Assesment of a randomized trial of computational thinking as a vehicle for learning mathematics in primary schools, in grades 4 and 5.
Évaluation d’une expérimentation randomisée de la pensée informatique, vecteur d’apprentissage des mathématiques au cycle 3 de l’école élémentaire, en classes de CM1 et CM2
Résumé
The aim of this thesis is to evaluate the effects of early visual programming practice with Scratch on mathematics performance, mathematics anxiety (Ashcraft & Kirk, 2001; Ashcraft & Krause, 2007; Ashcraft & Moore, 2009; Hembree, 1990), perceived competence in mathematics (Harter, 1985) and self-determined motivation in mathematics (Guay et al., 2010; Ryan & Deci, 2000) as part of the Expire project (Experimenting with Computational Thinking for Student Success, e-fran 2017 project). This project responds to the international demand to introduce computational thinking into school curricula (Bocconi et al., 2016; Tang et al., 2019; Wing & Stanzione, 2016) in order to equip students with the digital skills needed to integrate into an increasingly digital society and to foster learning, particularly in mathematics, due to the proximity of the cognitive processes involved in the two domains (Scherer, 2016; Shute et al., 2017). Programming is seen as a way to teach, assess and expose students to computational thinking, it is often introduced within primary mathematics curricula, as in France (Bocconi et al., 2016).We test the hypotheses that performance and the conative variables mentioned above will be positively influenced by the use of programming in the classroom. For this purpose, we implemented a randomized controlled trial with 2472 pupils in the Grenoble area in grades 4 and 5, recruited in 2017-2018. The experimental group, "programming", carries out programming activities over three mathematical learning sequences, while the "control" group implements a classic learning pedagogy for these same sequences. Conative measures before and after the experimentation as well as achievement scores in mathematics targeted on the notions worked on were taken in pre and post-test for each sequence. Multi-level analyses allowed us to report a deterioration of learning during the different sequences under the effect of the experimental practice. We showed no effect of this practice on our conative variables.
L’objectif de cette thèse est d’évaluer les effets de la pratique précoce de la programmation visuelle avec Scratch sur les performances en mathématiques, l’anxiété en mathématiques (Ashcraft & Kirk, 2001; Ashcraft & Krause, 2007; Ashcraft & Moore, 2009; Hembree, 1990), le sentiment de compétence en mathématiques (Harter, 1985) et la motivation autodéterminée en mathématiques (Guay et al., 2010 ; Ryan & Deci, 2000) dans le cadre du projet Expire (Expérimenter la Pensée Informatique pour la Réussite des Elèves, projet e-fran 2017). Ce projet fait écho à la demande internationale d’introduire la pensée informatique dans les programmes scolaires (Bocconi et al., 2016 ; Tang et al., 2019 ; Wing & Stanzione, 2016) afin de doter les élèves des habiletés numériques indispensables à l’insertion dans une société de plus en plus numérique et favoriser leurs apprentissages, particulièrement en mathématiques, en raison de la proximité des processus cognitifs impliqués dans ces deux domaines (Scherer, 2016 ; Shute et al., 2017). La programmation, considérée comme un moyen d'enseigner, évaluer et exposer les étudiants à la pensée informatique, est massivement introduite au sein des programmes de mathématiques au primaire, comme c’est le cas en France (Bocconi et al., 2016).Nous testons les hypothèses que les performances ainsi que les variables conatives citées précédemment seront positivement influencées par l’utilisation de la programmation en classe. Pour cela nous avons mis en oeuvre un ECR auprès de 2472 élèves du bassin grenoblois en CM1 et CM2, recrutés en 2017-2018. Le groupe expérimental, « programmation » réalise des activités de programmation sur trois séquences d’apprentissage mathématiques tandis que le groupe « contrôle » met en oeuvre une pédagogie classique d’apprentissage pour ces mêmes séquences. Des mesures conatives en amont et en aval de l’expérimentation ainsi que des scores de réussite en mathématiques ciblés sur les notions travaillées ont été prises en pré et post-test pour chaque séquence. Des analyses multi-niveaux nous ont permis de rendre compte d’une détérioration des apprentissages au cours des différentes séquences sous l’effet de la pratique expérimentale. Nous n’avons montré aucun effet de cette pratique sur nos variables conatives.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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