Après 30 ans de réformes pour améliorer l’enseignement des mathématiques, des raisons d’espoir et de consternation

Les efforts visant à améliorer l’enseignement des mathématiques de la maternelle à la 8e année ont été une caractéristique constante du paysage des politiques éducatives au cours des trois dernières décennies, depuis les normes de mathématiques d’État révisées des années 1990 jusqu’aux normes éducatives de base communes adoptées en 2010. Ces réformes demandent aux enseignants de renoncer à présenter les mathématiques comme un ensemble de faits et de procédures et aident plutôt les élèves à donner un sens conceptuel aux mathématiques, et aussi à les impliquer dans des pratiques mathématiques telles que l’explication, l’argumentation et la modélisation.

En réponse à ces politiques, les gouvernements à tous les niveaux ont mis en place des soutiens destinés à aider les enseignants à obtenir un enseignement conforme aux normes. Il s’agit notamment de nouveaux matériels pédagogiques alignés sur les normes ainsi que de l’apprentissage professionnel destiné à améliorer les connaissances mathématiques et les compétences pédagogiques des enseignants. Un réseau dense d’organismes sans but lucratif qui conçoivent et fournissent ces nouveaux matériaux et le perfectionnement professionnel ont aidé ces soutiens gouvernementaux.

Mais ces efforts pour apporter un enseignement conforme aux normes dans les classes de mathématiques ont-ils réussi? Trois décennies après le début de ces réformes, il est temps de faire le point. Au cours des dernières années, mes collègues et moi avons recueilli des preuves non seulement sur l’enseignement des mathématiques aux États-Unis, mais aussi sur les voies clés par lesquelles cet enseignement devait s’améliorer, à la recherche de changements dans les connaissances mathématiques des enseignants et dans les matériels pédagogiques qu’ils utilisent.

Les connaissances mathématiques des enseignants se sont améliorées avec le temps

Des études de cas menées dans les années 1990 au début des années 2000 ont identifié le manque de connaissances mathématiques axées sur le concept des enseignants comme l’une des raisons pour lesquelles la plupart enseignaient les mathématiques comme un ensemble de faits et de procédures. Par exemple, les enseignants ont eu du mal à fournir des explications pour les procédures mathématiques courantes (par exemple, «Pourquoi inversons-nous et multiplions-nous?») Et avaient tendance à organiser leurs connaissances mathématiques comme des pépites discrètes, plutôt que comme de grandes idées reliant plusieurs terrains (par exemple, savoir que re -exprimer des nombres sous différentes formes est une étape critique dans les opérations avec des nombres entiers et des fractions). En conséquence, les efforts de réforme se sont fortement concentrés sur l’amélioration des connaissances des enseignants – par exemple, grâce au perfectionnement professionnel financé par le gouvernement fédéral et à des offres conçues par le district comme l’étude de leçons.

Pour évaluer si les connaissances mathématiques des enseignants ont changé au fil du temps, nous avons comparé les résultats d’enquêtes que nous avons menées auprès d’enseignants du collège en 2005 et en 2016. Les deux enquêtes ont capturé les connaissances mathématiques des enseignants pour l’enseignement (MKT). Bien que ces enquêtes aient utilisé deux échantillons distincts, les deux ont été conçues pour être représentatives au niveau national et ont donc permis des comparaisons dans le MKT des enseignants au fil du temps.

Nous avons constaté qu’en 2016, le MKT des enseignants du collège avait augmenté d’un montant égal à l’enseignant moyen de l’échantillon de 2005, améliorant ainsi 5 points de centile dans cette distribution. Cependant, les améliorations de MKT semblaient concentrées parmi les enseignants en début de carrière. Les enseignants embauchés au cours de la période approximativement 2008-2015 avaient des scores MKT bien supérieurs aux enseignants embauchés pendant la période 1998-2005. Cela suggère que les améliorations MKT que nous avons observées résultaient davantage de changements sur le marché du travail ou de la préparation avant l’emploi que des efforts de développement professionnel décrits ci-dessus. En outre, bien que les écarts MKT entre les enseignants desservant les élèves les plus et les moins riches soient restés importants en 2016, ces écarts avaient diminué d’environ 25% par rapport à 2005. De même que d’autres preuves indiquant une stabilité relative des offres de formation des enseignants – et encore d’autres preuves que le la qualité de la main-d’oeuvre enseignante s’améliore pendant les périodes de récession – nous supposons que les tendances que nous avons observées résultaient probablement du fait que les écoles embauchaient des enseignants plus compétents après la récession de 2008 puisqu’elles avaient la capacité d’être plus sélectives en raison du moins grand nombre de postes vacants.

Augmentation de l’utilisation du matériel pédagogique conforme aux normes

Cette même paire d’enquêtes a suivi l’utilisation par les enseignants de matériel pédagogique conforme aux normes. Dans l’ensemble, nous avons constaté un mouvement modeste vers ces matériels: parmi les enseignants déclarant avoir utilisé un manuel en 2016, 19% ont utilisé au moins un manuel normalisé. En comparaison, 8% des enseignants au milieu des années 2000 ont déclaré utiliser un manuel normalisé. Cependant, nous avons également observé qu’un enseignant sur cinq en 2016 a déclaré ne jamais utiliser de manuel, soit près du double de notre estimation par rapport à 2005. En 2016, les enseignants ont fréquemment déclaré avoir utilisé une variété de matériels élaborés par eux-mêmes et par leurs collègues, ainsi que du matériel provenant de sites Web comme Teachers Pay Enseignants et Pinterest.

L’enseignement des mathématiques lui-même s’améliore également modestement, dans les bonnes conditions

Nous avons mesuré la qualité de l’enseignement dans deux études différentes à l’aide d’un instrument d’observation commun, la qualité mathématique de l’enseignement (MQI), qui est conçu pour capturer l’enseignement aligné sur la réforme.

La première étude s’est concentrée sur les salles de classe du primaire au cours des années 2010-2013. Après avoir utilisé le MQI pour obtenir 1735 leçons enregistrées auprès de 329 enseignants dans cinq districts urbains américains, nous avons conclu que les enseignants de cet échantillon utilisent des pratiques pédagogiques alignées sur les réformes, mais les utilisent généralement dans les limites des formats de cours traditionnels. Par exemple, même l’enseignement le plus conforme aux normes que nous ayons observé, qui comportait de nombreux exemples de raisonnement mathématique des élèves et une concentration substantielle sur la création de sens, se déroulait généralement dans un format dirigé par l’enseignant avec peu de discussions ou de questions. Un enseignement plus typique de l’ensemble de données comportait moins d’occasions de raisonnement des élèves et seulement des moments occasionnels de compréhension mathématique. L’enseignement est apparu plus fort dans deux districts qui avaient aligné leur développement professionnel, le matériel pédagogique et les messages des dirigeants pour soutenir l’enseignement basé sur des normes.

La deuxième étude (à venir) portait sur l’enseignement des mathématiques au collège en 2016. Nous y avons enregistré une classe de 98 enseignants de partout au pays. Bien que notre taux de réponse ait été faible (22%), cette étude avait l’avantage de comparer l’enseignement en 2016 aux 83 vidéos de mathématiques de notre étude de 1999 sur TIMSS – les Trends in International Mathematics and Science Study – que nous avons obtenues et notées à l’aide du MQI. Dans l’ensemble, nous avons observé des pratiques légèrement plus conformes aux normes en 2016; mais encore une fois, les études de cas suggèrent que même l’enseignement le plus conforme aux normes se produisait généralement dans un format dirigé par l’enseignant. Les enseignants, par exemple, ont demandé aux élèves de fournir de brèves explications ou de s’engager dans un problème contextuel difficile pendant un moment ou deux. Surtout, nous avons observé une meilleure qualité des leçons lorsque les enseignants ont déclaré utiliser un manuel que lorsqu’ils ont déclaré que la leçon qu’ils enseignaient venait d’ailleurs.

A moitié plein ou à moitié vide? Donner un sens aux gains supplémentaires

Pour les professeurs de mathématiques qui travaillent dans ce domaine depuis les années 1990, comme moi, ces résultats sont à la fois source d’espoir et de consternation. De l’espoir parce qu’un mouvement modeste vers un enseignement conforme aux normes est apparu. De l’espoir aussi parce que ce mouvement est apparu là où prévu: dans les districts qui ont aligné le développement professionnel, le matériel pédagogique et les messages des dirigeants sur de longues périodes créer les conditions dans lesquelles leurs enseignants pourraient apprendre. La consternation parce que ces changements semblaient assez modestes, à la fois par rapport aux attentes des réformateurs et aux données de classe collectées en 1999. Les preuves suggèrent également que de légères améliorations dans les connaissances mathématiques des enseignants et une utilisation limitée des matériels pédagogiques conformes aux normes.

Pourquoi pas plus de changement? Selon un point de vue, les enseignants peuvent être plus enclins à des changements progressifs que globaux dans la pratique, préférant garder le contrôle sur les tâches de base consistant à fournir et à expliquer le contenu mathématique. Un point de vue connexe, décrit dans le livre de David Cohen de 2012, «L’enseignement et ses problèmes», explique la stase pédagogique en notant: la faiblesse des incitations personnelles pour les enseignants à poursuivre un travail plus rigoureux des élèves; une orientation pédagogique fragmentée, contradictoire et parfois contraignante; et une infrastructure limitée pour développer les connaissances et les compétences des enseignants dans les pratiques clés.

Un tel système n’est pas impossible, mais il est improbable dans l’agitation des réformes constantes et des demandes intenses de temps des enseignants. Les réformateurs pourraient envisager d’adopter une approche d’amélioration qui met rapidement en place ces éléments systémiques, mais qui pousse ensuite lentement, année après année, vers l’amélioration de l’enseignement des mathématiques typique des enseignants. Les preuves de la durabilité de la pratique traditionnelle dans nos études suggèrent qu’une telle approche pourrait être la plus viable à long terme.

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