Les calculateurs symboliques et la formation en génie

1. Les calculateurs symboliques et la formation en génie Gilles Picard gilles.picard@etsmtl.ca Chargé d’enseignement (mathématiques) École de technologie supérieure Colloque FITIC-2003

2. Avertissement Cette présentation utilise uniquement certains mots ou expressions clés pour résumer les sujets abordés lors de ma conférence. Si vous désirez plus de détails sur notre expérience d’implantation d’une calculatrice symbolique obligatoire pour tous les étudiants en génie à l’ETS, consultez les rapports de conférences données depuis l’été 2001 sur ce sujet sur mon site Internet ou sur celui de ma collègue Kathleen Pineau: http://www.seg.etsmtl.ca/gpicard/ http://www.seg.etsmtl.ca/kpineau/ Pour obtenir l’émulateur de la calculatrice, présenté lors de la conférence, utilisez le lien suivant: http://www.ticalc.org/archives/files/fileinfo/84/8442.html Dans ce dernier, pour des raisons de droits d’auteur, vous devez avoir une calculatrice sous la main pour pouvoir télécharger sur l’ordinateur le ROM nécessaire pour faire fonctionner l’émulateur. Colloque FITIC-2003

3. Calculateurs symboliques??? • capacité de calculs algébriques (par opposition à du calcul numérique) • logiciels: Maple, Derive, MathCad etc. Colloque FITIC-2003

4. Calculatrice symbolique • en 1995, la première calculatrice symbolique, la TI-92 • Le choix de l’ETS: • TI-89 ou TI-92 Plus ou la Voyage 200 • Autres choix: • HP-49g ou Casio FX2.0 Colloque FITIC-2003

5. Historique de notre décision • nos cours de math, avant AUT-1999 • certains étudiants avaient cette calculatrice • de plus en plus d’enseignants utilisaient l’ordinateur avec Derive ou Maple pour illustrer des concepts ou explorer des problèmes trop ardus pour être faits à la main. • meilleure accessibilité des ordinateurs en classe et laboratoires • HIV-1999, plus de 40% de mes étudiants en Mat-235 avaient une calculatrice symbolique. Colloque FITIC-2003

6. Options envisagées • enseignement en laboratoires??? • interdire les calculatrices??? • ordinateur portable obligatoire pour tous les étudiants??? • utilisation intensive de l’ordinateur dans la salle de classe, pour un cours magistral??? • utilité réelle de la technologie??? Colloque FITIC-2003

7. AUT-99: obligatoire pour tous • intégrer cette technologie dans notre enseignement (Calculus Reform) • défi de taille, MAT-115 • ressources matérielles • ressources humaines • impact sur le syllabus, les évaluations • professeurs emballés ou réticents? Colloque FITIC-2003

8. Critères de réussite • c’est un outil, pensons à libérer de l’espace dans nos cours pour y introduire la technologie • prenons le temps de montrer aux étudiants à l’utiliser intelligemment • exploitons son potentiel d’exploration • utilisons-la avec eux • misons sur l’appétit technologique des jeunes Colloque FITIC-2003

9. Impacts • limité au début à un cours de mathématiques (obligatoire pour tous) • depuis 1999, de plus en plus utilisé dans les différents cours en génie • dans le cours de Statistiques, les étudiants n’ont plus besoin des traditionnelles tables, la calculatrice peut faire les tests, l’inférence etc. • les calculateurs symboliques peuvent amener de nouveaux sujets mathématiques Colloque FITIC-2003

10. Support pour cette expérience • projets PSIRE (avec Michel Beaudin et Kathleen Pineau) • site internet pour les usagers • ateliers de formation • rencontres avec des professeurs dans les départements; développer l’utilisation dans leurs cours • documents de support, pour les enseignants • partage de l’expertise de certains enseignants, dynamique de groupe Colloque FITIC-2003

11. Support (suite) • support matériel • programme de support de Texas Instruments • 1 calculatrice par 60 étudiants • à l’ETS, représente environ une vingtaine de calculatrices ou viewscreens par année Colloque FITIC-2003

12. Techno-conseils • prévoyez du temps pour apprivoiser la technologie (beaucoup de temps) • pensez à offrir du support (beaucoup) • faites de la place dans vos cours pour la technologie • ne faites pas que leur montrer une technologie, faites-en avec eux • gardez une distance, un regard critique face aux résultats obtenus avec les calculateurs symboliques Colloque FITIC-2003

13. Techno-conseils (suite) • montrez aux étudiants les erreurs courantes • le temps économisé en calculs algébriques peut être consacré à une meilleure compréhension des concepts • insistez plus sur les concepts et sur l’exploration graphique et numérique des problèmes, moins sur les calculs algébriques Colloque FITIC-2003

14. Bilan • pour ou contre cette technologie • étudiants moins habiles algébriquement • meilleure formation pour travailler aspects mathématiques en sciences • pour les enseignants en mathématiques • pas un si gros changement • très positif si vue et traitée comme comme un outil qui complète la formation de base • pour les enseignants en génie • très positif si les professeurs intègrent cette technologie dans leur enseignement Colloque FITIC-2003

15. Défis • indépendance des enseignants • étudiants: pourquoi payer 300$ • résister à la tentation de la boîte noire • Québec Science (mai 2003) • le technostress • technologie s’adapte à nos besoins et non le contraire Colloque FITIC-2003

16. Colloque FITIC-2003