Nos programmes de mathématiques contiennent des éléments portant sur le numérique, notamment à partir du cycle 4. Non seulement faire et comprendre des mathématiques nécessite de maîtriser les bases de certains outils numériques, mais, au-delà, développer les compétences numériques à travers des activités mathématiques contribue à initier une pensée algorithmique et à maîtriser des usages incontournables d’outils performants. Tous les professeurs de mathématiques sont donc concernés, qu’ils soient RUPN, référent PIX ou non, et ils développent déjà les compétences numériques. Enseigner ces usages et utilisations d’outils n’est pas plus difficile que d’enseigner les autres notions de mathématiques, mais il est important de réfléchir à nos pratiques pour qu’elles soient encore plus efficaces pour les apprentissages des élèves. En 2022-2023, une formation académique a été proposée aux professeurs de mathématiques en collège. Les documents qui suivent en sont extraits.
1. Regard sur les compétences numériques
Les compétences numériques sont listées dans le CRCN, autrement dit le Cadre de Référence des Compétences Numériques, publié au BO du 1er octobre 2019. Il comporte un outil de positionnement et de certification des compétences numériques des élèves et des étudiants tout au long de leur parcours de formation.
Fichier mettant en regard les compétences numériques et les compétences mathématiques.
Activité à destination des professeurs pour mieux connaître le CRCN (pour le professeur) : fichier de consignes et correction.
PIX est un outil général d’évaluation des compétences numériques. PIX Orga est une plateforme conçue par l’Education Nationale sur laquelle les professeurs peuvent créer des “campagnes”, c’est-à-dire des séquences spécifiques d’exercices prédéfinis, pour les élèves, puis suivre l’avancée de leur travail. Son utilisation est assez simple et ne demande pas de création d’exercice. Le fichier téléchargeable ici fait un point sur son utilisation.
2. Un exemple d’activité de simulation pour découvrir le lien entre statistiques et probabilités
Introduction
L’objectif de cette activité est de comprendre et appliquer des concepts statistiques à travers une simulation de lancers de dés. Les élèves utiliseront différentes méthodes pour collecter et analyser des données : manuellement, via un tableur et en utilisant Scratch. Les compétences numériques développées incluent la collecte de données, l’utilisation de tableurs et la programmation de simulations.
Étapes de l’activité
1. Lancers de dés à la main
- Chaque élève effectue 20 lancers avec un dé.
- Les résultats des 20 lancers sont notés sur le cahier.
2. Mise en commun des résultats
- Les élèves accèdent à une feuille de calcul collaborative via un QR code ou un lien internet.
- Chaque élève choisit une colonne libre et saisit ses 20 résultats de lancers dans la feuille de calcul.
- Les modifications sont enregistrées automatiquement.
3. Étude statistique
- Calculer le nombre de sorties pour chaque face du dé (1 à 6).
- Calculer les fréquences correspondantes pour chaque face.
- Présenter les résultats dans un tableau avec deux lignes : “Effectifs” et “Fréquences” sur le cahier.
- Analyser les résultats pour identifier des tendances ou des anomalies et discuter de la probabilité théorique versus les résultats observés.
4. Simulation avec Scratch
- Utiliser le logiciel Scratch pour créer un programme qui simule les lancers de dés.
- Comparer les résultats de la simulation avec les résultats obtenus manuellement et via le tableur.
Compétences numériques développées
- Collecte et saisie de données : noter les résultats manuellement, puis les entrer dans une feuille de calcul collaborative.
- Analyse de données : calculer les effectifs et les fréquences des différentes faces du dé, interpréter les résultats.
- Utilisation de tableurs : saisir, organiser et analyser des données dans un tableur.
- Programmation et simulation : créer un programme dans Scratch pour simuler des lancers de dés, comparer les résultats de simulations avec les données réelles.
Fichier élève (version à modifier, à adapter pour sa classe) à télécharger ici.
3. Un exemple d’activité de traitement de données en statistiques
Introduction
Dans cet exercice, nous réalisons une étude portant sur le nombre de livres lus par les personnes interrogées. L’activité se décompose en trois parties distinctes, chacune ayant des objectifs pédagogiques précis.
Étapes de l’activité
1. Utilisation d’un fichier prérempli
Nous commençons par travailler avec un fichier prérempli contenant des données sur le nombre de livres lus. Cette section met en application les concepts de références de cellules dans un tableur. Les élèves apprennent à :
- Utiliser des références absolues et relatives.
- Appliquer des formules de calcul simples.
- Manipuler et interpréter des données dans un tableau.
2. Production d’un document selon un cahier des charges
La deuxième partie de l’exercice demande aux élèves de produire un document répondant à un cahier des charges précis. Ils doivent :
- Analyser les données fournies.
- Générer des graphiques et des tableaux récapitulatifs.
- Présenter des conclusions basées sur l’analyse des données. Cette partie met l’accent sur l’organisation des informations et la clarté de la présentation, en plus des compétences techniques.
3. Introduction aux “Big Data”
Pour ceux qui terminent les deux premières parties, une initiation aux “big data” est proposée. Les élèves utilisent un fichier de la Bibliothèque Départementale de Saône-et-Loire, disponible sur le site data.gouv.fr. Ils doivent :
- Importer et manipuler des ensembles de données plus volumineux.
- Répondre à des questions spécifiques à l’aide du tableur. Cette partie vise à familiariser les élèves avec des concepts de base des “big data” et à développer leurs compétences en gestion de données volumineuses.
Compétences Numériques Travaillées
Les compétences numériques travaillées par les élèves sont détaillées en tête du sujet. À la fin de l’activité, chaque élève pourra évaluer son niveau de compétence sur la plateforme Pix, en fonction des objectifs atteints durant l’exercice. Les compétences incluent :
- Maîtrise des outils de tableur.
- Analyse et interprétation de données.
- Présentation de résultats sous forme graphique.
- Gestion et exploitation de grandes bases de données.
