Dans la vraie vie, commander une pizza pour un groupe de personnes implique d'avoir une conversation sur ce que les gens aiment, combien ils peuvent manger, combien ils veulent dépenser et si l'ananas appartient vraiment à la pizza.

Mais dans le cadre d'un cours de mathématiques traditionnel, le concept de commande d'une pizza devient généralement un problème comme celui-ci :

"Si une pizza sert quatre enfants, de combien de pizzas avons-nous besoin pour une classe de 28 enfants ?"

Un nombre alarmant d'étudiants australiens ne choisissent pas les mathématiques au lycée. Les chiffres de 2017 – les plus récents disponibles – montrent que seulement 9,4 % des élèves australiens des années 11 et 12 étaient inscrits en mathématiques avancées. C'est le pourcentage le plus bas depuis plus de 20 ans.

Des sondages auprès d'étudiants en dernière année indiquent qu'ils pensent que les mathématiques sont trop difficiles, trop surveillé par un ensemble de règles rigides et non applicables à la vie réelle.

Clairement, la façon dont nous enseignons détourne les élèves des mathématiques. Mais une approche basée sur l'enquête peut rendre les mathématiques pertinentes et intéressantes.

Donc, Qu'est-ce que l'apprentissage basé sur l'investigation ?

Selon l'OCDE, les enfants d'aujourd'hui sont confrontés à un avenir incertain en raison des bouleversements technologiques.

Pour relever ces défis, le rapport note :

"[…] les élèves devront développer leur curiosité, imagination, résilience et autorégulation; ils devront respecter et apprécier les idées, perspectives et valeurs des autres […]"

Ces compétences ne peuvent pas être enseignées par apprentissage par cœur ou par une série de procédures.

Une approche d'enquête en mathématiques est lorsque l'apprentissage commence généralement par une question complexe. Dans le cas de l'exemple de la pizza, cette question pourrait être :« Quelles pizzas devons-nous commander pour notre fête de classe ? »

Au fur et à mesure que les élèves abordent la question, ils travaillent en collaboration, guidés par l'enseignant, pour développer une compréhension des mathématiques d'une manière plus naturelle.

Plutôt que le résultat soit un simple, bonne réponse ("Nous aurons besoin de sept pizzas pour une classe de 28"), les élèves proposent une solution potentielle. Ils expliquent ensuite leur raisonnement et les mathématiques qu'ils ont appliquées pour justifier leurs décisions.

La question de savoir de quelles pizzas une classe a besoin provoque une enquête approfondie qui va au-delà de la simple arithmétique. Cela nécessite des décisions sur le nombre et les options de pizza à envisager (planification de la collecte de données), enquête sur les préférences des élèves en matière de pizza (collecte et enregistrement des données), synthèse des réponses (nettoyage et représentation des données), et rendre compte des résultats (résumé des données).

Les élèves analysent les données pour déterminer combien et quels types de pizzas commander (représentation des fractions et arithmétique) tout en notant que, dans le cadre, les pizzas entières doivent être commandées.

Les preuves mathématiques recueillies par les élèves sont utilisées pour étayer, justifier et convaincre les pairs de leur conclusion. La classe peut alors étendre cette enquête pour considérer les achats de boissons, coût total et ainsi de suite.

En faisant cela, les élèves acquièrent une compréhension plus approfondie à la fois des mathématiques utilisées et quand et comment elles sont utiles.

L'enquête s'aligne plus étroitement sur le travail réel des mathématiciens. En pratique, les mathématiciens identifient, ou sont approchés avec, un problème. Ils doivent décider des mathématiques qu'ils peuvent utiliser pour le résoudre. Ensuite, ils proposent une procédure, résoudre en utilisant les mathématiques et surveiller le résultat.

Dans les classes traditionnelles, les mathématiciens étudiants ne résolvent généralement que les mathématiques - ironiquement, c'est la seule étape qui peut être remise à la technologie.

Savons-nous que cela fonctionne ?

La recherche à l'appui de l'enquête en mathématiques se développe. L'un des examens les plus complets des données de recherche évaluant l'approche fondée sur l'enquête pour l'enseignement des mathématiques et des sciences du primaire à l'université a été mené en 2013.

Il a identifié un certain nombre d'avantages pour les étudiants. Ceux-ci comprenaient une capacité accrue à :transférer l'apprentissage à de nouvelles situations; rechercher des défis ; tolérer l'échec; et renforcer la résilience pour lutter contre des problèmes difficiles.

Il a été constaté que l'enquête améliore les résultats d'apprentissage des élèves les moins performants et les plus performants et des élèves ayant des antécédents culturels particuliers, y compris les peuples des Premières Nations.

Les élèves qui ont appris par cette méthode ont également déclaré considérer les mathématiques comme intéressantes et motivantes.

La recherche montre que l'approche basée sur l'enquête est efficace à tous les niveaux de l'année. Les exemples incluent des enfants aussi jeunes que 5-6 pouvant faire des prédictions à l'aide de données, à des concepts plus complexes tels que le calcul et l'ajustement du volume et de la proportion à l'aide d'un plan de maison à l'échelle.

La principale contrainte à la mise en œuvre de l'enquête dans les classes du secondaire est la flexibilité nécessaire pour s'engager dans des problèmes qui souvent interdisciplinaires.

Par exemple, la question « Quel est le meilleur design pour un avion en papier ? » s'appuie sur la science pour les principes du vol, mathématiques pour les statistiques et la mesure, et la technologie pour la conception.

Une programmation rigide des cours compromet un tel apprentissage. Mais il peut être surmonté grâce à la liaison entre les équipes pédagogiques.

Des régimes d'évaluation stricts font également pression sur les enseignants pour qu'ils terminent les unités d'enseignement à certains moments. Mais l'enquête peut signifier que plus de contenu est couvert de manière plus approfondie, des voies plus connectées.

Importance des compétences des enseignants

Bien que la méthode d'enquête soit centrée sur l'élève, encouragement à l'autonomie, la pensée créative et critique doit être conduite et soutenue par un enseignant compétent. Cela signifie reconnaître quand mettre les élèves au défi et quand fournir un soutien.

La nature de l'enquête se prête à exposer ce que les élèves ne savent pas. Lors des discussions en petits groupes, les élèves avancent des idées et l'enseignant peut identifier des obstacles dans leurs démarches.

A ces moments-là, un enseignant réactif peut travailler avec les élèves pour développer les connaissances conceptuelles nécessaires pour aller de l'avant avec leur enquête.

De même, les étudiants prêts à relever des défis peuvent appliquer des concepts plus avancés tout en s'efforçant d'utiliser et de développer des solutions mathématiques plus complexes. Comme pour tout enseignement, a balanced approach is key.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.