Au sein du projet STEAM in Times nous sommes convaincus que les manipulations sont un moyen efficace d’enseigner les mathématiques mais quels sont les avantages et comment faut-il les intégrer dans nos cours de STEAM ?
Avantages
Quelques grands pédagogues spécialistes des théories du développement comme Montessori (1964), Bruner (1964) et encore Piaget (1962) s’accordent sur le fait que l’utilisation de manipulations permet de soutenir le développement du raisonnement abstrait (Carbonneau et al., 2016).
Un autre avantage des manipulatons est celui de faciliter les liens entre les notions abstraites mathématiques et la vie de tous les jours (Brown et al. Cited in Carbonneau et al., 2016; Brown, Collins, & Duguid in Belenky et all., 2009; Hawkins, Boggan, Harper and Whitmire cited in Cockett, & Kilgour, 2015). En effet, en fournissant du matériel de manipulation, les enseignants créent une expérience qui a plus de sens pour les élèves (Stein et Bavolino cité par Cockett, & Kilgour, 2015).
Un autre avantage des manipulations qui découle du précédent est celui de permettre un plus grand engagement de la part des élèves et de leur permettre d’être plus concentrée sur la tâche (Florence, 2012 cited in Cockett, & Kilgour, 2015). Le fait de présenter aux apprenants une tâche dont ils comprennent l’utilité et dans laquelle ils sont actifs, va leur permettre d’être plus engagés, motivés et concentrés (Swirling, Moyer, cited in Cockett, & Kilgour, 2015).
Les manipulations permettent également de présenter plusieurs moyens de représentation et par conséquent permet une meilleure récupération des informations stockées (Sweller, Merrienboer, & Paas cited in Belenky et all., 2009) puisque l’encodage a pu se faire par le biais de deux canaux ; le canal verbal et le canal non-verbal (le canal moteur) (Clark & Paivio cited in Carbonneau et al., 2016).
Les manipulations sont des moyens utiles pour rencontrer les différents styles d’apprentissage des apprenants. En effet, elles sont particulièrement appropriées pour les élèves qui ont principalement un style d’apprentissage visuel et/ou kinesthésique (Sundstorm cited in Cockett, & Kilgour, 2015).
Figure 1 Photo de Canva
Conditions de mise en place :
Smith (cited in Cockett, & Kilgour, 2015, p. 4) déclare : « Il y a probablement autant de mauvaises façons d’enseigner avec du matériel de manipulation qu’il y en a sans ».
Thierry Dias dans son livre « Manipuler et expérimenter en mathématiques » (cited in Gracom, 2021), détaille 4 phases pour mettre en place des manipulations de manière pertinente et efficace pour les apprentissages.
Phase 1 : laisser du temps aux élèves pour qu’ils puissent appréhender librement le matériel.
Phase 2 : phase de verbalisation. À ce stade, toutes les réflexions sont acceptées et l’enseignant assure un cadre bienveillant et peut relancer la discussion par des questions si nécessaire.
Phase 3 : réalisation d’un tri dans les démarches formulées auparavant. Cette phase va susciter des débats, de l’argumentation et une validation. Le rôle de l’enseignant est d’animer le débat.
Phase 4 : institutionaliser les concepts découverts. Elle a pour objectif de fournir une trace officielle des apprentissages découverts à tous les élèves.
Dias conclut en émettant trois recommandations pour que la réalisation de manipulations permette aux élèves d’atteindre l’abstraction.
La manipulation doit :
- Faire émerger un questionnement ;
- Créer une contrainte = la manipulation devient le seul moyen de résoudre le problème ;
- Être envisagée dans une séquence complète qui se termine par une verbalisation des notions mathématiques apprises.
Alors, êtes vous convaincus de l’utilité des manipulations ? Pour vous permettre de vous lancer dans l’aventure des manipulations STEAM, le projet STEAM in Times a prévu de fournir du matériel prêt à l’utilisation. Vous trouverez des plan de construction ainsi que du matériel pédagogique pour vous aider à intégrer les manipulations à vos cours. Vous les retrouverez au cours de l’année sur notre site internet.
Sources :
Belenky, D. M., & Nokes, T. J. (2009). Examining the Role of Manipulatives and Metacognition on Engagement, Learning, and Transfer. The Journal of Problem Solving, 2(2). https://doi.org/10.7771/1932-6246.1061
Carbonneau, K., Marley, S., & Selig, J. (2013). A Meta-Analysis of the Efficacy of Teaching Mathematics With Concrete Manipulatives. Journal of Educational Psychology, 105. https://doi.org/10.1037/a0031084
Cockett, A., & Kilgour, P. W. (2015). Mathematical Manipulatives : Creating an Environment for Understanding, Efficiency, Engagement, and Enjoyment. 1(1), 47‑54.
GRACOM. (2021). GRACOM : Manipuler pour travailler les notions mathématiques | Portail pédagogique académique. https://pedagogie.ac-montpellier.fr/gracom-manipuler-pour-travailler-les-notions-mathematiques