analyse d’une expérience et perspectives Définir et mettre en œuvre un dispositif de conception collaborative de ressources : analyse d’une expérience et perspectives luc.trouche@inrp.fr INRP & LIRDHIST (Lyon 1) Ressources en ligne et enseignement des mathématiques IREM de Rennes 2006

En guise d’introduction Le développement de ressources numériques de qualité pour l’enseignement (des mathématiques) : un enjeu scolaire, social et scientifique important (IREM Paris 7, 2004) Comert, 2003, Les ressources éducatives et les TICE, CRDP Montpellier

Plan de l’exposé Background théorique : une approche instrumentale, didactique et écologique Des précisions sémantiques : situation, scénario d’exploitation didactique, orchestration, scénario d’usage, ressources Le SFoDEM : constat, hypothèses, méthodologie et mise en œuvre Evolution du dispositif, des pratiques et des ressources, l’état 2006 Perspectives pratiques et théoriques Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

1. Une approche instrumentale, didactique et écologique La situation (Brousseau) : construire un nouveau puzzle, semblable à celui-ci, avec AB = 5 cm. Première idée : ajouter 2 cm à toutes les dimensions… Résultat : mauvais, le puzzle… n’est plus en puzzle ! A toutes les étapes, les élèves peuvent eux-mêmes valider leurs choix. L’implémentation par le maître de cette situation dans un environnement donné permet de constituer un milieu pour l’apprentissage de la connaissance visée. La proportionnalité, comme nécessité pour résoudre le problème. Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Une approche instrumentale, didactique et écologique Rôle crucial des situations L’intérêt de la situation est fortement dépendant de l’environnement Un exemple, la recherche des intersections exponentielle/fonctions puissances : complexité de la dévolution du problème et de l’organisation du travail des élèves Complexité de la conception et de l’exploitation (Chevallard) des situations dans les environnements informatisés d’apprentissage Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Une approche instrumentale, didactique et écologique Les artefacts, des propositions (Rabardel 1995) Les instruments, composés d’une partie de l’artefact et des schèmes d’utilisation, une construction individuelle et sociale. Deux processus duaux instrumentation ; instrumentalisation Un point de vue qui s’impose : une conception distribuée, qui se poursuit dans l’usage D’un artefact à des instruments Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Une approche instrumentale, didactique et écologique Etude et modélisation des conditions d’émergence d’une connaissance, enjeu d’apprentissage Prise en compte des contextes d’apprentissage, du rapport des sujets à la connaissance, des institutions dans lesquelles l’apprentissage s’inscrit Le cadre des communautés de pratique (Wenger 1998) : engagement actif dans une entreprise collective, production commune d’artefacts qui réifient des éléments de pratique, et reconnaissance d’un répertoire partagé. Ce répertoire constitue les traces de l’expérience partagée, et en même temps fournit des éléments qui pourront être engagés dans de nouvelles activités. Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

AIDE, cadre intégrateur pour penser l’enseignement et la formation Approche Instrumentale, Didactique et Ecologique pour penser l’enseignement et analyser les apprentissages dans les environnements informatisés. analyse a priori des potentialités et des contraintes des artefacts informatiques ; conception d’ingénieries didactiques ; expérimentation des ingénieries ; analyse fine des usages (comportements des élèves, processus de conceptualisation et d’instrumentation : les schèmes) ; révision des ingénieries à la lumière de l’analyse des usages Le rôle central des enseignants (en général sous-estimé : étude CNCRE) pour l’ingénierie pédagogique dans les EIA, à toutes les étapes Nécessité d’une intégration conceptuelle, à partir de l’analyse de dispositifs expérimentaux, de classes « ordinaires », de collaborations internationales et co-disciplinaires Instrumentale (Vygotski, Rabardel), didactique (Bousseau, Chevallard), écologique (Gibson, Chevallard), cognition située (Hoyles & Noss) ou distribuée (Hollan) AIDE : un cadre conceptuel, articulant différentes approches, pour concevoir l’enseignement et analyser les apprentissages mathématiques dans des environnements donnés (Guin & Trouche, REF 2005) Analyse des artefacts, prise en compte des institutions et des environnements, conception de dispositifs, expérimentations, étude des genèses instrumentales, révision Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

2. Des précisions sémantiques : situation, scénario, ressources… Une orchestration instrumentale : la gestion didactique intentionnelle des artefacts présents dans un environnement donné, pour l’étude d’une situation donnée Définie par des configurations didactiques et des modes d’exploitation de ces configurations Evoquer l’expérience d’Orléans-Tours La notion de dispositif d’exploitation didactique Deux configurations didactiques (TI-navigator) Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Des précisions sémantiques : situation, scénario, ressources… Trois niveaux pour l’intégration des outils informatiques (Chevallard 1992) : hardware et software didactiques, et dispositif d’exploitation didactique, intégrant les deux niveaux Scénario d’exploitation didactique : pour la mise en œuvre d’une situation donnée dans un environnement donné Un environnement Une situation Les modes d’exploitation des phases de la situation, intégrant des orchestrations instrumentales Des milieux pour l’apprentissage Nécessité d’une intégration conceptuelle, à partir de l’analyse de dispositifs expérimentaux, de classes « ordinaires », de collaborations internationales et co-disciplinaires Instrumentale (Vygotski, Rabardel), didactique (Bousseau, Chevallard), écologique (Gibson, Chevallard), cognition située (Hoyles & Noss) ou distribuée (Hollan) AIDE : un cadre conceptuel, articulant différentes approches, pour concevoir l’enseignement et analyser les apprentissages mathématiques dans des environnements donnés (Guin & Trouche, REF 2005) Analyse des artefacts, prise en compte des institutions et des environnements, conception de dispositifs, expérimentations, étude des genèses instrumentales, révision Différents stades de conception et de mise en œuvre (équipes pluridisciplinaires, CoP…). Un scénario d’exploitation didactique Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Des précisions sémantiques : situation, scénario, ressources… Une ressource pédagogique est un ensemble de documents permettant de fournir à un (des) enseignant(s) une (des) situation(s) mathématique(s) et des éléments pour la (les) exploiter dans sa classe Un scénario d’usage (Vivet 1991) est un document, rarement inclus dans une ressource pédagogique (IREM Paris 7 2005), qui donne des informations sur le déroulement de l’activité en classe, sur les tâches à réaliser, leur durée estimée et les acteurs qui les réalisent, les outils et supports nécessaires Un scénario d’usage est plus générique (il ne prend pas en compte tous les éléments de l’environnement) qu’un scénario d’exploitation didactique, et plus incomplet, correspondant à un état de développement de la ressource. Nous appellerons ressource pédagogique un ensemble des documents permettant de fournir à un enseignant une (des) situation (s) mathématique(s) et des éléments pour la (les) exploiter dans sa classe. Une ressource pédagogique est donc un état intermédiaire entre des situations mathématiques « nues » et un scénario d’exploitation didactique. Nous considérons, en cohérence avec l’approche instrumentale (§ x.3.3), les ressources pédagogiques comme des artefacts, propositions pour l’organisation de l’action du professeur dans sa classe [GUI 05]. Elles se construisent à travers les usages (contribution Hotte & Contamines). Cette construction est nécessairement sociale (une ressource conçue par un seul professeur pour lui-même sera moins soumise aux usages que si elle est l’objet d’une mutualisation). Dans une démarche de mutualisation, les ressources évoluent (processus d’intrumentalisation, § x.3.2) au sein de groupes d’enseignants qui se constituent dans une dynamique de communautés de pratique et, simultanément, elles peuvent concourir à l’évolution de ces pratiques (processus d’instrumentation). Mais ceci suppose, d’une part, que des communautés d’enseignants soient constituées ou se constituent (ce qui est rarement le cas en France) et, d’autre part, que des modèles de ressources soient conçus, ou du moins négociés, avec les praticiens pour rendre possible l’évolution des ressources au sein de ces communautés. Cette démarche de négociation rejoint l’idée essentielle que la conception des instruments est une activité distribuée entre concepteurs et usagers [BEG 00]. AIDE : un cadre conceptuel, articulant différentes approches, pour concevoir l’enseignement et analyser les apprentissages mathématiques dans des environnements donnés (Guin & Trouche, REF 2005) Analyse des artefacts, prise en compte des institutions et des environnements, conception de dispositifs, expérimentations, étude des genèses instrumentales, révision Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Vers des ressources pédagogiques en cohérence avec AIDE Une idée majeure : concevoir les ressources pédagogiques comme des artefacts, se constituant en instruments au sein de communautés de pratique émergentes Instrumentalisation et instrumentation… Une communauté de pratique nécessitant des orchestrations à un autre niveau (dispositifs de formation, web communautés…) Un vivier de ressources pédagogiques incluant scénarios d’usage et comptes-rendus d’expérimentation Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

3. Le SFoDEM : constat, hypothèses, méthodologie et mise en œuvre Un constat : une intégration marginale des TICE Un accompagnement inadapté aux nécessités de l’intégration : du point de vue des formations (loin de la classe, ponctuelles) ; du point de vue des ressources disponibles Les ressources disponibles : - liées à l’expérience de professeurs pionniers ; - pas de scénario, pas d’adaptabilité Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Le SFoDEM : constat, hypothèses, méthodologie et mise en œuvre Deux hypothèses : - l’assistance des enseignants dans le passage à l’acte pédagogique d’intégration des TICE dans la classe nécessite une formation continue centrée sur la conception de ressources pédagogiques ; les ressources pédagogiques doivent être conçues comme des entités vivantes, c’est-à-dire qui évoluent à la lumière des usages (leur mise à l’épreuve dans les classes) et de la collaboration entre enseignants (toute ressource est nécessairement incomplète) 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) Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Le SFoDEM : constat, hypothèses, méthodologie et 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 Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Le SFoDEM : constat, hypothèses, méthodologie et mise en œuvre Fiche d’identification Fiche élève Fiche professeur Fiche de description Format 2001 Scénario d’usage Fiche élève CR d’expérimentation Fiche professeur Format 2002 Fiche technique Une conception ascendante et descendante (à partir de l’existant et des normes) d’un modèle, enrichi et validé par les usages Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

4. Evolution du dispositif, des pratiques et des ressources, état 2006 Une évolution par adjonction de nouveaux outils Une évolution de la structuration des thèmes Une évolution des modes de travail : l’importance des germes de ressources pour initier le travail collaboratif Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

4. Evolution du dispositif, des pratiques et des ressources, état 2006 Des germes comme moyen efficace d’initiation d’un processus de genèse instrumentale : - évolution de ces germes vers une ressource conforme au besoins  (processus d’instrumentalisation) ; évolution des pratiques professionnelles des stagiaires, à la fois dans la communauté émergente constituée pour la formation, et dans leur classe (processus d’instrumentation) Implication des stagiaires plus grande, naissance d’un vivier de ressources pédagogiques Vers des collaboratoires, laboratoires scientifiques pour un travail collaboratif, centres de production scientifique et technique « sans murs » Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Evolution du dispositif, des pratiques et des ressources, état 2006 Nouvelle évolution de la structure des ressources, par adjonction de deux nouveaux éléments : une fiche traces de l’activité ;  une fiche CV de la ressource Retour réflexif sur l’histoire des ressources et du dispositif, vers un cédérom pour transmettre (une partie de) l’expérience Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

5. Perspectives pratiques et théoriques Dans le prolongement du SFoDEM : transposition actuelle du dispositif dans de nouveaux environnements (formation des vacataires au Sénégal, option sciences à l’IREM de Montpellier) ; des projets (Intergeo, réseau de classes calculatrices-documents…) Dans le cadre de l’INRP :  le site MathEduc, support virtuel d’un collaboratoire pour les recherches sur l’enseignement des mathématiques Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Perspectives pratiques et théoriques (rien de plus pratique qu’une bonne théorie - J. Dewey) Au niveau de l’équipe mathématique de l’INRP et de ses partenaires (IREM, IUFM…), les journées d’études de Lyon (14 et 15 juin 2006) Au niveau recherche plus général, un nécessaire travail co-disciplinaire :  un colloque INRP sur la scénarisation (14 avril) dans le prolongement d’un symposium (REF, 2005, Montpellier), un ouvrage en cours : Environnements informatisés pour l’apprentissage : modèles pour décrire, mutualiser ou concevoir (Monique Baron, Dominique Guin et Luc Trouche (eds.) à paraître en 2006, Hermès) Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

Quelques références IREM Paris 7 (2005) Expérimentation de ressources en ligne http://pcbdirem.math.jussieu.fr/SITEscore/rapportsommaire.php Guin D., Joab M., Trouche L. (2003) SFoDEM, bilan de la phase expérimentale. Montpellier : IREM, Université Montpellier II, cédérom Guin D., Trouche L. (2004) Intégration des TICE : concevoir, expérimenter et mutualiser des ressources pédagogiques. Repères- IREM, 55, 81-100 Rabardel P. & Pastré P. (2005) Modèles du sujet pour la conception. Dialectiques activités développement. Octarès Ressources en ligne et enseignement des mathématiques, IREM de Rennes 2006

analyse d’une expérience et perspectives Définir et mettre en œuvre un dispositif de conception collaborative de ressources : analyse d’une expérience et perspectives luc.trouche@inrp.fr INRP & LIRDHIST (Lyon 1) Ressources en ligne et enseignement des mathématiques IREM de Rennes 2006