Intégrer l'abaque dans l'enseignement des maths

Dans un monde en constante évolution, l'éducation doit s'adapter pour préparer les enfants aux défis du XXIe siècle. Dans nos sociétés où les calculatrices et les technologies numériques sont omniprésentes, l'enseignement des mathématiques est confronté à de nouveaux défis. L'un de ces défis concerne l'acquisition de compétences mathématiques solides. Dans cet article, j’encourage les décideurs éducatifs et enseignants à ne pas négliger les solutions culturellement pertinentes pour l’enseignent/apprentissage des mathématiques. Le soroban, également connu sous le nom d'abaque, est un des facteurs expliquant la haute performance des asiatiques en mathématiques et son usage devrait davantage être démocratisé dans le monde, et surtout en Afrique.

Contexte et problème

Dans l'ère numérique actuelle, les enfants sont exposés très tôt aux technologies numériques et aux calculatrices, ce qui peut limiter leur compréhension des concepts mathématiques fondamentaux. De plus, des études montrent que l'utilisation excessive des technologies peut affecter négativement la capacité des enfants à effectuer des calculs mentaux et conceptualiser des opérations mathématiques plus complexes. En conséquence, beaucoup d'éducateurs et de chercheurs reconnaissent le besoin de réintroduire des méthodes d'apprentissage plus traditionnelles pour renforcer les compétences de base en mathématiques.

Une solution ancestrale d’utilité contemporaine

Le soroban, ou boulier japonnais, est utilisé depuis des siècles dans les cultures asiatiques et c’est l’une des raisons de la haute performance des pays asiatiques au PISA (Programme for International Student Assessment). Le rapport PISA 2022 révèle que les niveaux en mathématiques les plus élevés sont tous de pays asiatiques : Singapour, Macao, Taïwan, Hong Kong et le Japon. Les pays les moins performants sont le Cambodge, le Paraguay, la République dominicaine, le Salvador et le Guatemala.

De nombreuses études ont démontré que l'utilisation du soroban peut conduire à une amélioration significative des compétences de calcul mental, de la vitesse de calcul et de la précision des résultats. Par exemple, cette étude a révélé que les élèves utilisant le soroban ont démontré une amélioration de 30% de leur vitesse de calcul mental. C’est pourquoi, le soroban est graduellement utilisé dans plusieurs pays à des fins d'enseignement des mathématiques, et des initiatives ont également été observées aux États-Unis, au Brésil, et en Inde.

7 atouts par rapport aux autres méthodes d’enseignement

Le Soroban présente certains avantages pédagogiques par rapport aux méthodes d'enseignement contemporaines :

1. Apprentissage par la pratique : Le maniement du Soroban permet un apprentissage tactile et moteur des opérations mathématiques, ce qui favorise la mémorisation.
2. Développement de la logique : La disposition des boules encourage le raisonnement logique pour résoudre les problèmes de calcul mental.
3. Rapidité de calcul : La maîtrise du Soroban rend les opérations plus fluides et rapides qu'avec du papier/crayon.
4. Coordination œil-main : Son utilisation stimule la coordination entre la vue et le toucher.
5. Motivation ludique : Sa forme de jeu de comptage rend l'apprentissage des maths plus attrayant
6. Apprentissage sans erreur : Contrairement à l'écrit, il n'y a pas de risque d'erreur de frappe ou d'effacement, ce qui aide la concentration.
7. Portabilité : Son format compact le rend pratique pour s'entraîner partout.

Comment ça marche?

Vidéo YouTube sur le calcul avec un soroban

Le soroban est composé de perles manipulées sur des tiges. La manipulation des perles du soroban nécessite une attention soutenue, favorisant ainsi une meilleure focalisation et une absorption plus profonde des concepts mathématiques. Cette méthode d'utilisation implique l'apprentissage de la numération décimale positionnelle et des opérations mathématiques de base. Cette approche renforce la compréhension des concepts mathématiques fondamentaux et favorise une meilleure visualisation des opérations, ce qui conduit à des compétences mathématiques plus solides.

Une opportunité pour les pays africains ?

Les mathématiques, bien qu’étant une discipline fascinante, sont l’objet de préjugés et parfois de rejet par les jeunes en Afrique[1]. Christophe Fotso, un enseignant camerounais de mathématiques, a constaté lors de la correction de copies de maths de 3000 élèves – candidats au Brevet d’étude du premier cycle (BEPC) – que moins de de 100 copies avaient obtenu une note supérieure ou égale à 10 sur 20.

Cela l’amena à s’interroger sur les facteurs justifiant cette faible performance : « qu’est-ce que les enseignant·e·s de mathématiques disent aux enfants en classe, qu’est-ce qui explique ce taux d’échec si élevé ? Est-ce que ce sont les contenus ? Les méthodes d’enseignement ? »

Ces interrogations l’ont conduit à rechercher les pratiques d’enseignement-apprentissage des mathématiques en Afrique et faire des propositions d’amélioration. Parmi les propositions suggérées, je pense que l'introduction du soroban serait d’une valeur ajoutée pour les raisons ci-dessous :

• Le soroban, bien que majoritairement pratiqué dans les pays asiatiques, a des origines d’Afrique, notamment l’Egypte. L'historien grec Hérodote a mentionné l'existence du boulier dans l'Égypte ancienne. Il écrit que les Égyptiens manipulaient les cailloux de droite à gauche, à l'inverse de la méthode grecque qui va de gauche à droite[2].
  
  
• Le soroban favorise une meilleure compréhension des concepts mathématiques fondamentaux tels que l'arithmétique, les opérations et la numération. Des concepts qui demeurent difficiles pour les élèves africains du fait de son enseignement théorique et peu lié aux pratiques quotidiennes. Il ne s'agit plus d'amener les élèves à mémoriser les formules, mais de ramener les formules aux réalités quotidiennes.
  
  
• Le soroban est un outil simple, ne nécessitant pas de ressources éducatives sophistiquées. Il peut être utilisé dans des environnements avec des ressources limitées, offrant ainsi une solution éducative pratique pour les pays africains confrontés à des défis d'accessibilité aux technologies modernes.
  
  
• Le caractère tangible du soroban et son aspect interactif peuvent susciter l'intérêt des élèves pour les mathématiques, favorisant ainsi un meilleur engagement et une plus grande motivation à apprendre cette matière.

Enfin, introduire le soroban valorisera et préservera des pratiques culturelles traditionnelles, offrant ainsi une dimension supplémentaire à l'apprentissage des mathématiques. En effet, il est nécessaire d’adopter une approche ethnocentrique dans l’enseignement des mathématiques car l’on prend naturellement à partir des objets, outils et méthodes qui sont naturellement présents dans l’environnement quotidien. C’est le cas par exemple au Burkina Faso où des paysans illettrés de l’ethnie Siamous – étudiée par Kalifa Traoré et Souleymane Barry – dispose de pratiques mathématiques à l’aide de la construction de cases rectangulaires ; et ils proposent une voie africaine en didactique des mathématiques. Les mathématiques sont à la portée de tous et toutes pourvu que chacun et chacune, en repoussant ses limites, s’y adonne avec ténacité, efficacité et persévérance dans le strict respect des principes de raisonnement qui relèvent d’un esprit scientifique.

En définitive, les avantages du soroban en termes de concentration, de calcul mental, de compréhension des concepts mathématiques et de précision sont appuyées par des études et des statistiques convaincantes. Il est donc impératif que les éducateurs et décideurs dans le domaine de l'éducation considèrent sérieusement l'adoption du soroban comme un outil complémentaire pour offrir aux enfants une base solide en mathématiques et renforcer leurs compétences cognitives. En adoptant le soroban, nous offrons aux enfants une approche pédagogique enrichissante et stimulante pour développer leurs compétences mathématiques, les préparant ainsi à relever les défis mathématiques de demain.


Références

[1] Ceci est partiellement le fruit d’un oubli historique, lorsqu’on sait que l’Afrique a grandement contribué au développement de la pensée mathématique. Alexandrie, le foyer scientifique et mathématique de la Grèce, était en sol égyptien. C’est en Alexandrie que les mathématiques grecques connaîtront leur apothéose et plusieurs grands mathématiciens dans l’histoire sont d’Alexandrie : Euclide, Ptolémée, Héron, Diophante, etc. Bien plus, l’algèbre classique, vieille de plus de 4000 ans, a aussi vu le jour en Égypte ancienne et en Babylone. Une meilleure connaissance des contributions des africains au développement des mathématiques aiderait à démystifier les mathématiques auprès des jeunes africains.

[2] Smith, David Eugene (1958). History of Mathematics. Dover Books on Mathematics. Vol. 2: Special Topics of Elementary Mathematics. Courier Dover Publications.

Les défis de l’enseignement des mathématiques dans l’éducation de base - Michèle Artigue - Unesco
https://www.apmep.fr/Les-defis-de-l-enseignement-des-9866

Abaque - Wikipédia
https://fr.wikipedia.org/wiki/Abaque_(calcul)

Aperçu de la situation des mathématiques en Afrique et interpellation - David Békollè - Éditions science et bien commun
https://scienceetbiencommun.pressbooks.pub/mathematiqueafrique/chapter/apercu-de-la-situation-des-mathematiques-en-afrique-et-interpellation/

Challenges in mathematics and statistics teaching underpinned by student – lecturer expectations - Deepak Parashar - European Journal of Science and Mathematics Education
https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1107657.pdf

Assessing the Challenges of Learning and Teaching of Mathematics in Second Cycle Institutions in Ghana
https://www.researchgate.net/figure/Challenges-with-the-teaching-and-learning-of-mathematics_fig1_267567709

Classement des États par niveau des élèves en mathématiques (PISA 2022) - Atlasocio.com
https://atlasocio.com/classements/education/pisa/classement-etats-par-niveau-mathematiques-pisa.php

Mathematics Learning Challenges and Difficulties: A Students’ Perspective - David Wafula Waswa & Mowafaq Muhammed Al-kassab
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-99-0447-1_27

Children Do Much Better in Math When Music is Added to the Lesson: New Study
https://www.goodnewsnetwork.org/role-that-music-has-on-mathematics-achievement/

En Afrique, il faut rendre les mathématiques plus pratiques »-  Mouhamed Moustapha Fall -  Szymon Jagiello
https://www.lepoint.fr/afrique/en-afrique-il-faut-rendre-les-mathematiques-plus-pratiques-21-04-2023-2517298_3826.php#11

Constats généraux sur les pratiques d’enseignement-apprentissage et expérimentation des mathématiques
https://scienceetbiencommun.pressbooks.pub/afriquemath/chapter/constats-generaux-sur-les-pratiques-denseignement-apprentissage-et-experimentation-des-mathematiques/

La problématique d'une voie africaine en didactique des mathématiques : vrais et faux enjeux - Kalifa Traoré - Souleymane Barry - https://emf.unige.ch/files/8014/5389/0085/EMF2006_GT3_Traore_Barry.pdf

Les Défis de l'enseignement des mathématiques dans l'éducation de base
International Group of Experts on Science and Mathematics Education Policies, Paris, 2009 [4]
https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000191776