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    Pédagogie > Outils pédagogiques

    Miser sur la maîtrise des préalables en mathématiques pour bien amorcer son programme au collégial

    Par Louise Pellerin (à droite sur la photo) enseignante de mathématiques et intervenante en recherche au Cégep de Chicoutimi avec la collaboration de Diane Bergeron, coordonnatrice du programme en Présciences de la santé à la Cité collégiale d’Ottawa et le regroupement profweb .

    Mme Louise Pellerin est enseignante au Département de mathématiques et intervenante en recherche au Cégep de Chicoutimi. Elle détient un baccalauréat en mathématiques-informatique et un certificat en informatique appliquée. En plus  d'enseigner au Cégep de Chicoutimi depuis 1998 et avoir occupé pendant 5 ans un poste d’agente de développement pour un Centre Collégial de Transfert Technologique, elle s’implique en recherche depuis plus de dix ans, ce qui lui a permis de participer au développement de plusieurs systèmes et outils technologiques. Elle travaille depuis 2 ans en partenariat avec Diane Bergeron de la Cité collégiale au développement d'outils web concernant les mathématiques de base. Elle est responsable du Service d'aide en mathématiques (SAM) de son collège et a participé à son démarrage et aux développements d’outils et services y étant associés.

    Mme Diane Bergeron détient une maîtrise en bio informatique et un baccalauréat en biochimie. Elle a développé un nouveau cours de Mathématiques appliquées en santé où les mathématiques de base ont une place prépondérante. Elle a enseigné les biostatistiques pendant 5 ans et a offert des périodes de tutorat en mathématiques. Mme Bergeron s'est grandement impliquée dans le développement de matériel pédagogique web en mathématiques de base : exercices incluant des variables, des indices, des solutions et avec correction automatisée, ateliers de formation et capsules multimédias

    Résumé du projet

    L’importance d’une bonne maîtrise des connaissances de base en mathématiques pour la réussite de plusieurs programmes d’étude au collégial est connue. Les lacunes des étudiants à leur arrivée au collégial, associées parfois à un manque de motivation à l’apprentissage des mathématiques de base, mettent évidemment en danger leur réussite scolaire. L’absence d’outil efficace pouvant venir en aide à ses étudiants a été une source de motivation pour Louise Pellerin du Cégep de Chicoutimi et Diane Bergeron de La Cité collégiale. Les deux enseignantes, soutenues par le Réseau des cégeps et des collèges francophones du Canada, le RCCFC, ont développé un site internet intégrant des notions théoriques, des exemples et des capsules multimédias, mais aussi des tests diagnostiques par thème mathématique, des travaux et exercices intégrants des variables, des indices et des solutions, en plus d’avoir une correction automatisée!

    Contexte du projet

    Ce sont d'abord les étudiants de Présciences de la santé à La Cité collégiale et ceux de Soins infirmiers au Cégep de Chicoutimi que nous avons ciblés, car les lacunes souvent importantes des étudiants, identifiées en cours de session par les enseignants, associées à leur manque de motivation à l’apprentissage des mathématiques, représentaient un défi très intéressant à relever. En plus, l’importance d’une bonne maîtrise de cette matière dans leur profession est cruciale et une simple erreur de calcul ou l'arrivée trop tardive d'un résultat peut nuire au patient, voire mettre sa vie en danger, ce qui justifiait grandement notre intervention! Pour ces étudiants, nous voulions procéder à la passation d’un test diagnostique, offrir des ateliers théoriques et pratiques et faire un post-test.

    Pour les autres programmes :Le Service d’aide en mathématiques du Cégep de Chicoutimi (SAM)

    En parallèle à ce projet, madame Louise Pellerin et monsieur Claude Skeene, enseignant en mathématiques maintenant retraité, ont débuté la mise en place d’un service d’aide en mathématique (SAM) du Cégep de Chicoutimi, car les lacunes des étudiants en mathématiques de base sont également présentes dans les programmes tels Sciences de la nature, Sciences humaines, Génie civil, Génie électrique, Informatique et Architecture. L’objectif du SAM est d’aider les étudiants qui suivent un premier cours de mathématiques au collégial où la maîtrise des connaissances en mathématiques de base est essentielle à la réussite du cours. Pour ce faire, le SAM effectue un diagnostic rapide et précis en début de session, en plus d’offrir des ateliers théoriques et pratiques et de l’aide individualisée concernant les mathématiques de base.

    Choix technologiques

    Nous avons analysé plusieurs technologies disponibles qui pourraient être utilisées pour la création et la passation des tests diagnostiques et le développement des exercices et des travaux. Bien qu’il y ait un coût d’associé à l’utilisation de cette plate-forme (entre 12$ et 18$ par étudiant par année, coût variant selon le nombre d’étudiants), notre choix s'est arrêté sur

     

    Maple T.A. pour les raisons suivantes :
    • accès au matériel développé nécessite simplement un ordinateur avec connexion à Internet (pour le concepteur de questions, le professeur et l’étudiant);
    •  la correction est automatisée;
    • accès à plusieurs types de questions (choix de réponse, association, liste déroulante, boîte de texte où l’étudiant peut inscrire un résultat, etc.);
    •accès  à un éditeur d’équations et de graphiques pour le concepteur et l’étudiant;
    •  gestion du dossier étudiant : suivi des résultats;
    • gestion d’un test (heure début, heure fin, temps utilisé, nombre de répétition(s) );
    •  production de quelques statistiques globales et par question;
    • possibilité de présenter les questions et les réponses dans un ordre différent pour chaque étudiant;
    • possibilité de produire des questions types intégrant des variables (même question qui peut être présentée avec des valeurs différentes pour chaque étudiant), des indices et des solutions;
    • possibilité de rédiger un commentaire destiné à l’étudiant (par question et à la fin de l’examen);
    •  prix raisonnable et une grande facilité de transfert des outils développés aux autres collèges francophones.

                    (1)

    (1) Considérant toutes les fonctionnalités offertes par cette plate-forme, nous avons même décidé d'en effectuer la traduction en français.
     

    La mise au point des tests diagnostiques

    En Sciences de la santé :

    Initialement, nous avons établi, avec l’aide des coordonnateurs, la liste des préalables en mathématiques qui seraient communs à la majorité des programmes en sciences de la santé, puisque notre objectif était de créer du matériel qui serait facilement transférable aux autres collèges francophones. Ont été reconnus comme essentiels, la maîtrise des thèmes en mathématiques de base suivants : le calcul mental, les nombres décimaux, les fractions, les rapports et les proportions et la résolution de problèmes. Le test diagnostique a été confectionné sur cette base, puisqu’il intègre cinq parties distinctes permettant d’effectuer un diagnostic précis des lacunes de chaque étudiant. À l’automne 2010 au Cégep de Chicoutimi, nous avons administré le test diagnostique à 81 étudiants en Soins infirmiers, 55 étudiants en Réadaptation physique et 34 étudiants en Inhalothérapie. Les résultats sont similaires pour les trois programmes:

    Thème Réussite
    1. Calcul mental 90%
    2. Nombre décimaux 40%
    3. Fraction 40%
    4.Rapports et proportions 20%
    5.Résolution de problèmes 10%

     * Avec une note de passage de 75% établie par le département de Soins infirmiers

    À Chicoutimi, le reste de notre expérimentation s’adressait aux étudiants en Soins infirmiers et voici les résultats obtenus :
    • Test diagnostique effectué auprès de 81 étudiants
    • Lacunes dans au moins 4 des 5 thèmes 43/81(53%)
    • Lacunes dans moins de 4 thèmes (pour la majorité 2 ou 3 thèmes) 34/81(42%)
    • Obtenus 75% et plus dans tous les thèmes 4/81(5%)

    Seulement 4 étudiants sur 81 ont obtenu 75% et plus dans tous les thèmes évalués, ces résultats ont donc justifié notre intervention auprès des autres étudiants en leur offrant des ateliers théoriques et pratiques.

    À La Cité collégiale, des résultats similaires ont été obtenus avec le programme de Présciences de la santé, confirmant la généralité des lacunes mathématiques pour les étudiants entrant en santé.

    Le Service d’aide en mathématiques du Cégep de Chicoutimi (SAM).

    Pour notre clientèle du SAM, le choix des thèmes en mathématiques de base a été décidé en comité de cours. À chacun des cours de mathématiques ciblés est maintenant associé certains des thèmes suivants : algèbre de base, les fonctions (constantes, affines et quadratiques), la trigonométrie, les fractions, les rapports et proportions et finalement les fonctions exponentielles et logarithmiques.

    L’administration d’un test de classement informatisé était une démarche nouvelle, mais essentielle à Chicoutimi! Dans le cadre des activités du SAM, dès la deuxième semaine de cours, nous administrons nos tests diagnostiques à plus de 350 étudiants, sélectionnons les étudiants qui obtiennent un résultat d’environ 60% et moins (cela correspond à environ 53% des étudiants qui font le test diagnostique) et débutons les ateliers d’aide dans la troisième semaine de cours, avant même le premier examen dans leur cours de mathématiques. La passation des tests diagnostiques en format papier serait un travail beaucoup trop ardu! D’ailleurs, pour le programme de Soins infirmiers, l’ampleur de la tâche avant notre intervention avec les tests à correction automatisée avait fait en sorte que les enseignants abandonnent les mesures d’aide en mathématiques aux étudiants, bien que les besoins étaient très importants. Nous avons repris le flambeau avec nos nouveaux outils.

    Ateliers théoriques



    Pour nos ateliers théoriques, nous utilisons les modules qui sont actuellement disponibles sur notre site Internet . Nous y retrouvons des notions théoriques, des exemples et des capsules multimédias. De façon plus détaillée : 

    • Nombres entiers (définition, opérations, puissances, racines et priorité des opérations);
    • Nombres décimaux (définition, arrondissement, comparaison, conversion et notation scientifique);
    • Fractions (définition, simplification, comparaison, opérations,      entiers fractionnaires et conversion);
    • Rapports et proportions (facteurs et multiples, pourcentage, proportion, conversion métrique et conversion non métrique);
    • Résolution de problèmes (le problème, dosage, finance et autres);
    • Algèbre de base (opérations, puissance, factorisation, différence de 2 carrés, résolution (un inconnu), résolution (quadratique), résolution (2 équations et 2 inconnus);
    • Statistiques (définitions, types de variables, types d’échelle, tableaux, graphiques, mesures de tendance centrale et mesures de dispersion).
    • Du matériel pédagogique concernant les thèmes suivants sera disponible dès février 2012
    • Fonctions (constantes, affines et quadratiques);
    • Trigonométrie;
    • Fonctions exponentielles et logarithmiques;

    Les capsules multimédias disponibles via le site Internet permettent aux étudiants de revoir d'une façon beaucoup plus motivante, les notions théoriques pour lesquelles ils ont des difficultés. N’hésitez pas à donner le site en référence à vos étudiants, l’accès et gratuit!

    Ateliers pratiques

     

    La banque de questions confectionnée avec Maple T.A. ne sert pas qu’à diagnostiquer. Elle sert de bassin d’entraînement pour l’étudiant et d’outil d’évaluation et de suivi pour l’enseignant. Un avantage important concernant le matériel produit sur Maple T.A. est que la majorité des exercices ont été créés avec des variables. Par conséquent, à chaque pratique effectuée par l’étudiant, les valeurs intégrées dans les questions se retrouvent changées. L’étudiant peut donc refaire les mêmes types de questions jusqu’à ce qu’il maîtrise les notions. Dans plusieurs exercices, il y a des indices et des solutions. Dans tous les cas, la correction est automatisée et l’étudiant peut visualiser ses erreurs, ce qui est très formatif pour lui. L’enseignant peut même donner une rétroaction à ses étudiants directement à travers l’environnement Maple T.A.

    Lors de nos expérimentations au Cégep de Chicoutimi et à La Cité collégiale avec les étudiants en Soins infirmiers et en Présciences de la santé, nous réservions une période d’environ une heure en laboratoire avec la présence d’un professeur de mathématiques. D'ailleurs, les commentaires des étudiants nous ont révélé l'importance de la présence du professeur en laboratoire pour les soutenir dans leurs apprentissages. Également, si l'étudiant désire travailler de façon autonome et refaire des pratiques à la maison, les différents exercices développés avec Maple T.A. sont mis à sa disposition à partir d’une simple connexion Internet (besoin de son nom d’utilisateur et de son mot de passe).
     

    Voici quelques commentaires recueillis de la part des étudiants en Soins infirmiers du Cégep de Chicoutimi qui ont participé à l’expérimentation (résultats des 44 étudiants/81 qui ont rempli le questionnaire de rétroaction) :
    • 80% : ont mentionné que les ateliers ont été bénéfiques
    • 82% : ont mentionné que la durée des ateliers était insuffisante (2h/sem insuffisant)
    • 93% : ont mentionné que le matériel utilisé était adéquat (Internet,Maple T.A.)
    • 79% : ont mentionné que les capsules multimédias les aideraient à être plus motivés à l’apprentissage des mathématiques, c’est pourquoi nous en avons intégré dans notre site Internet!

    De plus, voici la rétroaction des étudiants en Présciences de la santé à La Cité collégiale (51 étudiants)

    • 92% : ont mentionné que le logiciel était facile à comprendre et à utiliser
    • 90% : ont mentionné que les exercices sur Maple T.A. étaient utiles
    • 84% : ont apprécié avoir la possibilité d'avancer à leur propre rythme
    • 80% : ont mentionné que la présence du prof était appréciée dans les labos 

    De plus,ils ont de plus particulièrement apprécié les aspects suivants :

    1. L'accès à des versions infinies de la même question (questions intégrant des variables);
    2. L'accès aux indices et aux solutions détaillées des questions;
    3. L'accès à la plate-forme en tout temps;

    Entente de principe avec Maplesoft

    Voici quelques détails concernant l’entente de principe entre le Cégep de Chicoutimi (en partenariat avec La Cité collégiale) et Maplesoft (concepteur de Maple T.A.)

    • Toutes les licences de Maple T.A. vendues aux collèges incluront notre matériel (prix variant entre 12$ et 18$ (par étudiant et par année) selon le nombre d’étudiants.
    • Maplesoft offrira le support technique en français pour l’utilisation de la plate-forme Maple T.A.
    • Le Cégep de Chicoutimi offrira de la formation pour l’utilisation du matériel créé

    Coordonnées des personnes-ressources 

    Vous avez des questions, vous voulez nous faire part de vos besoins en licences Maple T.A. intégrant le matériel développé ou simplement vous désirez obtenir un accès temporaire pour essayer le matériel:

    Louise Pellerin
    Professeure de mathématiques et intervenante en recherche
    Cégep de Chicoutimi
    Courriel : lpelleri@cchic.ca
    Tél. : 418-549-9520 poste 467

    Diane Bergeron
    Coordonnatrice du programme en Présciences de la santé
    La Cité collégiale
    Courriel : dberge@lacitec.on.ca
    Tél. : 613-742-2493 poste 2807
     

     


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