Sommaire
- Pourquoi les mathématiques sont-elles importantes dès la petite enfance ?
- Pourquoi la recherche et les tests sont-ils nécessaires pour les solutions pédagogiques ?
- Qu'est-ce que Magrid ?
- En quoi Magrid se distingue-t-il des applications et des jeux ?
- Comment fonctionne Magrid ?
- Comment les tâches sont-elles sélectionnées dans Magrid ?
- En quoi le programme Magrid permet-il aux enseignants de prendre leur destin en main ?
- Magrid est-il vraiment efficace ?
- Conclusion
1. Pourquoi les mathématiques sont-elles importantes dès la petite enfance ?
Bien que le développement des compétences mathématiques soit essentiel pour réussir dans le système éducatif, leur importance ne se limite pas au cadre scolaire. Il a été démontré que la qualité de vie ainsi que la situation financière sont liées aux résultats en mathématiques à l'école. En effet, les mathématiques sont intimement liées à tous les aspects de notre vie, tant de manière directe qu'indirecte. Les compétences mathématiques acquises au début de l'école primaire sont un indicateur très fiable des résultats futurs.
“ Les connaissances mathématiques apparaissent dès la petite enfance et connaissent un développement considérable au cours des cinq premières années de la vie. Il est tout aussi naturel pour les jeunes enfants de penser mathématiquement que d’utiliser le langage, car “ les êtres humains naissent dotés d’un sens fondamental de la quantité ” (Geary, 1994, p. 1), ainsi que d’un sens de l’espace, d’une propension à rechercher des régularités, etc. ”
-(Clements, Sarama et DiBiase, 2004).
Ainsi, les enfants qui ne parviennent pas à acquérir des connaissances suffisantes en mathématiques de base pendant la petite enfance, telles que le comptage et la compréhension des nombres, ne disposeront pas d'une base solide sur laquelle s'appuyer pour développer ultérieurement des compétences mathématiques plus avancées. Cela s'explique par la nature hiérarchique du développement des compétences mathématiques.
Par exemple, pour résoudre l'opération “ 3 + 2 = 5 ”, un élève doit connaître : (a) le système numérique symbolique, (b) le signe “ + ” qui signifie « addition » et (c) le fait que l'addition de deux nombres donne un nombre précis qui correspond à la somme des deux opérandes.
2. Pourquoi la recherche et les tests sont-ils nécessaires dans le domaine des solutions d'apprentissage ?
Le développement et l'assimilation rapides de l'information constituent la caractéristique principale des sociétés de l'information. La technologie, telle que nous la connaissons aujourd'hui, imprègne tous les aspects de notre vie moderne. Elle fait partie intégrante de la manière dont nous interagissons, travaillons, jouons et apprenons.
C'est surtout depuis le début de la pandémie de Covid que le nombre de ces solutions dans le domaine des technologies éducatives a explosé. Les enseignants et les établissements scolaires ont tenté de mettre en place plusieurs solutions pour combler le fossé entre l'apprentissage en classe et les cours dispensés par visioconférence.
Cependant, bon nombre de ces solutions se présentent sous la forme de jeux ou de simples applications. Dans de nombreux cas, ces applications ne s’appuient sur aucune base scientifique ni aucune recherche venant étayer leur méthodologie d’apprentissage. Les conséquences de ce manque de recherche et de tests approfondis vont de l'absence d'amélioration des acquis de l'enfant à une dépendance excessive à l'égard de l'outil, ce qui entraîne des problèmes d'apprentissage à court et à long terme. Comme les enfants interagissent avec ces applications uniquement via une tablette, cela peut également présenter des inconvénients pour leur santé.
Il est donc essentiel que les établissements d'enseignement et les professionnels recourent à des programmes dont l'efficacité a été scientifiquement prouvée, qui ont fait l'objet d'une évaluation par des pairs et qui ont été minutieusement testés. Ce processus permet de comprendre à la fois les effets positifs et négatifs d'une utilisation à long terme de la solution.
3. Qu'est-ce que Magrid ?
Magrid, ou Math-on-Grid, est un programme pédagogique de formation et d'apprentissage dont l'efficacité a été scientifiquement prouvée, conçu pour développer les compétences mathématiques précoces chez les jeunes enfants (âgés de 3 à 9 ans).
La mise en œuvre de l'application Magrid a pour objectif principal de développer les aptitudes mathématiques précoces des jeunes enfants sans faire appel à des compétences linguistiques. Magrid présente visuellement des exercices et des concepts visuo-spatiaux et mathématiques, et permet aux enfants d'explorer de manière interactive afin de trouver la solution à l'exercice proposé. Enfin, elle vérifie la réponse de l'utilisateur et fournit un retour d'information en temps réel sur celle-ci.
Magrid propose un large éventail d'activités variées axées sur différents aspects des compétences mathématiques précoces, afin de maintenir l'intérêt des jeunes enfants et de leur permettre d'acquérir une compréhension approfondie et flexible des concepts mathématiques fondamentaux.
Toutes les activités pédagogiques ont été élaborées conformément aux modèles de développement établis en matière de cognition numérique et aux conclusions issues de la recherche empirique sur le développement visuo-spatial et numérique.
4. En quoi Magrid se distingue-t-il des applications et des jeux ?
Magrid présente plusieurs caractéristiques distinctives :
- Neutralité linguistique
- Combinaison avec des matériaux externes,
- Gestion des utilisateurs et des tâches
- Des exercices conçus scientifiquement
- Système de surveillance intégré
À notre connaissance, bien qu’il existe quelques applications de formation pédagogique à vocation académique consacrées aux compétences mathématiques précoces, aucune ne propose l’ensemble des fonctionnalités du programme Magrid.
4.1. Neutralité linguistique.
La conception exclusivement visuelle de l'application ne dépend d'aucune exigence linguistique, telle que du texte ou des voix off. Cela est rendu possible grâce à la visualisation des concepts et des idées mathématiques, ainsi qu'à la fourniture d'un retour d'information en temps réel sur les actions des utilisateurs lorsqu'ils tentent de résoudre un exercice, ce qui les guide vers la solution. L'expérience comprend des indices visuels et des effets sonores qui aident l'utilisateur sans recourir à aucun texte.
4.2. Combinaison avec du matériel externe
Magrid n'est pas seulement un programme autonome. Il s'accompagne de supports externes, à savoir des livrets (papier). Ces livrets sont des supports physiques complémentaires contenant les modèles des différentes activités. L'utilisation de supports externes renforce l'accompagnement visuel proposé pendant les activités d'apprentissage. De plus, cela s'adapte parfaitement au contexte de la classe. Cette approche permet aux enseignants (ou aux parents) de guider activement les progrès d'apprentissage des enfants en leur proposant les activités qu'ils jugent les plus appropriées.
4.3. Gestion des utilisateurs et des tâches
Pour utiliser l'application, chaque utilisateur doit disposer d'une carte d'identité Magrid (carte d'identité) comportant un code QR (Quick Response) unique. Ces cartes d'identité serviront à la gestion et à l'identification des utilisateurs. Les utilisateurs se connectent au système en plaçant leur carte d'identité devant la caméra de l'appareil, après quoi ils peuvent commencer ou reprendre la résolution de tâches.
Cela permet aux enfants de se connecter à leur compte sans avoir à saisir de nom d'utilisateur ni de mot de passe. C'est un aspect essentiel pour la facilité d'utilisation de l'application pédagogique, car nos principaux utilisateurs sont des enfants d'âge préscolaire qui ne savent pas encore lire ni écrire.
Chaque exercice d'entraînement est également accompagné d'une fiche d'identification sur laquelle est imprimé le code QR correspondant ; l'utilisateur peut ainsi lancer un exercice en scannant la fiche d'identification de l'exercice souhaité.
4.4. Tâches conçues selon des critères scientifiques
La présente application comprend 32 types de tâches arithmétiques simples et spécifiques aux nombres (allant des tâches non symboliques aux tâches symboliques, en passant par la mise en correspondance entre différentes représentations des nombres).
De plus, il propose 16 types d'exercices visuo-spatiaux différents, axés sur divers aspects des capacités visuo-spatiales qui ont été associés au développement mathématique (intégration visuo-motrice, perception visuelle, visualisation spatiale, reconnaissance et différenciation des formes).
Chaque type d'exercice présente différents niveaux de difficulté.
Au total, le nombre d'instances de tâches s'élève à plus de 2 500, ce qui fait de MaGrid un programme de formation complet et à long terme.
4.5. Système de surveillance intégré
Grâce à son système intégré de journalisation et de suivi, cette application peut également servir d'outil d'évaluation. Les enseignants et les parents peuvent évaluer les performances des enfants dans différentes tâches visuo-spatiales ou mathématiques en suivant leur activité et leurs progrès grâce au mécanisme de suivi en temps réel.
5. Comment fonctionne Magrid ?
Magrid contient l'élément fonctionnel central du système dans lequel toutes les tâches mathématiques sont mises en œuvre : le réseau. Une grille est un ensemble de cases (10 colonnes, système décimal) qui permet à l'enfant (l'utilisateur) d'y tracer ou d'effacer des lignes.
Voici une capture d'écran d'une grille vide :
Les enfants peuvent tracer une ligne sur la grille en reliant deux points quelconques de celle-ci (nœuds de la grille), supprimer une ligne tracée sur la grille, déplacer une figure dessinée sur la grille et supprimer une figure sélectionnée de la grille.
La grille sert à visualiser le système décimal et à mieux structurer l’espace. De plus, l’utilisation de la grille pour les activités de dessin réduit l’effort moteur requis, car les élèves n’ont qu’à relier les points de la grille. La motricité fine des jeunes élèves étant encore en développement, cette approche devrait les aider à mener à bien les tâches visuo-spatiales. La grille facilite également le processus de dessin de formes plus complexes chez les jeunes enfants. Dans certaines tâches, les nœuds de la grille sont partiellement ou totalement invisibles ; ils n’apparaissent donc pas forcément sur toutes les captures d’écran de l’application.
6. Comment les tâches sont-elles sélectionnées dans Magrid ?
Un grand nombre de tâches différentes ont été conçues et développées dans l'application Magrid. Ces tâches ciblent divers aspects des capacités visuo-spatiales précoces qui ont été associées au développement des mathématiques et aux aptitudes mathématiques. Les tâches proposées par Magrid peuvent être classées en deux grandes catégories : les tâches visuo-spatiales et les tâches numériques.
6.1. Tâches visuo-spatiales.
Nos exercices d’entraînement visuo-spatial font appel à différents aspects des capacités visuelles et spatiales. Ces exercices ont été conçus dans le cadre du programme Magrid. La plupart de nos exercices de cette catégorie se concentrent sur différents aspects de la perception visuelle. Outre les tâches de perception visuelle, le programme comprend un certain nombre de tâches d’intégration visuo-motrice (IVM) (caractérisées par leur composante motrice). En plus du traitement visuel de l’information, les tâches d’IVM font appel à la motricité et à la coordination entre les deux. Leur rôle dans la réussite en mathématiques a été mis en évidence dans de nombreuses études.
Exemples de tâches visuo-spatiales :
6.2. Exercices numériques
Les exercices axés sur les nombres ciblent différents aspects des compétences mathématiques de base. Le cadre théorique servant à la conception et à l'élaboration de ces exercices s'appuie sur le modèle de développement en quatre étapes de la cognition numérique. Dans ce modèle, on distingue quatre formes différentes de connaissance des nombres : la connaissance quantitative, la connaissance verbale des nombres, la connaissance des chiffres arabes et la connaissance séquentielle.
Exemples d'exercices numériques :
6.3 Mode « Jeu libre »
Outre les exercices visuo-spatiaux et mathématiques, Magrid propose également une fonctionnalité supplémentaire appelée “ mode Jeu libre ”. Dans ce mode, l’utilisateur dispose d’une grille vierge sur laquelle il peut tracer et effacer des lignes et des formes sans aucune restriction, afin de découvrir les fonctionnalités de base de l’application. Outre le mécanisme d’enregistrement des événements, qui est toujours activé dans cette application pour consigner les activités des utilisateurs, l’application réalise des captures d’écran des dessins des utilisateurs dans ce mode, comme illustré ci-dessous. Ce mode peut être utilisé soit pour familiariser les élèves avec le fonctionnement de la grille, soit pour étudier leur comportement dans une situation non guidée.
7. En quoi le programme Magrid donne-t-il plus d'autonomie aux enseignants ?
Magrid est un programme conçu selon des principes scientifiques, ce qui lui confère une grande efficacité pour développer les compétences mathématiques des jeunes enfants. Ce programme a été conçu pour aider les enseignants à optimiser l'apprentissage des enfants.
7.1. Formation
Tout d'abord, la formation et l'accompagnement font partie intégrante du programme Magrid. Il est important de veiller à ce que les enseignants bénéficient d'une formation efficace afin de tirer le meilleur parti du programme, mais cette formation vise également à donner aux enseignants les moyens de s'épanouir dans leur métier. Tous les établissements d'enseignement utilisant Magrid bénéficient d'un accompagnement continu afin de garantir que la solution soit constamment optimisée en fonction de leurs besoins et qu'ils soient parfaitement au fait des nouvelles fonctionnalités et mises à jour.
7.2. Sélection des tâches
Ce programme est conçu pour s'intégrer naturellement dans le cadre scolaire et enrichir l'apprentissage des enfants. Le programme Magrid propose plus de 2 500 exercices répartis sur plusieurs niveaux de difficulté. Cela offre aux enseignants la possibilité de choisir parmi un vaste éventail d'activités et d'accompagner activement les progrès des enfants en leur proposant celles qu'ils jugent les plus adaptées.
7.3. Suivi des progrès
Par ailleurs, les fonctionnalités intégrées de journalisation et de suivi permettent aux enseignants de suivre les progrès de chaque élève et d'évaluer ses avancées en temps réel. Les enseignants peuvent tirer parti de cette application pour évaluer le comportement des élèves dans le cadre de différentes tâches visuo-spatiales ou mathématiques, en surveillant leur activité et leurs progrès grâce au mécanisme de suivi en temps réel.
8. Magrid est-il vraiment efficace ?
La solution Magrid a été utilisée dans le cadre de deux études de recherche majeures visant à évaluer son efficacité scientifique.
8.1 Première étude
Dans la première étude, l’application Magrid a été utilisée dans le cadre d’une étude visant à évaluer les effets des exercices d’entraînement visuo-spatial sur des enfants d’âge préscolaire. Dans cette étude, les enfants de cinq classes ont utilisé l’application Magrid deux fois par semaine pendant dix semaines. Nous avons présenté nos tailles d'effet à l'aide du g de Hedges, car les tailles d'échantillon du groupe d'intervention et du groupe témoin n'étaient pas identiques.
Résultats de la première étude
Les résultats ont révélé que les enfants ayant participé au programme Magrid au cours de cette période ont enregistré des progrès significatifs en matière de capacités visuo-spatiales, avec des tailles d’effet (g de Hedges) comprises entre 0,62 et 0,74, par rapport aux enfants des classes n’ayant pas participé au programme. Ces résultats constituent la première preuve empirique non seulement de l’efficacité de l’application d’entraînement, mais aussi de la faisabilité de sa mise en œuvre dans un contexte scolaire réel. Consultez l’article de recherche publié ici pour une description détaillée du protocole de l’étude et de ses résultats.
8.2 Deuxième étude
Dans la deuxième étude empirique d’intervention, le programme Magrid était au cœur d’une formation mathématique globale et neutre sur le plan linguistique. Cette étude a évalué les effets de cette formation sur les compétences mathématiques précoces de jeunes apprenants d’une langue seconde. Comme mentionné précédemment, les apprenants d’une langue seconde risquent de prendre du retard par rapport à leurs camarades de langue maternelle en matière de compétences mathématiques de base, et ce dès la maternelle. À cette fin, un essai contrôlé randomisé a été mis en place sur les deux années de maternelle afin d’étudier les effets de ce programme. 186 enfants ont pris part à cette étude, dont la moitié a suivi la formation en mathématiques indépendante de la langue, tandis que l’autre moitié a participé à une intervention linguistique et a constitué le groupe témoin.
Résultats de la deuxième étude
Au terme de ces deux années scolaires, les enfants ayant participé à la formation précoce en mathématiques ont obtenu des résultats nettement supérieurs selon plusieurs indicateurs différents des aptitudes mathématiques précoces. Les résultats ont révélé des effets significatifs de l’intervention sur différents indicateurs des capacités visuo-spatiales, avec des tailles d’effet (g de Hedges) comprises entre 0,37 et 0,47, ainsi que sur les compétences spécifiques aux nombres, avec des tailles d’effet comprises entre 0,30 et 0,46 (ces tailles d’effet peuvent être considérées comme faibles à moyennes).
Examiner l'ensemble des résultats
Dans l'ensemble, ces résultats empiriques sont prometteurs et montrent que le programme Magrid est efficace pour tous les enfants d'âge préscolaire, y compris les populations traditionnellement défavorisées telles que les apprenants de langue seconde. Il peut également être utilisé efficacement par les enseignants en classe.
9. Conclusion
L'impact des compétences numériques acquises dès le plus jeune âge sur les résultats en mathématiques à l'avenir est évident. Magrid utilise les technologies actuelles pour visualiser les concepts numériques élémentaires et fournit un retour d'information en temps réel sur les actions des élèves. Ces fonctionnalités permettent aux enseignants de favoriser un apprentissage intuitif chez les enfants.
Les expériences susmentionnées apportent la preuve concrète que le programme Magrid constitue une méthode efficace pour développer les compétences mathématiques et numériques précoces chez les enfants d’âge préscolaire. L’approche innovante de Magrid se caractérise principalement par sa neutralité linguistique (grâce à l’utilisation d’outils visuels) et par l’utilisation appropriée des tablettes à l’école (grâce à l’utilisation de codes QR). Ces études démontrent en outre que cette nouvelle approche est efficace et peut être intégrée dans le quotidien scolaire. Elle s’avère particulièrement prometteuse pour les établissements accueillant une population scolaire hétérogène, issue de divers contextes linguistiques. Cette solution d’apprentissage précoce des mathématiques aide ces établissements à garantir à tous les élèves un accès égal à un enseignement mathématique efficace.
Si vous souhaitez en savoir plus sur nos activités ou échanger à ce sujet, n'hésitez pas à nous contacter. ici.
