Mois : novembre 2011

Dimensions

I Dimensions

Vous avez parlé de dimensions? Je vous livre ici une petite pépite sur les dimensions spatiales. Le documentaire se découpe en 9 chapitres et dure environ 2h. Les auteurs sont Jos Leys – Étienne Ghys – Aurélien Alvarez, respectivement ingénieur spécialisé dans l’imagerie mathématiques, directeur du CNRS de Lyon et doctorant à l’ENS de Lyon.

 

blank

Il aborde progressivement la notion de dimensions de la 2nde (cartographie…) vers la 3e puis la 4e dimension et les manières de la percevoir.

Tout y est, parlant de l’hypercube, en passant par une adaptation osée de Flatland avec les reptiles d’Escher.

 

 

blank

Ensuite viennent les nombres complexes, leurs créations et l’idée de considérer que multiplier par (-1) revient à faire une rotation de 180° donc multiplier par la racine carré de -1 revient à une rotation de 90°. (vraiment utilisable pour aborder la notion de complexe!), avec une ouverture sur les fractales sur les fonctions rendant les points instables par une application répétitive de celles-ci.

 

 

 

blankEnfin on termine par la topologie et la fibration  qui me semblent vraiment difficile du premier abord pour des élèves et largement du hors-programme.

 

 

 

 

 

La vidéo est vraiment de qualité, on regrettera parfois les lenteurs dans les animations qui cassent un peu le rythme.

Cette vidéo s’envisage plus en lycée. La notion de projection n’est pas du tout abordée au collège si bien qu’au premier chapitre les élèves décrocheront.

La vidéo est sous licence Creative Commons Paternité-Pas d’Utilisation Commerciale-Pas de Modification 3.0 Unported.

Nous distribuons le film sous une licence  Creative Commons Paternité-Pas d’Utilisation Commerciale-Pas de Modification 3.0 Unported. Creative Commons License

Qu’est-ce que cela signifie ?

Tout d’abord : Vous êtes libres de reproduire, distribuer et communiquer tous les chapitres de ce film au public mais vous devez respecter les conditions ci-dessous.

Cette licence a trois conditions :

Paternité : Vous devez citer les noms des auteurs originaux de la manière suivante : (mais pas d’une manière qui suggérerait qu’ils vous soutiennent ou approuvent votre utilisation de l’œuvre)  « Dimensions par Jos Leys – Étienne Ghys – Aurélien Alvarez » .

Pas d’Utilisation Commerciale. Vous n’avez pas le droit d’utiliser ces films à des fins commerciales.

Pas de Modification. Vous n’avez pas le droit de modifier, de transformer ou d’adapter n’importe quelle partie du film.

 

Les vidéos sont aussi téléchargeables sur le site dimensions

II. La vidéo

 

 

Vous avez aimé cet article ? Alors partagez-le avec vos amis en cliquant sur les boutons ci-dessous :

Licence Creative Commons
blank

L’histoire de Pi

I.Une petite trouvaille sur l’Histoire de Pi.
blank

Les babyloniens savaient déjà 2 000 ans avant notre ère que le périmètre d’un cercle était proportionnel au diamètre. Par contre, savoir la véritable valeur de cette constante que l’on nommera plus tard « pi » pour périmètre et que l’on notera de la lettre grecque minuscule constitue une aventure mathématique.

doodle de google sur Pi

II.La vidéo

Voilà une conférence du mathématicien Jean Brette sur cette aventure dans la célèbre salle du palais de la Découverte consacrée à .

Cette vidéo est accessible aux lycéens mais aussi aux collégiens. Jean Brette montre l’ensemble des processus pour approcher  d’un point de vue historique.

Cette vidéo est intéressante à exploiter avec les collégiens pour leur montrer que les constantes en Mathématiques n’ont pas toujours été évidentes et qu’elles ne vont pas de soi. On montre aussi l’utilité de l’informatique dans la recherche en mathématiques et que les deux domaines ont besoin des uns et des autres pour exister.

Elle n’est pas utile pour acquérir les notions de programme (lycée ou collège) mais comme ouverture culturelle, cette vidéo l’est vraiment.

Vous avez aimé cet article ? Alors partagez-le avec vos amis en cliquant sur les boutons ci-dessous :

Licence Creative Commons

Les mathématiques d’aujourd’hui : l’histoire des sciences de demain.

Tous les ‘élèves n’étudient hélas pas les mathématiques par plaisir. Ainsi, pour tous ceux-là, n’oublions pas de souligner de temps à autre les portes qu’ouvrent les mathématiques ; que ce soit d’un point de vue orientation en fin de troisième ou de seconde, d’un point de vue commodité dans la vie citoyenne qui les attend, ou d’un point de vue à la limite de la science fiction, en regardant les limites des mathématiques ou des sciences aujourd’hui. Si beaucoup d’histoires passionnantes existent et sont souvent illustrées, n’oublions pas ce qui nourrit nos auteurs de science fiction contemporains. Et comment les mathématiques, les sciences, et la philosophie ne font plus qu’un.

 

Voici deux documentaires, diffusés par ARTE, qui traitent du lien inséparable entre mathématiques et science, et qui explique de façon ludique une question d’actualité : Einstein a été dépassé ? Tout d’abord, je vous propose un documentaire qui vous expliquera une des formidables intuitions d’Einstein, tout en rappelant les bases nécessaires à comprendre l’avancée mathématique et scientifique des quatre notions de son équations : E, m, c, ². Ensuite, je vous propose un documentaire illustrant une autre théorie, appelée théorie des cordes, qui propose une autre vision de notre univers. Toutes deux sont utilisable à souhait pour des scenarii de science-fiction, alors, à vos oreilles, et à vos plumes !

 

documentaire n°1 : une biographie de l’équation d’Einstein

 

Ce documentaire peut être montré en lycée, pour les élèves qui ont choisi une orientation scientifique. En fin de première ou en terminale, ils maîtriseront davantage de connaissances permettant de suivre correctement le documentaire, notamment quelques bases en électromagnétisme. Ou bien on peut également montrer ce documentaire juste avant l’étude de ces thèmes, pour susciter la curiosité et l’envie de découvrir. Je l’ai montré à des élèves de 2nde qui ont beaucoup apprécié ce qu’ils ont découvert. Mais je suis convaincue qu’il plaira davantage les années suivantes, lorsque le bagage scientifique aura grandi. Je me suis demandée, en le montrant aux élèves, si ce documentaire avait pu éveiller quelque curiosité scientifique ?

 

documentaire n°2 : la théorie des cordes

 

Ce documentaire peut être montré au lycée, en fin d’année ou lors des décisions d’orientation. Il est plus technique, plus abstrait, et peut éventuellement être montré en relation avec l’enseignement de philosophie, et de sciences. En effet, on discute entre autre l’existence d’univers parallèles. Notre perception est sans cesse remise en cause, et l’outil mathématique semble être, à l’heure où le documentaire se fait, notre seul appui.

Les questions que vont soulever un tel documentaire risquent d’être fort diversifiées et pourront faire intervenir plusieurs matières. Ce documentaire peut se découper en trois parties d’environ 45 minutes chacune.

Dans une première partie, ce documentaire propose tout d’abord une explication d’autres travaux d’Albert Einstein que ceux présents dans le premier documentaire, et la vision de l’univers selon Newton, puis Einstein. Ensuite, nous avons l’arrivée de la mécanique quantique, qui bouleverse totalement les idées jusqu’ici conçues, et qui met en place une théorie possible des univers parallèle ; ainsi que l’impossibilité de prévoir les choses avec certitudes, puisque tout n’est que probabilité. Nous sommes face à une incompatibilité et devons alors utiliser deux modèles différentes. Arrivent les trous noirs. Et la théorie des cordes.

La deuxième partie du film illustre la réunification de l’infiniment grand avec l’infiniment petit : ça peut sembler facile, mais visiblement, c’est loin d’être le cas. Si l’infiniment grand obéit à des lois stables, prévisibles, si l’on peut calculer tout événement avec précision dans l’infiniment grand, il n’en est de rien pour l’infiniment petit, où tout n’est que question de probabilités, ou l’ordre n’existe pas. Où est le lien entre les deux ? Y’en a-t-il une qui soit bonne !

Peut être par les quatre grandes forces qui règnent sur l’univers ? (la gravité, l’interaction forte, l’électromagnétisme, l’interaction faible).

Les dimensions supplémentaires, une conséquence de la théorie des cordes. Parle-t-on ici de dimensions invisibles mais présentes autour de nous, ou peut-on concevoir plusieurs univers parallèles ? S’il y a six dimensions supplémentaires, peut-il y avoir deux univers parallèle liés par le temps ? ou par une autre de ces dimensions ? pourquoi ne pas avoir, dans le fond, bien plus que six dimensions ? Plus on avance dans la théorie des cordes, plus on interprète, plus on est confus. Les interprétations diffèrent, et les théoriciens des cordes ont cinq théories à défendre. Comment choisir la bonne ? à supposer qu’il n’y en ait qu’une…

Fin de la deuxième partie : 1h26.

troisième partie :

A la théorie des cordes se joint la théorie M qui unit les cinq théories des cordes. Quand à nous, nous perdons toute certitude quand au monde qui nous entoure. N’est-on vraiment que de la confiture étalée sur une tartine de pain ? Comment et pourquoi le Big Bang ? Et si notre univers n’avait pas de début ? A quand notre prochain Big Bang ?

Un documentaire fascinant, qui démontre l’utilité de l’outil mathématique hier, aujourd’hui et demain, des constantes, des équations, des raisonnements, les mathématiques sont présents du début à la fin du reportage, et le caractère surnaturel de ce documentaire suscite une curiosité grandissante au fur et à mesure de l’avancée dans le film. Dans nos premiers pas, il y a fort longtemps, nous avons commencé par comprendre le sens de 1, puis de 0. Voici maintenant les portes ouvertes par ces premiers pas. L’enthousiasme que l’on peut ressentir aujourd’hui est certainement celui qu’on ressenti les scientifiques d’autrefois qui ont pu découvrir les nombres négatifs, les nombres complexes, etc.

Regardez le avant de le montrer, car vous pourriez avoir des questions surprenantes ! En tout cas je vous souhaite autant de plaisir que j’en ai eu à dévorer ces reportages !

Vous avez aimé cet article ? Alors partagez-le avec vos amis en cliquant sur les boutons ci-dessous :

Licence Creative Commons

« Evaluer par compétences » = « Evaluer par Items ou objectifs » ?

Cela fait 5 ans, maintenant que j’ai entendu parler d’évaluation par compétences : « pas de note et plus de sens! » En travaillant sur un projet (mathix à l’époque qui est devenu scolatix.org) nous avions commis l’erreur de faire la confusion entre l’évaluation par items/objectifs et l’évaluation par compétences. Bien sûr dans la pratique, elles « fonctionnent » de manière quasi-identique. La différence se tient sur ce que l’on évalue. De ce que j’ai vu comme projet « Osiris, sacoche, scolatix, Gibix » ce sont des projets tournant autour de l’évaluation par Objectif (ou items mais je préfère parler d’objectifs). Maintenant intéressons-nous d’abord à ce qu’est une compétence.

I.Compétence : sa définition.

a) Une compétence n’est pas un objectif.

blank

 

Une compétence n’est pas un objectif car en soi elle ne peut pas être atteinte. Je m’explique, une compétence se développe tout le temps suivant les situations que nous rencontrons. De plus, elle est relative à la complexité des situations. Nous mobilisons la même compétence dans une tâche simple ou complexe, c’est d’ailleurs ce qui rend difficile son évaluation.

De plus penser atteindre une compétence, c’est penser que l’on a rencontré toutes les situations possibles où mobiliser cette compétence même les situations auxquelles justement on n’a pas pensé, et aussi être sûr  que l’on sera capable de la mobiliser à tous les coups, c’est absurde par définition.

b) Une compétence se développe en situation

blankIl n’y a pas de théorie, par exemple, la compétence liée à l’utilisation du vélo, ne s’apprend pas seulement en se disant : « j’appuie sur une pédale puis l’autre et je tourne le guidon pour garder l’équilibre » . Il faut donc des situations graduelles pour développer la compétence. Elle s’appuie sur les actions que l’on mène à travers les situations.

« C’est en forgeant qu’on devient forgeron ».

c) Une compétence ne peut pas se découper.

 

C’est une différence majeure avec les objectifs! Ces derniers peuvent se détailler par micro-objectifs qui mène au résultat.Il y a un chemin vers la finalité.

Dans une compétence, c’est plus complexe, il n’y a pas de linéarité dans l’acquisition progressive de celle-ci. En effet, par exemple, la compétence liée à l’usage de la voiture, on peut très bien d’abord savoir manœuvrer une voiture sans pourtant connaître le code de la route ou le fonctionnement de la voiture.

En plus, la découper pour obtenir « Savoir passer des vitesses » ?!!! Mais quelqu’un qui n’a conduit que sur des voitures à embrayage automatique ne sait-il pas conduire?

Bref la notion de compétence se rattache à un ensemble d’acquis, aucun n’est réellement obligatoire. Par exemple, quelqu’un qui sait tout faire sur une voiture, sauf la démarrer, dit-on qu’il sait utiliser une voiture? Je pencherais pour l’affirmation.

 

blank

On remarque qu’ici, tout d’abord la notion de compétences acquises s’appuie sur une appréciation subjective qui fait référence sans doute à notre expérience. En effet, je dirai, par exemple, que de ne pas savoir comment un moteur fonctionne n’est pas handicapant pour avoir la compétence car moi-même je ne le sais pas, et je pense bien conduire. Ce qui serait de même pour ceux dépassant les limites de vitesses….

d) Une compétence s’adapte à des situations différentes

Là, on voit que la conduite de voiture s’adapte à toutes les voitures automatiques ou non, à trois roues, au scooter…

Bref, l’usage d’une compétence est un ensemble d’acquis permettant d’appréhender la nouveauté. Il s’agit, en vérité, d’autonomie vis-à-vis d’une situation concrète que nos expériences permettent de gérer.

e) Une compétence n’est pas basée sur les faits passés mais sur ce que l’on peut faire dans l’avenir.

Élément plutôt parlant : Quand nous voyons sur un CV, les compétences sur les langues par exemple.

L’individu parle bien de ce qu’il peut faire et mettre à disposition de l’entreprise.

Parler d’une compétence qu’on ne peut pas utiliser dans le futur n’a pas de sens….

De plus,dans cette optique, une compétence s’acquiert sur le long terme.

f) Une compétence se (res)sent.

Difficile pour moi d’exprimer clairement cette idée, mais je vais essayer. Une compétence est dite acquise (si on peut parler de réelle acquisition comme on a vu en a)…), que si l’individu sait qu’il la possède. En effet, car cela veut dire qu’il est capable de la mobiliser en situation. Quelqu’un qui n’a pas conscience de cette compétence ne pourra donc pas la mobiliser. Il faut donc développer cette conscience pour que l’individu la confronte à ses expériences et puisse la développer.

L’enrichissement par l’expérience ne peut exister que si l’on a conscience de la compétence que l’on travaille.

II. Objectif : sa définition

a) Un objectif : une action vers un apprentissage

Un objectif est un but à atteindre, il y a donc une notion de cheminement, puis de complétude. La complétude mène à une satisfaction, satisfaction que l’on ne peut pas avoir en parlant de compétence. De plus un objectif est précis, et par conséquent, on « voit » le trajet qui mène à sa validation.

Enfin, cette validation se concrétise par des situations, le jugement, que l’on a, porte sur les faits et non sur l’avenir ou la potentialité qu’a l’apprenant à pouvoir réutiliser son savoir.

b) Une situation plus précise, qui peut rester générale : compétencialité d’un objectif.

Bien sûr un objectif peut être généralisé, ce qui d’ailleurs me tendrait parfois à parler de « compétencialité » de l’objectif. En effet, facile de rendre général un objectif. « Savoir utiliser le théorème de Pythagore dans toutes situations ».

On pourrait croire qu’ici c’est une compétence! Bien sûr, hors contexte, c’est impossible de différencier les deux.

La nuance réside, justement si on parle de cet intitulé comme compétence ou objectif. Si c’est un objectif, tant que les faits sont là, l’objectif est atteint. Alors qu’en tant que compétence, il faudra se poser la question si l’apprenant est dans une posture où il saura faire appel à cette compétence dans l’avenir.

c) Un objectif : on l’a atteint ou on ne l’a pas atteint, on se base sur les faits.

blank

Comme on l’a deviné dans les précédents points, l’objectif s’atteint et n’a de valeurs que sur des faits concrets.Il n’y a pas de prévisions à faire. On pourrait croire qu’il est plus simple de juger si l’objectif est atteint ou non, mais comme la plupart des objectifs que nous donnons, nous les évaluons dans des tâches complexes, il n’en reste pas moins que cela est difficile.

 

III . Évaluer par compétences : pas si simple!

Comme on l’a vu faire la différence entre compétence et objectif reste ardu.

Évaluer par compétences est extrêmement difficile, et repose uniquement sur de nombreuses mises en situation qui permettent de mettre au jour des compétences acquises (toujours si on peut parler d’acquisition).

De plus, il est plus simple d’affirmer qu’un enfant possède une compétence que de dire qu’il ne la possède pas.

Posez-vous la question si votre mère sait calculer avec des nombres…. Essayez de réellement trancher la question de manière sûre!

 

Vous avez aimé cet article ? Alors partagez-le avec vos amis en cliquant sur les boutons ci-dessous :

Licence Creative Commons
blank

L’extraordinaire aventure du chiffre 1

Une perle des documentaires sur les mathématiques combinant humour et histoire des mathématiques. Ce magnifique documentaire d’une cinquantaine de minutes est présenté par Terry Jones (un des membres des célèbres Monty Python).

Il est passé sur France 5 en  2006.

Il a été indiqué que le film pouvait être enregistré/diffusé en toute légalité dans un cadre scolaire ou privé à titre non commercial, mais toute info a depuis disparu du site de France 5.   sur le site du SCÉRÉN – CNDP.

 

 I. La vidéo

II.Utilisation

J’ai utilisé cette vidéo en cours en fin d’année. Sa durée de 50 minutes s’intègre bien dans une séance de 1 heure. J’ai expérimenté cette vidéo dans tous les niveaux, je pense que les élèves de 4ème sont les plus réceptifs, ils ont les connaissances pour tout comprendre.

L’apport historique est bien mené, j’ai eu des questions autour du zéro : « Pourquoi personne n’en voulait? ».

Le sujet est ardu : leur faire comprendre que quelque chose qui n’existe pas ne pas pouvait pas être nommé car nommer quelque chose c’est le faire exister. C’est très délicat… Je m’en sors généralement en disant que les maths sont une façon de penser, et que s’ils ne voient pas de soucis à avoir un 0, c’est qu’ils sont plus matheux que ces personnes-là.

Les éléments historiques avaient déjà été intégrés dans mes cours auparavant, ces anecdotes permettent de recaptiver les élèves, et aussi de faire une pause dans l’afflux de savoir. Cette vidéo permet d’en faire un écho.

Bien sûr, on ne parle pas de Fermat (le monsieur qui dit qu’il connait la démonstration mais qu’il n’a pas la place dans la marge…) ni de Galois (l’homme au cœur tendre qui meurt lamentablement dans un duel) et d’autres bien entendu…

A voir absolument même pour nous enseignants!

Vous avez aimé cet article ? Alors partagez-le avec vos amis en cliquant sur les boutons ci-dessous :

Licence Creative Commons

LES MISSIONS MATHEMATIQUES : Réponses aux questions non traitées.

I.Constat

Un constat d’échec de nos chers élèves de 3e au brevet nous ont fait réfléchir sur notre manière d’enseigner.

Un taux de réussite aux épreuves du DNB en mathématiques plus faible que la moyenne académique.

A la lecture détaillée des copies :Le constat est limpide, de nombreuses questions non traitées.

L’élève s’abstient de répondre à une question où il ne perçoit que partiellement une réponse : la peur de l’erreur, et l’interdiction de supposer.

 

Notre objectif est clair :

Inciter l’élève à fournir sa démarche en supposant certaines données afin de permettre l’évaluation de cette dernière.

Comment y parvenir : un début de réponse nous est parvenu par le biais des problèmes ouverts étayés dans plusieurs ouvrages. Cependant, il nous fallait trouver un moyen de motiver les élèves afin qu’ils entrent pleinement dans nos problèmes sans réserve et sans considérer cela comme une sur-charge de travail.

II.Les missions mathématiques : une réponse?

Nos missions mathématiques sont constituées de problème ouverts.

Un problème ouvert  doit remplir trois critères principaux:

blank√ la possibilité de chaque élève quelque soit le niveau de parvenir à une réponse possible.

√ la démarche ne doit pas être indiquée ou suggérée dans l’intitulé de la question.

√ le problème doit être clairement identifié grâce à un énoncé court.

 

Nos missions remplissent ses conditions, nous y avons rajouté quelques critères afin d’obtenir un « standard de travail » :

« La problème qui me parle est un problème motivant » La réalité d’un problème  est moteur pour les élèves

Le problème doit être réel et plausible dans la vie de tous les jours. Cela permet à chaque élève d’oublier le côté mathématiques.

Il fera appel à ses connaissances et ses capacités mathématiques lors de sa recherche.

« YAOUH, C’est trop beau!!! »Une valorisation aux yeux d’autrui.

Le rendu se fait sous forme d’affiche afin que le rendu soit visible de tous.

Un tel choix à pour but de valoriser les élèves aux yeux d’autrui et de permettre d’éviter les devoirs partiellement traités ou « bâclés.

« Monsieur, c’est notée vot’ mission? » Une valorisation par la note.

Les missions sont notées : l’investissement ayant une part importante dans l’évaluation, il en va également du raisonnement mathématiques (n’oublions pas que nous sommes là pour ça). Le but étant de valoriser leur démarche, le barème doit être construit afin d’éviter les notes basses.

Ce n’est pas en notant strictement que les élèves seront encouragés à développer leur démarche bien que partielle ou fausse.

« Mais je te dis qui tu as faux là, mais c’est pas bête c’que t’as fait!!! »     Un travail de groupe

Les discussions et l’entraide permettent aux élèves en difficultés faces à ce type d’exercice d’être aidé par leurs pairs.

Le travail demandé est effectué en groupe de 3 ou 4 élèves (4 élèves étant une situation à éviter au maximum afin que tous puissent « apporter leur pierre » à l’affiche).

Les confrontations d’idées et de validation est une bonne démarche que nous encourageons tous!

« On va gagner contre l’autre classe, moi j’vous le dis »  La compétition, un moteur pour tous

Pour les plus récalcitrants de nos chers ados, nous avons mis en compétitions nos élèves par le biais d’un

blank

concours des meilleurs affiches entre les groupes d’une même classe qui élisent la « meilleure » affiche avec discussion et confrontation à la clé puis entre classes.

Le concours inter-classe permet de créer une émulation entre chaque « groupe-classe », il permettra à chacun de fournir le meilleur d’eux-même.

 

« Eh Monsieur, on fait ça quand? c’est à la maison? » Un travail hors-temps scolaire : la limite du dispositif.

Pour finir, le travail s’effectuera hors temps scolaire ou en classe, si les élèves ont terminé le travail demandé. Ce choix s’est imposé à nous en vue du programme de 3e et du peu de temps que nous pouvons consacrer à ce genre de pratique.

Il serait peut-être intéressant de développer ce genre de pratique dès la 4e (piste que nous envisageons pour l’année prochaine)

 III.Les sujets et exemples d’affiches.

Les sujets sont présents à l’adresse suivante:

http://clg-mounes-44.ac-nantes.fr/spip/spip.php?rubrique64

Les exemples d’affiches sont présents à l’adresse suivante:

http://clg-mounes-44.ac-nantes.fr/spip/spip.php?article433

IV.L’évaluation.

Pour évaluer ce dispositif, nous souhaitons analyser les copies de Brevet Blanc qui seront significatives (début janvier)

A l’heure actuelle (première mission rendue et deuxième mission en cours), il me parait inconcevable de faire une analyse à postériori.

Je m’aperçois que les élèves sont enthousiastes et qu’ils se prennent au jeu des missions, on les motive, est-ce peut-être déjà une victoire en soi, non?

Vous avez aimé cet article ? Alors partagez-le avec vos amis en cliquant sur les boutons ci-dessous :

Licence Creative Commons