Les mathématiques et les professions du domaine de l’Informatique et du Génie Civil

1. Les mathématiques et les professions du domaine de l’Informatique et du Génie Civil Compte-rendu présenté à la Table Éducation de la Chaudière-Appalaches (TÉCA)

2. Buts du projet • Faire connaître le métier de programmeur-analyste et celui de technicien en génie civil. • Faire vivre aux élèves des activités utilisant les notions de mathématiques de secondaire III. • Faire découvrir l’importance des mathématiques dans des domaines scientifiques . • Permettre aux élèves de faire le bon choix de cheminement en mathématiques (SN, TS ou CST). • Apporter des exemples concrets au cours de mathématiques de secondaire III.

3. Historique • 2009-2010 • Petite expérience vécue en informatique avec le groupe Citoyens du Monde de la polyvalente St-Georges • 2010-2011 • Demande de financement à la TÉCA pour étendre le projet à tous les groupes de secondaire III de la polyvalente de St-Georges et ce pour le programme d’informatique et celui de génie civil • Préparation des activités en collaboration avec 2 enseignantes de mathématiques de la polyvalente de St-Georges • Réalisation des activités dans les 12 groupes de secondaire III de la polyvalente de St-Georges • 2011-2012 • Ajustements des activités en fonction de l’expérience vécue • Réalisation des activités à la polyvalente de St-Georges (10 groupes) et à la polyvalente de St-Prosper (4 groupes) pour l’informatique • 2012-2013 • Ajustements des activités en fonction de l’expérience vécue • Réalisation des activités à la polyvalente de St-Georges (10 groupes) et à la polyvalente de St-Prosper (4 groupes) pour l’informatique

4. Préparation des activités • Environ 4 rencontres entre les enseignants du cégep et de la polyvalente (Isabelle Morin et Véronique Gilbert): • Cibler les notions mathématiques à utiliser • Déterminer les activités à réaliser • Déterminer les temps de l’année où les activités devraient se réaliser • Déterminer le matériel à utiliser • Vérifier les documents devant être distribués aux élèves • Préparation des capsules vidéos pour la mise en contexte des activités • Représentent des demandes de clients • http://www.youtube.com/watch?v=SerLyk8ncTw&feature=youtu.be • http://www.youtube.com/watch?v=wTFu2n0DFhM • Préparation du matériel • Documents préparatoires à distribuer aux élèves et utilisés par les enseignants de mathématiques • Programmation de l’application pour l’activité d’informatique

5. Activité d’informatique • Présentation des métiers reliés au monde de l’informatique. • Consiste à terminer un petit jeu de casse-briques afin de le rendre fonctionnel. • Doit se dérouler dans un laboratoire informatique • Une première partie, dirigée, permet aux élèves d’apprendre à utiliser l’outil de programmation (Visual Basic Express). • Une deuxième partie permet aux élèves d’apporter des modifications à l’application tout en allant à leur propre rythme.

6. Activité d’informatiqueAperçu du jeu à programmer

7. Activité d’informatiquePartie 1 • But: montrer aux élèves le fonctionnement de l’outil de programmation

8. Activité d’informatiquePartie 1 • Moyen: exercice dirigé permettant de faire défiler un message de bienvenue à l’écran Bienvenue dans notre jeu de casse-briques Bienvenue dans notre jeu de casse-briques Bienvenue dans notre jeu de casse-briques Bienvenue dans notre jeu de casse-briques Bienvenue dans notre jeu de casse-briques

9. Activité d’informatiquePartie 1 • Utilisation de la notion de variable • Utilisation des notions de plan cartésien: coordonnées X et Y pour faire afficher quelque chose à l’écran

10. Activité d’informatiquePartie 2 • But 1: Rendre le jeu de casse-briques fonctionnel en utilisant les bonnes formules mathématiques • Utilisation de concepts mathématiques appris pendant l’année scolaire • De façon individuelle à l’aide d’un document explicatif • Inscription des formules aux bons endroits dans le programme • Exécution du programme à chaque étape afin de vérifier l’impact de la formule sur le jeu • Aide individuelle apportée par les enseignants d’informatique • But 2: Voir d’autres possibilités offertes par la programmation en apportant de petites modifications au jeu • De façon individuelle à l’aide d’un document explicatif • Aide individuelle apportée par les enseignants d’informatique

11. Activité d’informatiquePartie 2: étape 1 • Au début, la balle reste toujours à la même ‘hauteur’ dans le jeu, d’où l’impossibilité de détruire toutes les briques.

12. Activité d’informatiquePartie 2: étape 1 • Ajout de l’équation de la droite dans le programme • La balle peut maintenant monter ou descendre

13. Activité d’informatiquePartie 2: étape 2 • La balle ne rebondit pas à partir de la bonne brique

14. Activité d’informatiquePartie 2 • Calcul de la variable b dans l’équation de la droite • La balle rebondit maintenant à partir de la brique brisée

15. Activité d’informatiquePartie 2: étape 3 • Ajout des formules permettant de calculer les points Le jeu est maintenant fonctionnel!!

16. Activité d’informatiquePartie 2: étape 4 • Autres modifications • Mettre un bonhomme sourire à la place de la balle • Changer la couleur des briques • Faire bouger la balle plus rapidement • Faire rapetisser les briques progressivement

17. Les explications en images

18. L’aide individuelle en images

19. Même les enseignants de mathématiques et les élèves s’y mettent

20. Activité de génie civil • Notions mathématiques concernées • Projections orthogonales • Surfaces et volumes • Pythagore • Activités proposées en 3 volets • Réalisation des élévations (4 faces) d’une maison • Calcul du volume de terre à excaver pour les fondations • Implantation des fondations d’une maison

21. Activité de génie civil (suite) • Réalisation des élévations (4 faces) d’une maison • Choix d’une maison et identification de ses dimensions pour réaliser sur une feuille quadrillée les vues des 4 faces. Modèle choisi Élévation arrière Les modèles de maisons viennent du site de Dessins Drummond

22. Activité de génie civil (suite) • Calcul du volume de terre à excaver pour les fondations • Calculer la surface du fond de l’excavation requise et celle du dessus en respectant des pentes pour la tranchée et une profondeur donnée, puis évaluer le volume total.

23. Activité de génie civil (suite) • Implantation des fondations d’une maison (partie 1) • Préparer un carnet présentant les longueurs de chaque face des murs de fondation et, avec Pythagore, calculer la diagonale faisant un triangle rectangle avec chaque face.

24. Activité de génie civil (suite) • Implantation des fondations d’une maison (partie 2) • À l’aide du carnet préparé et d’instruments d’arpentage (chaînes), identifier sur le terrain les coins des murs de fondation en utilisant les propriétés du théorème de Pythagore.

25. Activité de génie civil (suite) • Implantation des fondations d’une maison (partie 2)

26. Évaluation des activités • Par les élèves • En général, les élèves disent: • En avoir appris davantage au sujet de la programmation et du génie civil • Avoir vu des liens entre les mathématiques et l’informatique et le génie civil • Être satisfait de l’activité • Les aspects les plus aimés • en informatique • Apprendre comment programmer, comment créer un jeu • Apporter des modifications à la balle et aux couleurs des briques • Apporter des modifications au fonctionnement du jeu et l’essayer • En génie civil • Faire des mathématiques hors des bancs de l’école • Activité réelle dans la vraie vie: situation proche de la réalité, manipulation des instruments • Utilité du théorème de Pythagore • Être en mesure de se vérifier tout de suite

27. Évaluation des activités • Les aspects les moins aimés • En informatique • Écrire les instructions • Parfois difficile de se retrouver dans le code • Explications au début • Ne pas avoir le temps de tout faire • En génie civil • Préparation du carnet de notes: erreur de calcul, … • Savoir quoi faire: transposer les instructions avec la réalisation • Comment utiliser les instruments

28. Évaluation des activités • Par les enseignants de mathématiques • Application concrète des mathématiques • Permet de sortir de la routine • Stimule les étudiants • 1ière année: « certaine » insécurité de la part des enseignants n’étant pas impliqués dans la préparation des activités • « Mes élèves ont adoré cette activité! Je crois certainement qu'il faut le refaire l'an prochain. Certains vont même prendre le chemin de l'informatique plus tard. » • « J'ai vraiment bien aimé cet atelier. C'était très intéressant et la longueur était bonne. Les élèves ont bien apprécié et la préparation avec le petit vidéo était bien adaptée. Mes élèves m'ont bien surpris et ce d'une façon positive. Tout s'est bien déroulé. »

29. Évaluation des activités • Nos commentaires • Bonne collaboration de la part des enseignants de la polyvalente • Permet de faire découvrir les métiers reliés au domaine du génie civil et de l’informatique; Démystification des métiers à caractère scientifique • Commentaires informels de la part des élèves: • Je ne pensais pas que c’était ça • Ça pourrait m’intéresser plus tard • Ce n’est pas pour moi • Différence entre l’architecture et le génie • Intéressant de voir que certains vont plus loin et qu’ils essaient d’apporter des modifications personnelles • Il est important de faire vivre des expériences concrètes aux élèves pour les aider dans leur cheminement et dans leur choix de carrière • Activité où on sort gagnant- gagnant • Permet de connaître les futures clientèles • Permet de s’adapter aux programmes de mathématiques