Les nouvelles technologies pour l’enseignement des mathématiques
Intégration des TICE dans l’enseignement des mathématiques

MathémaTICE, première revue en ligne destinée à promouvoir les TICE à travers l’enseignement des mathématiques.

Des mathématiques vers un projet interdisciplinaire
3 ans d’expérimentation au Collège St Exupéry de Saint-Jean de Braye (Académie Orléans-Tours)
Article mis en ligne le 14 décembre 2022

par Hélène Pellé

A) Introduction

J’ai été contactée par MathémaTICE pour réaliser un article relatant plusieurs EPIs réalisés avec des collègues de mon collège, parce que c’est une des thématiques mises en avant dans l’appel à contribution de la revue :

« des exemples d’EPI sont souhaités, des idées d’EPI sont attendues ».

Comme j’avais envie de faire connaître plusieurs projets collectifs développés dans mon établissement, j’ai donc accepté avec plaisir la proposition de MathémaTICE. Je vais vous présenter un travail interdisciplinaire mené sur 3 ans avec mes collègues du collège Saint Exupéry, dans lequel j’enseigne les mathématiques.

Mon article portera plus particulièrement sur le projet « Escape Game-Terre en 2050 », regroupant de nombreuses disciplines et, à un degré moindre, sur le projet « Les femmes et les métiers du numérique » dont la thématique me tient à coeur.

En amont, j’évoquerai aussi le travail fait avec « La main à la pâte » sur le réchauffement climatique, en collaboration avec Sandrine Aussourd (professeure de SVT), Alain Lambert (météorologue à Météo France) et Caroline Vernay (professeure documentaliste), puisque ce projet a été le point de départ de l’Escape Game.

B) Réchauffement climatique : contexte de travail et premier projet

Genèse du projet

Le collège Saint-Exupéry est investi dans le développement durable avec une mention académique E3D « approfondissement » en 2017. Nous sommes collège « La main à la pâte » (LAMAP) et nous avons rejoint le Réseau des écoles associées de l’UNESCO et le groupe AIG « Action institutionnelle globale contre les changements climatiques » en 2017.

C’est dans ce cadre-là que nous avons mené un premier projet sur le thème du réchauffement climatique. Ce projet nous permettait de travailler avec nos élèves l’ODD 13 : « Mesures relatives à la lutte contre les changements climatiques ».

C’est à la suite d’une conférence de LAMAP sur l’esprit critique que nous nous sommes lancés sur ce projet. En effet, grâce à la fondation LAMAP, nous avons eu le plaisir d’accueillir Alain Lambert, météorologue à Météo France. Il nous a présenté une conférence expliquant aux élèves les raisons et les effets du changement climatique, tout en donnant des pistes conduisant à un changement durable.

Travail en amont avec nos classes de 3ème

Mme Aussourd, collègue de SVT, étudiait avec les élèves ce thème du réchauffement climatique et préparait des questions à poser lors de la conférence. Ceux-ci ont également réalisé des affiches :

Mme Vernay, professeure documentaliste, a étudié les « fake news ». Le but était de « comprendre la désinformation sur le changement climatique ». Les élèves devaient étudier plusieurs sites traitant le sujet du réchauffement climatique :

  • Ainsi ils ont par exemple appris que le site « Météo France » est un site d’une organisation spécialiste, reconnue dans son domaine et s’appuyant sur des mesures scientifiques.
  • Le site de « Réinformation TV » est un site qui relaie des théories conspirationnistes.
  • Le site de « Wei-Hock » est un site de désinformation d’un scientifique spécialiste du climat et financé par les entreprises des énergies fossiles.

En mathématiques, nous avons utilisé l’appli de Météo France afin d’étudier des relevés statistiques effectués en région centre avec les outils à disposition en classe de 3ème, et d’en interpréter les résultats. Les élèves devaient compléter ce fichier.

La conférence sur le climat

Lors de la conférence les élèves se sont montrés particulièrement intéressés et leurs questions ont fait preuve de l’envie d’un réel changement. Ils ont pris conscience de l’urgence d’agir et ont réalisé en même temps qu’il y avait encore des solutions possibles.

Les élèves devaient remplir un questionnaire élaboré par Madame Aussourd au fur et à mesure de la conférence.

Une interview a été menée par les élèves à la fin de la conférence : voir lien.

C) Escape-Game Terre en 2050 : un second projet très pluridisciplinaire

Introduction et liste des énigmes

C’est grâce à l’engouement des élèves sur le thème du réchauffement climatique que nous avons décidé de mener un projet plus vaste, incluant celui-ci : la réalisation d’un Escape-Game par nos élèves de 3ème pour tous les élèves de 5ème sur ce thème.

Nous avons décidé de le nommer « Escape Game-Terre en 2050 », étant donné que, lors de la conférence, Alain Lambert nous a présenté dans quel état serait la planète en 2050 si nous ne faisions rien…

L’idée était donc que les élèves de 3ème préparent des énigmes sur le thème du réchauffement climatique dans plusieurs disciplines. Beaucoup de professeurs se sont montrés motivés dans ce projet et se sont impliqués pour créer au moins une énigme avec leurs 3èmes :

  • Résolution de problèmes mathématiques (Mathématiques - Madame Pothier)
  • Décryptage de messages en morse en utilisant un robot fourni par la fondation C Génial (Mathématiques - Madame Pellé)
  • Calculs de moyennes de précipitations et études statistiques (Mathématiques - Madame Pellé)
  • Décryptage d’un message codé par une fonction affine (Mathématiques - Madame Pertuit)
  • Réaliser une figure avec un tangram construit grâce à l’imprimante 3D (Technologie - Monsieur Chaïb , Monsieur Marlot)
  • Correction de dictées fautives (Français - Madame Auclerc )
  • Recherche d’homonymes (Français - Madame Auclerc )
  • Utilisation de flash codes pour lire des vidéos sur l’impact des changements climatiques et sur une jeune fille engagée, Greta Thunberg « site 1jour1actu ». (SVT - Madame Aussourd)
  • Recherche documentaire (Documentation - Madame Vernay)
  • Ecoute d’une interview de Monsieur Lambert pour répondre à des questions sur le réchauffement climatique (Documentation - Madame Vernay)
  • Réalisation et montage de la vidéo d’introduction (Français- Madame Dernoncourt)
  • Madame Hoflack et Madame Queulin ont préparé avec moi les classes de 5èmes pour le jeu (deux séances pour l’apprentissage du morse et du tangram).

Vidéo d’introduction en Français

De mon côté j’ai réalisé avec Madame Dernoncourt, professeure de Français, une vidéo introduisant le jeu avec la classe dont j’étais professeure principale, en vue d’un reportage montrant la Loire complètement asséchée.

Ce fut un moment très riche ! Les élèves ont bien joué le jeu et je dois dire que nous nous sommes bien amusés. Ils ont eux-mêmes écrit le scénario, tourné les scènes et fait le montage.

Un exemple d’énigme en Mathématiques

Voici une énigme mathématique réalisée par les élèves de 3ème de Madame Pothier :

Les élèves de 5ème avaient à leur disposition les informations suivantes :

  • Une année est constitué d’environ 52 semaines.
  • Cet actif travaille 5 jours par semaine et il a droit à 7 semaines de congés par an.
  • Une voiture produit du gaz carbonique ( CO2), en moyenne 118 g par kilomètre parcouru.

Cette énigme de type « tâche complexe » [1] permettait aux élèves de 5ème de travailler sur la proportionnalité. Ainsi ils ont dû calculer le nombre de jours travaillés. Puis ils ont utilisé la proportionnalité pour trouver la quantité de CO2 émise. La réponse, convertie en kg, leur donnait le code pour ouvrir le coffre suivant leur permettant ainsi de continuer le jeu.

Les élèves de 3ème avaient préparé une correction sous cette forme :

Les élèves de 5ème se sont montrés très actifs pour résoudre ce problème et ont cherché la solution la plus rapide, étant restreints par le temps.

Programmation d’un robot « microbit » et énigme « Morse »

Comme je venais d’obtenir des robots fournis par la fondation C-Genial, j’ai décidé de les utiliser pour faire une énigme avec les élèves de 3ème. Ils ont appris à le programmer puis ont élaboré le scénario de l’énigme. Nous avons alors fait un challenge robotique inter-classes avec la venue d’un ingénieur d’ IBM (Cédric Pellé qui est également mon mari 😉) pour finaliser le programme.

Voici le scénario choisi :

  1. Le robot est caché dans une boîte. Le programme démarre à l’ouverture de la boîte grâce à un détecteur de lumière.
  2. Au démarrage le robot émet une musique appropriée et un dessin de ton choix avec la brique : Puis il affiche le message : « Bonjour ! Cherche une feuille dans la salle reviens me donner la réponse. » . Il répète deux fois le message afin que les élèves aient le temps de bien la comprendre puis il affiche un autre dessin. La feuille permettant de répondre à la question sera cachée dans la salle.
  3. La bonne réponse est 5. Il faut donc que l’élève appuie trois fois sur le bouton A puis une fois sur le bouton B pour vérifier si c’est correct. Si l’élève a bien trouvé alors le robot affiche un dessin de réussite type smiley ou autre, joue une musique entraînante et donne le mot de passe « Bravo ! le mot de passe est : ….. ». Et il affiche un mot de passe en Morse : « réchauffement ». Sinon il affiche un dessin d’erreur type smiley « triste ou autre », une musique plutôt triste et dit « recommence ».

Une fois le scénario établi, j’ai créé des fiches (voir lien) pour les élèves sur chaque compétence nécessaire à la réalisation du scénario.

L’intérêt du Morse est que les élèves étaient dans l’obligation de créer des blocs sinon c’était très long et très chronophage, ils n’avaient donc pas le choix…. Au départ ils avaient commencé à programmer en séquentiel et en dupliquant le code, mais très vite ils se sont rendus compte qu’il fallait optimiser, notamment par exemple pour les pauses à faire entre chaque symbole, le slash à mettre après chaque lettre qui devient fastidieux si on ne fait pas appel à un bloc. Et le mot « réchauffement » n’était pas choisi par hasard…

Ils ont donc bien vu l’intérêt de découper le programme en sous-programmes grâce aux blocs (voir production d’élèves) pour s’organiser et gagner du temps !

Lors de la venue de Monsieur Pellé, nous avons donc programmé ce scénario. Le challenge consistait à faire le programme le plus intéressant et le mieux réalisé, en respectant le scénario choisi. Nous avons proposé aux élèves à ce moment là de programmer une musique, un dessin ou autre… Il étaient enthousiastes à l’idée de personnaliser leur programme et ils ont fait preuve de créativité !

Pour la fin du jeu, un petit groupe d’élèves volontaires a fait un programme Scratch permettant aux élèves de saisir le code final pour voir s’ils avaient trouvé la bonne réponse :

Journée « Escape-Game » et récompense des gagnants

Une fois le jeu finalisé avec nos élèves, les énigmes coordonnées, etc… toutes les classes de 5ème ont participé à cet « Escape-Game » lors d’une journée consacrée à cet évènement : voir lien.

Les élèves étaient ravis et enthousiastes !

Les élèves de 5ème qui ont gagné l’Escape-Game du collège « Terre en 2050 » sont allés à Bank Escape pour mener une véritable enquête. Ils ont pu tester leur perspicacité en participant à deux énigmes bien différentes : l’une moyenâgeuse (« Siège à Orléans ») et l’autre futuriste (« L’institut génétique »).

Les gagnant(e)s de l’Escape-Game ont beaucoup aimé : voir lien !

D) Les femmes et les métiers du numérique : un troisième projet qui me tient à coeur

Le Covid étant arrivé, je n’ai pas renouvelé ce projet depuis… Mais j’ai continué à travailler avec les robots « microbit » de la fondation C-Genial, et c’est lors d’une formation de leur part que j’ai eu l’idée de faire un projet sur les femmes et les métiers du numérique.

Ce projet (voir lien) nous permettait de travailler avec nos élèves l’ODD 5 :

« Parvenir à l’égalité des sexes et autonomiser toutes les femmes et les filles »

Il se trouve que déjà lors de cette formation il y avait une large majorité d’hommes, ce qui m’a interpelée. Et lors de la présentation nous avons été alertées sur le peu d’engouement des femmes vers les métiers du numérique. C’est ce qui m’a décidée à faire un projet avec mes élèves sur ce thème. Il se trouve que Mme Vernay, documentaliste du collège, voulait animer une web radio avec une émission spéciale autour du thème de l’égalité femmes-hommes. L’idée était donc née !

Image présentée lors de la formation

En lien avec la programmation et le défi robotique effectués dans mes classes, j’ai sensibilisé les élèves sur ce thème tout en leur montrant que les filles n’avaient pas plus de difficultés que les garçons dans ce domaine. Ensuite ils ont fait une recherche documentaire avec Mme Vernay pour chercher à répondre à la question :

Pourquoi si peu de filles dans les études à dominante mathématique ou informatique ?

Cela a permis aux élèves de prendre conscience de ces choix d’orientation faits par les jeunes, et de déconstruire certains a priori sur les métiers dits « féminins ». C’est alors qu’avec Mme Al Fakiri, professeure de Français, ils ont créé des podcasts pour la webradio : voir lien.

Ce projet va être poursuivi cette année au collège, enrichi d’une partie sur les femmes scientifiques en cours de Sciences Physique avec Madame Malé.

E) Conclusion

A la suite de ces différents projets, j’ai été contactée par Mme Vernay pour présenter aux collègues documentalistes l’organisation et la coordination de projets interdisciplinaires. C’est toujours intéressant d’échanger sur nos pratiques.

En 2020-2021, avons gagné le concours académique de l’esprit critique avec l’écriture d’un journal numérique « Changement climatique, info ou intox » qui retrace l’ensemble du travail interdisciplinaire réalisé durant ces trois ans.

Ces projets et le travail d’équipe m’ont beaucoup apporté, je remercie d’ailleurs tous les collègues, l’administration du collège, et en particulier Sandrine Aussourd et Caroline Vernay qui ont été d’un grand soutien à tous niveaux. Les élèves se sont toujours montrés particulièrement enthousiastes : je suis persuadée qu’ils ont beaucoup appris dans des domaines variés. Leur esprit s’est ouvert à de nombreuses questions et pratiques qui les ont fait progresser.

Par ailleurs, cela fut (et restera à l’avenir) un plaisir permanent de travailler avec mes collègues !