Technologie en mathématiques

Le contenu du présent article a été adapté d’après le module d’apprentissage « Technologie pour tous : soutenir les élèves ayant des troubles d’apprentissage en intégrant la technologie dans la classe », de TA@l’école. Cliquez ici pour accéder au module.

Beaucoup d’élèves éprouvent des difficultés en mathématiques, et pour ceux qui ont des troubles d’apprentissage (TA), le défi est encore plus grand. Les élèves ayant des TA peuvent avoir de la difficulté à apprendre des faits numériques, à faire des calculs, à comprendre les relations visuo-spatiales ou à résoudre des problèmes mathématiques. Par ailleurs, ces élèves peuvent avoir connu de nombreux échecs scolaires, ce qui peut entraîner chez eux, au fil des années, une incapacité apprise en mathématiques. Pour certains, la peur de l’échec et une faible image du soi scolaire peuvent être à l’origine d’une anxiété associée aux mathématiques.

Le rôle des professionnels de l’enseignement en mathématiques consiste à aider les élèves à approfondir leur compréhension des notions mathématiques en passant du concret au représentationnel puis à l’abstrait. Pour faciliter ce processus et augmenter l’assurance des élèves en mathématiques, les outils technologiques, aussi appelés technologies d’aide, peuvent se révéler efficaces. La technologie peut apporter beaucoup à l’apprentissage des élèves et promouvoir la maîtrise des compétences du 21^e siècle en ce qu’elle (Vaughn et Bos, 2009) :

encourage l’engagement et la réussite des élèves en permettant à ces derniers de situer leur apprentissage dans le monde réel et en offrant des représentations multiples et variées des notions complexes;
appuie l’évaluation du rendement, surtout l’évaluation au service de l’apprentissage et l’évaluation en tant qu’apprentissage, lesquelles facilitent la prise de décisions pédagogiques;
favorise la communication et la collaboration entre élèves, parents et professionnels de l’enseignement.

Le présent article décrit un certain nombre d’outils technologiques pour aider les élèves à acquérir, à consolider et à démontrer leur compréhension des notions mathématiques.

Calculatrice

Si l’utilisation de la calculatrice peut mettre tous les élèves ayant des TA sur un pied d’égalité, des études révèlent qu’elle pourrait en fait conférer un avantage injuste (Bouck et Flanagan, 2009). Pour cette raison, il est important que les professionnels de l’enseignement évaluent bien les objectifs pédagogiques de la tâche à accomplir afin de déterminer si l’utilisation d’une calculatrice aura pour effet d’empêcher ou d’aider l’élève à atteindre ces objectifs. La calculatrice graphique peut être particulièrement efficace parce qu’elle donne une confirmation visuelle de concepts plus abstraits. L’avantage ajouté des données visuelles peut être des plus motivants pour les élèves ayant des TA (Bethell et Miller, 1998). En outre, pour tous les élèves, la calculatrice graphique appuie la réflexion durant l’exploration de séquences, la résolution de problèmes et la manipulation de données du monde réel.

Tableau blanc interactif (TBI)

La technologie du TBI appuie les principes de la conception universelle de l’apprentissage (CUA), laquelle est importante pour tous les élèves et particulièrement pour ceux qui ont des TA (Perras, 2016). Il existe diverses applications pour TBI qui appuient efficacement l’enseignement des mathématiques, notamment :

le rapporteur;
le compas;
l’éditeur de formes;
le fond d’écran en plan cartésien.

Une option très intéressante, qui soutient particulièrement les élèves en difficulté, consiste à faire un enregistrement vidéo des présentations. Ainsi, le professionnel de l’enseignement peut enregistrer les démarches plus complexes, soit dans le cadre d’une approche de classe inversée, soit pendant qu’il en fait la démonstration à la classe, puis rendre l’enregistrement accessible sur le site Web de la classe ou par courriel. Les élèves peuvent ensuite revoir la leçon autant de fois que nécessaire sans avoir besoin de temps supplémentaire avec le professionnel de l’enseignement.

En outre, il existe une multitude de modules interactifs qui favorisent la manipulation représentationnelle de notions mathématiques. Par exemple, les élèves pourront acquérir une meilleure compréhension des fractions en partageant un tout en parties (pizza), des collections d’objets (stylos ou crayons) ou des mesures de longueurs. L’emploi de ce genre d’outils sur un TBI augmente l’interactivité entre l’élève et les concepts, ce qui peut faciliter l’apprentissage.

Enfin, certains logiciels vendus avec les TBI permettent aux élèves de créer des diagrammes et des organisateurs graphiques pour représenter leur raisonnement durant la résolution de problèmes écrits.

Logiciel de géométrie dynamique

Plusieurs professionnels de l’enseignement apprécient les logiciels de géométrie dynamique parce qu’ils permettent :

de représenter des notions mathématiques abstraites;
de poser des hypothèses;
de vérifier les hypothèses;
et plus encore.

Certains outils combinent à la fois la géométrie, l’algèbre et les opérations. Des animations peuvent être visionnées en classe pour démontrer le raisonnement qui sous-tend certaines formules, comme déterminer l’aire du parallélogramme à partir du rectangle.

Exerciseurs et tutoriels

Les programmes d’exercices mathématiques peuvent être une bonne façon d’apprendre à résoudre mentalement des problèmes mathématiques (Adcock et coll., 2010), en plus d’accroître la motivation et de renforcer les habiletés en addition et en soustraction chez les élèves ayant une dyscalculie (Amiripour, Bijan-zadeh, Pezeshki et Najafi, 2011). Math Trek 1, 2, 3 est un exemple de logiciel approuvé par le ministère de l’Éducation pour usage en classe.

Les exerciseurs et les tutoriels sont particulièrement utiles en mathématiques parce qu’ils offrent une rétroaction immédiate à l’élève pendant qu’il consolide un apprentissage à l’aide de stratégies abstraites. Les professionnels de l’enseignement peuvent créer leurs propres exerciseurs et tutoriels avec des logiciels gratuits en ligne, et les élèves y répondent à partir d’ordinateurs, de téléphones intelligents ou de tablettes tactiles.

Il est important de faire suivre chaque question d’une courte explication dans les cas de fausse réponse. Par exemple, pour une question portant sur l’aire d’un cercle, l’un des choix de réponse correspondrait au choix de la formule pour calculer la circonférence. Si l’élève sélectionne cet élément, un message s’affiche pour lui rappeler la différence entre l’aire et la circonférence.

Les tutoriels de mathématiques disponibles en ligne proposent des ensembles structurés d’exercices et d’explications, et certains permettent de suivre la progression des élèves.

Ressources supplémentaires pour les exerciseurs et tutoriels :

Socrative
Kahoot
Netmath
Quizziz
Khan Academy

Bibliographie

Adcock, W., Luna, E., Parkhurst, J., Poncy, B., Skinner, C. et Yaw, J. (2010). « Effective class-wide remediation: Using technology to identify idiosyncratic math facts for additional automaticity drills », The International Journal of Behavioral Consultation and Therapy, 6, p. 111-123.

Amiripour, P., Bijan-zadeh, M. H., Pezeshki, P. et Najafi, M. (2011). « Effects of assistive technology instruction on increasing motivation and capacity of mathematical problem solving in dyscalcula student », Educational Research, 2(10), p. 1611-1618.

Bethell, S. et Miller, N. (1998). « From an E to an A in first year algebra with the help of a graphing calculator », Mathematics Teacher, 91, p. 118-119.

Bouck, E. et Flanagan, S. (2009). « Assistive technology and mathematics: What is there and where can we go in special education », Journal of Special Education Technology, 24, p. 24-30.

Perras, C. (18 février 2016). Le tableau blanc interactif comme aide technologique favorisant l’apprentissage des élèves ayant des TA. Consulté sur www.taalecole.ca

Vaughn, S. et Bos, C. (2009). Strategies for teaching students with learning and behaviour problems (7thed.). Upper Saddle River, NJ, Pearson.