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Tics et mathématiques

Responsable du projet  :

Sandra Larouche,  EHDAA au secondaire, école  Jean-Gauthier

 

Présentation du projet

L’école secondaire Jean-Gauthier est située dans une partie rurale de la région du Lac St-Jean au Québec (Canada). Elle compte cinq cent quinze (515) élèves, dont 30% sont à risque, handicapés ou en difficulté d’adaptation ou d’apprentissage (EHDAA). La direction de cet établissement, en collaboration avec l’équipe-école, travaille à intégrer tous ces élèves dès la première année du secondaire. Ces réalités ont évidemment des incidences sur la nature des tâches des enseignants. Pour différencier et adapter leur enseignement aux besoins des élèves en difficulté, les enseignants ont grandement besoin de soutien. Le présent projet a pour but principalement de mieux outiller les élèves de l’école secondaire Jean Gauthier dans le développement de leur raisonnement en mathématique et dans la pratique de la résolution de problèmes par la réalisation et la mise en place de capsules virtuelles portant sur des objets d’apprentissage du programme de mathématiques jugés faiblement réussis lors des évaluations de fin d’année.     

 

Problématique et contexte

1. La Problématique

L’école secondaire Jean-Gauthier est située dans une partie rurale de la région du Lac St-Jean au Québec (Canada). Elle compte cinq cent quinze (515) élèves, dont 30% sont à risque, handicapés ou en difficulté d’adaptation ou d’apprentissage (EHDAA). La direction de cet établissement, en collaboration avec l’équipe-école, travaille à intégrer tous ces élèves dès la première année du secondaire. Ces réalités ont évidemment des incidences sur la nature des tâches des enseignants qui se doivent d’enseigner plus d’une matière et à plus d’un niveau scolaire. De plus, pour différencier et adapter leur enseignement aux besoins des élèves en difficulté, les enseignants ont grandement besoin de soutien. Car même si le nombre d’enseignants en adaptation scolaire est passé de un à quatre sur trois ans, l’ajout de ce personnel qualifié auprès d’élèves en difficulté n’a pas influencé d’une manière significative la réussite des élèves en mathématiques.Les résultats d’évaluation de fin d’année scolaire en mathématiques en font la preuve.

Schleicher (2007) souligne que les élèves recevant des enseignements d’un enseignant performant progressent trois fois plus vite que ceux soumis à un enseignant moins performant. Par ailleurs, selon cette auteure, les élèves en situation d’échec à 11 ans n’ont que 26% de chances de réussir les épreuves d’évaluation qu’ils subiront à l’âge de 14 ans. À cet âge, la probabilité qu’un élève en situation d’échec obtienne son diplôme d’études secondaires chuterait à 6% à peine. De plus, une recherche conduite par Zentall (1986) mentionne que beaucoup d’enfants catégorisés TDA ou TDAH sont sous-stimulés et qu’ils requièrent une plus forte dose d’excitation que la personne « moyenne ». Ces différents éléments ont contribué à la définition des questions de recherche.Les travaux de Bandura (2007), sur la perception de l’efficacité professionnelle des enseignants, démontrent que plusieurs enseignants, parmi ceux ayant une pratique auprès des élèves en difficulté, perdraient confiance en leur capacité de les faire évoluer au fil de temps et auraient tendance à se voir comme des enseignants moins performants.De plus, on constate entre la deuxième et la troisième année du secondaire une baisse de 22 % à la compétence « Résoudre une situation-problème » et une baisse de 25 % à la compétence « Raisonner à l’aide de concepts et de processus mathématiques ». Certes, il s’agit des élèves en général, mais comme les résultats des élèves en difficulté sont intégrés aux résultats généraux et que les résultats généraux sont très faibles, il est possible d’affirmer que les résultats des élèves en difficulté le sont également. Ces éléments ont conduit à la formulation des questions suivantes pour le présent projet de recherche :

i) Comment arrimer le développement de compétences prescrites dans le Programme de Formation de l’École Québécoise (PFEQ, 2001, 2006) et les connaissances antérieures des élèves ?

ii) Compte tenu des résultats plus faibles à la première année du deuxième cycle (en troisième année du secondaire), comment pédagogiquement assister ces élèves dans la réussite scolaire afin qu’ils puissent poursuivre leur scolarisation dans l’une des séquences mathématiques de la quatrième année du secondaire ?

iii) Comment arriver à mieux soutenir les élèves en difficulté sans ajouter des ressources humaines ?

 

Ce projet peut conduire à observer une évolution positive concernant les changements de pratiques des enseignants face aux élèves EHDAA, une utilisation accrue et variée de capsules virtuelles mathématiques par les différents acteurs impliqués (les élèves, les enseignants et les parents) et l’influence des stratégies d’anticipation sur la résolution de problèmes auprès des élèves. 

 

Compte-rendu

Les principales étapes de réalisation se sont amorcées une fois l’autorisation acheminée par le MELS à la direction de l’école en octobre. Ce qui implique que des modifications ont été faites au calendrier de planification. Ainsi, les spécifications à l’affichage pour les postes d’enseignants en mathématique concernés par la recherche ont été impossibles à inscrire. L’équipe d’enseignants en mathématiques de l’école Jean-Gauthier a été informée du projet lors d’un dîner à l’automne. Suite à cette rencontre, un comité de travail s’est formé : enseignants en mathématiques, direction, responsable TIC et professeure de l’UQAC. Le contenu des premières rencontres visait le développement d’une compréhension commune du projet, une prise en compte des préoccupations pédagogiques et didactiques des enseignants, l’identification des besoins des élèves EHDAA en plus de la formation et du soutien technique pour l’élaboration des capsules virtuelles. Plus les rencontres avancaient, plus la manifestation du sentiment de satisfaction professionnelle émergeait dans les propos des enseignants. L’un des plus grands défis a été la sélection de la technologie pour créer les capsules et choisir une démarche afin de les rendre accessibles sur le site de l’école Jean-Gauthier.  

Quant à l’organisation matérielle du projet, les achats ont été placés en novembre et livrés à l’école en janvier. Les demandes d’aménagement du local d’apprentissage ont été revues pour finalement faire usage d’un charriot sur lequel les portables sont accessibles.

La cueillette des données quantitatives concernant le seuil de réussite et le développement des compétences « Résoudre une situation-problème » et « Déployer un raisonnement mathématique », a été faite à l’aide de GPI en janvier dernier.

Au cours de la présente année scolaire, 34 capsules virtuelles portant sur des contenus notionnels de mathématiques ont été conçues et placées sur le site web de l’école.

Les stratégies de lecture ont été retravaillées avec l’enseignante responsable de l’application. Cela a conduit l’équipe des enseignants en mathématiques à cibler trois stratégies de lecture : l’anticipation, les mots clés et l’annotation. 

L’application d’un code de couleurs et de formes géométriques formelles a été laissée à la discrétion des besoins des élèves afin de leurs permettre de faire des choix . 

Une situation d’évaluation en résolution de problèmes a été présentée à tous les élèves en novembre et en mai afin de comparer l’efficacité de la stratégie d’anticipation auprès des élèves EHDAA dans des groupes témoins.

L’identification des apprentissages ciblés dans les capsules s’est fait lors de rencontres et a évolué au fil des discussions et de l’identification des besoins des élèves.

À l’heure du bilan, nous n’avons pas encore filmé tous les enseignants en situation d’utilisation des capsules virtuelles. Par ailleurs, la banque de capsules virtuelles en lien avec les connaissances nécessaires à la réalisation de situations d’apprentissage en contexte de résolution de problèmes est constamment bonifiée.

Deux collectes de données concernant les représentations des enseignants portant sur leur sentiment d’efficacité à agir auprès des élèves EHDAA ont été faites : une première au début du projet en novembre et l’autre en mai.

Les diverses cueillettes d’information concernant les élèves en difficulté en lien avec leurs représentations, leurs manifestations du sentiment d’efficacité, leurs résultats scolaires se sont faits à diverses reprises : une notamment par un questionnaire en novembre et en mai.

Les expérimentations des outils TIC visant l’apprentissage des connaissances à développer en lien avec le programme de mathématiques au premier et deuxième cycles du secondaire se sont réalisées individuellement avec des élèves, en sous-groupe et en groupe classe.

Le contenu des capsules a été établi selon les priorités des enseignants participants. Il se manifeste alors une gestion participative de la réalisation du projet.

Une présentation de ces capsules a été planifiée lors de la visite des parents.Ces derniers ont exprimé des commentaires positifs à l’égard de cette démarche.

 

Résultats

L’intention de la recherche « TIC et mathématique » était d’accompagner les enseignants afin qu’ils soient aptes à utliser les TIC au quoditien. L’une des conditions nécessaires à cette réussite était un processus de formation continue, selon les principes d’Astolfi (1997). Ce processus se traduit dans la présence d’un homomorphisme entre les stratégies pédagogiques qu’on souhaite utiliser lors d’une formation et celles que proposent ladite formation. Dans ce contexte, le développement des connaissances multimédiatiques chez les enseignants passe par l’utilisation des TIC pour créer des capsules et les diffuser. Au fil des semaines, une véritable communauté de pratique (Wendger 1998) a vu le jour. Au départ, deux enseignants se sentaient à l’aise pour en faire usage en classe. Suite à une production des capsules virtuelles et à leur diffiusion sur le site de l’école, le groupe est passé de deux à six enseignants. Le partage des connaissances, le souci de la qualité du travail en équipe pour améliorer les pratiques éducatives leur ont permis de s’enrichir des savoir-faire sur un domaine d’intérêt commun. Les rencontres collectives ont aussi permis un partage. Sept rencontres ou les enseignants ont échangé sur leurs pratiques pédagogiques en lien avec les TIC. Nous avons constaté, dans le discours des enseignants, des arguments en faveur de l’utilisation des TIC pour favoriser la réussite des élèves EHDAA, une préoccupation dans la justesse du vocabulaire liée aux concepts mathématiques ainsi qu’une volonté accrue de rendre le message le plus concis possible. Cependant, l’arrimage entre le matériel produit et les assises du Renouveau pédagogique s’est fait par les enseignants et la professeure de l’UQAC. Le développement de cette pratique commune prometteuse concernant l’élève en difficulté sert de tremplin pour amener l’élève à développer ses connaissances et à modifier positivement son sentiment de compétence face à sa réussite en mathématique. Les élèves confirment, après avoir écouté des capsules, qu’ils comprennent mieux la ou les notions qui y sont présentées. Nous avons pu constater que le développement de la banque de capsules vidéos permet la mise en place d’une bibliothèque virtuelle contenant une richesse d’un répertoire à partager entre enseignants. À l’école Jean-Gauthier, tous les enseignants de mathématiques connaissent les contenus et les enseignants en adapatation scolaire qui effectuent le soutien en classe utlisent ces capsules pour la révision et la préparation aux évaluations de fin d’année. Aussi, par l’entremise de son site personnel, un enseignant fournissant la planification à tous les enseignants de la commission scolaire en mathématiques de 3e secondaire a invité les enseignants de notre organisation à consulter et à utiliser les capsules.Selon Schleicher,(2007), l’amélioration des pratiques pédagogiques engendrée par le développement des compétences chez les enseignants produit un effet positif sur la réussite des élèves. Ce projet « TIC et mathématique » est un levier important pour le développement de la comptétence TIC chez les enseignants, le développement de nouvelles stratégies pour soutenir les élèves EHDAA. Il contribue à poursuivre le développement des enseignants au plan didactique, pour qu’ils obtiennent de meilleurs résultats de leurs élèves en général, incluant les élèves en difficulté. Ce projet devient un élèment qui influence positivement la réussite des élèves. Il nous a permis d’attribuer (Karsenti, 2002) quatre fonctions aux TIC dans les situations d’apprentissage. Elles sont des outils de production, de communication, des outils d’accès à l’information et aux savoirs et des outils d’archivage. Elles contribuent à l’amélioration du rapport pragmatique au savoir car la connaissance, souvent enrichie d’image, de son et de video, devient facilement accessible. Selon Viau, (2004) un des principaux avantages pédagogiques de l’usage des TIC repose sur la possibilité de les programmer afin que les élèves soient en mesure de faire des choix sur les contenus, de prendre le temps essentiel à la compréhension du sujet et d’avoir une rétroaction immédiate sur ce qu’ils ont produit (Astleitner et Keller, 1995). De plus, comme le soutient Karsenti,(2002), elles permettent de repenser et de délocaliser dans le temps et dans l’espace, les échanges entre les enseignants et les élèves et facilitent ainsi l’émergence de nouvelles stratégies d’apprentissage et de formation. L’intégration pédagogique des TIC favorise la réussite éducative des élèves, rehausse le professionnalisme des enseignants et encourage le leadership des gestionnaires. Les TIC conduisent à la manifestation de la collaboration entre l’école, la famille et le milieu. Les rencontres préalables (Lafortune, 2004) donnent l’occasion aux enseignants de verbaliser leurs stratégies élaborées au fil des années dans le but de favoriser l’adaptation et l’apprentissage de leurs élèves.

Ce projet est novateur puisqu’il a permis de réunir, dans le cadre d’une communauté de pratique, un groupe de professionnels de l’éducation dont la préoccupation première est la réussite des élèves en difficulté. Des enseignants en mathématiques, le responsable des TIC de l’école, un technicien en informatique, une chercheure du milieu universitaire et une direction constituant une équipe multidisciplinaire désirant œuvrer pour la meilleure réussite des élèves. Ce projet est aussi novateur par le développement d’outils technologiques visant le développement des compétences des élèves en mathématiques, et plus particulièrement en résolution de problèmes. Ces outils conçus sur mesure dans le but de répondre aux besoins des élèves EHDAA ont aussi été bénéfiques pour les élèves à risque.

Un autre aspect important était le souci d’amorcer des changements importants dans l’apprentissage des élèves et le développement des compétences professionnelles à l’égard des TIC auprès des divers intervenants, et cela, sans l’ajout de ressources humaines supplémentaires. La création des capsules virtuelles devient la preuve que cette approche donne des résultats.

 L’une des attentes est également la différenciation de l’apprentissage à l’aide des TIC afin de permettre aux élèves d’apprendre à leur rythme tout en les amenant à appliquer les stratégies de lecture. Par ailleurs le répertoire des capsules et leurs expérimentations auprès des élèves, nous permettent d’affirmer que ceux qui les utilisent disent mieux comprendre et être plus attentifs aux contenus.

Lorsque l’on répertorie les réponses des élèves, on constate que ce projet a permis d’inférer positivement sur deux composantes décrites dans le présent modèle de Viau, (2004) soit le sentiment de compétence et la contrôlabilité de la tâche . Grâce à ce projet, plus d’élèves EHDAA et à risque réussiront en mathématiques. Même que les élèves ayant utilisé les capsules ont la perception que leur sentiment de compétence en mathématiques est plus positif. Ces éléments ont été mesurés à l’aide d’un questionnaire générant ainsi un tableau de compilation.

L’analyse des données provenant de la réalisation d’une situation problème en salle de classe pour les élèves de la 1re année du 2e cycle nous permet de mettre en évidence que les résultats moyens d’un individu du groupe d’étude avec anticipation est de 7,74/10 comparativement à 5,48/10 pour l’individu du goupe témoin sans anticipation : les résultats sont donc supérieurs de 41%. Il est à noter que le résultat moyen d’un individu du groupe d’étude avec anticipation ayant un code EHDAA est de 7,32/10 comparativement à 4,3/10 pour l’individu EHDAA du groupe témoin sans anticipation. Ils sont donc supérieurs de 70% à ceux du goupe témoin.

Ces capsules constituent un prolongement des concepts enseignés en classe à la maison. Elles conduisent à :

1.Augmenter de 10% le taux de réussite des élèves EHDAA à la 1re année du 2e cycle (3e secondaire) ;

2. Augmenter le taux de réussite de la compétence « Résoudre une situation problème » qui est globalement à 35% actuellement ;

3. Augmenter le taux de réussite de la compétence « Déployer un raisonnement mathématique » qui est actuellement à 7,5 %. ;

4. Passer d’un contrôle de conformité d’évaluation des apprentissages à une évaluation adaptées auprès des élèves EHDAA ;

5. Passer d’une évaluation se limitant aux résultats des élèves EHDAA à un dialogue suivi et permanent entre les enseignants. 

L’une des plus belles réalisations de ce projet est l’acceptation des enseignants à ouvrir leur porte de classe à leurs collègues afin de partager leurs partiques professionnelles.  

 

Diffusion du projet

D’abord en rencontre matière, les enseignants en mathématiques ont partagé leurs résultats. Ensuite, nous avons diffusé les résultats de la stratégie liée à l’anticipation à toute l’équipe école.

Mme Diane Gauthier a diffusé les premiers résultats au congrès de l’ACFAS à Sherbrooke en mai.

Un article sera publié suite à ce colloque dans un collectif portant sur les difficultés d’apprentissage en mathématiques. Ce collectif sera sous la direction de la professeure Claudine Mary de l’Université de Sherbrooke.

Aussi, une projet de communication est accepté à CIEAM63 Commission Internationale sur l’Education et l’Amélioration de l’Enseignement des Mathématiques à Barcelone du 24 au 29 juillet 2011. Une publication suivra également ce colloque.

Une présentation des activités mises de l’avant par le groupe d’enseignants de l’école Jean-Gauthier réalisée dans un groupe d’étudiants du 2e cycle à l’UQAC dès l’automne 2011.

Toutes les capsules sont disponibles sur le site de l’école Jean-Gauthier à jeangauthier@qc.ca.

Une présentation des résultats destinées aux directions d’école de la CS Lac-St-Jean est planifiée pour septembre 2011.

 

Possibilités de transfert

D’autres écoles de la commission scolaire pourront également faire usage des capsules virtuelles. Les capsules ont été conçues sans mentionner le niveau scolaire auquel elles s’adressaient afin d’ouvrir à une clientèle plus large.

Certains parents d’élèves regardent les capsules afin de s’approprier le contenu pour mieux assister leur enfant dans ses apprentissages. Comme elles sont disponibles en tout temps, cela permet un retour et une pause au gré de l’observateur.

Des élèves en sciences et technologies en font usage lorsque les contenus notionnels mathématiques des cours de sciences nécessitent des connaissances en mathématiques.

Des professeurs de niveau universitaire en font usage dans les cours de didactique et ce, principalement pour évaluer la qualité du vocabulaire utilisé et la pertinence des exemples démontrés. 

Il faut pousuivre afin de bonifier la banque de capsules qui facilite la révision des apprentissages pour les évaluations du MELS.

L’an prochain, si nous pouvons poursuivre ce projet, nous ouvrirons sur le volet d’aide aux devoirs à l’aide des capsules vidéo.

 

Conditions particulières

L’une des conditions particulières ayant facilité la réalisation de ce projet et, par conséquent sa réussite, est la disponibilité du personnel enseignant. Comme nous avions les ressources financières pour libérer les gens, cela a eu comme impact de bonifier leur perception d’être reconnu professionnellement. Chacun des enseignants liés au projet a donc investi beaucoup plus de temps que celui demandé en libération.

Le contexte de communauté de pratique qui fait valoir l’importance du partage d’expérience professionnelle dans le remaniement des pratiques professionnelles a démontré son efficacité auprès du groupe d’enseignants.

Aucun élément manifestant une hierarchisation entre les acteurs concernés n’a émergé durant la réalisation de ce projet.

Le temps de production des capsules s’est réduit considérablement une fois l’identification d’un logiciel adéquat pour la réalisation des capsules virtuelles accomplies. 

 

Prolongation du projet

Nous avons placé une demande pour 2011-2012

L’utilisation des TIC ciblant les besoins des élèves EHDAA en mathématiques est une voie prometteuse et cela conduit une équipe école à échanger de l’expertise sur l’enseignant des mathématiques auprès des élèves en difficultés.

 

Commentaires

Sans ce projet, nous n’aurions pas eu les ressources nécessaires pour amener une équipe d’enseignants en mathématiques à croire au bien fondé du modelage des stratégies d’apprentissage et l’utilisation des TIC afin de soutenir l’apprentissage et la réussite des élèves EHDAA.