Le programme américain standard de mathématiques est tout sauf inspirant.Basé sur la mémorisation et des tests chronométrés, il favorise l'ennui et l'anxiété.Quelques élèves chanceux obtiennent l'inspiration et la motivation nécessaires pour apprécier et exceller en mathématiques d'un parent ou d'un enseignant.Les autres se débrouillent, abandonnant souvent à la première occasion.Comment pouvons-nous perturber cet état de fait déprimant ?

Regardez l'enseignement des mathématiques à travers une lentille différente

En explorant l'enseignement des mathématiques à travers le prisme d'autres matières, nous pouvons commencer à comprendre pourquoi la façon dont il est généralement enseigné ne passionne pas la plupart des élèves.Et si on enseignait la musique comme on enseigne les maths ?Les élèves apprendraient à lire et à écrire de la musique sur des feuilles de papier vierges.Ils apprendraient tout sur la théorie musicale mais ne joueraient jamais d'un instrument ni n'écouteraient de la musique.Il leur manquerait la joie de faire du son ou de garder un rythme, l'émotion de s'exprimer ou de s'envelopper dans une mélodie.

Et si on enseignait l'art comme on enseigne les maths ?Au lieu de permettre aux élèves de peindre, ils apprendraient la théorie des couleurs, les tenants et les aboutissants des différents pinceaux et types de peinture, ainsi que les noms et les réalisations de quelques grands artistes, mais morts.Ils apprendraient à peindre par numéros au lycée, mais ils ne seraient jamais encouragés à s'exprimer en peignant sur une toile vierge - ou même en griffonnant avec des crayons sur du papier pour imprimante - jusqu'à l'obtention du diplôme.La plupart des étudiants ne vont pas jusque-là.

"Malheureusement, notre système actuel d'enseignement des mathématiques est précisément ce genre de cauchemar", écrit Paul Lockhart dans son essai "A Mathematician's Lament". "En fait, si je devais concevoir un mécanisme dans le but exprès de détruire la curiosité naturelle d'un enfant et son amour pour la création de modèles, je ne pourrais probablement pas faire un aussi bon travail que ce qui se fait actuellement - je n'aurais tout simplement pas le imagination pour proposer le genre d'idées insensées et écrasantes qui constituent l'enseignement contemporain des mathématiques.

Heureusement, Lockhart et d'autres professeurs de mathématiques ont des idées sur la façon de changer les choses.

N'essayez pas de réformer l'enseignement des mathématiques, supprimez-le

Un refrain commun est que les enfants ne s'intéressent pas aux mathématiques parce qu'ils ne voient pas l'intérêt de les apprendre.La solution, alors, doit être de leur montrer comment les mathématiques les aideront dans leur carrière et leur vie d'adulte. Lockhart n'est pas d'accord.Il pense que ce n'est pas la bonne approche parce que les enfants ne se soucient pas du calcul des intérêts composés.

Alors, qu'est-ce qui pourrait rendre les mathématiques intéressantes ?Une idée est de le traiter comme une forme d'art.La page Web de l'American Mathematical Society sur l'imagerie mathématique est une bonne source d'inspiration qui met en valeur la beauté des boucles infinies, la géométrie de la nature, voire la fantaisie des crêpes fractales.Les bandes dessinées mathématiques et les romans graphiques sont deux autres façons de combiner les mathématiques avec l'art pour rendre le sujet plus amusant et moins intimidant.

Lier les mathématiques aux événements actuels

Interrogez les élèves sur les sujets qu'ils aimeraient explorer, puis concevez des leçons de mathématiques en fonction de leurs intérêts.Par exemple, les enseignants peuvent montrer aux élèves comment appliquer les mathématiques aux problèmes de justice sociale.

Un cours de statistiques de niveau secondaire avancé peut explorer les inégalités de richesse et l'immigration.Les leçons d'algèbre 2 et de pré-calcul peuvent être appliquées à l'impact de la collecte de fonds sur le décompte des voix d'un candidat politique.Les enseignants peuvent consulter le livre à succès "High School Mathematics Lessons to Explore, Understand, and Respond to Social Injustice", le site Web SkewTheScript.org et le wiki Math and Social Justice pour trouver des idées.

Mettre l'accent sur la résolution de problèmes plutôt que sur la mémorisation

Un programme de mathématiques parascolaire de la maternelle à la 12e année appelé l'École russe de mathématiques enseigne aux élèves à résoudre des problèmes mathématiques en réfléchissant à la logique, et non en mémorisant et en régurgitant des formules et des preuves.Les élèves élaborent des récits pour décrire comment résoudre des équations.À partir de quelques chiffres, ils créent leurs propres histoires et explications.L'approche est conçue pour insuffler un enthousiasme pour les mathématiques qui maintient les élèves engagés et les aide à apprendre la matière, comme le rapporte The Atlantic.

Les mathématiques consistent fondamentalement à se demander, à imaginer et à jouer, écrit Lockhart.Il s'agit de "poser des questions simples et élégantes sur nos créations imaginaires, et d'élaborer des explications satisfaisantes et belles".Selon la personne à qui vous demandez, il peut également s'agir de mémoriser des tables de multiplication, mais l'enseignement des mathématiques ne devrait pas reposer autant sur des tâches par cœur.

Jouez à des jeux et intégrez des médias

Au lieu de cela, permettez aux mathématiques d'être une question de jeu. "Le jeu fait partie de ce qui rend l'apprentissage basé sur la recherche et d'autres formes d'apprentissage actif si efficaces", a déclaré le mathématicien Francis Su, dans son discours d'adieu de 2017 en tant que président sortant de la Mathematical Association of America (MAA). "Il existe des preuves accablantes que les élèves apprennent mieux avec l'apprentissage actif."

Su pense qu'en permettant à l'enseignement des mathématiques d'être ludique, il peut renforcer l'espoir, la persévérance, la communauté et la réflexion rigoureuse.

Lockhart suggère de faire des énigmes et d'enseigner aux élèves à jouer à des jeux qui nécessitent des compétences de raisonnement déductif, comme les échecs, Go, Hex, backgammon, Sprouts et Nim.

Pour d'autres idées, consultez la collection de suggestions de puzzles, de jeux, de livres et de vidéos du National Math Festival pour les enfants de 2 à 18 ans et plus.Participez aux événements en ligne du National Math Festival.Explorez les expériences interactives du National Museum of Mathematics à New York.À l'heure actuelle, il propose de nombreux programmes en ligne, y compris des sorties virtuelles sur le terrain pour les classes de la maternelle à la 12e année et des vidéos YouTube.

La technique d'enseignement « les mathématiques en tant que jeu » fonctionne même au niveau collégial : consultez les livres de mathématiques d'apprentissage basés sur l'investigation, téléchargeables sous forme de PDF gratuits, de Discovering the Art of Mathematics, une approche mathématique destinée aux étudiants en arts libéraux.

Favoriser des classes inclusives

À quoi ressemble une classe de mathématiques inclusive ?À bien des égards, cela ressemble à une salle de classe inclusive dans n'importe quelle autre matière, où l'instructeur s'assure d'utiliser les noms et les pronoms préférés des étudiants, indépendamment de ce qui est indiqué sur la liste de cours.C'est celui qui élimine les micro-agressions et les préjugés implicites de l'instructeur et des étudiants.Et c'est celui où les étudiants ayant des capacités physiques différentes peuvent accéder à tous les supports de cours.

Une classe inclusive est également une classe où les élèves apprennent à connaître les contributeurs du domaine de tous les horizons, afin qu'ils puissent se considérer comme le type de personne qui pourrait être bon en mathématiques.Dans la classe de mathématiques, favoriser l'inclusion peut signifier enseigner aux élèves des mathématiciens hors pair qui ne sont pas des hommes blancs.

Par exemple, l'ancien joueur de la NFL John Urschel, candidat au doctorat au Massachusetts Institute of Technology, est la preuve que deux groupes stéréotypés comme n'étant pas bons en mathématiques - les athlètes et les hommes noirs - peuvent exceller dans le domaine, comme le rapporte l'Associated Press. (Il a même co-écrit un livre sur ses expériences, intitulé "Mind and Matter: A Life in Math and Football".) Une telle instruction peut aider à compenser ce que l'on appelle la "menace stéréotypée".

Comprendre la menace stéréotypée

La menace stéréotypée - dans laquelle la réputation de sous-performance des membres d'un certain groupe les amène en fait à sous-performer - semble affecter les résultats des femmes et des minorités en mathématiques.Les groupes stéréotypés peuvent avoir un potentiel inexploité que leurs enseignants peuvent exploiter s'ils apprennent à lutter contre la menace.Enseigner aux élèves que la capacité en mathématiques n'est pas innée mais acquise par l'effort est une autre façon de réduire la menace.

Il est également important de ne pas donner une éducation mathématique inférieure aux groupes que les chercheurs ont identifiés comme sous-performants.Lorsque les enseignants entendent constamment que les élèves noirs, latins et autochtones réussissent moins bien que les élèves asiatiques et blancs en mathématiques, ils peuvent réduire leurs attentes et simplifier leurs cours pour ces élèves, ce qui peut empêcher ces élèves d'atteindre leur potentiel, comme indiqué dans The Atlantique.

N'ignorez pas l'anxiété des maths

Les deux tiers des professeurs de mathématiques dans une enquête représentative de 2020 ont déclaré au Centre de recherche de la Semaine de l'éducation que leurs élèves éprouvaient de l'anxiété en mathématiques, un défi qui peut amener les élèves à éviter les mathématiques et à sous-performer.Ils peuvent le récupérer auprès des enseignants du primaire ou des parents qui souffrent eux-mêmes d'anxiété liée aux mathématiques.

Un programme pilote appelé StoryStrong dans le comté de Howard dans le Maryland demande aux élèves de huitième année d'explorer leurs émotions entourant les mathématiques, des expériences qui ont façonné leur relation avec le sujet à leurs idées sur la façon dont ils peuvent réussir.Il vise à donner aux élèves le soutien psychologique dont ils ont besoin pour développer une « identité mathématique » positive.Comme il est si nouveau, son efficacité n'est pas connue, mais il semble prometteur.

Défenseur des étudiants en difficulté

Les enseignants frustrés écartent parfois les élèves qui ont des difficultés et leur disent qu'ils ne sont pas faits pour les mathématiques.Au lieu de cela, les enseignants devraient les défendre, exhorte Su du MAA.De même, sachez que nous avons tous des préjugés sur le sexe, la race et le statut socio-économique de ceux dont nous pensons qu'ils sont bons ou mauvais en mathématiques.

Repoussez quand un élève dit qu'il n'est pas un mathématicien.Faites-leur savoir que même s'ils ont du mal avec un aspect des mathématiques, ils pourraient en apprécier un autre.Insistez sur le fait que, comme indiqué ci-dessus, la capacité en mathématiques n'est pas innée et doit être acquise.Les étudiants qui semblent être doués peuvent simplement être mieux éduqués.Peut-être ont-ils eu une longueur d'avance grâce à des parents maîtrisant les mathématiques.Ils ne devraient pas être la métrique par rapport à laquelle les autres étudiants se jugent.

Aidez les élèves à poursuivre leurs cours de mathématiques parascolaires

En difficulté ou non, les élèves peuvent bénéficier de cours et de programmes de mathématiques en dehors de l'école qui adoptent une approche différente du programme typique et engagent les élèves dans des activités qui rendent les mathématiques amusantes.Les camps de mathématiques, les cercles de mathématiques et les compétitions de mathématiques peuvent fournir l'étincelle dont un enfant ou un adolescent a besoin pour accroître son estime de soi en mathématiques et développer un intérêt pour le sujet.Une aide financière peut être disponible pour les familles qui ne peuvent pas payer les frais.

Dans la bataille contre la menace stéréotypée, l'anxiété liée aux mathématiques et les programmes d'études abrutissants, les enseignants ont de nombreuses armes pour riposter.Avec un peu de créativité et, certes, suffisamment de flexibilité pour faire autre chose que d'enseigner aux étudiants comment réussir leur prochain test standardisé, les instructeurs peuvent utiliser l'art, le jeu, l'actualité et la psychologie pour inspirer l'amour des mathématiques à davantage d'étudiants.