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Présentation de MathEnPoche Le logiciel MathEnPoche www.MathEnPoche.com Document écrit par l’équipe de MathEnPoche 4 février 2004 -1- Présentation de MathEnPoche Sommaire Sésamath : des sites proposant des ressources numériques ............................. 3 MathEnPoche – le principe ............................................................................. 4 MathEnPoche – les nouveautés....................................................................... 9 MathEnPoche – version réseau ..................................................................... 15 MathEnPoche – le système........................................................................... 18 Extensions possibles du logiciel MathEnPoche................................................ 19 Expérimentation dans l’académie de Créteil................................................... 21 Validation – Soutiens institutionnels – Groupes de recherche.......................... 24 -2- Présentation de MathEnPoche Sésamath : des sites proposant des ressources numériques L’association Sésamath (http://www.sesamath.net) regroupe des professeurs de Mathématiques en exercice issus de plusieurs académies. Son action consiste à proposer gratuitement via Internet des ressources pédagogiques numériques mutualisées en Mathématiques. Celles-ci sont organisées en vastes bases de données et disponibles au téléchargement sur Internet. Sésamath favorise la diffusion des Mathématiques telles qu’elles sont réellement enseignées dans les classes (de la sixième à la maîtrise). Les ressources sont accessibles à tous : professeurs, parents, élèves… Et tous peuvent venir les enrichir. Sésamath s’inscrit ainsi dans une démarche de Service Public. Les sites de Sésamath sont de plus en plus visités : Voici un aperçu du compteur de téléchargement ( en fonction depuis le 16/11/2004). De plus en plus de professeurs apportent leur contribution et s’inscrivent sur la base d’utilisateurs : plus de13 000 abonnés dont plus de 8 000 professeurs de Mathématiques pour le secondaire. Un aperçu du portail de Sésamath -3- Présentation de MathEnPoche MathEnPoche – le principe MathEnPoche est un logiciel d’exercices de mathématiques à destination des élèves, en accès libre et gratuit sur internet : www.MathEnPoche.net . On peut également l’installer en local sur un ordinateur individuel ou sur un réseau en Intranet. L’élève peut ainsi l’utiliser à domicile comme en classe, sous la direction d’un professeur. Les exercices sont répartis en chapitres, eux mêmes partagés en séries de plusieurs exercices. Il existe également un didacticiel pour enseigner à l’élève les spécificités de l’outil informatique (répondre dans une zone de saisie, utiliser les instruments de géométrie virtuels…). L’ensemble couvre intégralement le programme d’un niveau. Actuellement, les niveaux sixième et cinquième sont achevés. Les chapitres de MathEnPoche 6ème Les chapitres de MathEnPoche 5ème -4- Présentation de MathEnPoche Les niveaux quatrième et troisième sont en cours de développement. Les chapitres de MathEnPoche 4ème en cours de développement Le chapitre " Proportionnalité " au CM2 dans le cadre d'une liaison Ecole_Collège et le chapitre " Fonctions " en Seconde dans le cadre d'une liaison Collège-Lycée ont été réalisé en vue d'une extension de Mathenpoche en Primaire et au Lycée. Le chapitre "Fonctions" en Seconde Chaque chapitre comporte une série de découverte ou de révisions, les séries étant de difficulté croissante, jusqu’à la série « Pour aller plus loin », qui se situe dans une lecture large des programmes. Chaque exercice comporte 10 questions auxquelles l’élève doit successivement répondre. Pour chaque question , l’élève a droit à une « seconde chance » : s’il a commis une erreur à sa première réponse, le logiciel la lui indique. Une aide animée est alors proposée à l’élève pour lui permettre de mieux identifier, puis de corriger, cette erreur, ce qui favorise le travail en autonomie. Si l’élève se trompe de nouveau, le logiciel lui donne la correction. Que l’élève ait su répondre ou non, on passe à la question suivante. A la fin de l’exercice, l’élève se voit attribuer une note sur 10 ainsi qu’une appréciation. -5- Présentation de MathEnPoche Il existe quatre exceptions à ce principe : • Quelques exercices se présentent sous forme de QCM : ils n’offrent qu’une seule « chance » de réponse. • Les exercices longs (constructions géométriques ou raisonnement difficile) ne comportent que 5 questions. • De rares exercices ne comportent qu'une seule question, principalement quand il s'agit de problèmes ouverts. • Des exercices-jeux ne sont pas évalués. Les données des questions sont variables et aléatoires. Comment se présente un exercice. -6- Présentation de MathEnPoche En cas d’erreur, un bouton « Aide » apparaît. Score et appréciation à la fin de l’exercice. L’élève peut cliquer sur « 6 » pour passer à l’exercice suivant. -7- Présentation de MathEnPoche Une vue de l’aide animée accompagnant cet exercice. Un exemple d’exercice non évalué. -8- Présentation de MathEnPoche MathEnPoche – les nouveautés Le logiciel MathEnPoche, dans sa version actuelle, intègre un certain nombre de nouveautés : • Chaque exercice (à l’exception de ceux qui ne sont pas évalués) est accompagné d’une aide animée interactive. Le déroulement de cette aide est linéaire : l’élève doit cliquer sur un bouton « suite » pour avancer, mais peut également revenir en arrière, relire l’aide autant de fois qu’il le souhaite et la quitter à tout moment pour revenir à l’exercice. Il ne s’agit pas d’une correction, mais d’un petit cours rappelant les notions et méthodes utiles à la résolution de l’exercice. Ainsi, l’élève est incité à travailler en autonomie, tous les moyens lui sont donnés pour parvenir à résoudre le problème qui lui est posé. Lorsque l’exercice nécessite plusieurs compétences ou connaissances distinctes, l’aide commence par un menu dans lequel on demande à l’élève de choisir la notion qui lui sera expliquée, toujours dans le souci de favoriser son autonomie. Observons le déroulement d’une aide pour un exercice de vocabulaire à propos des cercles, des disques et des sphères. Nota bene : Le passage entre chaque étape est agrémenté d’effets d’animations que le format de cette présentation ne permet pas de reproduire. Chaque aide contient un bouton « mode d’emploi » ouvrant sur cette image. -9- Présentation de MathEnPoche L’aide commence par présenter les mots étudiés, ainsi que d’autres mots que l’on confond parfois avec eux. La phrase est accompagnée d’un effet visuel destiné à marquer l’esprit (la croix apparaît peu à peu, comme si quelqu’un barrait ce mot « interdit » en classe) - 10 - Présentation de MathEnPoche Le texte est enrichi de couleurs et de graphiques dynamiques, afin que même les élèves présentant des difficultés de lecture puissent comprendre. Les mots sont expliqués l’un après l’autre. En cas de doute, l’élève peut retourner en arrière. Si sa difficulté portait sur le mot « disque », il peut quitter l’aide et retourner à l’exercice en cliquant sur le bouton rouge. - 11 - Présentation de MathEnPoche Et ainsi de suite… • Le logiciel présente des outils virtuels intégrés aux exercices qui le nécessitent : compas, règle, équerre, rapporteur, crayon, calculatrice … Extrait du didacticiel sur les instruments de géométrie. Lorsque le curseur de la souris survole le point d’interrogation, la consigne suivante apparaît : - 12 - Présentation de MathEnPoche Les outils de géométrie virtuels permettent ce qu’il est impossible de réaliser sur support papier : 1. Les exercices de construction et d’étude de figures géométriques ont, comme les autres, des données aléatoires. MathEnPoche présente ainsi un grand nombre d’exercices analogues mais légèrement différents qui permettent la répétition et dont la résolution amène l’élève à réfléchir sur ce qu’il fait, sur les méthodes employées… 2. Dans ces exercices, les constructions sont libres : l’élève peut tracer des figures et les effacer autant de fois qu’il le veut. On se concentre ainsi sur la construction mathématique, sans problème pratique : oubli de matériel, crayons mal taillés, papier froissé, etc, rencontrés avec de jeunes élèves lors d’exercices sur cahier. Un exercice de construction libre. Les noms des points et les dimensions sont aléatoires : le même exercice a ainsi plusieurs millions de variantes. Les trois points peuvent être déplacés avec la souris par un glisser-déposer. 3. Le maniement très aisé des outils de géométrie (pilotage avec la souris ou des touches du clavier) rendent ces exercices accessibles aux élèves qui ont des difficultés de manipulation, qu’elles soient d’ordre psychologique ou physiologique. On pense naturellement aux élèves handicapés. - 13 - Présentation de MathEnPoche Si certains exercices numériques sont guidés pour faciliter l’apprentissage de méthodes, d’autres sont volontairement « ouverts » : le logiciel propose un problème et attend uniquement la réponse. Le but de tels exercices et d’inciter l’élève à organiser sa pensée et à renforcer son autonomie face à des problèmes : à lui de mobiliser ses connaissances, puisées éventuellement dans différents chapitres de son cours. Dans ce cas, MathEnPoche propose une « feuille de brouillon » virtuelle où l’élève peut écrire ses recherches. Cette feuille n’est pas évaluée. La feuille de brouillon pour un exercice sur les fractions. Sur fond vert, la zone de texte de saisie active. Certains exercices de calcul proposent une calculatrice, d’autres non, suivant que l’objectif de l’exercice soit l’application de méthodes de raisonnement ou de techniques de calcul. La calculatrice de lycée de MathEnPoche. La calculatrice de collège de MathEnPoche. - 14 - Présentation de MathEnPoche MathEnPoche – version réseau La version réseau de MathEnPoche peut être installée sur un serveur internet (voir le serveur dédié à MathEnPoche pour les utilisateurs de Seine-et-Marne) ou en intranet via un réseau local. Pour utiliser cette version, l’élève doit saisir un nom d’utilisateur (login) et un mot de passe qui lui sont personnels. Le logiciel identifie alors l’élève connecté, ce qui permet de personnaliser l’accès aux exercices, de récupérer et traiter les résultats. Le professeur intervient lui aussi sur un ordinateur. Une interface lui est réservée, qui lui permet en quelques clics de souris de créer ou modifier par avance des groupes d’élèves et des séances personnalisées, de suivre la progression des élèves en temps réel, d’analyser les résultats pour affiner son enseignement. La facilité d’utilisation de cette interface libère l’enseignant des contraintes du support papier. Il peut ainsi très simplement organiser des groupes de besoin suivant les difficultés repérées chez les élèves. Ces difficultés sont très facilement repérables lorsqu’elles ont été rencontrées lors de précédentes séances d’exercices de MathEnPoche : le logiciel effectue lui-même les calculs statistiques nécessaires. L’interface professeur : cette partie permet de créer et modifier des séances. Ici un groupe appelé « 6A » se verra imposer une séance constituée d' exercices choisis dans MathEnPoche 6ème. Un élève aura un menu différent. L'ordre de progression (libre, imposé sans minimum de réussite) est paramétrable pour chaque menu - 15 - Présentation de MathEnPoche Pendant la séance, l’interface de suivi en temps réel (qui comporte un système d’alerte signalant tout élève en échec sur sa série d’exercices) permet au professeur de connaître en permanence la progression des élèves : il a toutes les données à sa disposition pour pouvoir intervenir lorsqu’il le juge utile. Ce bilan est également consultable par l'élève en cours de séance Cette élève obtient un bilan global inférieur à 50%. Elle est signalée par une couleur rose. l'enseignant peut choisir de consulter le bilan de l'élève de son choix pendant la séance Ici, la partie de l’interface professeur qui permet de gérer les différents groupes d’élèves. Ce groupe est constitué de 3 élèves. Le professeur peut modifier ses groupes à tout moment. Il a accès au login et au mot de passe des élèves, en cas d’oubli. - 16 - Présentation de MathEnPoche Lorsque l’élève se connecte avec son login et son mot de passe pendant la plage horaire prévue pour la séance, seuls les exercices prévus par le professeur apparaissent. Le professeur peut aussi choisir une séance « libre », tous les exercices de MathEnPoche sont alors accessibles. En utilisant l'option d'exportation des bilans en format csv, l'enseignant peut facilement donner une note à une séance Mathenpoche - 17 - Présentation de MathEnPoche MathEnPoche – le système MathEnPoche est conçu et développé par une équipe de professeurs de mathématiques en exercice. Ainsi, chaque étape de la conception et du développement du logiciel est soumise à deux critères d’exigence : la qualité pédagogique et le conformité aux programmes officiels. Les développeurs sont les premiers à tester les exercices avec leurs élèves. Une équipe de testeurs (actuellement plus de 500 professeurs répartis sur toute la France, quelques-uns à l’étranger) utilisent la version réseau avec leurs élèves. Tous sont inscrits à une liste de diffusion de courriers électroniques qui leur permet d’échanger leurs commentaires et de faire part aux développeurs de leurs remarques. La modularité du logiciel (chaque exercice est programmé de façon indépendante) permet aux développeurs de réagir très rapidement : les bogues signalés sont en général corrigés dans un délai de quelques heures. Une expérimentation est menée en Seine-et-Marne, en liaison avec le Conseil général et l’académie de Créteil. Sur un département, tous les professeurs de mathématiques qui ont des classes de sixième ont la possibilité d’utiliser la version réseau de MathEnPoche, avec là aussi une liste de diffusion dédiée, animée par un développeur du logiciel. Des séances de présentation ont été organisées en début d’année pour aider à la prise en main du logiciel. Menée sur la base du volontariat, cette expérimentation a attiré 80 % des professeurs concernés. Plusieurs groupes de recherche (IREM dans plusieurs académies, IUFM de Bretagne, …) se sont constitués pour étudier l’impact du logiciel, pour créer des documents d’accompagnement ou réfléchir aux améliorations pédagogiques ou techniques que l’on pourrait dans l’avenir apporter à MathEnPoche. Là encore, l’esprit de MathEnPoche est de favoriser de tels échanges, d’y participer parfois, et toujours d’en tenir compte. La conception même du logiciel, son caractère libre et gratuit, l’esprit d’ouverture et de coopération qui anime l’équipe de développeurs encourage tous ceux (élèves, parents, professeurs, pédagogues, institutions scolaires) qui sont concernés par MathEnPoche à se l’approprier, dans une réelle démarche de service public. - 18 - Présentation de MathEnPoche Extensions possibles du logiciel MathEnPoche Extensions horizontales. MathEnPoche est un logiciel modulaire dont la technologie axée sur Internet permet de nombreuses évolutions. Parmi celles-ci, certaines concernent les exercices euxmêmes, d’autres, les fonctionnalités réseaux de MathEnPoche. Certaines de ces extensions ont été suggérées par les utilisateurs actuels du logiciel. 1. Sur les exercices. • • • • • Créer des corrections animées (en cas de seconde erreur) qui tiendraient compte à la fois du type d’erreur fait par l’élève (dans le cas d’une erreur classique) mais aussi des données de l’exercice (données aléatoires dans certaines limites) Donner la possibilité d’écouter les énoncés d’exercice, de les traduire plus facilement dans d’autres langues, de développer l’accès aux élèves empêchés en tenant compte de différents handicaps. Croiser la base d’exercices dynamiques actuelle avec une base d’exercices statiques permettant d’alterner à partir du support écran les exercices intéractifs et les exercices papier/crayon à faire sur cahier. Donner la possibilité de générer certains types d’exercice, via des interfaces prévues à cet effet. Ce concept pourrait être particulièrement intéressant pour la géométrie virtuelle aux instruments. Développer d’autres outils directement intégrés (ou non) dans les exercices de MathEnPoche : Tableur, géométrie dynamique (couplée à la géométrie aux instruments virtuel), calcul formel… en favorisant des passerelles naturelles des uns aux autres, avec la possibilité de les brider partiellement suivant les besoins… 2. Sur la version Réseau • • • • • Développer une interface spécifique pour les devoirs à la maison en Extranet. Développer un module de « devoirs surveillés en réseau » permettant au professeur de créer son devoir puis d’être assisté lors de la correction (barème, statistiques…) et enfin de générer des séances de remédiation personnalisée à partir de la copie virtuelle de chaque élève. Développer les échanges et interactions de postes à postes dans l’optique de travaux de groupe en réseau (des élèves pouvant travailler simultanément sur le même exercice ou l’un créant l’énoncé permettant de construire une figure, l’autre la construisant…) Dans le cadre des serveurs académiques, développer des modules d’échanges entre classes, soit pour des problèmes ouverts ou pour des rallyes mathématiques (avec un système souple d’inscription suivant les heures de cours…) Dans le cadre des serveurs académiques, développer les outils permettant des évaluations à grande échelle sur la maîtrise d’une ou plusieurs notions ou compétences (sur le modèle des évaluations en 6ème, mais avec plus de souplesse et la possibilité de créer des modules de remédiation spécifiques et de les proposer aux classes.) - 19 - Présentation de MathEnPoche Intérêts d’un logiciel inter-cycles. • Au niveau des élèves : les élèves utilisent des outils similaires en changeant d’établissement, c’est un facteur de transition non négligeable. Par ailleurs, les versions des autres cycles étant libres et gratuites elles aussi et surtout interopérables, les professeurs peuvent déjà utiliser des exercices des autres cycles quand ils le jugent opportun. Un exemple d'exercice et de son aide dans le cadre de la liaison CM2-6e • • Au niveau des professeurs : les stages de formation inter-catégorielles ou intercycles sont toujours difficiles à poursuivre dans la durée. En permettant des concertations en partie centrées sur des outils communs, MathEnPoche développe les connaissances réciproques des professeurs des différents cycles. Au niveau de la programmation : mener une reflexion globale de développement inter-cycle permet de prendre en considération les obstacles pédagogiques ou didactiques inhérents à ces transitions. - 20 - Présentation de MathEnPoche Expérimentation dans l’académie de Créteil Description : 1. L'installation : MathEnPoche est installé sur un serveur dédié du rectorat, principalement pour faciliter les mises à jour du logiciel. Un nom de domaine "officiel" pour accéder aux pages est déjà réservé. 2. La participation des professeurs: Elle n'est aucunement obligatoire et reste sur la base du volontariat. Elle se fait par une simple inscription en ligne (personnelle ou via le responsable MathEnPoche de l'établissement. 3. Procédure d'inscription : Inscription en ligne via un formulaire : • Le nom d'utilisateur est envoyé par courriel à l'adresse académique personnelle du professeur (en "@ac-creteil.fr" afin de valoriser la messagerie académique). • Le mot de passe de connexion envoyé par courriel dans l'établissement (pour éviter les inscriptions hors académie). • Parallèlement à l'envoi de ces identifiants, le professeur est automatiquement inscrit à une liste de diffusion dédiée à l'expérimentation (afin de favoriser les échanges entre les participants). 4. Responsable MathEnPoche : Dans chaque établissement qui comptera des participants à l'expérimentation, un responsable privilégié est désigné (par défaut, c'est le premier de l'établissement qui s'inscrit). À ce titre, il possède des droits supplémentaires : - Possibilité de création des classes par incorporation des fichiers GEP (celles de tous les collègues de l'établissement) ; - Possibilité d'inscriptions groupées au programme (pour aider ses collègues) ; - Possibilité de modifier les identifiants des collègues de son établissement ; - Possibilité de nommer un autre responsable au sein de l'établissement. - 5. Rôle du coordonnateur de l'expérimentation (Rafael Lobato) : Développer l'interface d'inscription ; Accompagner les utilisateurs dans leur prise en main du logiciel (via la liste dédiée au rectorat) Assurer la liaison avec l’équipe des développeurs de MathEnPoche (retours de bogues ou de suggestions d'amélioration par exemple) ; Formation des animateurs PMC lors de réunions d'information pour qu'ils puissent à leur tour former les collègues et faire connaître le programme ; Mises à jour et maintenance du serveur. - 21 - Présentation de MathEnPoche 6. Evaluation du projet : Elle est laissée à la charge de l'Inspection Académique qui évaluera l'impact du logiciel au niveau des professeurs et des élèves lors de leurs différentes visites dans les établissements (le protocole restant à déterminer). 7. Evolutions possibles : Les évolutions suivantes ont été envisagées : - Elargir l'expérimentation à toute l'académie ; - Poursuivre les années suivantes avec une expérimentation identique pour les autres niveaux s'ils sont développés : - Création d'un annuaire LDAP pour faciliter, à terme, l'installation sur les serveurs SLIS des établissements. Après 2 mois d’utilisation (le 22/01/2004) Quatre réunions de présentation, réparties dans le département, ont eu lieu les : - Mercredi 5/11 au collège G. Sand de Crégy lès Meaux (districts 1, 2, 3 et 6) - Vendredi 7/11 au CDDP de Melun (districts 8 et 12) - Mercredi 12/11 au collège Condorcet de Pontault-Combault (districts 4, 5, 7 et 10) - Vendredi 14/11 au collège Lelorgne de Savigny à Provins (districts 9 et 11). Pour chacune d’elles, sur simple invitation des IA-IPR, le taux de représentation des établissements a été supérieur à 60% (jusqu’à 95% pour la dernière) En ce qui concerne l’utilisation de MathEnPoche • 223 professeurs inscrits (soit plus de 80% des professeurs en charge d’une classe de 6ème) • 106 collèges concernés • 422 classes enregistrées • 7425 élèves inscrits • 26542 exercices faits • 648 séances programmées • 75 jours, 15 heures, 22 minutes et 37 s passés sur MathEnPoche par les élèves Voir graphiques page suivante. - 22 - Présentation de MathEnPoche - 23 - Présentation de MathEnPoche Validation – Soutiens institutionnels – Groupes de recherche Validation En attente de validation par les IPR et experts. Soutiens institutionnels Lettre du CRDP de Lille. Groupes de recherche IREM de Strasbourg : Le groupe « Scénarii pour MathEnPoche » est constitué de 9 enseignants de collège, il travaille à la création de scénarios pour MathEnPoche 4°. Le groupe est en train de boucler le chapitre "Démonstration". Les chapitres "fractions" puis "calcul littéral" seront traités par la suite. Le groupe souhaite par ailleurs mettre en place une documentation sur MathEnPoche qui, en plus d'aider à la prise en main du logiciel, serait incitative pour l'utilisation de ce dernier. Le groupe reçoit par ailleurs un soutien au niveau académique, il a été rattaché à la cellule "innovation" du rectorat. IREM de Lille : Ce groupe s'est fixé comme objectifs : 〈 de se pencher sur la question de la pertinence de l’utilisation de l’informatique dans l'enseignement des mathématiques (Si l’ordinateur permet de différencier les exercices et l’aide à apporter pour chaque élève, alors MathEnPoche est une aide pour les élèves). 〈 de réfléchir à l’utilisation de ce logiciel :à quel moment dans la classe ? pour quels élèves ? les élèves font-ils réellement des mathématiques ? Est-ce pour renforcer une notion ? lui donner du sens ? la découvrir ? 〈 d'étudier plus particulièrement les chapitres concernant « Entiers et décimaux » du logiciel MathEnPoche. IREM de Montpellier : Ce groupe s'est fixé comme objectifs : 〈 de travailler à l'élaboration de documents d'accompagnement destinés aux enseignants, présentant des scenarii d’intégration au cours et en dehors de l’établissement ; ces documents contiendraient : 〈 une fiche professeur avec les compétences exigibles ; 〈 une fiche élève ; 〈 un scénario d'usage décrivant chaque phase de la séquence ( avec les phases d'utilisation de MathEnPoche, les phases de travail papier/crayon, les différents lieux...) - 24 - Présentation de MathEnPoche 〈 〈 〈 d'utiliser MathEnPoche en situation avec les classes dont les animateurs ont la charge ; de réfléchir aux différents types d'aide utilisables par les élèves ; de répondre aux questions : Pourquoi utiliser MathEnPoche ? Quels sont ses avantages et ses inconvénients par rapport aux autres logiciels ? IREM de Reims : 〈 Un groupe devrait être créé à la rentrée prochaine pour travailler plus particulièrement à l'écriture de scenarii pour MathEnPoche 2nde. Commission Inter IREM : 〈 Une Commission Inter IREM Sesamath pourrait voir le jour, ou alors les travaux de ces différents groupes seraient abordés dans la Commission Inter IREM « Maths et Informatique ». DidmaR, Equipe de Didactique des mathématiques de Rennes : Groupe de recherche associant l'INRP, l'IUFM de Bretagne et l'équipe de didactique des mathématiques de Rennes. Les travaux de ce groupe portent sur l'emploi de produits multimédia en CM2 et en sixième. Dans ce cadre, le groupe a retenu MathEnPoche comme premier sujet d'étude. Le travail se ra centré sur le thème de la proportionnalité. Equipe de Didactique des mathématiques de Quimper : Pas de renseignements actuellement. - 25 -
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