Veille et Analyses
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Débats autour de l'introduction d'une composante expérimentale dans l'enseignement des mathématiques

L'introduction d'une démarche expérimentale pour réconcilier les élèves avec les études scientifiques ?

La physique, plus que les mathématiques, souffre de la désaffection des étudiants. Toute la démarche de Georges Charpak (voir chapitre 2, p. 6) vise à introduire davantage de démarche expérimentale dans cette discipline et cela dès l'école primaire. Pour lui, la formalisation trop précoce a éloigné nombre d'élèves de la Physique.

T. Dias et V. Durand-Guerrier, dans Expérimenter pour apprendre en mathématiques (2005), vont dans le même sens :

« Comme on peut le constater lorsqu'on intervient, par exemple, dans la formation initiale ou continue des professeurs d'école, l'enseignement des mathématiques semble contribuer de façon assez irrémédiable à de nombreux "divorces" entre les individus et les objets mathématiques. Nous faisons l'hypothèse que pour une part, ceci est dû au fait que, même à l'école élémentaire, l'enseignement des mathématiques s'appuie sur des méthodes favorisant l'intervention parfois trop rapide d'un formalisme au détriment de la recherche de sens, et ceci bien que depuis quelques années, de nombreuses préconisations institutionnelles prônent la nécessaire évolution des démarches d'enseignement des disciplines scientifiques, y compris en ce qui concerne les mathématiques. Elles ont notamment insisté sur un aspect incontournable dans la construction des connaissances en sciences : le recours à l'expérience. Ceci étant alors surtout destiné à provoquer des changements dans l'enseignement des disciplines scientifiques traitant du domaine de l'empirie et, dans une moindre mesure, les mathématiques ».

Ainsi, le divorce d'avec les mathématiques n'aurait pas comme origine leur affaiblissement par l'expérimentation, celle-ci étant un des éléments d'une possible réconciliation !

Pour le mathématicien Daniel Duverney, c'est la réduction des horaires des mathématiques dans l'enseignement secondaire qui porte en germe la fuite devant les études scientifiques. Lire à ce sujet son article « Réflexion sur la désaffection pour les études scientifiques » (2003).

Dans un réquisitoire contre les programmes scolaires actuels, Les savoirs fondamentaux au service de l'avenir scientifique et technique :Comment les réenseigner, sept académiciens français, dont Laurent Lafforgue, fustigent certaines dérives du système éducatif, du point de vue en particulier d'un relâchement de la rigueur. Raison de plus pour accueillir avec intérêt leur appréciation équilibrée des outils informatiques, et donc de l'expérimentation virtuelle, pourvu qu'elle ne soit pas trop précoce :

« Les ordinateurs sont aujourd'hui devenus un objet de la vie courante. Leur usage est extrêmement diversifié, depuis la bureautique de base, les technologies de la communication, jusqu'aux utilisations multimédias et au calcul scientifique. Nous ne voyons pas d'inconvénient à ce que les élèves soient (un peu) familiarisés avec l'usage des ordinateurs au niveau de l'école primaire, comme outils de création de textes et de documents, pour rechercher des informations ou pour résoudre des exercices interactifs soigneusement choisis par le maître, par exemple à des moments de la semaine où l'attention des élèves est difficile à capter par d'autres méthodes. Au niveau du collège et du lycée, l'ordinateur peut servir à présenter ou à modéliser des expériences scientifiques qu'il serait difficile d'observer directement. Dans toutes ces circonstances, l'usage doit en rester très modéré et ne doit pas nuire aux apprentissages fondamentaux ; nous continuons à penser que rien ne saurait remplacer la leçon traditionnelle du maître et les exercices écrits. En revanche, l'informatique est aujourd'hui une véritable branche de la science et de la technologie, et la fin du lycée devrait donner l'occasion aux élèves scientifiques (et pourquoi pas aux autres aussi) de découvrir les premiers éléments de l'informatique comme science savante. Nous entendons par là la programmation dans un langage de base comme C, C++, Pascal, Basic..., qui permet de faire un lien très direct avec le formalisme mathématique, le principe de récurrence, la numération binaire, l'algèbre de Boole, etc., sans présenter l'inconvénient d'offrir d'emblée aux élèves des solutions toutes prêtes à l'emploi et qui minimisent le travail de réflexion. Nous sommes beaucoup plus circonspects sur l'utilisation de logiciels avancés de calcul formel, qui, à ce niveau au moins, présentent le risque déjà évoqué de se transformer en prothèses électroniques ».

  

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