Mathématiques, environnement et éléments d’éducation citoyenne aux sciences Cégep de Rimouski

1. Mathématiques, environnement et éléments d’éducation citoyenne aux sciences Cégep de Rimouski AQPC 2013 Philippe Etchecopar Groupe Initiatives Sciences Citoyennes Ex enseignant en mathématiques Cégep de Rimouski

2. Origine de l’expérience en 1993 Contexte: crise et changements • Crise de l’enseignement des mathématiques • Irruption de l’informatique Projet: actualiser l’enseignement des mathématiques (à quoi ça sert?) • Par la modélisation simulation (utilisée par toutes les sciences) comme méthode de résolution de problème • Par l’ajout d’un volet « culture » : histoire, actualité et enjeux des mathematiques

3. La modélisation Le cycle de modélisation • Mathématisation • Modélisation • Protocole de lab • Observation • Problématique • Hypothèse • Synthèse • Rapport final • Critique et limites du modèle • Expérimentation • Simulations informatiques • Rapport de lab

4. Évolution sociale et technologique depuis 1993 Enjeux numériques • Ressources du web 2, communication, réseaux, portables et mobilité, societe numerique Enjeux scientifiques • Enjeux scientifiques et vie quotidienne • Enjeux scientifiques et environnement (UQAR et région de Rimouski) Enjeux sociaux • ​Fossé démocratique, complexite (sante, energie, environnment) vs populisme scientifique • Culture des jeunes en 2000: numérique, utilitarisme

5. Valeurs en jeu Objectif • ​impact sur le travail scientifique: former des citoyens • ​ actifs (redevabilité, ethique et bien commun) Compléments aux buts généraux de Sciences de la nature • ​Former à la démocratie et à la redevabilité vs technocratisme et scientisme • Former à la collaboration (accès libre) vs compétition • ​Développer l’esprit critique vs «opinion publique» • ​

6. Expérience (2007-2010) Cadre de l’expérience • ​Cours NYB SN (Calcul intégral), collaboration avec le cours de biologie Éléments d’éducation citoyenne aux sciences • Éléments formation citoyenne 1: thèmes mathématiques « citoyens »: environnement, dynamique des populations dans un écosystème, culture et actualité (changements climatiques, GIEC). Liens avec d’autres disciplines • Éléments formation citoyenne 2: gestion de l’information, suivi de l’actualité • Éléments formation citoyenne 3: communication et intervention

7. Mathématique: dynamique des populations Critères pour un sujet • ​Sujet: multidisciplinaire, actuel, lié à des enjeux sociaux (dynamique ​des populations, epidemies, eau) Méthode • Lectures: math, bio (Campbell) et actualité (volet culture) • Laboratoires de modélisation (Maple et Excel) Laboratoires (5, 3 semaines chacun) • Labs 1 et 2: intégration, modèle malthusien • Lab 3: Verhulst avec ressources limitées • ​Lab 4 synthese: Cohabitation de populations dans un écosystème (prédateurs-proies, collaboration) • Lab 5: Propagation d’épidémies (SIR)

8. Exemple de traitement: modèle prédateur-proie (Lockta-Voltera) Graphique Modèle Hypothèses Deux espèces Une est la proie de l’autre Croissance exponentielle en l’absence de l’autre espèce

9. Modèle prédateur-proie (Lockta-Volterra) • Critique et limites du modèle • Présence d’autres espèces • Croissance exponentielle en l’absence de l’autre population Pistes Introduction d’espèces Équilibre des populations dans un écosystème Simulations Interactives Facteurs a, b, c et d Populations initiales

10. Gestion de l’information (web) Chercher l’information • Chercher et évaluer : sites de base et grille d’évaluation Situer l’information • Dans le temps, par rapport aux autres disciplines, dans l’actualité Les thèmes à suivre (abonnement «news letter») • L’environnement, les mathématiques, les sciences au Québec, les pseudo-sciences Choix d’un sujet par thème • Critère: intérêt personnel, multidisciplinaire, enjeux scientifiques et sociaux

11. Communication et intervention Web 2 • Réseaux et démocratie à inventer Démocratie en sciences • Redevable: communiquer et vulgariser • Intervenir (blogues, forums), s’engager (para scolaire volontaire) Communications: blogues et forums • Un article par sujet retenu (guide de rédaction) • Rapports de lecture • Recherche volontaire • Participation à un forum, réseaux

12. Grille pour une éducation citoyenne aux sciences

13. Bilan Positif • Intérêt des élèves, approche « naturelle » Négatif • Improvisation, sous utilisation des ressources du web, correction des blogues, manque de ressources • Mieux développer des éléments d’éducation citoyenne aux sciences • Manque de ressources Pistes • Inclure des éléments d’éducation citoyenne aux sciences dans chaque cours (suite à l’éducation à la citoyenneté du secondaire) • Suivre et préparer à suivre des changements accélérés, les moocs • Échanger et collaborer

14. Bibliographie sommaire • Mathématiques et environnement, Presses pédagogiques de l’Est • http://calculintegral.petchecopar.ep.profweb.qc.ca/ • http://calcul3.petchecopar.ep.profweb.qc.ca/ • http://calculintegral.csaint-pierre.ep.profweb.qc.ca//