Inclassables Mathématiques 2.0

Je ne connaissais pas ce théorème mais il est génial et utilisable par les plus petits.

Il suffit de prendre une feuille de papier pointé et d'y tracer un polygone aux sommets de coordonnées entières, comme dans l'exemple suivant :

* On peut facilement calculer son aire de façon additive à l'aide des pointillés.

Ce polygone est constitué d'un grand rectangle d'aire 12 et de deux petits carrés d'aire 1 soit 12+1+1=14.

Il est aussi constiué de 3 triangles d'aire la moitié des aires des rectangles (ou carrés) associés soit: 2+1+1=4.

L'aire de ce polygone est donc de 14+4=18.

* Utilisons maintenant le théorème de Pick:

Déterminons le nombre de points intérieurs à ce polygone : 10

Calculons la moitié du nombre de points du contour : 18/2=9

Enlevons 1

10+9-1=18

Surprenant et simple non ?

Chacun de tes cotés
S'admire dans les autres.

Où va sa préférence?
Vers celui qui le touche
Ou vers celui d'en face?

Mais j'oubliais les angles
Où le dehors s'irrite

Au point de t'enlever
Les doutes qui renaissent.

...

Etc,Etc,Etc,...

Casyopée est un logiciel qui termine son développement et qui dispose dès maintenant d'une version stable. Il utilise le logiciel Maxima pour le noyau de calcul formel et offre parfois des menus qui ne sont pas très éloignés de ceux de GeoGebra. Il  a été conçu et créé par une petite équipe dont la base est constituée de trois personnes:

• Jean-baptiste Lagrange, enseignant-chercheur à l’Université de Reims, membre du LDAR (Laboratoire de Didactique André Revuz, Université Paris Diderot),

• Bernard Le Feuvre, professeur au lycée Cassin de Montfort (Ille et Vilaine),

• Xavier Meyrier, professeur au lycée Maupertuis de Saint Malo (Ille et Vilaine).

Le logiciel est libre et gratuit et pour se rendre compte des possibilités incroyables qu'il offre, il suffit de suivre l'excellent tutoriel pas à pas. Un wiki dispose déjà de quelques activités préparées pour les élèves.

Je présente ici deux brèves vidéos non exhaustives de présentation des possibilités du logiciel:

On pourra les visualiser directement dans le navigateur ICI et ICI.

Calcul formel et bloc-notes:

Géométrie, fonctions, étude de signe et de variation:

Pour compléter:

Casyopée conviviable sur SésaBlog

Jmath3d est un applet Java qui permet de réaliser des animations, des visualisations d'objets de l'espace: patron, solides, sections planes, surfaces. Placer l'une de ces animations sur un blog peut être intéressant en collège comme en lycée. Je pense principalement à l'outil permettant de déployer des patrons de solides.

Cliquer sur l'image pour accéder à l'animation ( je ne peux pas l'importer ici, Hautetfort refuse les codes des applets)

Je suis toujours un peu surpris, de ce qui est indiqué comme facile à faire, me pose toujours des difficultés techniques lorsque je m'y essaye. Mais à force d'enregistrements successifs je suis parvenu à placer des animations Jmath3d sur mon blog. J'ai principalement rencontré quelques problèmes lorsqu'il a fallu enregister le fichier "code source" généré avec une extension .g3 du générateur de surfaces afin qu'il puisse être lu par l'applet. Mais reprenons au départ.

Pour insérer l'applet dans un billet de blog (qui l'accepte), c'est très simple, il suffit de recopier le code HTML donné dans l'éditeur HTML du blog. Il faudra ensuite remplacer le nom du model par l'adresse de votre fichier ou l'adresse d'un fichier présent sur le site de Jmath3d avec un clic droit de souris sur le lien puis "enregistrer l'adresse du lien". Jmath3d lit des extensions .g3, .obj et des fichiers Geospace ( non testé).

Les générateurs du site permettent d'obtenir le code que l'on doit placer dans un fichier .g3. Ce fichier devra être placé sur un espace personnel à l'aide d'un client FTP (Filezilla par exemple). Il suffira ensuite de récupérer l'adresse et de faire le remplacement à l'emplacement indiqué ci-dessus.

Pour enregister le fichier, j'ai utilisé Notepad++, Fichier>nouveau puis j'ai copié le code. C'est ensuite que j'ai du effectuer de nombreux essais pour parvenir à une version de fichier lisible par l'applet. Certainement que je ne m'y prends pas correctement mais j'y suis parvenu.

Dans Notepad++, il faut sélectionner XML dans le menu Langage et dans le menu Encodage "Encoder en UTF-8 sans BOM", puis "Enregistrer sous" et mettre le nom du fichier avec l'extension .g3 dans le champ de saisie. Cependant après cette opération, le texte coloré passe en noir et n'est visiblement pas reconnu par l'applet. En réengistrant une seconde fois, le code redevient coloré et visiblement cela passe correctement à la lecture. Dans tous les cas il faut faire attention à ce que le code ne soit pas modifié (racines carrées, puissances..) après la sauvegarde:

Voilà les différents résultats que j'ai obtenus sur mon blog "Maths au lycée". Il est possible qu'il y ai des problèmes pour afficher toutes ces animations ensemble, sélectionnez les une par une.

Voilà une animation Geogebra d'une activité quasi-artistique que je faisais faire à mes secondes lorsque j'en avais. Elle mèle fonction et triangles semblables. C'est simple et joli!

Du rêve à la réalité, il n'y a qu'un pas qui peut être franchi avec le logiciel Jenn 3d

Comme quoi les maths peuvent être poétiques... à qui sait bien regarder.

réalisé avec Jenn3d

Hypergeometry Visuals Mix 2 from Asylum Seaker on Vimeo.

Patrick Chenciner propose des peintures dans lesquelles la géométrie devient la composante majeure de l’oeuvre. « Auparavant, on mettait une main ou un pied, désormais on met un carré ou un cercle de telle sorte que la qualité de ces figures géométriques puisse remplacer la qualité de ces éléments figuratifs.
Au fur et à mesure, cette peinture s’est ensuite simplifiée pour devenir une histoire de figures géométriques plutôt qu’une histoire de personnages » explique l’artiste.

Patrick Chenciner expose jusqu'au 19 février à Besançon.

L'auteur présente sur un site internet son oeuvre, qui était à l'origine figurative et s'est aujourd'hui abstraite et épurée dans la géométrie plane.

Pour atteindre le site, cliquez sur l'image.

Les parents de Gauss ont remarqué qu'il avait corrigé une erreur sur un livre de compte alors qu'il était agé de 3 ans. Li Shanlan lisait en cachette les neufs chapitres à l'âge de 10 ans.

Mais Euclide à 6 ans est-ce possible ?

C'est ce que semble affirmer Jean-Baptiste De La  Chapelle en 1763 ( page 7 ):

"Euclide peut être étudié à 6 ans; l'on a à cet âge des yeux & des mains"

J'ose espérer qu'il s'agit là d'une métonymie et qu'à la place de l'ingestion complète des Eléments d'Euclide, le pauvre enfant ne devra seulement découvrir que quelques éléments graphiques de géométrie.

Le tonnerre gronde sur le monde de l'enseignement des mathématiques et dans la communauté mathématique en général. Il serait question de supprimer l'enseignement de la géométrie en classe de seconde à partir de l'année prochaine, du moins dans sa forme classique et pure.

Les protestations sont vives, pointant du doigt le manque qui serait associé au défaut de la pratique géométrique par les jeunes lycéens, dans la formation des esprits et le développement d'outils et de raisonnements essentiels au monde mathématique.

Bien plus qu'anecdotique, l'abandon de la géométrie multi-millénaire est symbolique et sonne comme le témoin d'une société en pleine mutation où le rapport au numérique est devenu prépondérant. La France, citée parfois comme terre des mathématiques semble être comme coincée entre tradition et adaptation au monde qu'elle a contribué en grande partie à modeler.

Apprendre à raisonner de façon "traditionnelle" ou raisonner à partir d'objets numériques entièrement crées par l'ordinateur, voilà une nouvelle croisée des chemins qui définit la pensée humaine non plus exclusivement de façon absolue et directement en contact avec les objets mathématiques mais de façon relative, c'est à dire en contact avec des objets que cette même pensée peut créer numériquement.

L'homme est-t-il donc aujourd'hui un "homo sapiens absolutis" ou un "homo numericus relativis" ?

Voilà donc apparaître au travers des changements de programmes de mathématiques et la difficile insertion des Tices dans l'éducation, une question philosophique majeure. L'homme doit-il  encore se penser et penser de façon absolue ou de façon relative au monde numérique de plus en plus omniprésent et complexe qu'il créé et qui devient  plus efficace chaque jour?

Sous cette problématique se projettent dans l'espace pédagogique, des questions qui n'en sont pas moins fondamentales : que devient un exo de maths, un devoir maison, une connaissance et un savoir faire mathématique dans le monde médiatisé par le numérique? L'honnête homme futur devra-t-il plutôt être en mesure de traiter un problème de façon absolue, c'est à dire de développer le formalisme et le code qui lui permettront d'accéder à la réponse ou bien le traiter de façon relative, c'est à dire médiatisé par et dans le monde numérique ?

Que devient la figure de l'enseignant ?

Le professeur d'anglais doit-il s'armer de patience pour corriger les défauts des sites de traduction en ligne récupérés sur les fichiers des élèves, le professeur de philo doit-il devenir un expert dans le plagiat de dissertations et celui de mathématiques un expert des contresens liés à l'interprétation et à l'utilisation de résultats  produits de façon numérique ?

Sous cet angle, la disparition plus ou moins rapide de la géométrie des programmes d'enseignement marquerait une rupture symbolique profonde dans la philosophie de la transmission française mais il serait faux de croire que la géométrie des anciens a toujours été en odeur de sainteté dans l'enseignement. Au début du XVIIIème, certains prêtres la considéraient comme dangereuse, trop proche du sensible,  alors que le calcul moins visuel, développait mieux les capacités d'abstraction (et donc rapprochait de Dieu). La géométrie était vue comme utilitaire, elle était plus associée au calcul de la longueur des fortifications et de la trajectoire des obus qu'à celui de l'aire des lunules d'Hypocrate. Je ne vais pas refaire ici toute l'histoire de l'enseignement de la géométrie mais il me semble bien  qu'elle fut aussi un peu remisée lors de la volonté d'enseignement des maths modernes et puis elle est revenue après, comme témoin de la beauté et de la pureté du raisonnement que les collégiens entraperçoivent sous la forme du tryptique : " je sais que... j'applique... je conclue...".

La rupture est celle d'accepter qu'aujourd'hui l'homme "post-moderne" est médiatisé par l'univers numérique et doit se vivre au travers lui.

Un symptome de cette évolution est le fait que You Tube est aujourd'hui le deuxième moteur de recherche juste après Google ( ICI ). Il semble donc inexorable que l'humanité va de plus en plus tendre à se représenter elle même de façon numérique.

Alors qu'est ce que raisonner dans le monde de demain ? En quoi les mathématiques peuvent-elles être un apport fiable à la future investigation rationnelle et quantifiée? Les raisonnements historiques sont-ils toujours utiles dans le monde numérique médiatisé? Le raisonnement pur et formel est-il un préalable à d'autres formes plus évoluées et complexes d'approches? Est-il incontournable ou au contraire est-ce un frein piégeant et enfermant la pensée dans un système hypothético-déductif trop rigide pour accéder aux connaissances de demain?

Qu'est-ce que faire des mathématiques demain?

Est-ce faire un raisonnement géométrique, savoir factoriser... savoir se débrouiller seul ou par soi-même ?

Est-ce mutualiser, associer, comparer, former un groupe et travailler ensemble en poursuivant un but préalablement fixé et utiliser la diversité des compétences de chacun pour élever le niveau moyen du groupe et réaliser l'objectif?

Est-ce faire intervenir l'incontournable monde numérique dans toute démarche et prise de décision ?

Montrer que les trois médiatrices d'un triangles sont concourantes relève de la géométrie élémentaire ( ce n'est pas pour cela que retrouver la démonstration l'est...) alors doit-on attendre de l'érudit de demain qu'il sache faire la démonstration, qu'il connaisse son existence ou qu'il sache la retrouver sur le net en étant capable de déterminer sa fiabilité ?

Que peut-on dire  sur ce qui relève aujourd'hui de l'enseignement de la jeune génération pour la préparer à la vie de demain : mieux vaut-il lui apprendre à démontrer, lui délivrer une culture générale au sujet de la démonstration ou lui apprendre à vérifier, valider et comprendre un contenu proposé de façon numérique?

Franchement, je n'ai pas la réponse et je crois que les trois aspects sont tout aussi importants.

La géométrie et son possible abandon est ici un prétexte pour faire émerger la réflexion de la médiatisation de l'humain par le numérique. Internet et plus généralement un environnement numérique connecté n'est pas un média chaud comme la télé où l'on se place devant et que l'on consomme mais un média froid auquel l'humain participe, que l'humain utilise et par lequel il se médiatise. La fusion de l'objet et du sujet dans le monde numérique est une question philosophique centrale qui déborde largement du cadre de l'enseignement mais l'englobe aussi entièrement et le place devant la difficile tâche de devoir répondre un peu seul à la question:

" Qu'est-ce que le savoir de l'homme dans une société technologique, dans laquelle il est médiatisé par et dans le monde numérique ? ".

Photo : Rémy Saglier Doubleray