Inverser son cours de mathématiques pour impliquer au maximum les étudiants en classe

Enseigner des cours de mathématiques comme ceux intitulés Calcul différentiel ou Calcul intégral n’est pas une mince affaire, principalement en raison de la quantité importante d’exercices que les étudiants doivent faire pour se familiariser et éventuellement maîtriser les différentes notions présentées dans les cours. Habituellement, le temps nécessaire pour expliquer les concepts théoriques et présenter des exemples de référence laisse peu de place en classe pour soutenir les étudiants nécessitant de l’aide spécifique et pour offrir des périodes d’exercices en présence du professeur.

Comment solutionner ce problème? En inversant la classe! C’est ce qu’a fait Nicolas Arsenault, professeur de mathématiques au Collège de Maisonneuve, en développant Formule Math, un site sur lequel il a créé et regroupé plus d’une centaine de vidéosparcourant l’essentiel de la matière de ses cours.

L’Association mathématique du Québeclui a décerné le Prix du meilleur matériel didactique numérique 2016. Cette reconnaissance par les pairs souligne la pertinence du travail accompli et l’utilité pédagogique de ce matériel numérique.

Formule Math, c’est quoi?

Cette ressource pédagogique propose des outils pour l’enseignement des mathématiques, principalement en classe inversée. L’objectif est de permettre aux étudiants de se préparer avant le cours pour accorder un maximum de temps à l’apprentissage actif en classe.

Vidéos explicatives, tableaux récapitulatifs et guides actifs : un trio gagnant!

Nicolas développe des outils pour ses étudiants et les professeurs intéressés par la classe inversée, mais également pour les étudiants recherchant de l’aide en ligne en toute autonomie.

La formule qu’il propose se compose de 3 éléments:

• Des vidéos explicatives. Au total, 118 vidéos portant sur les cours Calcul différentiel (57 vidéos) et Calcul intégral (61 vidéos) sont librement accessibles. Les vidéos de chaque cours sont regroupées en 4 modules afin d’organiser la progression des apprentissages. D’une durée moyenne de 11 minutes, celles-ci fournissent des informations claires et précises sur les concepts abordés. Nicolas utilise principalement 3 outils pour réaliser ses vidéos :
  • Camtasia Studio 8, un logiciel de capture d’écran
  • Smoothdraw, un logiciel de dessin
  • Une tablette Bamboo de Wacom pour écrire à l’ordinateur avec un crayon
• Des tableaux récapitulatifs. Chaque vidéo se termine avec un tableau récapitulatif construit à même les notes utilisées dans la présentation vidéo.
  

  Capture d’écran du tableau récapitulatif associé à la vidéo 46 du cours de Calcul intégral intitulée « Calcul de volumes – partie 1 ».

• Des guides actifs. Nicolas propose des manuels proposant des leçons harmonisées avec les vidéos de Formule Math, offrant ainsi une combinaison intégrée d’outils pédagogiques pour expérimenter la classe inversée.
  

  Couvertures des 2 guides actifs accompagnant les vidéos du site Formule Math.

La classe inversée dans les cours de Nicolas

La classe inversée, beaucoup plus que des vidéos! (tiré et adapté librement)

Chaque vendredi, Nicolas envoie un message électronique à ses étudiants les informant du programme de la semaine prochaine. Pour profiter pleinement des différentes rencontres, les étudiants sont invités à visionner 1 ou 2 vidéos avant de venir en classe ainsi que de prendre des notes dans le guide pendant qu’ils les visionnent.

Une fois en classe, l’apprentissage actif peut débuter! En général, Nicolas commence ses cours par un rappel sur les notions présentées dans les vidéos. Ces rappels peuvent se présenter sous différentes formes :

• Période d’échanges et de questions
• Présentation magistrale
• Exemples au tableau
• Quiz, etc.

Citation« Le retour sur les vidéos en début de cours est tout à fait pertinent. Par contre, l’un des défis réside dans le temps à y consacrer. Selon la difficulté des notions à travailler et le rythme du groupe, il faut être flexible et s’adapter! Nicolas Arsenault

Il peut ensuite démarrer la mise en pratique à l’aide d’activités d’apprentissage et de périodes d’exercices ciblés.

Cela fait maintenant 4 ans que Nicolas inverse sa classe en Calcul différentiel et en Calcul intégral. Chaque session, il soumet un questionnaire détaillé aux étudiants pour sonder leur impression et obtenir un maximum de rétroaction. Au total, ce sont 273 étudiants qui ont répondu à ce questionnaire. Voici quelques résultats qui ressortent de cette enquête :

• 93% des étudiants disent que la clarté des explications et la pertinence des exemples présentés dans les vidéos leur conviennent.
• 82% estiment que la durée moyenne des vidéos (11 minutes) est correcte.
• 90% visionnent souvent ou toujours les vidéos avant de venir en classe.
• 93% annoncent que les périodes d’exercices en classe en présence du professeur leur sont utiles ou très utiles.
• 85% aimeraient suivre d’autres cours en format classe inversée !

Citation « Nous apprenons à notre rythme, nous pouvons visionner la matière le nombre de fois que l’on souhaite et poser autant de questions en classe que nous le voulons, car nous avons le temps. Un étudiant d’une des classes de Nicolas

Citation « On peut faire les exercices en classe, c’est très bon pour les étudiants qui ont un horaire chargé. En plus, quand tu ne comprends pas, le prof est là pour aider, ou sinon en équipe, les autres élèves sont là aussi. Un étudiant d’une des classes de Nicolas

Évolution du projet dans le réseau

À la session d’hiver 2017, 6 enseignants de mathématiques dans différents cégeps utilisent le matériel de Formule Math pour inverser leur cours. D’autres proposent aux étudiants le site internet à titre de référence. Mais Nicolas ne veut pas en rester là. En plus d’améliorer continuellement le matériel existant, il prévoit produire une toute nouvelle série de vidéos pour un troisième cours, celui d’Algèbre linéaire. Ces améliorations et ajouts vont enrichir le site et le rendront encore plus utile pour l’ensemble de la communauté collégiale.

Si vous êtes tentés de « faire le saut » et d’inverser votre pédagogie, Nicolas est une personne ressource qualifiée. D’ailleurs, il est à la recherche d’enseignants expérimentateurs et de collaborateurs pour joindre son équipe. Pour toute question ou remarque, n’hésitez pas à le contacter par courriel.