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Conception de ressources pédagogiques pour l’enseignement des mathématiques. Questions de recherche. L. Trouche INRP LIRDHIST (Lyon 1). Centre de Recherche sur l’Enseignement et l’Apprentissage des Sciences, Sherbrooke 2006. Plan. Ressources numériques pour l’enseignement, état des lieux

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conception de ressources p dagogiques pour l enseignement des math matiques

Conception de ressources pédagogiques pour l’enseignement des mathématiques

Questions de recherche

L. Trouche

INRP

LIRDHIST (Lyon 1)

Centre de Recherche sur l’Enseignement et l’Apprentissage des Sciences, Sherbrooke 2006

slide2

Plan

Ressources numériques pour l’enseignement, état des lieux

Une approche instrumentale de l’activité et du développement

Une importation de cette approche instrumentale pour l’analyse des apprentissages des mathématiques, intérêt et limites

Approche instrumentale et enseignement

Des ressources pédagogiques vues comme des artefacts, relation d’une expérience

Intégrer et faire évoluer les usages, une dialectique complexe

ressources num riques tat des lieux

Ressources numériques, état des lieux

Les projets institutionnels : du cartable numérique aux Espaces Numériques de Travail

Caisse des Dépôts et Fondation Internet Nouvelle Génération (2004)

Les mesures institutionnelles des usages

Délégation aux usages de l’Internet, MEN (baromètre 2005)

Les mesures des usages dans le cadre de projets de recherche

IREM Montpellier (2005), IREM Paris 7 (2005)

Les besoins des enseignants

CRDP Montpellier (2003)

les projets institutionnels

Les projets institutionnels

Du cartable numérique aux Espaces Numériques de Travail

Caisse des Dépôts et Fondation Internet Nouvelle Génération (2004)

[…] pointer les usages qui ont les chances les plus grandes de devenir des usages génériques, c'est-à-dire de répondre aux besoins courants de toute la communauté éducative, enseignants, élèves, mais aussi personnels de direction, administratifs, parents.

Ces usages génériques n'induisent ni n'exigent aucun formatage pédagogique particulier, tout enseignant peut les mettre en œuvre lui-même et entraîner ses élèves à faire de même, quelle que soit sa discipline et son niveau d'enseignement, quelles que soient sa façon de travailler et ses convictions pédagogiques.

Ce sont les usages les moins contraignants sur le plan pédagogique et dont on peut attendre qu'ils se généralisent progressivement, grâce notamment à la diffusion des ENT.

etude des usages

Etude des usages

TYPES D’INFORMATIONS RECHERCHEES DANS LE CADRE SCOLAIRE

Population = Parents d’enfants de 6-15 ans ou enseignants utilisant Internet quel que soit le lieu (6 828 000)

UTILISATION D’INTERNET AVEC LES ELEVES

UTILISATION D’INTERNET POUR AIDER VOS ENFANTS

Population = Enseignants utilisant Internet quel que soit le lieu (1 454 000)

Population = Parents utilisant Internet quel que soit le lieu (5 697 000)

etude des usages6

Etude des usages

Utilisations d’Internet par les professeurs de mathématiques (2003)

Académie

de Montpellier

Salt et Granollers

(Catalogne)

etude des usages7

Etude des usages

Utilisations des ressources en lignes

Paraschool, CNED (2004)

D’autres collègues que vous ont-ils utilisé ces ressources dans votre établissement ?

Oui : 2 Non : 8 Sans réponse : 1

Ces ressources ont-elles modifié votre travail en classe ordinaire ?

Oui : 2 Non : 8 Sans réponse : 1

Y a-t-il eu reprise en classe du travail effectué pendant ces séances ?

Assez régulièrement : 1 Rarement : 5 Jamais : 7

Les élèves ont-ils eu la possibilité d’utiliser dans l’établissement ce produit en dehors des séances spécifiquement organisées ?

Oui : 2 Non : 8

etude des besoins

Etude des besoins

Etude du CRDP de Montpellier, les ressources éducatives et les TICE, 2003

une approche instrumentale de l activit

Une approche instrumentale de l’activité

Un sujet

Un artefact

Genèse instrumentale

Deux processus duaux :

  • instrumentation ;
  • instrumentalisation

Instrumentation

Les artefacts, des propositions(Rabardel 95)

Les instruments, entités mixtes composées d’une partie de l’artefact et des schèmes d’utilisation, résultats d’une construction dans une activité de réalisation d’un type de tâches donné

Instrumentalisation

Un instrument = une partie de l’artefact + des schèmes d’utilisation

une approche instrumentale de l activit10

Une approche instrumentale de l’activité

Qu’est-ce qu’un artefact ?

Qu’est-ce qu’un sujet ?

langage

Vygotski: instrument psychologique (vs. technique)

Psychologique : médiations réflexives et inter-subjectives

Technique : pragmatiques et epistémiques

Un instrument = une construction psychologique

Schèmes individuels et sociaux

Rabardel: un artefact (matériel ou non) donne naissance à un instrument subjectif

(supportant les 4 types de médiation)

Communautés de pratique(Wenger)Engagement commun, réification d’éléments de la pratique commune, répertoire partagé d’objets

Institution(s) règles

(Pas un seul mais) un ensemble

d’artefacts

une approche instrumentale de l activit11

Une approche instrumentale de l’activité

Instrumentation

Importance de la transposition informatique(Balacheff)

L’instrumentation est un processus par lequel les contraintes et potentialités de l’artefact conforment l’activité du sujet. Il se developpe à travers l’émergence et l’évolution de schèmes pour la réalisation de tâches

Exemple, étudier la limite en + ∞ de la fonction f : x  lnx + 100 sinx

“Si la fonction augmente rapidement, c’est bon. Par contre, si la fonction oscille fortement, alors pas de limite infinie”. On peut émettre l’hypothèse que le schème de l’étudiant intègre un théorème-en-action du type “si la limite de f est infinie, alors f est nécessairement croissante”.

une approche instrumentale de l activit12

Une approche instrumentale de l’activité

Instrumentalisation

Un processus de personalisation et de transformation de l’artefact

Externalisation, vs. internalisation. “Vygotski (…) n’a pas seulement étudié les instruments comme médiateurs de la cognition, mais a aussi regardé comment les enfants créent des artefacts par eux-mêmes pour faciliter leurs performances” (Engeström)

Ni une diversion, ni un braconnage… Mais une contribution essentielle à la conception des artefacts

Comme conséquence, l’idée d’une conception continuée et distribuée

une approche instrumentale en didactique des math matiques

Une approche instrumentale en didactique des mathématiques

Homme-machine : dialectique, pas symétrie

Dimension institutionnelle de l’activité, surtout dans un processus d’apprentissage

Genèse ≠ début, idée de processus

une approche instrumentale en didactique des math matiques14

Une approche instrumentale en didactique des mathématiques

Elle intervient en 1995 : outils plus complexes à disposition des élèves (en classe et à la maison), des études sur le temps long, dans des classes ordinaires

Didactique des mathématiques (vs didactique professionnelle), conceptualisation/action, résolution de problèmes

Conceptualisation : les schèmes, organisation invariante de l’activité pour une classe de situations, des schèmes (Vergnaud) aux schèmes d’action instrumentée (Rabardel)

Une mise en œuvre de cette approche pour l’étude de divers environnements (calculatrices, logiciels de calcul formel, de géométrie, tableurs), émergence internationale (CNCRE 00)

une approche instrumentale int r t et limites

Une approche instrumentale, intérêt et limites

Une prise en compte des potentialités et des contraintes des artefacts (en relation avec la transposition informatique, Balacheff 94)

Une étude fine des processus individuels de conceptualisation (les schèmes vs les techniques, portée épistémique)

Les processus d’instrumentation regardés beaucoup plus que les processus d’instrumentalisation (déséquilibre peut-être lié à une ambiguïté de l’expression « activité instrumentée »)

Quand l’instrumentalisation est prise en compte, elle est considérée essentiellement comme un détournement d’usage, une sorte de braconnage

Sous-estimation de la complexité du rôle du professeur, et des évolutions professionnelles nécessaires

approche instrumentale et enseignement notion d orchestration

Approche instrumentale et enseignement, notion d’orchestration

Orchestration instrumentale (Guin & Trouche 02) : gestion didactique des artefacts d’un environnement pour la mise en œuvre d’une situation donnée

Les idées de systèmes d’instruments (pour un individu) et de schèmes sociaux

L’instrumentalisation vue comme un enrichissement possible des artefacts, une contribution au développement des instruments

Un

environnement

Une

situation

Les modes d’exploitation des

phases de la situation, intégrant

des orchestrations instrumentales

Des milieux

pour l’apprentissage

Scénario d’exploitation didactique

app instrumentale et enseignement notion de ressource p dagogique

App. instrumentale et enseignement, notion de ressource pédagogique

Ressource pédagogique = ensemble de documents donnant à un (des) enseignant(s) une (des) situation(s) mathématique(s) et des éléments pour les exploiter dans un environnement technologique

= propositions pour l’organisation du travail du professeur (colloque INRP scénarisation)

L’appropriation de cette ressource par le professeur est un processus complexe (modification de la ressource avant usage, pendant la mise en œuvre, après usage)

Intérêt dans ce cadre de l’approche instrumentale

app instrumentale et enseignement notion de communaut s de pratique

App. instrumentale et enseignement, notion de communautés de pratique

- CoP (Wenger 98)

A quelles conditions mutualise-t-on des artefacts, ou construit-on, ou conçoit-on ensemble des artefacts ?

un point de vue plus riche sur les questions de conception

Un point de vue plus riche sur les questions de conception

Un point de vue qui s’impose : une conception des artefacts distribuée, qui se poursuit dans les usages(Béguin, in Rabardel et Pastré 05) de communautés de pratique émergentes

une approche instrumentale des ressources p dagogiques

Une approche instrumentale des ressources pédagogiques

Instrumentalisation

et instrumentation…

Une idée majeure : concevoir les ressources pédagogiques comme des artefacts, se constituant en instruments au sein de communautés de pratique émergentes

Une communauté de pratique

nécessitant de concevoir modèle de ressources et dispositifs permettant la vie de ces processus

Un vivier de ressources pédagogiques incluant scénarios d’usage et comptes-rendus d’expérimentation

le sfodem m thodologie

Le SFoDEM : méthodologie

Les ressources disponibles : les communautés de pratique de l’IREM de Montpellier et leurs répertoires de ressources pédagogiques, une équipe de recherche pluridisciplinaire (math, informatique, didactique)

L’idée de modèle de ressources, nécessaire pour la mutualisation, à construire au cours du processus (analyse de l’existant, écriture de nouvelles ressources, émergence d’une structure, test sur les anciennes ressources, etc.).

Un ensemble d’artefacts (ressources pédagogiques ; modèle de ressources ; plate-forme de travail à distance ; TICE dans la classe, environnement de développement des ressources)

Les processus d’instrumentalisation essentiels dans ce contexte pour les artefacts en amont de la conception (ressources et modèle)

le sfodem mise en uvre

Le SFoDEM : mise en œuvre

Un dispositif hybride (en présence et à distance)

Une cellule de formation pour la régulation, la réflexion et l’évolution (ressources et dispositif)

Plusieurs thèmes de formation (pour chacun : 3 formateurs, 20 stagiaires) pour extraire les invariants de la structure des ressources

le sfodem volution du mod le

Le SFoDEM: évolution du modèle

Une conception ascendante et descendante (à partir de l’existant et des normes) d’un modèle, enrichi et validé par les usages

int grer et faire voluer les usages

Intégrer et faire évoluer les usages

Une évolution par adjonction de nouveaux outils

Nécessité du temps, d’un climat de confiance, de l’adhésion des acteurs (chartes), de la régulation, de la réflexivité

Une évolution des modes de travail : l’importance des germes de ressources pour initier le travail collaboratif (initier le travail collaboratif très en amont de la conception)

des ressources vivantes complexit

Des ressources vivantes, complexité

Une condition de développement des instruments : des artefacts flexibles, qui peuvent accompagner et intégrer de nouveaux usages :

  • proposer différents usages appuyés sur des objectifs d’apprentissage (variables didactiques par exemple) ;
  • fournir des traces des usages antérieurs, avec différents niveaux d’analyse (CR ou traces)
  • donner à voir les étapes des processus d’instrumentalisation (CV)
dans la continuit de cette r flexion

Dans la continuité de cette réflexion

Développement et expérimentation de ressources en ligne (MathEnPoche), ressources formation des maîtres (Georget 2006)

Sénégal (Sokhna 06) : évolution du modèle de ressources dans un nouveau contexte (formation continue distante de professeurs vacataires)

Des mathématiques vers les autres sciences (options sciences)

Expérimentation (INRP-Texas Instruments 06) d’une nouvelle plate-forme mathématique avant la phase de commercialisation, plate-forme reposant sur un ensemble de documents et d’applications intégrés

Développement d’un site interactif (educmath INRP 06) en partenariat avec un ensemble de communautés (conception collaborative de ressources pour la recherche, ressources en ligne et modèle de site « vivants »)

prolongements th oriques

Prolongements théoriques

Une réflexion interdisciplinaire sur le développement de ressources pour l’enseignant : scénariser l’enseignement et l’apprentissage : une nouvelle compétence pour le praticien (Godinet & Pernin 06)

Un travail d’intégration théorique prolongeant la prise en compte didactique des instruments pour l’enseignement des mathématiques : AIDE (Approche Instrumentale, Didactique et Ecologique, Guin et Trouche, in Baron et al 06)

Un travail de réflexion théorique interdisciplinaire : environnements informatisés et ressources numériques pour l'apprentissage : conception et usages, regards croisés (Baron et al 06)

quelques r f rences

Quelques références

Guin D.,Trouche L. (Eds.) (2002) Calculatrices symboliques. Faire d'un outil un instrument du travail mathématique, un problème didactique. Grenoble : La Pensée Sauvage

Rabardel, P. (1999) Eléments pour une approche instrumentale en didactique des mathématiques. In M. Bailleul (Ed.), Ecole d'été de didactique des mathématiques (pp. 202-213). Caen : IUFM

Trouche L. (2006) Note de lecture sur l’ouvrage coordonné par P. Rabardel et P. Pastré, Modèles du sujet pour la conception, dialectiques activités-développement. http://educmath.inrp.fr/lectures/notes-de-lecture/rabpas

Trouche L., Guin D. (à paraître) Des scénarios pour et par les usages. In H. Godinet & J.-P. Pernin (Eds.), Scénariser l’enseignement et l’apprentissage : une nouvelle compétence pour la praticien. Lyon : INRP

En cours : Baron M., Guin D. & Trouche L. (Eds.) (à paraître) Environnements informatisés et ressources numériques pour l'apprentissage : conception et usages, regards croisés. Paris : Hermès

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Conception de ressources pédagogiques pour l’enseignement des mathématiques

Questions de recherche

L. Trouche

INRP

LIRDHIST (Lyon 1)

Centre de Recherche sur l’Enseignement et l’Apprentissage des Sciences, Sherbrooke 2006