Évaluer l’impact de la pratique du jeu sur l’apprentissage des mathématiques
Mathador est un jeu de calcul mental : les élèves doivent atteindre un nombre cible, en combinant 5 nombres à l’aide d’une à quatre opérations. Pour chaque tirage joué, l’API du jeu enregistre les données de l’élève (calculs effectués, temps, score, touche effacer, etc.). Chaque année, 1 500 élèves de cycle 3 ont joué à Mathador 15 min par semaine.
Objectifs du projet « Un territoire calculant en Bourgogne-Franche-Comté » : évaluer l’impact de la pratique du jeu sur les performances d’apprentissage de l’arithmétique ; les connaissances en calcul mental des élèves et leur mobilisation dans le jeu ; les stratégies de résolution des tirages utilisées ; l’intégration du jeu dans les pratiques des enseignants. Un pré-post test avec groupe témoin, en début et fin d’année 1, a permis de montrer des performances significativement supérieures des élèves jouant à Mathador sur certaines compétences mathématiques. En fonction de leur niveau en calcul et des tirages à résoudre, les élèves mobilisent une gamme de stratégies de résolution plus ou moins complexes. Grâce à un plan de formation des enseignants associés et à une forte dynamique de terrain, le projet a contribué à modifier singulièrement la place du calcul mental dans les classes concernées.
Responsable projet :
Georges NIVOIX
Coordonnatrice projet :
Mélinée CHANARD
Quelques chiffres
Académies de Dijon et Besançon
748 K€ de subventions
45 écoles
15 collèges
6 000 élèves
Résultats obtenus
L’analyse du pré-test a permis de dégager les connaissances maîtrisées par 80 % des élèves, du CM1 à la 6e. En fin d’année, comparés aux classes témoins, les élèves du groupe expérimental ont eu des performances supérieures en arithmétique, problèmes à énoncés verbaux et exercices types Mathador. L’analyse des calculs de 11 243 élèves lors du concours Mathador confirme la littérature en matière de maîtrise préalables des connaissances conceptuelles VS procédurales. En fonction de leur niveau en calcul et des tirages, les élèves usent de stratégies de calcul différenciées. Ainsi, on distingue les combinaisons additives, les combinaisons multiplicatives simples, avec ou sans ajustement additif, les combinaisons multiplicatives complexes, avec fabrication d’un ou deux nombres outils… Cette question occupe une part importante de la thèse de didactique, et d’un post-doctorat en cognition encore en cours, qui les mettra en regard avec les niveaux scolaires et mathématiques et la progression des élèves dans l’année.
Préconisations
Le jeu Mathador permet de structurer la pratique quotidienne du calcul mental, en classe ainsi qu’à la maison. Disponible sous forme de boîtes de jeu, d’applications mobiles et de jeu en ligne, il se prête à des modalités de mise en œuvre diverses : collectives ou individuelles. Le concours annuel Mathador, ainsi que les fonctionnalités récentes des jeux, comme les tournois ou la personnalisation des avatars, garantissent l’engagement des élèves, qui progressent en calcul mental tout en jouant. La recherche a montré l’intérêt des séances de classe collectives, de partage des solutions trouvées par les élèves et de décomposition des nombres cibles. Réservée aux enseignants, une interface statistique leur permet de suivre les pratiques et les progrès de chaque élève et de leurs classes, à l’instant t ou sous forme évolutive (30 jours, 12 semaines, 12 mois, 20 dernières manches).
Prolongements du projet
De nombreuses pistes sont envisagées pour continuer d’améliorer le jeu : scores ou bonus valorisant les résolutions porteuses d’apprentissage, adaptation plus fine des tirages aux joueurs, aide à la décomposition du nombre cible… Les indicateurs existants pourraient être enrichis, afin de pouvoir analyser les causes d’échec des élèves ne trouvant pas de solution. L’intégration au sein même du jeu d’un module de test, basé sur les batteries standardisées existantes permettra aux enseignants et chercheurs, d’évaluer les compétences en mathématiques des élèves en début et en fin d’année scolaire. La passation se fera en cours de jeu et le dépouillement sera automatisé. Un autre développement permettra aux enseignants de paramétrer eux-mêmes des épreuves, pour travailler des compétences ciblées en calcul, faits numériques, décomposition, etc.
