Il est tard, les devoirs devraient être terminés et le repas chauffe déjà. Mais à la table à manger, l’enfant se débat encore avec son problème de maths. Tête baissée sur sa feuille, abattu, il relit la consigne dans sa tête qui ne peut plus rien imprimer, tandis que le parent tente de lui expliquer tant bien que mal, perd patience et s’énerve…
Un scénario qui parle à nombre de familles, tant les devoirs de maths qui tournent au vinaigre ont marqué des générations d’enfants. Au point que le CNRS a lancé en mars une vaste consultation intitulée « Aux maths citoyennes et citoyens », accessible jusqu’au 30 avril sur le site consultation-maths.fr, pour « comprendre pourquoi on entend souvent : “j’ai détesté les maths” »
Car oui, les petits Français sont fâchés avec les maths, comme le montrent les évaluations internationales. Après PISA en 2022, c’est l’enquête TIMSS, parue en décembre 2024, qui s’en fait l’écho. Réalisée en 2023, l’étude qui évalue tous les quatre ans les compétences des élèves de CM1 et de 4e en mathématiques et en sciences dans une cinquantaine de pays pointe le retard de la France en la matière, qui arrive bonne dernière parmi les pays européens.
Des petits français fâchés avec les maths
Selon l’enquête, les élèves français sont aussi plus nombreux que dans les pays de l’OCDE à ne pas maîtriser les compétences élémentaires en maths, avec des difficultés accrues en fractions et nombres décimaux. Leur valant une perte d’intérêt pour les mathématiques dès le CM1.
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Avec ses formules étranges écrites en symboles, les mathématiques sont un langage en soi dont il faut bien intégrer les bases dès l’école maternelle, au risque de se retrouver perdu lorsque le niveau d’abstraction augmente. « Souvent, on pense que des notions sont innées alors qu’elles doivent être acquises, affirme M me Malbos, enseignante en grande section de maternelle à l’école Jules-Ferry de Villeurbanne.
En maternelle, l’objectif est de comprendre la notion de quantité – il faut bien comprendre les petites pour pouvoir maîtriser les plus grandes –, les relations entre les nombres – plus petits/grands que – et la décomposition du nombre. On fait ensuite des petits problèmes additifs et soustractifs, sans utiliser la notion d’addition et soustraction. »
Pour cela, l’enseignante a recours à des mises en situation dans lesquelles les enfants doivent par exemple répartir le grain équitablement entre les animaux de la ferme. « On est dans la manipulation et on essaie de rentrer dans l’abstraction, résume-t-elle. On fait des jeux très simples au début, puis de plus en plus complexes où l’enfant doit visualiser le problème dans sa tête. »
Manipuler les maths
Passer par la manipulation pour rendre concrètes des notions abstraites, tel est le B.A-BA de l’enseignement des maths. Utilisée dans les petites classes, elle se perd par la suite pour laisser place à des cours plus théoriques avec des tables de multiplication à apprendre par cœur et des manuels scolaires pas toujours clairs.
Une approche concrète est pourtant de mise pour expliciter le sens des mathématiques tout au long de la scolarité des enfants. « Les maths sont une science expérimentale ; pour les enfants, c’est important de les lier à la manipulation pour leur donner vie et du sens », appuie Olivier Druet, directeur de la Maison des mathématiques et de l’informatique (MMI) à Lyon.
Créé en 2012 et géré par des enseignants-chercheurs, ce centre de médiation des savoirs dédié aux sciences mathématiques accueille les enfants lors de stages ou d’activités le samedi après-midi pour « les émerveiller devant les maths » grâce à une approche ludique et vivante. « Je prends souvent l’exemple de la musique, reprend Olivier Druet : au Conservatoire, la méthode à l’ancienne consistait à d’abord apprendre ses gammes. Mais il y a une autre façon de faire de la musique qui est d’abord d’en jouer. »
Programmation, robotique et arithmétique deviennent alors à la MMI des terrains de jeux lors d’expositions, ateliers et même de contes mathématiques pour les plus jeunes. « Par exemple, Le Conte du Roi tout droit, un tyran qui n’accepte que les lignes droites, va nous amener à nous demander comment transformer une ligne droite en courbe », décrit le directeur.
Une pédagogie active
Cette approche vivante, c’est aussi celle d’EbulliScience, association lyonnaise qui œuvre depuis 1998 pour la promotion d’une culture scientifique pour tous. Dans ses trois accueils de loisirs à Gratte-Ciel, Berthelot et Sans-Souci, elle reçoit les enfants de 3 à 12 ans en périscolaire ou extrascolaire lors de stages ou d’ateliers où jeux et expériences autour des maths et des sciences passionnent les petites têtes. Le credo de l’association : une pédagogie active qui place l’enfant en situation de chercheur·euse.
Une approche ludique pensée par le fondateur d’EbulliScience Henri Latreille, enseignant-chercheur de l’INSA et ancien mauvais élève. « Un jour, il a eu la chance de rencontrer un enseignant qui faisait découvrir les sciences autrement et il a alors voulu transmettre cela à d’autres enfants, raconte Blandine Déjean, directrice d’EbulliScience.
Il s’est alors inspiré des musées en Amérique du Nord où l’on découvre les sciences par la pratique et la manipulation. Avec les maths, c’est central de passer par le faire pour intégrer les notions abstraites. » Alors chez EbulliScience, les enfants « observent, touchent, élaborent des théories, testent par l’expérimentation… »
Des pédagogies en lien avec la renommée méthode de Singapour « qui consiste à mettre l’enfant au cœur de son apprentissage pour qu’il comprenne en faisant lui-même le chemin intellectuel », présente Blandine Déjean. Conçue à Singapour dans les années 80, cette méthode de mathématiques a hissé les élèves singapouriens au premier rang des évaluations TIMSS et PISA.
La méthode de Singapour
Elle repose sur une approche « concrète, imagée, abstraite », inspirée des trois stades du développement intellectuel définis par le psychologue Jerome Bruner, traduits en France par la formule « manipuler, représenter, abstraire ». Cette approche permet d’accompagner l’enfant du concret vers l’abstraction en ancrant les leçons dans son quotidien, avec des manipulations d’objets et des mises en situation.
Après la phase de manipulation vient la phase de représentation (schéma, diagramme). Essentielle pour passer à la phase d’abstraction, elle permet aux enfants de faire le lien entre la manipulation qu’ils viennent de faire et les formules mathématiques, écrites en symboles.
Une méthode qui, surtout, « remet la réflexion au cœur des mathématiques », résume Monica Neagoy. Spécialiste de la méthode en France, cette mathématicienne américaine a été membre de la commission Villani-Torossian (du nom du mathématicien Cédric Villani), chargée en 2018 par l’ancien ministre de l’Éducation nationale d’un rapport pour l’amélioration de l’enseignement des mathématiques.
« Monica Neagoy a analysé ce que font les enseignants en France et appelle à en sortir, commente Blandine Déjean, bien au fait des débats. Cédric Villani, qui était venu observer ce que nous faisons à EbulliScience, a lui-même recommandé la méthode de Singapour dans son rapport. » En 2023, Gabriel Attal, alors ministre de l’Éducation nationale, annonçait en effet vouloir intégrer progressivement la méthode, aujourd’hui appliquée dans 70 pays.
Repenser la formation des professeurs
Pas si simple cependant de l’appliquer en France. « Avec l’Éducation nationale, le problème, c’est le temps, analyse Olivier Druet. Les professeurs font avec les moyens du bord ; ils ont un programme à suivre avec un certain nombre de choses à enseigner : les enfants n’ont pas le temps d’expérimenter les maths. » « Plus ça va, plus on nous demande d’enseigner de choses, concède Mme Malbos. En maternelle, on met l’accent sur l’empathie pour prévenir le harcèlement scolaire. C’est important, mais c’est vrai qu’après, on a moins d’heures pour les fondamentaux… »
Là où de lourds programmes obligent les professeurs à avancer pendant que certains élèves décrochent, la méthode de Singapour est elle très attentive au décrochage. En outre, les enseignants y sont bien rémunérés et formés tout au long de leur vie. Dans son rapport de 2018, Cédric Villani constate : « Nombreux sont les professeurs des écoles qui se sentent fragiles, voire incompétents en mathématiques. […] Par ailleurs, [ils] doivent enseigner plusieurs disciplines pour lesquelles leur niveau d’expertise peut être variable. »
Des outils pédagogiques pour enseigner les maths
Pour Mme Malbos en effet, la formation initiale ne suffit pas à développer sa pédagogie. « La difficulté du professeur des écoles, c’est qu’il doit enseigner toutes les matières. Or on ne peut pas être spécialiste en tout du seul fait de sa formation initiale. Il faut pourtant avoir des compétences en maths importantes pour comprendre pourquoi les enfants ne comprennent pas. »
Enseignante en CM2 à Vénissieux, Mathilde Vial nuance : « Quand on passe le concours, on a une épreuve de maths de niveau 3e, donc en théorie, on est armés pour les enseigner. Après, tout dépend des profils : moi, j’ai une licence de maths donc je suis à l’aise avec cette matière, mais j’ai certaines collègues qui l’appréhendent. »
Concernant la formation continue, « on a 18h par an, mais ces heures ne pas seulement consacrées aux maths, reprend l’enseignante. Et puis parfois, en formation, on nous dit de faire de telle manière, mais on ne nous explique pas toujours comment le faire concrètement. » Ainsi le rapport Villani-Torossian appelait-il à renforcer les compétences en maths des professeurs des écoles, mais aussi à leur donner des outils pédagogiques pour savoir transmettre ces connaissances aux élèves.
EbulliScience et la MMI dans les écoles
En attendant, certaines écoles font appel aux associations pour outiller les enseignants. En lien avec l’Éducation nationale, EbulliScience intervient dans des classes de la métropole et en région où elle propose des programmes élaborés avec une chercheuse spécialiste en didactique des maths afin de créer l’appétence pour cette matière dès la petite enfance.
Depuis trois ans, c’est au sein de plusieurs groupes scolaires de Villeurbanne, de la maternelle à l’élémentaire – dont la classe de M me Malbos –, que l’association mène le projet « Ma salle mobile de découvertes scientifiques » : des expériences prêtes à l’emploi pour rendre les sciences concrètes et amusantes. Le tout monté sur du mobilier mobile déplaçable de classe en classe.
Cette expérimentation sur plusieurs années, menée avec la Ville et le dispositif Cité éducative, vise à former les équipes éducatives à la pédagogie active et à la démarche d’investigation. Enseignants, Atsem et personnel périscolaire sont ainsi initiés aux méthodes et outils d’EbulliScience pour pouvoir mettre en place des ateliers de manipulation scientifique en autonomie. La MMI accompagne elle aussi les enseignants.
La magie des mathématiques
Depuis l’année dernière, elle intervient dans 15 classes REP à Vénissieux avec son projet Maths et magie, dont celle de Mathilde Vial. « Un intervenant de la MMI vient deux fois par an pour présenter des tours de magie qui font appel aux maths et nous en explique certains pour que nous puissions les refaire avec les élèves, décrit-elle. Les enfants sont à fond ; ils ne se rendent pas compte qu’ils font des maths ! »
Maths et magie n’est qu’un axe d’un projet initié dans 58 classes de Vénissieux par la coordinatrice du réseau d’éducation prioritaire. Intitulé « Une culture scientifique pour toutes et tous », le projet fait aussi appel à la conteuse-mathématicienne Marie Lhuissier qui vient jouer ses spectacles dans les écoles et chaque classe a bénéficié d’une malle de jeux qui mobilisent la logique ou le calcul mental.
Retrouver le plaisir de faire des maths
Autant de bonnes idées pour redonner aux enfants l’envie de faire des maths. Car c’est bien l’enjeu, selon le directeur de la MMI : « Si le rapport des enfants aux maths se limite à apprendre ses tables par cœur, c’est voué à l’échec. Il faut les motiver intellectuellement. Les enfants ont naturellement envie de se surpasser. On peut leur donner des défis intellectuels qui les mettent dans une démarche de recherche. »
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C’est en plaçant ainsi au centre le plaisir qu’à l’enfant à jouer avec les nombres que la méthode de Singapour est un tel succès. En stimulant les émotions positives, l’enfant est alors plus à même de réfléchir, là où les émotions négatives – comme un parent qui s’énerve pendant les devoirs – paralysent les capacités analytiques.
Le droit à l’erreur
Cela nécessite aussi de changer notre rapport à l’erreur pour en faire, comme à Singapour, un outil d’apprentissage. « La plupart du temps, les maths, c’est juste ou c’est faux, et si on s’est trompé, c’est qu’on a mal appris, déplore Olivier Druet. Alors que les maths, c’est au contraire le droit à l’erreur : c’est tester, écarter une hypothèse qui n’a pas fonctionné, essayer autrement… L’erreur fait partie de la recherche. »
Partant de là, les devoirs pourraient alors devenir un temps ludique dans lequel l’enfant forme un duo de chercheurs avec le parent. « C’est important que les parents soient impliqués, confirme Olivier Druet. C’est pour ça que nos ateliers du samedi sont en duo parent-enfant. Ils découvrent ainsi une autre façon de faire des maths qui peut se prolonger à la maison. »
Et si l’enfant bloque décidément sur ses exercices ? « N’en faites pas un drame ! Ne les braquez pas définitivement », prévient le directeur qui invite à sortir du mythe de « la bosse des maths » selon lequel on est bon en maths ou on ne l’est pas, et qui peut amener l’enfant à s’exclure des mathématiques. « S’il ne s’y identifie pas, il intègre que ce n’est pas pour lui. Or on ne peut pas dire d’un enfant de 8 ans qu’il est mauvais en maths, affirme Olivier Druet. Les maths ne sont pas innées : comme toute chose, ça s’apprend. »
Apprendre à réfléchir
Et les maths pourraient bien nous apprendre plus que compter la monnaie. « Les enfants savent qu’aujourd’hui avec une calculatrice, on résout tout : à quoi ça sert d’apprendre ses tables ?, ironise Blandine Déjean. Ça sert à acquérir des savoir-faire pour résoudre des problèmes. Être bon en maths, ce n’est pas résoudre des opérations compliquées : c’est apprendre à réfléchir. C’est se demander : quelle est ma stratégie ? Qu’ai-je observé ? À quoi ai-je pensé ? »
De cette manière, l’enfant développe des outils intellectuels qu’il pourra utiliser dans d’autres contextes. « Les maths, c’est une façon de raisonner qui touche tous les domaines de la vie, pense M me Malbos. Certes, Chat GPT nous donnera les réponses à notre devoir de maths. Mais cet effort de se questionner, d’émettre et tester des hypothèses, aucun outil, ni calculette ni Chat GPT, ne peut nous le donner. Il faudra toujours faire un effort intellectuel pour envisager d’autres schémas de pensée. En développant cette aptitude à se questionner et à raisonner, les maths nous rendent plus éclairés. »
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