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Groupe TICE

Recherche en didactique des mathématiques et des sciences, et nouvelles technologies

Présentation du groupe

 

Le LDAR a une tradition d’étude et d’impulsion d’innovations technologiques pour l’enseignement et l’apprentissage des sciences, à travers les travaux de chercheurs souvent fédérés au sein du groupe TICE. Ces travaux sont souvent développés dans le cadre de projets financés, aux niveaux locaux, nationaux ou européens, dont les orientations générales vers des questions d’intégration des nouvelles technologies dans l’enseignement ne tarissent pas. Ces recherches interagissent aussi avec celles mises en place dans d’autres groupes thématiques du LDAR (groupe PFQ, Evaluation, ETM, Esmea, Sup) en ce qu’elles concernent les contenus scientifiques en jeu, les ressources, les activités des élèves et celles des enseignants. A titre d’exemple, deux chapitres du livre sur les ETM "Mathematical work in educational context" traitent du travail mathématique avec les technologies numériques. Dans le groupe « évaluation », l’évaluation est envisagée notamment par le biais des évaluations automatisées (projet ERASMUS+ Advise-Me).

Il reste qu’il y a eu un certain nombre de thèses et de projets financés autour de l’intégration des technologies numériques dans l’enseignement. En outre, la problématique reste totalement d’actualité avec l’émergence permanente de nouvelles technologies, par exemple tout ce qui relève de la réalité augmentée ces dernières années.

L’activité du groupe a permis des développements théoriques sur les usages des technologies en classes ordinaires et sur les pratiques enseignantes :

  • un travail renouvelé sur les genèses d’usage des technologies par les enseignants, en appui sur la thèse de Sanchez (soutenue 2021) : dans la continuité de l’approche instrumentale développée en didactique des mathématiques au sein du laboratoire dans les années 2000, la notion de genèses d’usages des technologies par les enseignants a été introduite dans les années 2010 et a sans cesse été développée autour de Abboud et Vandebrouck. Dans sa thèse en particulier, Sanchez a repris et enrichi cet outil. Dans le cas d’enseignants bivalents travaillant en lycée professionnel, il a mis en évidence des évolutions des pratiques aux niveaux global/local/micro des  pratiques des enseignants. Les mouvements constatés entre ces niveaux ont permis de reconstituer les genèses d’usages des technologies de ces enseignants.

  • un travail de développement théorique de la double approche didactique et ergonomique pour analyser les pratiques des enseignants dans des environnements technologiques : la DAaT (Double Approche adaptée aux Technologies) présentée par Abboud dans un article récent (2023). Ce cadre prend aussi appui sur l’approche instrumentale de Rabardel tout en y introduisant des adaptations et y apportant des compléments et des prolongements : en s’appuyant sur le modèle des cinq composantes d’analyse des pratiques, Abboud (2013) a d’abord introduit trois nouveaux axes pour guider les analyses : l’axe pragmatique, l’axe temporel et l’axe cognitif. Abboud et Rogalski (2017) ont été amenées à compléter l’outillage théorique  en introduisant les notions de tensions et perturbations dans l’activité de la classe. Un deuxième prolongement théorique  a été réalisé en intégrant  des éléments issus de la psychologie cognitive relativement aux boucles de diagnostic-pronostic-traitement qui sont plus complexes dans les environnements technologiques (Abboud et Rogalski 2023). . Enfin les notions d’aides procédurales/constructives et la notion de proximités discursives, introduite au sein du groupe Pratiques par Robert et Vandebrouck, ont été étendues en les croisant avec la dimension instrumentale de l’activité dans la classe et selon les trois axes cognitifs, pragmatiques et temporels. Plus précisément, Abboud et Vandebrouck  (2023) ont fait appel à la notion de ZPD de Vygotski (1986) mais ont rajouté les zones de libre mouvement - zones d’action promue (ZFM/ZPA) de Valsiner (1987) pour spécifier ces outils conceptuels  à l’étude des interventions de l’enseignants dans les environnements enrichis par les technologies

Dans le groupe tice, des situations expérimentales ont été expérimentées à l’occasion de projets financés ou de thèses :

  • le projet Mindmath (2018-2021) en appui sur la thèse d’Elann Lesnes Cuisiniez : Il s’agissait d’un projet de création d’une plateforme gamifiée et adaptative pour l’apprentissage des mathématiques au collège, appuyé sur des travaux de recherche en didactique des mathématiques et des learning analytics. Voir le descriptif plus complet plus bas.

  • la thèse de Béchir Sghaier (soutenue en 2019)  a visé à développer  un logiciel innovant « TIC-Analyse » intégrant des résultats de recherche sur l’enseignement et l’apprentissage de la notion de continuité, avec une visée de permettre aux enseignants d’introduire la définition formalisée de continuité à partir des activités développées par les élèves sur le logiciel. Ses expérimentations ont eu lieu en Tunisie

  • un travail sur les usages en classes des tablettes numériques, dans le cadre d’un projet eFRAN « Perseverons » dans lequel l’IREM de Paris était également partenaire. Dans ce projet nous avons travaillé sur l’intégration des tablettes numériques dans l’enseignement et l’apprentissage des mathématiques. Il s’agissait d’une recherche couplée avec la production de ressources pour la classe, en appui sur les membres de la commission inter IREM TICE. Une dizaine de situations de classes ont été sélectionnées pour l’étude, variées selon les niveaux d’enseignement, les types de contenus mathématiques en jeu et les orchestrations des usages des tablettes en classe.

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Projets en cours ou terminés

 

MindMath (2018-2021)

Il s’agissait d’un projet de création d’une plateforme gamifiée et adaptative pour l’apprentissage des mathématiques au collège, appuyé sur des travaux de recherche en didactique des mathématiques et des learning analytics. Grâce à une analyse des parcours d’apprentissage individuels, MindMath entendait utiliser des diagnostics et un moteur adaptatif pour apporter les bonnes réponses didactiques aux besoins de chaque élève, et rendre chaque étape de leur progression motivante et captivante. Le projet a associé plusieurs partenaires privés CABRILOG, DOMOSCIO, Breakfast, Tralalère (porteur du projet) et Bayard Jeunesse et le laboratoire LIP6. Il s’agit d’un projet labellisé par les pôles de compétitivité Cap-Digital et Imaginove. Plus d'informations ici.

 

EFRAN Perseverons (2016-2023)

Dans ce projet, une dizaine de situations de classes ont été sélectionnées pour l’étude, variées selon les niveaux d’enseignement, les types de contenus mathématiques en jeu et les orchestrations des usages des tablettes en classe. Dans certains cas des vidéos des écrans des tablettes élèves ont pu être recueillies et mises en relation avec les vidéos de la classe au niveau collectif. Avec ces vidéos de classes étaient recherchées a priori des proximités cognitives entre les activités développées par les élèves sur les tablettes et les apprentissages mathématiques visés. Nous avons finalement trouvé des proximités et des tensions, selon les axes cognitifs mais aussi pragmatiques. Certaines proximités et tensions ont notamment pu être qualifiées d’instrumentales au sens où elles embarquent du cognitif mais sont liées aussi à l’outil tablette, c’est-à-dire à l’axe pragmatique. Plus d'informations ici.

 

ERASMUS+ (2016-2019)

Projet ERASMUS+ “Automatic Diagnostics with Intermediate Steps in Mathematics Education” nommé “Advise Me” coordonné par Baastian Heeren, Open Universiteit Nederland. Ce projet visait à développer un apprentissage innovant en mathématiques, via l’usage de ressources sur plateforme numérique, notamment en s’appuyant sur des évaluations et des rétroactions adaptées aux réponses d’élèves. Les ressources seront utilisées dans une gamme de différents environnements numériques pour les mathématiques, pour soutenir l'apprentissage des mathématiques, en particulier pour faire évoluer les élèves en difficultés. Un point d’appui sera le modèle didactique de diagnostic fondant l’évaluation Pépite.

Projet ANR NéoPraéval  (2014-2018)

Ce projet ANR pluridisciplinaire se situe dans le champ de recherche des EIAH et intéresse à la fois la didactique des mathématiques et l’informatique. Il rassemble des enseignants-chercheurs et doctorants du LDAR, du LIP6 (UPMC-Sorbonne Universités), de EDA (Université Paris Descartes) et des membres de l’association Sésamath. Ce projet s’inscrit dans la lignée des projets Pépite, Lingot (projet Cognitique 2002) et PépiMep (projet PICRI Ile de France 2009) qui ont permis la conception et le développement du diagnostic automatique Pépite et de parcours d’enseignement différencié (PED). Le projet ANR a permis d’une part, d’étendre le diagnostic automatique en algèbre et les PED aux différents niveaux du collège, et d’autre part, de généraliser la démarche de conception de dispositifs d’évaluation au domaine de l’arithmétique (calculs et problèmes numériques) au cycle 3 de l’école élémentaire.

Groupe TICE : équipe

  • Vandebrouck Fabrice: responsable du groupe

  • Abboud Maha,

  • Artigue Michèle,

  • Chenevotot Françoise,

  • Couderette Michèle,

  • Grugeon Brigitte,

  • Hoppenot Philippe,

  • Lagrange Jean Baptiste

  • Lesnes Cuisiniez, Elann,

  • Pilet Julia,

  • Rollinde Emmanuel,

  • Sayadi Zahida

Initiation et participation à l’animation du réseau AIDA

 

Ce groupe a participé à la fondation d’un réseau inter-laboratoire AIDA (Approche Interdisciplinaire pour les Dispositifs informatisés d'Apprentissage), qui a permis de créer une dynamique entre chercheurs travaillant sur des « objets » proches mais relevant de champs de recherche différents (les laboratoires engagés dans ce réseau sont : EDA, EMA, LDAR/groupe TICE, LIP6/MOCAH, Paragraphe/CRAC.

Thèses associées

Zahida Sayadi : thèse encadrée par Maha Abboud et Fabien Emprin, première inscription 2021. Enseignement et apprentissage médiatisés par les technologies dans un environnement multimodal de classe : le cas des constructions géométriques au collège.

 

Corinne Gau Hillon : thèse encadrée par Maha Abboud, première inscription 2018.

Une ingénierie didactique de formation au numérique en mathématiques à l’école primaire.

 

Elann Cuisiniez : thèse fiancée par un contrat doctoral de l’université Paris Diderot (USPC), co encadrement Fabrice Vandebrouck, Brigitte Grugeon, première inscription 2018 ; 

Un modèle épistémologique et didactique pour le diagnostic et les parcours adaptatifs, dans le domaine de la géométrie au cycle 4

Clara Auclair : thèse encadrée par Maha Abboud, première inscription 2018

Etude longitudinale de l’utilisation des technologies numériques dans l’enseignement des mathématiques au cycle 3.

Corinne Gau Hillon : thèse encadrée par Maha Abboud, première inscription 2018

Une ingénierie didactique de formation au numérique en mathématiques à l’école primaire.

Leonard Sanchez : thèse co-encadrée par Maha Abboud, et Fabrice Vandebrouck , première inscription 2015

Étude de l’évolution des pratiques d’enseignants du second degré dans le cadre d’une ingénierie de formation en géométrie dynamique.

Béchir Sghaier : Dans le cadre de sa thèse, Béchir Sghair (en co-tutelle avec la Tunisie) développe un logiciel pour l’introduction à la notion de continuité des fonctions numériques, qui favorise l’introduction de la définition formalisée de continuité (encadrement Fabrice Vandebrouck), première inscription en 2014

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