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Penser l’enseignement de la résolution de problèmes mathématiques par la programmation informatique : quels enjeux?

 

Lucie DeBlois

Université Laval

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On entend de plus en plus parler de la pensée informatique appelée aussi pensée computationnelle. L’Angleterre a développé, pour ses élèves du primaire, un programme distinct sur la programmation informatique. Ce programme s’appuie sur l’hypothèse selon laquelle un apprentissage de la programmation pourrait favoriser un enrichissement de la compétence à résoudre des problèmes. De quoi s’agit-il? Ce type de programmation pourrait-il avoir une influence sur l’apprentissage de la résolution de problèmes, notamment en mathématiques, chez les élèves? Ce type d’apprentissage pourrait-il apporter des éléments de réponse aux préoccupations qui émergent concernant l’enseignement de la compétence à résoudre des problèmes?

Lors d’un colloque regroupant des didacticiennes et des didacticiens canadiens en mathématique (juin 2016) nous avons avancé notre réflexion sur le sujet. Différentes approches sont possibles au moment de définir la pensée informatique. C'est ainsi que nous avons pu reconnaitre que la pensée informatique peut être conçue comme un processus de résolution de problèmes, une compétence de base, une combinaison d’algorithmes et de raisonnement logico-mathématique, un construit complexe. L’ordinateur étant une extension de la pensée, la pensée computationnelle pourrait être considérée comme un outil cognitif dans lequel l’engagement de l’élève implique nécessairement de développer un rapport différent à l’erreur, notamment durant une démarche de programmation.

Nous avons aussi pu reconnaître que la programmation est un outil qui permet non seulement une rétroaction immédiate, mais aussi une opportunité pour poser des hypothèses, pour anticiper et pour réfléchir en utilisant des relations logico-mathématiques dont celle d’implication (si-alors). Certains domaines de l’apprentissage des mathématiques, dont celui de la géométrie ou de la statistique, pourraient-ils favoriser des apprentissages de même nature ?

Enfin, la nature des outils informatiques comportent des environnements visuels comme le programme Scratch, des environnements de simulation ou de modélisation comme Excel, des environnements robotiques ou des environnements de programmation. Quelle est la nature des activités mathématiques selon les outils? Quelles sont les opportunités d’apprentissage des outils robotiques et des logiciels? Comment peuvent-ils contribuer à la formation citoyenne des élèves? Quelle place faut-il accorder à ces environnements dans la formation des élèves?

Nous nous proposons de réfléchir à ces questions à la suite d’une courte activité faisant intervenir une activité de programmation.

 

Références

Weintrop David, Beheshti, Elham, Horn Michael,  Orton Kai, Jona, Kemi, Trouille, Laura, Wilensky, Uri (2015).  Defining Computational Thinking for Mathematics and Science Classrooms. Sci Educ Technol 25. 127–147. Springer Science+Business Media New York 2015

Peyton-Jones Simon (2016) Computing in the national curriculum. A guide for primary teachers. Consulté le 4 juin 2016: http://www.computingatschool.org.uk/data/uploads/CASPrimaryComputing.pdf

Tchounikine Pierre (2016). Initier les élèves à la pensée informatique et à la programmation avec Scratch. Consulté le 4 juin 2016 http://ccl.northwestern.edu/2015/Weintrop%20et%20al.%20-%202015%20-%20Defining%20Computational%20Thinking%20for%20Mathematics%20an.pdf

Thibault, Mathieu (2016) Démarche de programmation de simulateurs pour faire des probabilités : quelques apports et obstacles. Colloque des didacticiennes et des didacticiens du Québec (GDM). Université d’Ottawa. Consulté le 22 juin 2016 https://docs.google.com/presentation/d/14wYZTrMezbNWkgrZra3KRDhCj_JBUYRJ0Z2YERYN6q o/edit?pref=2&pli=1#slide=id.p

 

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