Maxime JohnsonEt si l’ordinateur révolutionnait l’enseignement des mathématiques?

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 publié le 11 novembre 2014 à 10 h 15

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Se pourrait-il que l’on enseigne mal les mathématiques à nos jeunes? C’est le constat de Conrad Wolfram, un mathématicien qui tente depuis quelques années de convaincre les gouvernements d’un peu partout de moderniser leur cursus scolaire, afin notamment de mieux y intégrer l’informatique.

Un enseignement inutile
Conrad Wolfram, le frère de Stephen Wolfram, créateur du logiciel Mathematica et de l’outil de calcul en langage naturel Wolfram Alpha, ne mâche pas ses mots quand vient le temps d’analyser les méthodes employées un peu partout à travers le monde pour enseigner les mathématiques.

« On demande aux jeunes d’apprendre à faire à la main des calculs complexes, même si cela ne sert à rien », critique Conrad Wolfram, un peu comme l’ont probablement fait des millions d’étudiants sur les bancs d’école avant lui.

Selon ses calculs, c’est comme si l’humanité perdait annuellement l’équivalent de 21 000 vies complètes à l’apprentissage des mathématiques, même si les étudiants n’en retirent pas grand-chose depuis l’arrivée des calculatrices et des ordinateurs.

Il croit que l’enseignement actuel des mathématiques est complètement décontextualisé, et que celui-ci devrait plutôt se faire d’une façon plus pratique, notamment en intégrant des notions de programmation dans les cours, ce qui est la véritable façon moderne d’utiliser les mathématiques de toute façon.

Actuellement, 80 % du temps passé à enseigner les mathématiques seraient consacrés à l’apprentissage du calcul et des manipulations algébriques, ce que les ordinateurs peuvent gérer facilement et rapidement. Le calcul mental demeure important, et certaines personnes ont encore besoin d’apprendre le calcul à la main, mais celles-ci sont très rares.

Ce sont plutôt d’autres notions mathématiques qui devraient être inculqués : poser les bonnes questions, transposer un problème de la vraie vie en formules mathématiques et appliquer les réponses mathématiques de ces formules dans la vie de tous les jours.

wolfram graph

« Présentement, on perd notre temps en étudiant la partie des mathématiques qui n’est pas importante et en négligeant les parties qui le sont vraiment », estime Conrad Wolfram.

« Comment crée-t-on une monnaie? Devrais-je assurer mon ordinateur portatif? À quel point puis-je comprimer une photo sans nuire à sa qualité? Quelle est la meilleure stratégie pour répondre à des choix multiples, si l’on ignore la réponse? Voilà le genre de problèmes auxquels il faudrait que les jeunes puissent répondre », précise-t-il.

Pour le mathématicien britannique, l’enseignement moderne des mathématiques assisté par ordinateur permettrait aux jeunes de mieux utiliser et de mieux comprendre les mathématiques tout au long de leur vie, plutôt que de gaspiller leur temps à apprendre uniquement les procédés pour résoudre les calculs, comme c’est le cas actuellement. « Les mathématiques ne sont pas que du calcul. Les mathématiques sont en fait beaucoup plus que le calcul. »

Contrairement à ce que l’on pourrait croire, un enseignement plus pratique des mathématiques ne serait pas un enseignement plus paresseux. Ce serait au contraire un enseignement plus intellectuel, qui permettrait aux jeunes de mieux comprendre les maths, de mieux pouvoir les utiliser et de mieux les apprécier.

Un message difficile à faire passer
J’ai eu l’occasion de discuter longuement avec Conrad Wolfram la semaine dernière, après avoir assisté à sa présentation sur le sujet au Ericsson Business Forum Initiative 2014. Cette présentation, je l’ai appris par la suite, s’inspirait grandement de celle qu’il avait faite en 2010 à la Conférence TED, qu’il est possible de voir en ligne ici.

Depuis cette conférence, Conrad Wolfram a lancé l’organisme computerbasedmath.org, qui vise justement à promouvoir un enseignement moderne des mathématiques. Sur son site, l’organisme propose un cursus scolaire, mais aussi des outils pour aider les gouvernements, les enseignants, les parents et les étudiants à mettre en place un système du genre.

Mais n’est-ce pas difficile de faire bouger les choses de la sorte, surtout considérant l’importance des mathématiques dans la société? En un mot, oui, mais pas toujours pour les raisons que l’on pourrait croire.

« Au début, je trouvais que les gens du milieu étaient carrément frustrés contre la proposition, mais je me trompais. Ce n’était pas de la frustration, mais de la confusion », m’a confié Conrad Wolfram.

Le regard allumé et l’esprit particulièrement vif, il énumère ensuite toutes les étapes à franchir et les problèmes à surmonter pour offrir un enseignement moderne des mathématiques : revoir l’évaluation des enfants, former les professeurs en conséquence, fournir les bons outils, etc.

En l’écoutant parler, on sent que cela fait plusieurs années que le problème lui trotte dans la tête, et qu’il ne cesse jamais véritablement d’y réfléchir. La complexité d’un tel changement devient rapidement suffocante. Conrad Wolfram a une idée, une bonne idée, mais celui-ci ne prétend pas non plus avoir découvert la formule parfaite pour l’implanter dès maintenant.

Les projets pilotes commencent
Heureusement, quelques projets pilotes sur l’enseignement des mathématiques basé sur l’informatique débutent présentement, notamment en Estonie, où le gouvernement s’est montré très enthousiasmé par l’idée, explique Conrad Wolfram

Un programme d’enseignement élaboré en collaboration entre le ministère de l’éducation estonien et computerbasedmath.org devrait d’ailleurs être mis en application prochainement. Un autre essai, à plus petite échelle cette fois, sera aussi lancé bientôt en Suède.

Si tout va bien, ces tests pourraient convaincre d’autres gouvernements plus récalcitrants à tenter l’expérience, et les jeunes pourraient éventuellement recevoir un apprentissage des mathématiques bien meilleur que celui de leurs parents avant eux.

Informatique, Société