Mathématiques et Physique-Chimie dans la voie professionnelle

Pourquoi utiliser un logiciel de carte mentale ?

Notre objectif est de proposer des solutions aux problématiques suivantes pour faire face aux profils hétérogènes dans une classe et pallier les difficultés liées aux besoins spécifiques de certains élèves.

Problématiques :

• Quels supports proposés à des élèves avec des difficultés liées à la langue ?
• Comment élaborer un document composite adapté aux besoins de chaque élève ?
• Comment développer la structuration et l’organisation des idées ?
• Comment faciliter l’acquisition des connaissances et la compréhension des méthodes ?

Par définition, la carte mentale (ou mind map ou carte heuristique) est un moyen graphique de représenter des idées et de mettre en évidence les liens qui peuvent exister entre les concepts. Elle peut donc être un support alternatif aux difficultés des élèves liées à la langue, mais également un support construit par l’élève pour faciliter l’acquisition des connaissances et la compréhension des méthodes et outils présentés. Nous avons choisi d’exploiter les possibilités de ces logiciels pour l’élaboration d’activités dans lesquelles le format carte mentale peut faciliter l’acquisition d’automatismes.

Les différentes expérimentations réalisées dans nos classes, principalement de CAP, ont permis de proposer des modalités de travail différentes, suivant les fonctions pédagogiques que nous avons souhaité atteindre :

Comment choisir le logiciel de carte mentale à utiliser pour atteindre un objectif d’apprentissage donné ?

Pour développer l’autonomie des élèves dans leur apprentissage et permettre un usage régulier de la carte mentale, il est indispensable que le logiciel choisi obéisse à plusieurs critères :

• Une prise en main intuitive, facilitée par une interface conviviale et simple à lire
• Un accès au logiciel rapide sur un espace utilisé régulièrement par les apprenants
• Des fichiers stockés sur un espace personnel et partageables entre les usagers (apprenants, enseignants)
• Des fichiers accessibles depuis les différents matériels fixes et mobiles à disposition (téléphone, tablette, PC…) et lisibles par différents logiciels (lecteur de PDF, traitement de textes…)
• La possibilité de réaliser un document mixte, composé d’images, de notes, de liens externes permettant la personnalisation du document par chaque utilisateur
• La possibilité de modifier, compléter le document au cours du temps pour accompagner la progression spiralée des programmes
• La possibilité de suivre les modifications pour l’enseignant

Quel que soit le logiciel choisi, il est indispensable de prévoir une formation des élèves au logiciel utilisé.

De nombreux logiciels gratuits sont accessibles sur Internet comme « Framindmap » (libre de droits - s’utilise en ligne, mais requiert la création préalable d’un compte), mais la plupart ne respectent pas la RGPD. De plus leur accès nécessite l’accès au site hébergeur de l’application qui se fera donc ponctuellement (lors d’un travail spécifique sur la carte mentale).
Or, à ce jour, les enseignants comme les élèves disposent tous d’un espace sur l’ENT qui garantit la protection des données personnelles et facilite les échanges grâce à un annuaire intégré. La connexion sur cet espace étant quotidienne, nous avons choisi de travailler sur 2 des outils proposés dans le catalogue des applications de l’ENT, à savoir :

• L’application intégrée à l’ENT, gratuite, « Carte Mentale »
• L’application intégrée à Mediacentre de l’ENT, payante, « Mindview »

Quels types d’activités pédagogiques proposer ?

Une séquence pédagogique se structure avec différents types d’activités pédagogiques. Chaque activité pédagogique est réfléchie en fonction des objectifs à atteindre par l’enseignant. Les différentes situations ci-après présentent des activités proposées aux élèves avec la mise en œuvre opérée.

1) Séquence « Statistique à 1 variable » (Tle CAP)

2) Séquence « Organisation de données » (2nde CAP / Bac Pro – Statistique à 1 variable)

3) Séquence « Probabilités » (2nde Bac Pro – Probabilités)

4) Séance de consolidation « Nombres arrondis » (2nde CAP ou Bac Pro – Calculs numériques)

5) Automatisme (début de séance) « Fonction dérivée » (1ère Bac Pro – Analyse)

6) Séquence « Figures planes » (2nde CAP – Géométrie)

7) Séquence « Quadrilatères » (2nde CAP – Géométrie)

8) Séquence « Théorème de Pythagore et sa réciproque » (2nde CAP / 2nde Bac Pro – Géométrie)

9) Séance de consolidation « Résolution d’un problème du 1er degré » (2nde CAP ou Bac Pro – Analyse)

Les documents modifiables sont disponibles ci-dessous :

Quels apports dans la pratique ?

Au début de nos expérimentations, les premières réalisations ont mis en exergue quelques inconvénients :

• Un support type carte mentale est inadapté et inadéquate à certains profils d’élèves (élèves dyspraxiques)
• La représentation graphique suggérée par la carte mentale ne correspond pas à tous les raisonnements
• L’utilisation d’un pointeur (souris) est plus adaptée que le pavé tactile présent sur les ordinateurs fournis par la Région
• Les essais et erreurs des élèves ne sont pas toujours visibles par l’enseignant si le document n’est pas enregistré et partagé à chaque temps de réflexion et de modifications

Pourtant, à l’issue de plusieurs séances s’appuyant sur l’utilisation d’un logiciel de carte mentale, l’enseignant parvient à impulser l’autonomie chez l’élève et à le mettre en activité grâce à la réalisation d’activités facilement exécutables, différenciées et adaptées à aux difficultés des élèves. L’impact mesuré sur les apprenants est important avec un niveau de maitrise satisfaisant de certaines compétences dès la seconde.

• Les élèves s’expriment davantage, individuellement ou collectivement, aussi bien à l’écrit qu’à l’oral (l’interactivité en classe est dynamique)
• Les élèves apprennent à rechercher l’information et construire leurs savoirs (par exemple, réalisation de vidéos incluses dans la carte mentale pour décrire l’utilisation de logiciels, réaliser certaines manipulations)
• Les élèves développent un regard critique de l’information et sont source de propositions d’amélioration des documents proposés par leurs pairs

Par ailleurs, libres de choisir un support-papier ou numérique pour leur carte mentale, les élèves désireux de travailler sur papier se sont rapidement emparés du logiciel et des avantages qu’ils proposaient. Outre le développement de compétences transversales et numériques, les élèves ont su exploiter les différents avantages d’un document au format numérique :

• Un support personnalisable, en fonction des besoins et difficultés de l’élève : taille des caractères, taille à l’écran ; intégration de vidéos, images, liens, notes
• Un support évolutif : modifiable et personnalisable en fonction des erreurs ou difficultés ; complété au cours du temps (progression spiralée)
  L’enregistrement d’une version initiale suivie des enregistrements successifs des différents travaux de l’élève favorise l’apprentissage par l’erreur : il lui permet de se tromper, de revenir sur ces erreurs, de s’autocorriger. L’erreur n’est pas pénalisée et permet au contraire de comprendre son origine et donc de mieux y remédier : l’élève prend confiance en lui ; il n’est pas dans la situation de « je dois tout refaire »
• Un support partageable, mutualisable et exportable sous différents formats d’accès rapide depuis un outil quelconque (PDF ou image).
  Pour les élèves ayant des difficultés avec la forme graphique d’une carte mentale (créée collectivement par exemple), l’exportation vers un format texte ou diaporama, intégrant un sommaire et une structure numérotée (exportation proposée par Mindview) leur permet de réaliser le travail proposé en gardant une trame conforme aux traces écrites habituellement proposées
• Un accès rapide au document enregistré pour aider à la résolution d’un exercice, pour préparer une évaluation
• Un support totalement adapté aux écrans interactifs déployés dans les établissements qui participe à la motivation des élèves pour passer au tableau et permet d’exploiter les possibilités offertes par un tel équipement

Pour l’enseignant :

• La conception d’activités construites sur un modèle de carte mentale est rapide et permet la création d’exercices variés, perçus comme des jeux, permettant le travail d’une capacité sur différents niveaux de maitrise, sans solliciter de compétences numériques approfondies.
• Les possibilités de réalisation de brainstorming offert par ce type de logiciel motivent les élèves et accentuent la participation (notamment des élèves plus discrets).

L’utilisation d’un logiciel de carte mentale participe efficacement à :

• Développer l’autonomie des élèves dans leur travail, aussi bien en classe qu’à l’extérieur.
• Développer l’auto-évaluation et diversifier les formes d’évaluation.
• Proposer un enseignement individualisé qui respecte le rythme d’apprentissage de chaque élève.
• Développer l’organisation, la structure et la hiérarchisation des idées, la réflexion nécessaire à l’élaboration d’une telle carte a permis également de mieux appréhender la décomposition d’un problème en sous-problèmes et la logique algorithmique en s’orientant naturellement vers des stratégies d’arbre de décision.

Au terme d’une année d’utilisation d’un logiciel de carte mentale, les bénéfices pour les élèves et les enseignants sont importants. La maitrise intuitive de ce type de logiciel permet aux élèves de s’approprier intégralement l’outil :

• Des élèves ont ainsi systématisé l’utilisation de ce logiciel dans l’ensemble des matières.
• Des élèves effectuent leurs propositions de solutions sous forme de carte mentale, en y annotant les arguments validant ou invalidant leurs idées.
• Des élèves élaborent des tutoriels pour l’utilisation de certaines fonctions de logiciels ou calculatrices.

Pour le GREID MPC
France et Laurent