Bulletin de l’APMEP. N° 484. p. 633-644. L’esprit des probabilités de l’école au lycée.
Une version texte intégral est en téléchargement sur le site Bibliothèque numérique des IREM et de l’APMEP Télécharger
Auteurs : Roser Erick ; Schwartz Claudine
Résumé
L’article propose des pistes pour nourrir la réflexion sur des progressions possibles, de l’école au lycée, d’un enseignement moderne de la théorie des probabilités, prospective à long terme, l’école n’étant pas actuellement concernée. On distingue trois temps :
– l’école élémentaire : le temps des dés ;
– le collège : le temps de la simulation ;
– le lycée : le temps de la théorie.
Les réponses à un questionnaire des élèves de l’école élémentaire reflètent une connaissance a priori de la notion de hasard. A l’aide de lancer de dé, on peut les faire réfléchir sur l’indépendance des résultats, vue sous l’angle d’absence de mémoire.
Au collège, la réflexion pourra porter sur la notion de « dé équilibré » et de tirage de boules « au hasard » dans une urne. Le lancer de deux dés à N faces peut être réalisé par l’élève lui-même, ou par simulation par un dé « électronique », avec réalisation de représentations graphiques pour obtenir une distribution de probabilités et une approche d’une loi empirique des grands nombres.
Au lycée la simulation par un « dé électronique » d’une loi équirépartie sur un ensemble fini amène à la loi empirique, et au « théorème » de la loi des grands nombres. On définit ensuite l’intervalle de dispersion ou de fluctuation par exemple au niveau 0,95, et l’intervalle de confiance (ou fourchette) au niveau 0,95. Viennent ensuite les probabilités conditionnelles, les variables aléatoires et distributions de probabilités : lois discrètes (lois équiréparties, lois binomiales, de Poisson), lois continues (lois uniformes, exponentielles de Gauss). Quelques processus avec mémoire simple peuvent être abordés, notamment les chaînes de Markov.
La formation en statistique a vocation à s’adresser à tous les élèves, pour être en mesure d’exercer leur citoyenneté tant pour des applications professionnelles, que pour prendre une part active aux débats démocratiques.
Notes
Cet article est publié sous la rubrique « Dossier : Les probabilités ».
Il est également paru dans Mathématice n° 13.
Le Bulletin de l’APMEP (appelé « Bulletin Vert ») s’efforce, par des articles de fond : de couvrir l’actualité de l’enseignement des mathématiques de la maternelle à l’université, de contribuer à la formation approfondie des enseignants, d’entretenir, chez ceux-ci, l’esprit de recherche et de susciter des échanges avec ses lecteurs.
Il paraît 5 fois par an de sa création à 2018, année où suite à un changement de politique éditoriale, l’APMEP publie une revue unique Au Fil des Maths – le Bullletin de l’APMEP.
Données de publication
Éditeur Association des Professeurs de Mathématiques de l’Enseignement Public (APMEP) Paris , 2009 Format 17 cm x 24 cm, p. 633-644
ISSN 0240-5709
Public visé chercheur, enseignant, formateur Niveau 1re, 2de, 3e, 4e, 5e, 6e, collège, école élémentaire, lycée, terminale Âge 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 6, 7, 8, 9
Type article de périodique ou revue Langue français Support papier
Classification
Mots-clés
- approche expérimentale
- chaîne de Markov
- convergence des fréquences
- dé électronique
- dé équilibré
- distribution des fréquences
- effectif – statistique –
- enseignement de la combinatoire
- enseignement de la statistique
- enseignement des probabilités
- esprit critique
- expérience aléatoire
- fréquence observée
- fréquence théorique
- interdisciplinarité
- intervalle de confiance
- intervalle de fluctuation
- jeu de Franc-Carreau
- liaison collège-lycée
- liaison école-collège
- loi binomiale
- loi de Laplace-Gauss
- loi de Poisson
- loi de probabilité
- loi de probabilité continue
- loi de probabilité discrète
- loi des grands nombres
- loi empirique
- loi équirépartie
- modèle probabiliste
- probabilité conditionnelle
- probabilité d'un événement
- problème de dés
- protocole expérimental
- représentation du hasard
- représentation graphique
- simulation avec une calculatrice
- simulation d'une expérience aléatoire
- simulation d'une loi de probabilité
- tirage avec remise
- tirage dans une urne
- variable aléatoire