La "pensée informatique" (Ang : Computational thinking) a été popularisée en 2006 par un article de la Carnegie Mellon University [1].
La pensée informatique peut être utile pour l'apprentissage des
mathématiques en école primaire et au collège.
- 2016 : l’Éducation nationale introduit explicitement dans le programme de mathématiques cycle 4 l'enseignement de l'algorithmique et de la programmation [2] ;
- 2017-2019 : dans le cadre du programme d'investissement d'avenir (PIA), la pensée informatique est expérimentée par l'Université Grenoble Alpes (UGA) en partenariat avec l'académie de Grenoble pour l'apprentissage des mathématiques en cycle 3 [3] ;
- 2018 : le rapport de la mission Villani Torossian commanditée par le ministre de l'éducation préconise de "donner une place importante à l'informatique dans les projets interdisciplinaires" [4] ;
- 2018 - 2019 : le réseau des Instituts de recherche sur l'enseignement des mathématiques (IREM, IRES, IREMI, ...) publie plusieurs articles sur la pensée informatique [5] en lien avec les délégations académiques du numérique pour l'éducation (DANE) [6] ;
- 2022 : la Direction du numérique pour l'éducation publie un rapport avançant des éléments de "cadrage conceptuel [sur] la présence de l’informatique dans les programmes scolaires" [7].
Le retour d'expérience des ateliers Maths Code & Scratch produits par l'association "Le sens et le goût des maths" en vue de la meilleure réussite des collégiennes et des collégiens à l'épreuve de mathématiques du Brevet 2024 [8] avance sept caractéristiques déterminantes pour une mise œuvre de la pensée informatique en enseignement des mathématiques au collège :
- un recours à l'outil informatique, pour mettre en scène le corrigé de l'exercice de mathématique,
- une démarche itérative, pour délivrer un corrigé optimal de l'exercice de mathématique,
- un cycle de vie explicite, appliqué à la résolution du problème mathématique,
- un travail en équipe,
- une organisation en rôles explicites de l'équipe,
- une prise en compte des impératifs de protection des données personnelles,
- une gouvernance de la protection et du partage du contenu et du code.
En illustration, voici une vidéo de corrigé de l'exercice N°1, question 1, de l'épreuve de mathématiques du Brevet 2024, série générale.
Cette vidéo de corrigé a été réalisée sous Maths2SoftSkills, une solution d'enseignement explicite qui allie étroitement l'apprentissage des mathématiques, de la programmation sous Scratch et des compétences psychosociales :
- l'outil informatique est le langage de LowCode/NoCode Scratch et un environnement de développement intégré (IDE) mis à disposition par la Fondation Scratch ;
- la présente version est le résultat d'une série de sept versions ;
- pour la première version, un cycle de vie à quatre phases ("Réceptionner, Modéliser, Entrer les données, Répondre") ; à partir de la version 4, un cycle de vie à six phases ("Réceptionner, Modéliser, Entrer les données, Calculer, Répondre, Valider")
- une équipe à trois rôles : l'élève, le personnage "Pinguin", qui pilote la résolution de l'exercice, et le personnage "Toucan", qui éclaire la résolution de l'exercice
- l'accès est libre (pas de pseudo ni de mot de passe),
- un générique est inclus en fin de vidéo ; la vidéo est placée sous Creative Commons BY-NC-ND.
Vidéo d'un corrigé de l'exercice 1, question 1 épreuve de mathématiques, série générale, Brevet 2024
L'association Le sens et le goût des maths produit la série [Brevet 2024 Mathématiques]. La série [Brevet 2024 mathématiques] est une série de vidéos représentant des animations de résolution avec pensée informatique des exercices de l'épreuve de mathématiques du Brevet 2024.
La première série compte cinq vidéos qui portent respectivement des animations de résolution des cinq questions de l'exercice 1 de l'épreuve de mathématiques, Brevet 2024, série générale, métropole,Guadeloupe et Guyane.
Elle est en libre accès sur le site de l'association.
[1] Série [Brevet 2024 mathématiques][Exercice 1] : vidéos de résolution avec pensée informatique, Le sens et le goût des maths, juillet 2024
[1] 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
[2] Design didactique : programmation au collège (cycle 3 et cycle 4), Le sens de le goût des maths au collège, fév 2024
[3] L'expérimentation EXPIRE (2017 - 2019), Université Grenoble Alpes, Le sens et le goût des maths au collège, mai 2023
[4] Rapport Villani Torossian : faites-vous votre propre idée en le consultant directement, Le sens et le goût des maths au collège, fev 2018
[5a] Le Logiciel Scratch au collège : Un mariage de raison entre mathématiques et informatique
Michel Chevallier, Christelle Paisnel Jean-Luc De Seegner, Repère IREM N° 110 - janvier 2018
[5b] Enseigner l'informatique à l'école élémentaire au cycle 2, Une expérimentation avec Scratch Junior
Nathalie Vigot, ESPE de Bretagne, Repère IREM. N° 113 - octobre 2018
[5c] Apprentissages informatiques et usages de la variable informatique avec Scratch dans la classe de mathématiques, Chiprianov Vanéa, Saliba Georges, Train Grégory, Répère IREM N° 116 - juillet 2019
[5d] De Scratch à Python, une transition douce...Michel Chevallier, Jean-Luc De Séegner, Christelle Paisnel, Petit x , N°119, 2023
[6] Pensée informatique, Heures numériques 2018 - 2019, DANE Grenoble
[7] Un point sur la pensée informatique (2022) : enjeux de recherche et d’éducation, définitions et repères, Elie Allouche, Hypogthèse, Direction du numérique pour l'éducation, ministère de l'éducation nationale et de la jeunesse, février 2022
[8] Retour du premier atelier "Maths, Code & Scratch / édition Brevet 2024" , association Le sens et le goût des maths, mai 2024
