Les problèmes écrits figurent parmi les tâches les plus difficiles en mathématiques. Les enfants doivent comprendre un texte, distinguer les informations pertinentes des informations superflues, construire un modèle mathématique et enfin effectuer le calcul. Nombre d'entre eux échouent non pas à cause des mathématiques elles-mêmes, mais à cause de difficultés de compréhension du texte ou de modélisation (Reusser, 1997). « Real-Question Word Problems » est une application qui utilise l'intelligence artificielle pour guider les enfants du CP à la 6e au moins, précisément à travers ces étapes : non pas en leur donnant les réponses, mais en leur proposant des consignes structurées basées sur des stratégies de résolution de problèmes éprouvées.
Travail fondé sur la stratégie
L'acquisition de stratégies explicites de résolution de problèmes est nettement plus efficace pour résoudre les problèmes écrits que la pratique répétée de problèmes individuels (Rasch, 2001). Les problèmes écrits offrent sept manières d'aborder les situations mathématiques :
- Lire le texte – Lecture à voix haute, explications des mots et lecture avec support visuel en guise d’introduction à la tâche pour les enfants qui ont besoin d’aide dans ce domaine (par exemple, également l’allemand comme langue seconde, …).
- poser des questions Les enfants formulent leurs propres questions sur la situation et clarifient les éventuelles lacunes de leur compréhension avant d'effectuer les calculs.
- Comprendre le texte – L’application permet de créer un réseau d’information : quelles sont les données pertinentes, quelle est la question, qu’est-ce qui est superflu ?
- Développement de solutions – Un accompagnement étape par étape tout au long du processus de résolution de problèmes, avec un soutien à plusieurs niveaux.
- Vérifier la solution – Suggestions métacognitives pour évaluer le résultat : Le résultat est-il correct ? Est-il adapté à la situation ?
- Détective des pannes – Analyse de chemins de solution délibérément erronés et prédéterminés. L’examen des erreurs d’autrui permet une discussion objective, sans menace personnelle, et renforce l’argumentation mathématique.
- Faire des suppositions – Pour l’estimation et les problèmes de Fermi : les enfants apprennent à gérer les informations manquantes et à formuler des hypothèses raisonnées.
Types de tâches
De nombreux enfants calculent machinalement chaque nombre qu'ils rencontrent, sans vraiment réfléchir au contexte. Les „ problèmes du capitaine “ — des problèmes insolubles dont le but est précisément de parvenir à cette conclusion — mettent en évidence ce comportement et incitent les enfants à prendre le temps de la réflexion avant de calculer. Les problèmes de Fermi, quant à eux, posent des questions ouvertes qui n'ont pas de réponse unique et définitive, mais qui exigent une estimation raisonnée et une argumentation. Ces deux types de problèmes sont intégrés à l'application, soigneusement étudiés, et favorisent une compréhension plus approfondie de la modélisation mathématique. Lors de la génération de problèmes de modélisation dans l'application, ces types de problèmes peuvent être sélectionnés délibérément, ou des mots-clés tels que „ surdéterminé “ ou « sous-déterminé » peuvent être saisis comme point de départ.
Échafaudage et adaptabilité
Le processus d'accompagnement suit le modèle en quatre phases de Polya (comprendre, planifier, mettre en œuvre, évaluer) et s'appuie sur le principe de l'estompage progressif : l'accompagnement débute par des questions ouvertes et se précise uniquement lorsque cela s'avère nécessaire, progressant par un accompagnement stratégique et une aide ciblée jusqu'à des instructions étape par étape. Ceci permet aux enfants de travailler au plus près de leur zone proximale de développement. L'application adapte le langage, la complexité et l'intensité de l'accompagnement au groupe d'âge sélectionné (du CP au CM2).
Accessibilité et soutien à la lecture
Dans une classe, des élèves germanophones côtoient des enfants dont l'allemand est la langue seconde, et des lecteurs confirmés côtoient des élèves en difficulté de lecture. Ceux qui ne comprennent pas le texte ne peuvent saisir les concepts mathématiques sous-jacents. C'est pourquoi « Math Stories » propose une fonction de lecture à voix haute avec vitesse ajustable, découpage en syllabes et des pictogrammes ARASAAC pour faciliter la compréhension visuelle. L'objectif n'est pas de simplifier la tâche, mais d'offrir une approche équitable des mathématiques.
Utilisation en classe
Math Stories est particulièrement adapté aux contextes d'apprentissage où les enfants travaillent de manière autonome : temps libre, planification hebdomadaire, soutien scolaire ou aide aux devoirs – notamment pour les enfants qui ne bénéficient pas d'un soutien scolaire à la maison. Bien que ce support ne remplace pas l'enseignement, il le complète efficacement dans le cadre de la micro-didactique, en particulier lors de la réalisation des tâches, lorsque les enfants manquent de soutien et risquent de se décourager. L'application peut être facilement présentée sur un tableau blanc interactif pour en démontrer l'utilisation et souligner qu'elle ne fournit pas la réponse, mais guide la démarche. Les tâches peuvent être saisies par texte, photo ou code QR et partagées entre appareils, facilitant ainsi leur intégration aux plans de cours existants. Il est donc possible de répondre à n'importe quelle question du test grâce à l'application., bien sûr également en combinaison avec du papier et un crayon.
Fonctions supplémentaires
Un générateur de problèmes crée des problèmes de mathématiques classés par thème, opération et niveau de difficulté. De plus, une collection de scénarios concrets est disponible pour chaque niveau scolaire et niveau de difficulté.
Les enfants peuvent réaliser des croquis sur une surface à dessin pour illustrer la tâche et visualiser leurs idées sur la situation.
Pour les tâches accomplies, des certificats de compétences peuvent être délivrés. Ces certificats attestent de la démarche suivie, et non de l'exactitude de la solution. Ils offrent aux enseignants des informations précieuses sur la qualité du travail effectué et le développement des compétences des enfants.
Disponibilité
Math Stories est disponible sous forme d'application web sur histoires mathématiques.urff.app Elle est accessible gratuitement et fonctionne sur tous les appareils dotés d'un navigateur moderne. Cependant, une clé API distincte est requise pour utiliser les fonctionnalités d'IA de l'application.
Une application est disponible sur l'App Store pour iPad et iPhone, où le prix d'achat couvre également les coûts liés à l'IA, et par conséquent aucune clé API entraînant des frais supplémentaires n'est nécessaire.
littérature
- Franke, M., Ruwisch, S. et Padberg, F. (2010). Didactique des problèmes de mots à l'école primaire (2e éd.). Heidelberg : Spektrum Akademischer Verlag.
- Rasch, R. (2001). Aborder les problèmes complexes en mathématiques à l'école primaire : étude des approches des élèves face à des problèmes exigeants et conclusions pour la conception de leçons favorisant le développement des compétences de résolution de problèmes correspondantes. Hildesheim : Franzbecker.
- Reusser, K. (1997). Acquisition de compétences mathématiques : Revue de la littérature. Dans F.E. Weinert et A. Helmke (Eds.), Développement à l'âge de l'école primaire (pp. 141-155). Weinheim : Beltz PsychologieVerlagsUnion (PVU).
- PIKAS (DZLM). Situations concrètes – tailles et mesures. pikas.dzlm.de.