Une professeure de mathématiques du lycée repousse les limites de l'apprentissage traditionnel avec Mathematica

Les mathématiques ne seront plus jamais les mêmes au lycée Torrey Pines de San Diego, en Californie. Abby Brown et ses étudiants repoussent les limites de l'apprentissage traditionnel grâce à Mathematica.

Lorsque Brown a commencé à enseigner, elle utilisait une seule licence Mathematica pour représenter rapidement et avec précision des fonctions graphiques et mettre en page des symboles mathématiques traditionnels pour les tests, les interrogations et les polycopiés. Quelques années plus tard, son école, en collaboration avec la San Diego State University, a lancé un programme spécial qui donne aux étudiants en Mathématiques Supérieures la possibilité d'obtenir des crédits universitaires en calcul infinitésimal II, en calcul infinitésimal multivariable et en algèbre linéaire. Pour compléter ces nouveaux cours, Brown a utilisé Mathematica pour créer des aides visuelles telles que des graphiques de plans tangentiels et des démonstrations d'opérations matricielles. Elle a affiché les graphiques pendant les cours à l'aide d'un projecteur relié à son ordinateur. « La visualisation est très utile et Mathematica est un outil formidable pour cela », explique Brown.

Brown a trouvé encore plus de moyens d'intégrer Mathematica dans ses cours lorsque son école a acheté suffisamment de licences pour permettre aux élèves de l'utiliser dans les cours de mathématiques et de sciences, ainsi que dans le laboratoire informatique central. « Ma philosophie est fortement axée sur l'enseignement à l'aide de multiples méthodes de représentation », explique Brown. « Les projets de mes étudiants sont axés sur ce point et Mathematica permet de combiner les techniques graphiques, symboliques, numériques et verbales. »

Bien que Brown estime que Mathematica est surtout utile pour l'enseignement des cours avancés, même ses étudiants d'algèbre I sont captivés par les graphiques et s'améliorent lorsqu'elle les incorpore dans le cours. Une année, plusieurs étudiants d'algèbre I ne croyaient pas que la courbe 1/x ne croiserait jamais l'axe des abscisses. Grâce à Mathematica, les étudiants ont pu vérifier leur théorie en zoomant à plusieurs reprises sur le graphique, à la recherche d'une intersection. Lorsqu'ils ont été convaincus que leur professeure avait raison, les élèves ont présenté leurs graphiques finaux à la classe.

L'utilisation de Mathematica est parfois un défi pour les étudiants de Brown, mais ils savent apprendre des erreurs de leurs camarades et s'entraider sur les nuances du code. Les problèmes les plus courants concernent l'oubli des virgules et des majuscules. Brown a constaté qu'« avec plus de pratique, ils apprennent à repérer ces erreurs et à en commettre moins ». En familiarisant rapidement les étudiants avec Mathematica, on les aide à réussir leurs futurs cours de mathématiques et de sciences et on renforce leur intérêt pour les domaines liés à la technologie.

Récemment, Brown a animé plusieurs ateliers pour enseigner à ses collègues comment tirer parti de Mathematica en tant qu'outil d'enseignement. Elle a également rédigé un didacticiel intitulé « Exponentials vs. Factorials » pour montrer comment Mathematica peut aider l'enseignement d'une manière qui n'est pas possible avec un manuel ou une calculatrice graphique.

Brown a également créé un site web qui constitue une ressource précieuse pour les étudiants et les professeurs. Il comporte une section d'activités avec des énigmes, des problèmes et des codes à résoudre par les étudiants. Des idées sur la façon dont Mathematica peut ajouter une nouvelle dimension aux cours de mathématiques sont disponibles, et des exemples de modules d'enseignement sous forme de notebook Mathematica peuvent être téléchargés. Brown a également inclus des informations sur sa philosophie d'enseignement, des exemples de présentations d'étudiants et des liens vers d'autres ressources Web axées sur les mathématiques. Consultez le site www.abbymath.com pour en savoir plus.