Nombres, formules, théorèmes… Oh là là!

Par Susie Brown, gestionnaire du développement des programmes, Expérience des jeunes et des bénévoles, Parlons sciences

Quels souvenirs gardez-vous de l’apprentissage des mathématiques lorsque vous étiez enfant? Y a-t-il des expériences particulières qui vous ont marqué? Personnellement, j’ai de bons souvenirs de l’apprentissage des mathématiques. J’aime faire face à un problème et relever le défi de le résoudre. Et ce qui est bien avec les mathématiques, c’est qu’il y a généralement une solution! Cependant, je me souviens de m’être posé une question, que beaucoup de personnes se sont posée avant moi et que beaucoup d’autres se poseront à l’avenir : « Est-ce que ces notions me serviront vraiment un jour dans ma vie d’adulte? »

Pour célébrer la Semaine de la culture scientifique, dont le thème est « M comme dans Mathématiques », répondons à cette question qui reste d’actualité.

À première vue, il pourrait sembler que non. Il est plutôt rare que je doive utiliser le théorème de Pythagore, trouver la surface d’une pyramide à base carrée ou créer un projet pour calculer la taille moyenne de mes collègues de travail. Je suis soulagée de vous dire que, dans la plupart des professions, ces questions ne se posent presque jamais.

Malgré cela, je demeure reconnaissante de tout le temps passé dans les cours de mathématiques. Les connaissances découlant de l’apprentissage de ces matières peuvent avoir un impact considérable sur notre vie.

Penser en dehors du triangle

a2+b2=c2

Le théorème de Pythagore semble si simple. Il vous suffira d’utiliser cette formule rapide pour trouver la longueur manquante d’un côté d’un triangle rectangle. Là où ça devient passionnant, c’est lorsque vous commencez à créer des triangles imaginaires.

Cette courte phrase mathématique (ou formule) peut être utilisée pour mesurer de très grandes hauteurs ou de longues distances en créant des triangles imaginaires dont les pointes sont les structures entre lesquelles vous souhaitez calculer les distances. Pensez à quel point c’est utile pour les arpenteurs et les marins! Apprenez-en plus sur le théorème de Pythagore et ses applications dans la vie réelle. Cela illustre également comment vous pouvez apporter de l’imagination et de la créativité aux mathématiques. La pratique consistant à prendre quelque chose que vous avez appris et à l’appliquer dans une nouvelle situation contribue à développer la créativité, la flexibilité et l’esprit critique; je peux certainement affirmer que j’utilise ces trois facultés au quotidien. D’abord à la maison, lorsque je m’occupe de mes deux enfants en bas âge, et au travail.

Allons-y étape par étape

Pouvez-vous trouver la surface d’une pyramide à base carrée? Le fait d’apprendre à visualiser une pyramide comme un ensemble composé de quatre triangles et d’un carré afin d’additionner la surface de chaque pièce est un bel exemple de déconstruction d’un problème complexe en une série de problèmes plus simples à résoudre. Avez-vous déjà fait face à une situation qui vous semblait trop difficile à envisager? Réussir un examen, acheter une voiture, résoudre le problème des changements climatiques? Chacun de ces problèmes difficiles nécessite une série de solutions plus petites qui, lorsqu’elles s’additionnent, vous permettent d’atteindre votre objectif.

Ce processus de création d’algorithmes (une liste d’instructions pour résoudre un problème) est largement utilisé en programmation informatique. En fait, les algorithmes aident à déterminer les messages que vous voyez sur les médias sociaux et guident les possibilités et les limites de l’intelligence artificielle. Apprenez-en plus sur la façon dont un climatologue utilise les mathématiques pour étudier les changements climatiques.

Les pièges de la moyenne

Lors d’un cours de mathématiques, il est fréquent d’utiliser les moyennes pour calculer certaines données banales concernant vos camarades de classe, comme la taille, la pointure des chaussures ou le nombre de frères et sœurs. L’apprentissage de ce processus de rassemblement des sujets, de collecte de données et de calcul de la moyenne permet de jeter les bases de la compréhension des statistiques de santé, des rapports sur le revenu moyen des ménages et des nombreuses façons dont les données peuvent être mal interprétées et mal représentées.

Un élève a-t-il connu une poussée de croissance précoce, ce qui fait que la taille moyenne de votre classe a soudainement augmenté de 15 cm? Et si votre école décidait d’utiliser cette taille moyenne pour prendre des décisions concernant le type de chaises à acheter, la hauteur à laquelle suspendre les luminaires ou le type d’équipements du terrain de jeu? Les informations prises en compte n’auraient pas été incorrectes, c’est vrai, mais la « taille moyenne » est-elle la meilleure donnée sur laquelle se baser pour prendre ces décisions? Aurait-il fallu recueillir les données d’un plus grand nombre de classes? Ou également tenir compte de l’éventail des tailles des élèves et pas seulement de la taille moyenne? Ces scénarios improbables préparent les enfants à réfléchir aux chiffres de manière critique et à les analyser dans des contextes plus réalistes.

Il existe encore plusieurs domaines qui gagneraient à être enseignés davantage aux élèves. Approfondissent-ils suffisamment leur compréhension de la façon dont les statistiques peuvent raconter l’histoire que l’on souhaite raconter et pas toujours un « fait concret »? La montée de la désinformation et des fausses informations en ligne peut avoir des conséquences graves. Si les enfants apprennent à analyser de manière critique la provenance des données et la façon dont elles sont recueillies, ils seront en mesure de mieux repérer et ralentir la propagation de la désinformation. Leur transmettons-nous suffisamment de notions de mathématiques financières pour leur permettre d’économiser pour acheter une voiture ou une maison, ou pour se préparer pour la retraite? Les préparons-nous suffisamment au monde des « mégadonnées et du codage »? Le monde évolue rapidement, mais il est essentiel de disposer des bases nécessaires pour réfléchir de manière critique et analytique aux problèmes et aux données, et les mathématiques sont à la base de l’acquisition de ces compétences.