
[3]L'expérimentation EXPIRE vs la méthode Maths2SoftSkills tableau comparatif, Le sens et le goût des maths au collège, mai 2023
[4] Pratiques collaboratives d'apprentissage coopératif selon l'IGESR, vs Maths2SoftSkills, Le sens et le goût des maths au collège, juin 2023
