Un garçon de Lafayette, dans l’Indiana, a récemment pensé que sa lutte contre les mathématiques était une urgence. Il a appelé le 911 et a dit à l’opérateur qu’il avait eu une mauvaise journée à l’école et qu’il avait des tonnes de devoirs.

L’opérateur lui a demandé avec quoi il avait du mal et l’a aidé à faire un problème d’addition, ¾ + ¼. Il l’a remerciée, puis s’est excusé d’avoir appelé.

Le service de police a tweeté l’appel, et a expliqué que bien qu' »ils s’entraînent pour de nombreuses situations d’urgence, l’aide aux devoirs n’en est pas une qu’ils prévoient. »

Les premiers intervenants ne sont probablement pas les meilleures personnes à appeler avec une crise de mathématiques, mais les chercheurs en éducation conviennent que les mathématiques sont un problème national. C’est stressant, et les élèves détestent parfois les mathématiques pour le reste de leur vie.

Les gens aux États-Unis parlent sans cesse du retard du pays par rapport au reste du monde en matière de mathématiques. Au cours des deux dernières années, certains enseignants se sont interrogés : Et s’il y avait quelque chose qui n’allait pas dans la façon dont ils enseignent les mathématiques aux élèves ? Nous avons trouvé deux approches pour résoudre ce problème.

Caroline Ebby enseigne aux aspirants professeurs de mathématiques à l’Université de Pennsylvanie. Selon elle, le problème est qu’aux États-Unis, les gens apprennent les mathématiques comme un ensemble de règles à suivre.

Par exemple, elle demande aux futurs professeurs de mathématiques de ses classes de diviser ½ par ⅓. La plupart des gens peuvent obtenir la réponse en suivant les règles de la division : retourner la deuxième fraction, puis multiplier pour obtenir 3⁄2 ou 1½.
« Nous pourrions leur dire en classe : ‘OK, nous voulons que vous expliquiez pourquoi ½ divisé par ⅓ est 1½. Et ils n’en ont aucune idée. Tout ce qu’ils savent, c’est cette procédure qui n’a en fait aucun sens pour eux. »

Ebby et beaucoup d’éducateurs à travers le pays disent que c’est le problème, donc leur solution est de s’assurer que les étudiants comprennent comment les calculs fonctionnent – et savent ce qu’ils font quand ils divisent ½ par ⅓. Même pour les problèmes de mathématiques qui semblent simples, les élèves doivent expliquer leur travail – montrer qu’ils comprennent la signification des calculs, ainsi qu’obtenir la bonne réponse.

Dans une classe de deuxième année de l’école élémentaire William M. Meredith, une école publique de Philadelphie, une trentaine d’élèves font le problème, 123 – 48.

Certains ont fait ce que la plupart des gens apprennent à l’école : mettre 123 au-dessus de 48, tracer une ligne horizontale et soustraire.

Mais dans cette classe, certains élèves font les choses différemment : Ils partent de 48, ajoutent 2 pour obtenir 50, puis continuent à additionner pour arriver à 100, 120, puis 123.

L’idée est que soustraire deux nombres signifie trouver la distance qui les sépare, donc compter vers le haut fonctionne tout aussi bien. L’enseignante Kate Severino a déclaré que cette stratégie est assez simple pour qu’un enfant soit capable de l’expliquer à toute la classe.

« Tout le monde dans la salle s’est en quelque sorte arrêté et s’est dit : « Oh, c’est quelque chose qui est vraiment cool » », a-t-elle dit. C’était un changement énorme pour moi, parce que souvent, en tant que professeur de mathématiques, lorsque vous demandez à un enfant comment il a résolu un problème et qu’il répond : « Oh, je l’ai fait dans ma tête », il n’a absolument aucune idée de comment l’expliquer. Ils se disent : « Oh, la réponse m’est venue à l’esprit. Mais cela n’arrive jamais, nous savons que cela n’arrive pas, il y a toujours un processus. »

Elle veut que les enfants sachent comment les stratégies fonctionnent, et qu’ils choisissent le processus qui leur convient.

Angela McIver n’est pas d’accord. Elle a vu sa fille faire cela à l’école primaire, et a été frustrée que sa fille doive expliquer autant de choses juste pour un simple problème de mathématiques

« Ils enseignent des stratégies pour résoudre des problèmes qui sont très inefficaces », a-t-elle dit.

McIver a été professeur de mathématiques dans un collège, mais maintenant elle a une entreprise qui gère un club de mathématiques. Tout ce processus est un fardeau inutile pour les enfants de l’école primaire, a-t-elle dit.

« Beaucoup d’enfants arrivent à l’école primaire avec… des choses qu’ils connaissent, comme… 7 plus 4 font 11. Mais dans les classes inférieures, beaucoup de temps est passé à déconstruire 7 plus 4, et les enfants doivent écrire … expliquer comment ils savent que … 7 plus 3 est 10, puis ils ajoutent 1. Donc, cela défait les compétences que nous essayons de construire. »

Si nous obligeons les enfants à montrer leur travail pour des problèmes de mathématiques simples, dit McIver, cela ne fait qu’enliser leur processus de réflexion alors qu’ils devraient devenir rapides et bons dans les problèmes faciles comme base pour des problèmes plus difficiles.

« Beaucoup de contenu est traité dans les classes inférieures … et les enfants ne maîtrisent rien », a-t-elle dit.

Elle a donc une deuxième solution pour notre crise nationale des mathématiques.

Au début d’une session de son entreprise, Trapezium Math Club, les élèves sont assis en cercle sur le sol, avec un élève au milieu. Ils font ce qu’on appelle du skip counting – compter vers le haut puis vers le bas par multiples. C’est comme mémoriser et relire les résultats des tables de multiplication, mais avec une limite de temps de 30 secondes. Par exemple, le comptage rapide par 6 se déroule comme suit : 6, 12, 18, etc.

C’est comme une mémoire musculaire pour faire des calculs simples très rapidement.

Par exemple, si vous avez besoin de 50 œufs pour une énorme vente de pâtisseries, mais que l’épicerie n’a que des cartons de 6, une personne douée pour le comptage par sauts pourrait rapidement arriver à 48, puis savoir rapidement qu’il faut 9 paquets de 6 pour obtenir 50 œufs.

McIver a déclaré que son approche est plus que de compter rapidement. La fluidité qui découle de la répétition et de la mémorisation crée une carte mentale pour les nombres, ce qui aidera lorsque les élèves passeront à des concepts plus difficiles comme les fractions et l’algèbre, dit-elle.

Et dans cette approche, elle et ses enseignants essaient de rendre cela amusant. Les enfants apprennent des astuces mathématiques et jouent à des jeux, et ils sont impatients de faire des mathématiques.

Il y a donc ces deux façons différentes d’enseigner les maths : l’une avec un grand accent sur la démonstration de votre travail – démontrant que vous comprenez les concepts derrière les calculs et les réponses ; l’autre avec un accent sur la vitesse et la mémorisation.

L’approche que les enfants apprennent à l’école peut varier beaucoup, selon qu’ils vont à l’école publique ou privée et où ils vivent aux États-Unis. Cela rend difficile de faire des évaluations nationales des approches les plus utilisées dans les écoles. Mais les experts disent que la plupart des enfants aux États-Unis apprennent probablement encore en suivant les procédures rigides que des générations d’élèves ont apprises avant eux.