Bilan du Laboratoire de Mathématiques de la cité scolaire Emile Zola en 2019-2020 et présentation des axes de travail pour l’année 2020-2021

Partie 1 : BILAN

1. Les plans de travail

Expérimentation 2019/2020 dans une classe de Première (enseignement de spécialité) :
Toute l’année, pour chaque séquence, les élèves ont eu un plan de travail Les résultats du cours étaient découverts, parfois seulement conjecturés (pas toujours démontrés tout de suite) et très vite, le plan de travail était distribué afin de mettre le plus rapidement possible les élèves en activité. Les corrections détaillées étaient disposées dans la classe et les élèves pouvaient se déplacer pour les consulter à leur rythme. Ces corrections étaient aussi à leur disposition sur l’espace scolarité de l’établissement. Ils pouvaient, au choix, travailler seuls, ou avec leurs voisins. Certains sollicitaient l’enseignante très souvent et avaient besoin d’être rassurés peu à peu et d’autres travaillaient de façon très autonome, ne sollicitant l’enseignante qu’après avoir consulté le corrigé et uniquement en cas de problème. Peu à peu les élèves cochaient sur leur feuille les exercices réalisés avec un code couleur (afin de se souvenir au moment des révisions des obstacles rencontrés). Ces fiches colorées permettaient aussi à l’enseignante d’évaluer rapidement l’avancée et le ressenti de chaque élève en passant dans les rangs. Il arrivait qu’un résultat soit démontré un peu plus tard, alors même que les élèves s’en étaient déjà servis dans les exercices. La professeure circulait constamment dans la classe, pour aider des élèves, pour amener les plus rapides à se poser plus de questions, demandant parfois une rédaction plus rigoureuse. Les élèves connaissaient la durée du plan de travail ainsi que la date (plus lointaine) de l’évaluation ce qui leur permettait de doser leur travail à la maison en fonction des échéances fixées.

Bilan de cette expérimentation :

L’expérimentation s’est limitée à une classe cette année.

  • Points positifs :
    • Les élèves se sont très vite habitués à cette façon de travailler et ont rapidement progressé sur le plan de l’autonomie. Ils ont d’ailleurs pu poursuivre ces modalités de travail pendant le confinement sans que cela ne leur pose problème.
    • Les élèves se familiarisent dès le début de l’année avec leur manuel.
    • Les élèves les plus lents ne se sentaient pas bousculés et les plus rapides n’étaient pas ralentis par le reste de la classe. L’émulation était palpable. En cochant les exercices peu à peu, les élèves prenaient conscience de leur avancement.
    • Les plans de travail et les corrigés étaient disponibles sur l’espace pédagogique (Moodle) partagé avec les collègues de mathématiques de l’établissement.
  • Points de vigilance :
    • Les élèves ne consultaient jamais les liens vers les vidéos (flash-code) qui étaient proposés sur les plans de travail du début d’année (l’enseignante a cessé d’en mettre).
    • Lors des séances de 2h consécutives, il fallait prévoir un autre type d’activité pour une partie de la séance (difficile de maintenir un bon rythme sur ce type de séance pendant 2h)
    • Le fait de ne pas corriger d’exercices au tableau fait que l’enseignante insiste moins sur la rigueur de la rédaction (surtout avec les élèves plus en difficulté)

2. Confrontation des points de vue sur l’utilisation de Python en classe et autoformation

Thème : matrices (manuel MathX)

Une affiche a été réalisée à partir de travaux réalisés à la maison par les élèves de spécialité mathématiques en classe de terminale. Il s’agit de programmes qui construisent une suite de points définis aléatoirement.

3. Mutualiser les ressources en SNT

Fin Juin/ début Juillet, Roselyne Halbert, enseignante de mathématiques, a formé les enseignants qui le souhaitaient sur les thèmes suivants :

  • Photographie numérique
  • Web
  • Localisation/cartographie
  • Internet

Cette formation a donné de l’élan aux professeurs présents. Un cours commun sur l’espace pédagogique a permis d’échanger toute l’année autour des activités proposées par Mme Halbert et par d’autres.

4. Prise en main de l’imprimante 3D

Une imprimante 3D a été livrée en novembre 2019. Nous avons pu la faire fonctionner à l’aide d’ordinateurs portables personnels. Le logiciel xyzmaker3D a été utilisé à deux reprises pour fabriquer :

  • un cube de 1cm de côté
  • une pyramide tronquée de hauteur 5cm Souci technique : les cartouches d’encre livrées n’étaient pas reconnues par l’imprimante .

5. Club Maths et Arts

Durant nos premiers échanges et forte collaboration en juin 2019 sur la nouvelle discipline Sciences du Numérique etTechnologie (SNT), nous avons en particulier travaillé sur le thème « la photographie numérique ». Parallèlement plusieurs d’entre nous ont échangé sur la thématique de la beauté des mathématiques : belle démonstration, beau raisonnement, belle figure géométrique ….

C’est pourquoi il a été proposé aux élèves de la cité scolaire, dans le cadre du labo de maths, l’atelier « Maths et Arts » en centrant l’étude sur la réalisation de belles figures à l’aide d’algorithmes programmés en Python en utilisant les bibliothèques PILLOW et TURTLE. Des professeurs se sont rendus disponibles ou le lundi ou le mardi sur le temps du déjeuner durant plusieurs semaines.

Pour promouvoir cette action auprès des élèves de la cité scolaire :
→ Une video d’accueil et une affiche ont été réalisées : https://vimeo.com/361322143

Affiche

→ Une page a été créée sur le site du labo : https://jaimelesmathsazola.wixsite.com/labomathszola/le-club-math-2019-2020

→ Des défis ont été lancés :

defis

Pour aider les participants, des activités ont été proposées : les participants se sont familiarisés avec l’environnement Python, ont commencé à appréhender les atouts des différentes bibliothèques de dessin et ont exploité leurs nouvelles connaissances soit pour répondre aux défis soit pour se lancer dans la réalisation de figures fractales. Certaines figures ont amené les participants de l’atelier à travailler des notions mathématiques spécifiques : équations de droites, formule d’Al Kashi…

ATELIER du LABO de Maths 19/20

Exemples d’activités :

Partie 2 : PROJET 2020/2021

Trois axes de travail se dégagent pour l’année 2020/2021 :

1. Travailler avec l’imprimante 3D pendant les séances de SNT.

  • Les thèmes "Données structurées" ainsi que "Localisation/Cartographie" semblent les plus propices à l’utilisation de cette imprimante 3D.
  • En effet, les fichiers transmis à l’imprimante 3D sont des fichiers de données qui précisent la position de points dans l’espace. L’étude d’un tel fichier et le recueil de ces données par une fonction Python peut être un objectif du chapitre.
  • En ce qui concerne le thème "Localisation/Cartographie", Mme Degraeve a déjà travaillé sur les locaux du lycée (trame NMEA, carte enrichie de la cité scolaire) et il paraît envisageable de réaliser une maquette d’une partie du lycée en choisissant une façade.

2. Manipulation :

  • Afin de pallier les difficultés des élèves lors du passage à l’abstraction et dans le cadre de la dynamique « Manipuler- Verbaliser-Abstraire », il paraît envisageable de réaliser des objets qui permettent aux élèves de mener une expérimentation.
  • La réalisation de dés truqués ou d’une planche de Galton avec l’imprimante 3D permettrait d’utiliser cet objet pour en réaliser une loi de probabilité en réalisant un grand nombre d’expériences.•
  • L’utilisation d’objets en grand nombre peuvent permettre de faire émerger la notion de fluctuation d’échantillonnage et la détermination d’une proportion à l’aide d’un échantillon.
  • En trigonométrie, on pourrait réaliser des objets circulaires pour réaliser l’enroulement de la droite des réels sur le cercle trigonométrique ou travailler sur le cercle trigonométrique.
  • D’autres idées sont susceptibles d’être mises en œuvre sur le thème des fonctions en collaboration avec les collégiens.

3. Les Pythagoriciens :

  • La réalisation d’une pièce de théatre commune au collège (en langue française) et au lycée (en langue anglaise en section euro) sur le thème de Pythagore peut constituer un travail commun intéressant sur les thèmes suivants : vie dans la secte, multiplicité des démonstrations en maths, théorème de Pythagore, irrationalité de sqrt(2) et plus généralement la preuve en mathématique, application et théorie (acousmaticiens et mathématiciens)
  • Le texte pourrait être écrit (pour tout ou partie) par les élèves.