Abstract :
[fr] Cette communication affichée présente les premiers résultats de l'étude visant à examiner l'implémentation sur le terrain du dispositif d'enseignement-apprentissage intitulé « Puzzle des équivalences mathématiques » adressé aux élèves de CP et de CE1. Ce dispositif répond aux exigences des nouveaux référentiels belges en mathématiques (FW-B, 2022), contribuant à combler un besoin de ressources adaptées pour enseigner l'égalité en termes d'équivalence, un concept souvent mal maîtrisé par les élèves (Hornburg et al., 2022).
Bien que le symbole « = » soit l'un des symboles les plus rencontrés lors des activités mathématiques, il n'échappe pas à son lot de difficultés (Berlanger et al., 2018). En outre, le concept d'équivalences mathématiques n'est pas un concept inné. En effet, comme l'expliquent Osana et Adrien (2012), au début du primaire, lorsque des équivalences ne sont pas présentées de manière conventionnelle aux élèves, ces derniers les considèrent comme erronées. Selon leur conception, il ne peut y avoir une opération avec deux nombres à droite du signe égal, ce qui implique qu'ils considèrent 8 = 5 + 3 comme étant une erreur. De même, ils pensent qu'il doit toujours y avoir une opération à gauche du signe égal, ce qui les pousse à juger une égalité simple comme « 8 = 8 » erronée. Ainsi, une attention particulière doit être portée sur l'enseignement des équivalences mathématiques (Hornburg et al., 2022).
Prenant appui sur des recherches antérieures (Berlanger et al., 2018 ; Carpenter et al., 2003 ; Osana & Adrien, 2012), le dispositif mobilise une approche ludique impliquant des puzzles pour aborder les équivalences mathématiques présentées de manière non conventionnelle.
La validation s'est déroulée en deux volets. D'abord, un panel d'experts a évalué le dispositif à l'aide d'une grille critériée validée (Duroisin, 2020), concluant à sa pertinence pédagogique. Ensuite, une étude quasi-expérimentale a été menée auprès de 74 élèves répartis en groupes expérimental et contrôle. Les élèves du groupe expérimental ont participé à trois séances d'activités, tandis que le groupe contrôle suivait un enseignement traditionnel. Des pré-tests et post-tests ont été administrés pour mesurer les progrès en matière d'utilisation et de compréhension de l'égalité.
Les résultats suggèrent que le dispositif a un impact significatif sur l'apprentissage des élèves du groupe expérimental (p < 0,001). Ces derniers ont réalisé des progrès notables dans la majorité des domaines évalués, notamment dans la complétion d'opérations à trou impliquant des équivalences (p < 0,00001) et la compréhension de l'égalité en termes d'équivalences mathématiques et de résultats (p = 0,001). Les analyses révèlent également que le dispositif a permis aux élèves issus d'un établissement présentant un indice socio-économique faible de rattraper leur retard initial. En revanche, le groupe contrôle n'a montré que des progrès limités. Les retours des enseignants interrogés mettent en avant la motivation suscitée par l'approche ludique et la facilité de mise en œuvre du dispositif. Outre les résultats globalement positifs, certaines limitations de l'étude, comme la taille restreinte de l'échantillon, invitent à interpréter les données avec prudence et encouragent à poursuivre le développement de dispositifs « clefs-sur-porte ».
