Mathador

Un projet de recherche autour de Mathador

Porté par Réseau Canopé, en étroite collaboration avec le rectorat de l’académie de Dijon, le projet « Un territoire calculant en Bourgogne-Franche-Comté » s'appuie sur les données du jeu Mathador produites par les élèves et leur analyse par plusieurs laboratoires de recherche. Il fait partie des 22 projets e-FRAN du Programme Investissement d’Avenir.

Mathador, un territoire calculant en Bourgogne-Franche-Comté

3 objectifs

  • Faire progresser la recherche sur les mécanismes à l’œuvre lors de l'apprentissage du calcul mental ;
  • Améliorer cet apprentissage, en mettant à jour des « profils de calculants » susceptibles d'aider les enseignants à mieux comprendre chaque élève ;
  • Développer le jeu de calcul mental de demain, capable de proposer aux élèves des parcours de progression réellement individualisés.

L'actualité du projet

Dans les classes

Tout au long des 4 années du projet, 75 classes du CE1 à la 5e sont impliquées dans le projet, représentant quelques 1500 élèves répartis sur l’ensemble de la Bourgogne. Les élèves jouent chaque semaine à la version numérique de Mathador, jeu basé sur le principe du compte-est-bon. Ces périodes de jeu permettent de collecter des données sur la façon de jouer des élèves et les mécanismes mis en place pour atteindre le nombre cible.

Les enseignants impliqués sont accompagnés tout au long du projet et bénéficient de formations spécifiques : utilisation du numérique, didactique du calcul mental, aide aux élèves en difficulté... Réseau Canopé et le rectorat de l'académie de Dijon (DANE, IA-IPR, IEN, etc.) mettent en place conjointement ce programme de formations.

Au cours de la 1ère année du projet, un test de calcul mental a été passé par l’ensemble des classes participantes et par 20 classes témoins n’utilisant pas Mathador : une première fois en novembre, une seconde en juin. L’analyse comparée des résultats, encore en cours, semble montrer un impact positif de Mathador sur certains apprentissages en mathématiques.

Les big data

Chaque action d'un joueur se traduit par une ligne créée dans la base de données : épreuves rencontrées, réussies ou ratées, opérations utilisées, temps passé à répondre, tentatives échouées... Entre 2016 et 2019, 700 000 lignes de calcul mental ont été produites chaque année par les 1 500 élèves participants au projet qui utilisent les jeux Mathador chaque semaine.
En mettant en regard toutes ces données, on obtient un profil dynamique du joueur. Étudier de manière précise un joueur emblématique, ou encore compiler les données de nombreux joueurs permet de définir des indicateurs de profils de joueurs et de créer des parcours individualisés pour chacun.

Le calendrier

  • Année 1 (2016-2017) : 1 500 élèves passent un test en début et fin d'année et jouent chaque semaine à Mathador. Ils produisent environ 700 000 calculs. Les 3 laboratoires de recherche construisent une méthodologie commune et commencent l’analyse des données ainsi que les observations dans les classes.
  • Année 2 (2017-2018) : Les laboratoires élaborent les indicateurs tirés des données, et cherchent à les combiner pour déterminer différents profils de calculants. Les classes continuent à jouer et participent au concours Mathador.
  • Année 3 (2018-2019) : Un premier outil d’analyse du profil de chaque élève est développé et testé auprès de participants. Les travaux autour de la nouvelle version du jeu proposant des parcours et des tâches adaptés aux compétences de chaque élève commencent. Les classes continuent à jouer et participent au concours Mathador.
  • Année 4 (2019-2020) : L’interface enseignant enrichie est mise en ligne et optimisée d’après les retours des participants. Le nouveau jeu est testé par les enseignants et les élèves du programme, avant d’être déployés dans la France entière. Soutenance de la thèse de didactique.

Les acteurs du projet

Les acteurs institutionnels

Réseau Canopé Réseau Canopé, direction territoriale des académies de Besançon et de Dijon, et plus particulièrement le pôle Édition transmédia


Rectorat Dijon Le Rectorat de l'académie de Dijon, et plus particulièrement la Délégation Académique au Numérique Educatif (DANE)
Dane Dijon




Les équipes pédagogiques sur le terrain

Enseignants, conseillers pédagogiques, inspecteurs, formateurs, référents mathématiques, enseignants référents aux usages du numérique (eRUN), etc.

Les chercheurs

Au sein du laboratoire de didactique André Revuz (Universités Paris Diderot et Cergy-Pontoise), Isabelle Ludier prépare une thèse de doctorat codirigée par Denis Butlen, professeur émérite, et Pascale Masselot, maître de conférences. Ancienne professeure de mathématiques et chargée de cours à l’ESPE, Isabelle Ludier s’appuie sur ces datas et sur ses observations de terrain pour identifier des profils de calculants. Parallèlement, elle étudie l’impact de l’utilisation de Mathador dans les classes sur les pratiques des enseignants associés au projet et sur les apprentissages potentiels et effectifs des élèves.

Chercheur en psychologie cognitive, Sébastien Puma a d’abord participé au projet en tant que post-doctorant au sein de l'équipe Compréhension, Raisonnement et Acquisitions de Connaissances (CRAC) du laboratoire Paragraphe (Université Paris 8), sous la direction d’Emmanuel Sander.
Devenu enseignant-chercheur à l’Espé de Versailles, il continue à travailler sur les datas de Mathador pour étudier les stratégies mises en œuvre pour atteindre le nombre-cible, et les différents profils de calculants que l’usage de ces stratégies permet de dégager.

Le laboratoire Cedric du Cnam (Conservatoire national des arts et métiers) est également partie prenante du projet. Mathieu Saumard, agrégé de mathématiques et docteur en statistiques, a été chargé au cours de la première année du projet de la fouille des données massives produites par les élèves et de leur visualisation, sous la direction Aurélien Latouche, professeur des universités en statistique. Isabelle Barbet, maître de conférences en neurosciences, s’intéresse aux données de jeu sous l’angle de la motivation des élèves.

L'appel à projet e-FRAN

Doté de 30 millions d'euros, l’appel à projets e-FRAN (Espaces de formation, de recherche et d'animation numérique) s'inscrit dans le cadre du Programme d'Investissement d'Avenir 2. Il vise à soutenir des projets de transformation de l'École qui traduisent la volonté des acteurs de l'éducation et de leurs partenaires de créer des "territoires éducatifs d'innovation numérique" en prenant appui sur la recherche. Il a été conçu et piloté par une mission réunie autour de Jean-Marc Monteil et son opérateur est la Caisse des dépôts.

Critères de sélection des projets :

  • ils fédèrent écoles et établissements scolaires (un ou plusieurs), collectivités territoriales, entreprises, laboratoires de recherche, etc. ;
  • s'inscrivent dans des territoires diversifiés ;
  • répondent à des objectifs bien définis, pour aborder le numérique comme ressource pédagogique, compétence nouvelle à acquérir, fait social et objet de recherche.

Au cours de la première vague de sélection (mars 2016), le jury a retenu 9 projets sur 66, dont « Un territoire calculant en Bourgogne-Franche-Comté ».

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