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Améliorer les résultats en mathématiques : les apports de la neuroéducation et de la méta-analyse de Hattie

Le constat est simple et évident, depuis l’institutionnalisation des évaluations externes, certificatives ou non, les résultats des étudiants francophones en mathématiques sont catastrophiques !

Une fois le constant posé, que pouvons-nous y faire en tant qu’enseignant ?

Au gré de mes lectures, je vais tenter de relever les suggestions des uns et des autres.

L’apport de la neuroéducation :

J’ai retenu trois informations capitales à la lecture de ces recherches :

  • Au début de l’apprentissage des mathématiques, de la maternelle à la deuxième année, les élèves sont encouragés à compter sur les doigts, à dénombrer, à comparer afin de comprendre le sens des nombres (les dernières recherches de Steve Masson – voir ci-dessous – confirme que cela est indispensable et qu’il faut même aller plus loin en manipulant des nuages de points, des jetons, etc.). A partir de la troisième année, il est primordial de ne plus compter sur les doigts et de mémoriser les tables afin d’apprivoiser le calcul mental et de faciliter les futurs apprentissages (priorités des opérations, équations, etc.).
  • Le drill n’a de sens que s’il est spiralaire. Il est donc inutile d’enchaîner une centaine d’exercices, il faut plutôt les étaler sur l’ensemble de l’année scolaire afin de revenir régulièrement sur les notions enseignées.
  • Nous devons lutter contre les neuromythes qui paralysent l’enseignement (brain-gym, styles d’apprentissage, cerveau gauche et droit, les élèves utilisent seulement 10% de leur cerveau, etc). Ceux-ci ne reposent sur aucun fait scientifique !!!

Notez que Steve Masson vient de publier un article « Comprendre le cerveau des élèves pour mieux les préparer aux apprentissages en arithmétique dès le préscolaire ». Que peut-on en retenir ?

  • Le système symbolique des nombres se développerait en prenant appui sur le système non symbolique déjà existant (le sens des nombres). Il semble donc essentiel d’établir des liens entre le sens des nombres et le système symbolique des nombres.
  • Apprendre n’implique pas seulement d’acquérir de nouvelles connaissances mais aussi d’apprendre à bloquer certaines stratégies inefficaces. Les élèves qui réussissent en mathématiques activent davantage les zones cérébrales associées à l’inhibition.

La méta-analyse de Hattie (http://www.mathematices.be/2016/12/05/meta-analyse-de-john-hattie/) :

John Hattie, Douglas Fisher et Nancy Frey ont récemment publié « Visible Learning for Mathematics » (en anglais, aucun ouvrage de Hattie n’a encore été traduit en français). Les auteurs y suggèrent une série d’éléments sur base de la méta-analyse réalisée par John Hattie.

Selon les auteurs, en tant qu’enseignant :

  • nous devrions accepter et comprendre qu’un enseignement de qualité requiert d’éliminer les pédagogies inefficaces;
  • nous devrions réaliser que les programmes ne sont pas nécessairement adaptés aux besoins de NOS élèves;
  • nous devrions célébrer l’erreur car elle procure une opportunité de réellement enseigner;

« Quand les étudiants ne font pas d’erreurs, c’est probablement parce qu’ils connaissent déjà le contenu évoqué et qu’ils n’ont pas vraiment besoin de cette leçon. »

  • nous nous devrions de connaître les outils pédagogiques à notre disposition avant de pouvoir être le plus efficient possible;
  • nous devrions informer nos élèves sur l’utilité des mathématiques (je vous conseille la lecture de l’article « Pourquoi il faut faire des maths ? » du numéro de janvier 2017 de Sciences et Avenir);
  • nous devrions être conscients que l’une des clés d’un enseignement efficient est d’informer les étudiants sur  les intentions et les critères de réussites (l’élève doit savoir quelles sont les compétences à maîtriser pour réussir, le système de cotation doit être transparent).

Les auteurs relèvent les stratégies les plus efficaces en mathématiques :

Stratégies Détail Efficacité
Attentes élevées et autoévaluation L’enseignant a un haut niveau d’exigence et l’étudiant est conscient des efforts à fournir 1,44
Comparaison entre des problèmes résolus et un nouveau problème Une condition nécessaire au transfert de l’apprentissage 1,23
Evaluation formative et rétroaction L’évaluation formative informe l’enseignant et l’étudiant pour effectuer des réajustements 0,90 – 0,73
Discussion et échanges En classe, orchestrer des discussions sur les apprentissages (savoirs et stratégies) 0,82
Clarté du message de l’enseignant Les objectifs d’apprentissage et les critères de réussites sont clairement signifiés aux étudiants 0,75
Enseignement réciproque Un étudiant explique à un autre étudiant 0,75
Relation enseignant-élève Chacun fait preuve de respect, écoute et empathie 0,72
Pratique distribuée vs condensée Distribution des blocs de pratique dans une planification en spirale, espacer les séances d’exercices 0,71
Enseignement des stratégies méta-cognitives L’élève sait ce qu’il sait ou ne sait pas (autocontrôle, autorégulation, étude) 0,69
Enseignement par la résolution de problèmes Nos tâches complexes… 0,61
Enseignement explicite des stratégies Démarche structurée (objectifs d’apprentissage, modelage, pratique guidée et autonome, rétroaction et objectivation) 0,60
Coopération vs individuel Le travail collaboratif – en groupes – (socio-constructivisme, échange, dimension sociale) 0,59
Problèmes déjà résolus, exemples-types Clarification des attentes à l’aide de modèles 0,57
Tutorat entre élèves Le tuteur est plus âgé que le pupille 0,55

A suivre…

Huin Fabrice

Huin Fabrice

Enseignant - Auteur Editions Van In - Microsoft Innovative Educator Expert

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