Impact de l’utilisation de GeoGebra sur l’apprentissage des élèves : Cas de la compréhension du concept de fonctions numériques au lycée

Impact of using GeoGebra on student learning : Case of understanding the concept of numerical functions in secondary high school

• Auteur / Autrice : Abdoul Massalabi Nouhou
• Direction : Alain Jaillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'éducation - Cergy
• Date : Soutenance le 17/12/2019
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Droit et Science politique (Cergy, Val d'Oise))
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : BONHEURS (Cergy-Pontoise ; 2018-) - Bien-être- Organisations- Numérique- Habitabilité- Education- Universalité- Relation- Savoirs / BONHEURS
• Jury : Président / Présidente : Thierry Karsenti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Jaillet, Thierry Karsenti, Véronique Kamgang Kabeyene, Nana-Aïcha Goza, Rodica Ailincai
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Véronique Kamgang Kabeyene, Nana-Aïcha Goza

Mots clés

Mots clés libres

Enseignement - apprentissage de mathématiques

Concept de fonctions

Logiciel dynamique de mathématiques GeoGebra

Développement professionnel

Système éducatif du Niger

Mathematics teaching / learning

Concept of functions

Dynamic software of mathematics GeoGebra

Professional development

Niger educational system

Résumé

Des recherches sur l’intégration pédagogique des technologies numériques en enseignement – apprentissage en nombre très important ont donné des preuves que l’utilisation des logiciels dynamiques de mathématiques améliore significativement l’apprentissage et la réussite des élèves. Les avantages de l’utilisation de ces logiciels est dû au fait que l’environnement d’apprentissage dynamique offre la possibilité aux apprenants d’exploiter les multiples représentations d’un concept mathématiques, de visualiser et de manipuler ses propriétés mathématiques. D’autres recherches sur l’intégration pédagogique des technologies numériques en enseignement – apprentissage, en nombre réduit, ont montré que l’utilisation des logiciels dynamiques de mathématiques n’améliore pas significativement l’apprentissage et la réussite des élèves comparativement aux élèves des classes traditionnelles. Les désavantages de l’utilisation de ces logiciels sont dus au fait qu’un environnement d’apprentissage dynamique où les élèves ne maitrisent pas les fonctionnalités du logiciel ne permet pas à ces derniers d’exploiter suffisamment son potentiel dynamique au cours de leur apprentissage ni d’obtenir une performance aux scores significative aux tests. L’objectif de cette recherche était d’examiner l’impact de l'utilisation du logiciel dynamique de mathématiques GeoGebra au cours du processus d’enseignement – apprentissage sur l’apprentissage du concept mathématique de fonctions chez des élèves ordinaires de lycée du système éducatifs du Niger. Cette recherche quasi – expérimentale a porté sur un échantillon de 419 élèves du lycée d’enseignement général des trois niveaux d’enseignement inscrits dans un établissement public au titre des deux années scolaires, 2017 – 2018 et 2018 – 2019. Ces élèves ont été répartis au hasard en deux groupes non équivalents dont un groupe expérimental et un groupe témoin. Les élèves du groupe expérimental ont appris le concept de fonction dans un environnement d’apprentissage dynamique à l’aide de GeoGebra et les élèves du groupe témoin ont appris le même concept dans un environnement d’apprentissage traditionnel. La procédure de cette recherche comprenait trois (3) phases. La première phase est celle de prétest, qui a été administré aux élèves de cette expérimentation. La deuxième phase est celle d’intervention pédagogique où les élèves du groupe expérimental ont appris le concept de fonction à l’aide de GeoGebra et les élèves du groupe témoins ont appris le même concept dans une classe ordinaire. Il est important de souligner que chaque enseignant est intervenu dans deux classes, avec des élèves du même niveau d’enseignement et de la même série. La troisième phase est celle de posttest, qui a été administré aux élèves de cette expérimentation. Au regard de la première partie de notre expérimentation, il est ressorti des résultats obtenus que l’utilisation du logiciel mathématique GeoGebra n’a pas contribué significativement à l’apprentissage des élèves ni à leurs performances aux scores. Ces résultats peuvent s’expliquer par le fait que ces élèves n’avaient pas appris à utiliser le potentiel dynamique GeoGebra avant l’intervention de l’enseignant. Au regard de la deuxième partie des résultats de notre expérimentation, il est ressorti que la mobilisation de Geogebra dans un environnement numérique structuré a contribué significativement à l’apprentissage des élèves et à leurs performances aux scores et que ces résultats peuvent s’expliquer par le fait que, les élèves ont appris à utiliser le potentiel dynamique de GeoGebra approprié aux résolutions des problèmes sur l’étude de fonctions numériques avant l’intervention pédagogique de l’enseignant. Il ressort des résultats que, pour que l’impact de l’utilisation du logiciel GeoGebra soit positif sur le processus d’apprentissage des fonctions numériques, en mathématiques et les performances aux scores des élèves, il faut que l’environnement numérique soit bien structuré.

Research on the pedagogical integration of digitals technologies in teaching and learning in large numbers has shown that the use of dynamics mathematics software significantly improves student’s learning and achievement. The benefits of using this software is that the dynamic learning environment provides the opportunity for learners to explore the multiple representations of a mathematical concept, to visualize and to manipulate these mathematical properties. Further research, on the pedagogical integration of digital technologies into teaching – learning in small numbers has shown that the use of dynamic mathematics software does not significantly improve student learning and achievement compared to students in traditional classes. The disadvantages of using this software is that a dynamic learning environment where students do not master the software features does not allow students to sufficiently explore its dynamic potential during their learning and get a test performance at significant level. The objective of this research was to examine the impact of using of GeoGebra software during the teaching – learning process on the mathematical concept of functions in ordinary high school students of the educational system in Niger. This quasi - experimental research focused on a sample of 419 students from the general education high school of the three levels of education enrolled in a public institution for the two school years, 2017 - 2018 and 2018 - 2019. These students were divided into randomly into two non-equivalent groups including an experimental group and a control group. Students in the experimental group learned the concept of functions in a dynamic learning environment using GeoGebra and the control group students learned the same concept in a traditional learning environment. The procedure for this research consisted of three (3) phases. The first phase is that of pretest, which was administered to the students of this experiment. The second phase is educational intervention where students in the experimental group learned the concept of functions using GeoGebra and the control group students learned the same concept in an ordinary class. It is important to emphasize each teacher has intervened in two class of students of the same level of education and series. The third phase is the post-test phase, which was administered to the students of this experiment. With regard to the first part of our experiment, the results showed that the use of a mathematical software GeoGebra did not contribute significantly to the learning of students and their performance at the score and that these results can be explained by the fact that these students did not learn to use the GeoGebra dynamic potential before the intervention. With regard to the second part of the results of our experiment, it was found that the mobilization of Geogebra in a structured digital environment contributed significantly to the students' learning and their performance on the scores and that these results can be explained by the fact that students learned to use the dynamic potential of GeoGebra suitable for solving problems for studying numerical functions before the teacher's teaching intervention. The researcher concluded that using mathematics software in an ordinary mathematics classroom to learn the mathematical concept of function can have a positive impact on student learning and performance provided that the digital learning environment is well-structured.