La classe d’Isabelle Gamache est un lieu pas comme les autres. Enseignante de mathématique depuis une vingtaine d’années, à l’école secondaire Bon-Pasteur, Isabelle enseigne principalement au premier cycle du secondaire et est aussi impliquée comme entraîneure de l’équipe de robotique à l’école pour la First Lego League. En classe, elle met de plus en plus en pratique des approches pédagogiques innovantes, au bénéfice de l’engagement et de l’apprentissage des élèves de sa classe. La mise en place d’une classe flexible, l’intégration pédagogiques des technologies, l’approche par résolution de problème sont quelques exemples de ses pratiques quotidiennes pour faire les maths autrement. Pour Isabelle, l’usage pédagogique des technologies peut contribuer d’une part à stimuler la motivation des élèves, et d’autre part à bonifier l’enseignement et l’apprentissage des concepts mathématiques, tout en leur donnant du sens. Par exemple, Isabelle a mis de côté l’usage des instruments de géométrie traditionnels en classe en les remplaçant par un logiciel de géométrie dynamique, soit GeoGebra. Les usages pédagogiques de GeoGebra permettent aux élèves d’apprendre et d’appliquer les concepts et processus liés à la géométrie, tout en développant leurs habiletés technologiques. Isabelle a aussi en tête de bien les préparer aux métiers de demain, sachant que déjà, à ce jour, les métiers où la géométrie est sollicitée, les outils numériques le sont aussi, bien plus que les instruments traditionnels. Outre GeoGebra, dans la classe d’Isabelle, les élèves sont familiers avec des outils comme Desmos, Scratch et les robots Lego Mindstorm EV3. Puis, alors que l’école se dotait d’une imprimante 3D, Isabelle a voulu initier ses élèves de deuxième secondaire à la modélisation 3D, par le biais d’un projet de conception de pièces d’un jeu d’échecs.

L’objectif de ce projet était de mobiliser le vocabulaire et les concepts liés aux solides, à travers la conception des pièces d’un jeu d’échecs complet. En équipe, les élèves avaient la responsabilité de la conception d’une pièce, choisie au hasard. Par ce projet à la fois ludique et créatif, les élèves ont pu mobiliser leurs savoirs à travers la résolution de problème puisqu’ils avaient à considérer des contraintes mathématiques en lien avec l’aire des solides, les mesures manquantes dans les solides, les mesures de longueur et les unités d’aire.

Avant de se lancer dans le projet, l’arrivée de l’imprimante 3D à l’école a beaucoup suscité la curiosité des élèves. Cela a permis à Isabelle de lancer, en classe, une discussion sur l’utilité de l’impression 3D dans la vie de tous les jours. Les élèves ont pu constater les avantages et percées de cette technologie dans différents domaines d’activité, comme le domaine industriel ou le domaine médical. Alors, vite, les élèves ont eu le goût de se lancer dans l’usage concret de cette technologie.

Mais quelques petites étapes ont été nécessaires pour se préparer avant de se lancer dans le projet. Isabelle a choisi de se servir de l’outil de modélisation 3D Tinkercad [1] pour la conception des pièces, parce que c’est un outil très simple d’utilisation, accessible, convivial, gratuit et de plus en plus utilisé dans les classes du primaire et du secondaire. Pour se familiariser avec Tinkercad, Isabelle a suivi avec succès l’autoformation du Campus RÉCIT, nommée Dessiner en 3D avec Tinkercad. En quelques temps, elle était assez habile avec le logiciel pour se lancer en classe. Les élèves ont également eu besoin d’une initiation à l’usage de Tinkercad. Ceux-ci ont vite maîtrisé les fonctionnalités de l’outil et ont été capables de se lancer dans des créations variées. L’apprentissage des notions mathématiques nécessaires au projet a aussi été réalisé au préalable.

Puis, le projet s’est vécu en classe. En tout, deux périodes de 75 minutes ont été consacrées à la réalisation du projet. Durant ces 2 périodes, les élèves ont dédié du temps de résolution de problème afin de trouver les mesures manquantes nécessaires à la conception des pièces et ils ont eu du temps de conception dans Tinkercad. Pendant le projet, Isabelle a pu observer des élèves très motivés et très engagés face à la tâche demandée, des élèves heureux de réaliser une tâche concrète et pleine de sens, tout en mettant à profit leur bagage mathématique. Certains élèves ont même poursuivi des projets personnels à la maison.

Document de l’élève et Corrigé

Outre les compétences liées au domaine de la mathématique et de la résolution de problème, Isabelle a pu observer que ses élèves ont mis en pratique leurs compétences liées à la collaboration, l’entraide et la communication. Il ont développé leurs habiletés technologiques et ont dû faire preuve de patience et de persévérance vu le travail de précision demandé.

L’étape de l’impression 3D n’a pas eu lieu en présence des élèves, étant donné que le temps d’impression d’un jeu complet est plutôt long. C’est aussi à ce moment que quelques difficultés ont été rencontrées puisque certaines pièces étaient trop fragiles. Certaines contraintes mathématiques ont dû être modifiées pour concevoir des pièces solides avec l’imprimante 3D. Une fois l’impression complétée, pourquoi ne pas donner du temps de jeu en classe, ou même prêter le jeu aux élèves le temps d’une fin de semaine...

En discutant avec 3 élèves de sa classe, il est ressorti qu’ils ont beaucoup apprécié ce projet, par son côté ludique et non-conventionnel, par le fait qu’ils apprenaient à utiliser un nouveau logiciel et parce qu’il y avait un résultat concret au final. Ils ont mentionné que ça leur permettait de voir l’utilité de la mathématique, que ça donnait du sens à leurs apprentissages et qu’ils ont fait des maths sans trop s’en rendre compte. Leur patience et leur persévérance ont été mises à rude épreuve lors de la conception sur Tinkercad, mais ils ont signifié que ça valait la peine de s’investir puisque le sentiment d’accomplissement s’est manifesté une fois la pièce réalisée.

En dehors de ce projet, les élèves de la classe d’Isabelle disent aimer vivre des projets de ce genre. Ils apprécient la programmation avec les robots, l’apprentissage avec des outils comme GeoGebra, Desmos et Scratch. Ils ont aussi eu beaucoup de plaisir à faire des jeux d’évasion. Pour eux, un cours de mathématique idéal, c’est un cours où il y a une variété d’approches tout en gardant un équilibre entre celles-ci. Dans ce type de classe, ils apprennent en manipulant, ils font des projets et des exercices papier/crayon, ils font du travail d’équipe et du travail individuel, ils se servent du numérique quand c’est pertinent, ils utilisent la classe flexible aux moments opportuns. Bref, c’est une classe où les possibilités sont variées, une classe où on apprend les maths autrement et où on apprend à aimer les maths !

Stéphanie Rioux - Mars 2020