Les élèves du secondaire réussissent mieux en sciences naturelles et en mathématiques et sont plus motivés lorsque les outils numériques sont utilisés dans l'enseignement. Cependant, le succès dépend de la conception des outils utilisés. Les niveaux de réussite sont plus élevés lorsque les enfants et les jeunes adultes n'étudient pas seuls et lorsque l'enseignement numérique est accompagné de supports pédagogiques papier, selon la conclusion de l'une des plus grandes enquêtes sur le sujet, évaluant environ 90 études individuelles.

La numérisation de l'enseignement scolaire fait l'objet de vifs débats depuis des années. Quels programmes les enseignants devraient-ils utiliser sur l'ordinateur, quand et à quelle fréquence ? Le débat est caractérisé par une abondance stimulante de projets de recherche. Le Center for International Student Assessment (ZIB) de l'Université technique de Munich (TUM) a évalué un total de 92 études publiées dans le monde depuis l'an 2000.

La méta-étude montre que les élèves du secondaire dans les classes qui travaillent avec des outils pédagogiques numériques réussissent mieux que les enfants et les jeunes adultes dans les classes qui sont enseignées uniquement sur une base traditionnelle. De plus, ces étudiants sont plus motivés par le sujet respectif. Ceci s'applique à toutes les années du secondaire et à toutes les matières étudiées, c'est-à-dire les mathématiques, la biologie, chimie et physique.

Cependant, les outils numériques seuls ne sont pas une garantie de succès. Leur impact sur les performances dépend de la manière dont ils sont utilisés dans l'enseignement :

• Les enfants et les jeunes adultes profitent davantage des outils pédagogiques numériques lorsqu'ils travaillent à deux plutôt que seuls. Les chercheurs supposent que les programmes informatiques jouent un rôle particulier dans la stimulation des discussions entre les étudiants, ce qui peut avoir un impact positif sur le processus d'apprentissage.
• Les élèves du secondaire réussissent mieux lorsqu'ils sont accompagnés par des enseignants tout en travaillant avec des outils numériques. Lorsqu'ils travaillent seuls avec des programmes informatiques, l'effet positif est mineur.
• L'effet positif des outils numériques est d'autant plus important que les outils ne remplacent pas complètement les supports de classe classiques. Une approche prometteuse consiste à les utiliser en complément des méthodes analogiques.
• Les outils numériques augmentent les performances d'autant plus que les enseignants ont été formés professionnellement à leur intégration dans les cours.

Même les programmes bien conçus ne peuvent pas remplacer les enseignants

« Les outils numériques doivent être intégrés à l'enseignement avec modération, " dit le professeur Kristina Reiss, directeur de la ZIB et doyen de la TUM School of Education. « Se débarrasser des formats analogiques éprouvés serait aller un peu trop loin. De plus, nous voyons que même des programmes d'apprentissage très bien conçus ne peuvent pas remplacer l'enseignant.

Dans une application bien planifiée, les avantages des outils numériques pourraient être pleinement exploités, en particulier pour les contenus complexes et abstraits en sciences naturelles et mathématiques, par exemple la visualisation de composés chimiques et de formes géométriques.

« Si les nouvelles méthodes pédagogiques peuvent en plus augmenter la motivation des lycéens, ce sera une grande opportunité pour les sujets STEM, " fait remarquer Reiss.

Certains outils numériques sont plus utiles que d'autres

La méta-étude indique également quels types d'outils numériques sont les plus prometteurs. Le plus grand effet positif vient de ce que l'on appelle les systèmes de tuteurs intelligents, des programmes qui transmettent le contenu en petites unités et permettent également des exercices individuels. Le facteur décisif est que ces programmes adaptent la vitesse, niveau de difficulté et quantité d'aide aux compétences de l'utilisateur. D'autre part, des systèmes hypermédias configurés pour une exploration libre avec vidéo, les supports audio et textuels qui ne définissent pas un objectif d'apprentissage sont comparativement moins efficaces.