Qu'est-ce qui fonctionne et qu'est-ce qui ne fonctionne pas?

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Au printemps dernier, Dawne Coker s'est retrouvée à s'habiller comme sa grand-mère et à préparer des biscuits devant la caméra, le tout pour des raisons mathématiques.

Coker, un entraîneur pédagogique K-5 dans les écoles du comté de Cumberland en Caroline du Nord, cherchait un moyen de démontrer la pertinence réelle de la mesure et des fractions aux élèves de 3e et 4e pendant l'apprentissage virtuel. Les outils numériques, comme Khan Academy, fonctionnaient bien pour la pratique des compétences et la fluidité des procédures, mais les enfants avaient du mal à faire le saut pour appliquer ces compétences en contexte, a-t-elle déclaré.

Alors Coker a commencé un série de vidéos YouTube pour expliquer le «pourquoi» des leçons – y compris une dans laquelle elle prétendait appeler sa grand-mère pour lui demander une recette de biscuits, ce qui a conduit Coker à expliquer la différence entre le poids et la capacité. Lorsque les écoles sont devenues virtuelles au printemps dernier, les enseignants de son district ont présenté et discuté des concepts à l’aide des vidéos de Coker. C’est une méthode que Coker est en train d’intégrer dans la nouvelle académie virtuelle du district, où elle enseigne cette année.

Décider comment et quand intégrer les nouvelles technologies dans l'enseignement des mathématiques est une négociation permanente pour de nombreux enseignants, d'autant plus qu'ils évoluent cette année dans un environnement d'apprentissage à distance plus structuré que celui du printemps. C’est une tâche particulièrement épineuse pour les enseignants des plus jeunes apprenants. «Si vous regardez à quoi ressemblent les pratiques pédagogiques efficaces dans de vraies salles de classe en direct pour les enfants de la maternelle et du primaire, il y a beaucoup de choses tangibles, il y a beaucoup de choses à manipuler et d'activités. Vous représentez une grande partie des idées mathématiques dans des contextes réels », a déclaré Alison Clark-Wilson, principale associée de recherche au Knowledge Lab de l'University College London. Adapter ces activités pratiques au travail sur écran peut être un défi.

Il existe des preuves que les applications axées sur la pratique peuvent développer la maîtrise des compétences de base de base, comme la reconnaissance des nombres et de la quantité, a déclaré Shayl Griffith, professeur adjoint à la Florida International University à Miami. UNE article de synthèse récent publié dans le journal of Pediatrics par Griffith et ses collègues ont constaté que l'utilisation des applications mathématiques était liée à des capacités plus élevées en mathématiques au début.

Mais elle a ajouté qu'il existe de nombreux programmes disponibles qui n'ont pas été testés. «Les districts scolaires et même les parents à la maison auront accès à des programmes et à des jeux qui n’ont pas encore les preuves derrière eux», a déclaré Griffith.

Ce manque d’information signifie que le rôle de l’enseignant est particulièrement important dans l’évaluation et l’intégration des nouvelles technologies, a déclaré Adam Dubé, professeur adjoint et directeur du laboratoire de technologie, d’apprentissage et de cognition de l’Université McGill à Montréal. «Ils peuvent être la personne qui a la compréhension des mathématiques, la compréhension de la pédagogie, et ensuite ils ont la capacité de choisir», dit-il.

Conception de nouveaux protocoles en ligne

Une grande partie de la technologie à laquelle les enseignants ont accès pendant l'apprentissage à distance est indépendante du contenu, comme les diapositives Google. Dans ce format, il y a trois questions déterminantes, a déclaré Theresa Wills, professeure adjointe d'enseignement des mathématiques à l'Université George Mason de Fairfax, en Virginie: que feriez-vous en face à face? Pouvez-vous le faire en ligne? Et pouvez-vous faire mieux en ligne?

Quels programmes de mathématiques numériques les enseignants utilisent-ils?

En octobre dernier, le centre de recherche EdWeek a demandé aux enseignants de la maternelle à la 5e année, aux directeurs d'école élémentaire et aux chefs de district qui supervisent les mathématiques à l'élémentaire quels programmes et programmes numériques ils utilisaient pour enseigner les mathématiques à distance pendant la pandémie. Vous trouverez ci-dessous une liste des fournisseurs que les éducateurs ont dit s'être tournés vers, et le cas échéant, le programme le plus cité de chaque éditeur.
PROGRAMMES DE BASE

  • Houghton Mifflin Harcourt, 15% (GO Math!)
  • Grands esprits, 12% (Engage NY / Eureka Math)
  • Associés au programme, 10% (i-Ready)
  • Savvas, 9% (mathématiques enVision)
  • Apprentissage IXL, 6%

PROGRAMMES SUPPLÉMENTAIRES

  • Apprentissage IXL, 19%
  • Académie Khan, 11%
  • Associés au programme, 11% (i-Ready)
  • Renaissance, 8% (tache de rousseur)
  • Apprentissage Dreambox, 6%
  • Prodige, 6%

Source: enquête EdWeek Research Center, 2020

Par exemple, a-t-elle dit, les enseignants d'une salle de classe physique peuvent demander à leurs élèves du primaire de montrer leur travail sur des tableaux blancs individuels, puis les tenir debout pour le partager avec le groupe. Cela ne fonctionne pas aussi bien sur un appel vidéo que dans la salle de classe, a déclaré Wills. Il est plus difficile de voir ce que les élèves ont écrit dans une vue d'ensemble de la classe, et tous les élèves doivent être devant la caméra.

Au lieu de cela, Wills a transformé la routine en un nouveau protocole en ligne. Un tableau de carrés modifiables sur une diapositive Google, un carré pour chaque élève, représente désormais une vingtaine de tableaux blancs. Les enfants peuvent ensuite taper leurs réponses dans la case, où les autres élèves et l'enseignant peuvent les voir clairement.

Les enseignants peuvent également utiliser des blocs virtuels, des compteurs et d'autres outils pour représenter physiquement les nombres, a déclaré Chrissy Newell, coach chez Desmos, une entreprise qui propose des logiciels de mathématiques gratuits.

Certains des outils en ligne sont plus limités, a-t-elle déclaré: les enfants ne peuvent pas quitter la tâche et utiliser des blocs de base 10 comme s'ils étaient des Legos, par exemple. «Moins de liberté pourrait en fait être plus utile pour le connecter aux mathématiques», a déclaré Newell. Les enseignants peuvent également facilement enregistrer et rejouer les représentations des élèves.

Pourtant, un environnement contraint a ses propres inconvénients. Un ensemble de blocs en ligne peut automatiquement diviser un bloc de base 10 en 10 blocs, ce qui prive un élève de la possibilité de compter lui-même dans la classe. L'utilité – ou le degré de barrière – de ces fonctionnalités dépendra des objectifs de la leçon, a déclaré Newell.

Intégration de programmes numériques

En dehors de ces outils, il existe une constellation de programmes, de jeux, de vidéos et d'applications disponibles pour les enseignants, à la fois par le biais de fournisseurs de programmes et de distributeurs commerciaux grand public, comme l'App Store d'Apple.

Si les enseignants souhaitent attribuer des applications ou des jeux pour une utilisation en dehors des classes synchrones, il est important qu'ils résolvent les problèmes à l'avance, a déclaré Ann LeSage, professeure agrégée d'enseignement des mathématiques à l'Université Ontario Tech au Canada.

«Vous devriez jouer beaucoup plus longtemps que vous ne le pensez nécessaire, et vous devriez faire des tas d'erreurs, comme le feront vos enfants», dit-elle.

Les enseignants devraient également réfléchir à la manière dont le jeu ou l'utilisation du programme s'inscrit dans leur plan d'enseignement dans son ensemble, a déclaré Wills. «C'est un excellent point de données pour voir où se trouvent les enfants», a-t-elle déclaré, que les enseignants peuvent ensuite utiliser pour développer des interventions appropriées pour les élèves qui ont besoin de plus de soutien.

Mais tous les jeux, applications et programmes ne sont pas créés égaux. Alors que certains sont conçus avec la contribution de chercheurs et alignés sur les normes du programme, d'autres sont créés par des programmeurs ayant peu de formation, a déclaré Dubé.

Dubé et ses collègues de McGill évalué les 90 meilleures applications éducatives liées aux mathématiques dans l'App Store d'Apple et a constaté que beaucoup n'incluaient pas d'informations susceptibles d'aider les enseignants et les familles à évaluer la qualité, par exemple si les chercheurs avaient été consultés lors de la conception ou si l'application était alignée sur un programme ou une philosophie pédagogique.

Dubé soutient que les plates-formes d'hébergement, comme Apple, devraient faire davantage pour évaluer et étiqueter les programmes éducatifs. Pour l'instant, cependant, ce sont surtout les éducateurs qui font ces appels au jugement. Les experts du domaine ont suggéré quatre considérations pour les enseignants qui cherchent à compléter leur enseignement avec des outils numériques.

1. Comprendre les limites

Différentes applications prennent en charge différents types de pensée mathématique et différents moments du processus d'apprentissage, a déclaré Immaculate Kizito Namukasa, professeur agrégé d'enseignement des mathématiques à l'Université Western en Ontario.

Certains sont destinés à introduire des concepts; d'autres ne fournissent des problèmes de pratique que pour des concepts supposés avoir déjà été enseignés. Certains sont gamifiés, tandis que d'autres offrent un environnement «bac à sable», a déclaré Namukasa, qui permet une exploration auto-dirigée.

Il est prouvé que les applications peuvent améliorer la capacité des élèves à s'attaquer à des types particuliers de problèmes ou à des approches pour les résoudre, a déclaré Dubé. Mais il n'est pas certain que les applications puissent améliorer les capacités mathématiques en général, en dehors des domaines spécifiques qu'elles ciblent, a-t-il déclaré. Pour cette raison, a-t-il dit, les enseignants devraient s'en tenir à des programmes étroitement alignés sur les objectifs de leur classe.

2. Recherchez des échafaudages et des commentaires

Les applications bien conçues ne se contentent pas de dire aux élèves s'ils ont obtenu une bonne ou mauvaise réponse, mais offrent «des conseils progressifs et des échafaudages qui permettraient à l'enfant d'arriver à la bonne réponse», a déclaré Griffith. C'est important pour l'apprentissage, mais aussi pour empêcher les enfants de se désengager, a-t-elle déclaré.

Les meilleures plates-formes peuvent dire quand un enfant est dans un «cycle de lutte», donnant continuellement de mauvaises réponses même avec du soutien, a déclaré Clark-Wilson. Ces plates-formes peuvent ensuite amener l'élève à autre chose et faire remarquer à l'enseignant que l'enfant a besoin de plus de soutien pédagogique.

Les experts ont également convenu que les applications devraient permettre aux étudiants de commencer à différents niveaux en fonction de leurs capacités, et de passer au niveau supérieur, en accédant de plus en plus à des tâches plus difficiles à mesure qu'ils démontrent leur compréhension.

3. Accorder la priorité à l'engagement authentique

Il est important que le contenu mathématique soit intégré au gameplay, a déclaré Dubé. Il a souligné DragonBox Algebra, une application de pré-algèbre conçue pour les enfants d'âge élémentaire, comme exemple de cette conception.

L'application demande aux joueurs de déplacer des cases sur l'écran afin d'équilibrer une équation, et un joueur «gagne» une fois l'équation équilibrée. «Les mécanismes du jeu sont la pensée mathématique», dit-il.
En revanche, lorsque les applications incluent des mini-jeux indépendants comme récompenses ou pauses, cela peut distraire les enfants et détourner leur attention de la résolution de problèmes, a déclaré Dubé.

4. Évaluer la convivialité

Surtout pour les très jeunes étudiants, la réactivité de l'écran tactile est importante, a déclaré LeSage. Les enfants peuvent ne pas être aussi précis dans leur pointage et leur déplacement que les adultes qui conçoivent la technologie, a-t-elle déclaré. Cela peut avoir des effets d'entraînement si l'application enregistre une mauvaise réponse pour un élève qui connaît le contenu mais ne peut pas appuyer sur les bons boutons. «Lorsque l'enfant est limité en raison d'un défaut de conception de la technologie, il devient inutilisable», a-t-elle déclaré.



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