Qu’est ce qu’un Algebra Challenge ?

Un Algebra Challenge est un événement d’apprentissage regroupant, sur 3 à 4h réparties dans une semaine scolaire (dont 2h avec un accès à un ordinateur), de grandes populations d’élèves du CP à la terminale (36 000 pour un pays comme la Norvège). C’est un événement à double visée, pédagogique et scientifique, ouvert à tous les professeurs qui souhaitent y participer, et gratuit.

Du côté des élèves et des professeurs, l’Algebra Challenge est un événement massif d’apprentissage interactif (MILE). Du côté recherche scientifique, l’Algebra Challenge est un protocole expérimental inscrit dans une campagne de grande envergure sur l’apprentissage par le jeu, menée par le Center for Game Science de l’Université de Washington.

Pourquoi un Algebra Challenge ?

1) Pour les élèves
Près de 50 000 élèves, du CP à la Terminale, ont participé à des Algebra Challenges, en Norvège et aux Etats-Unis. Les gains pour les élèves sont désormais clairement quantifiés du point de vue des notions apprises en maths. L’apprentissage par le jeu permet d’apprendre à une vitesse fulgurante, et avec un taux de succès tellement haut (98% après 2 heures) qu’on peut réellement parler d’un apprentissage devant lequel les élèves sont égaux. Les élèves sont motivés, concentrés sur ce qu’ils font, et s’impliquent naturellement dans une démarche scientifique, même dans les classes difficiles.

2) Pour les professeurs
Les professeurs disposent d’une trame méthodologique et d’un accompagnement pédagogique complets pour préparer et pour mener le challenge au sein de leurs classes. En termes de programme, l’agrégation des retours d’expérience des professeurs participants, au niveau primaire comme secondaire montrent en outre des progrès pour les élèves qui vont bien au-delà d’un apprentissage disciplinaire spécifique aux maths. Pour en citer quatre :
– Bond de la motivation et du goût pour les maths et les sciences
– Développement de la capacité à observer et à modéliser, à formuler des hypothèses, à essayer différentes solutions
– Développement de la curiosité, du désir de comprendre, et de la volonté de progresser et de réussir
– Développement de la capacité à travailler alternativement en autonomie et en coopération au sein du groupe classe

3) Pour la recherche
Les Algebra Challenges font partie du programme de recherche scientifique “A Game Based Learning and Problem Solving Framework Using Large-Scale Data Mining”, mené par le Center for Game Science (CGS) de l’Université de Washington. WeWantToKnow a donné accès au code source de son jeu DragonBox Algebra au CGS, qui a élaboré une version expérimentale, DragonBox Adaptive. Cette version incorpore des algorithmes adaptatifs, qui déterminent en temps réel pour chaque individu le parcours de jeu et de progression qui lui est présenté. Les Algebra Challenges constituent les phases expérimentales de ce programme de recherche, qui traite plusieurs sujets de front, de l’apprentissage par le jeu, à l’adaptativité et à l’utilisation des statistiques d’apprentissage pour l’amélioration des parcours d’apprentissage (amélioration des algorithmes adaptatifs d’un Algebra Challenge au suivant).

Comment participer ?

Mise à jour (19/12/2014) : le pilote s’est très bien passé, merci et félicitations aux participants, élèves comme professeurs ! Les résultats pédagogiques sont cohérents avec ceux observés auparavant en Norvège et aux USA, et les progrès des élèves ont été fulgurants !

Après 6 mois à porter et coordonner ce projet en France, WeWantToKnow ne peut en revanche pas s’investir plus dans cette étude, et ne pourra donc pas coordonner une édition nationale. Le Center for Game Science reste prêt à fournir l’infrastructure et à assurer la partie technique et scientifique du projet. Une alternative permettant à l’Algebra Challenge national d’avoir lieu en mars est à l’étude. Suivez @algebracha et fr.algebrachallenge.org pour plus d’informations.

Pourquoi à l’école ?

Une ressource pédagogique n’est jamais aussi efficace que quand elle est bien utilisée. Or, dans DragonBox Algebra Adaptive, les joueurs apprennent la résolution :
– en manipulant des objets qui se transforment progressivement en notations mathématiques
– en intégrant la logique des “pouvoirs” qu’ils obtiennent au fur et à mesure, et qui sont en fait les règles mathématiques fondamentales qu’il faut maîtriser pour pouvoir résoudre, en simplifiant au maximum et avec le minimum d’opérations possibles, une équation.

Une étape essentielle au transfert de cette connaissance d’un environnement informatique à la feuille et au papier d’une part, et de la manipulation à la compréhension mathématique conceptuelle d’autre part, est la formalisation par les élèves de ce qu’ils apprennent. Nous fournissons ainsi aux professeurs une trame méthodologique, des fiches d’exercices, des vidéos montrant l’approche pédagogique que nous préconisons pour faciliter le transfert et l’acquisition conceptuelle en classe. Il s’agit ici de transformer un ensemble de règles de jeu, que les joueurs exprimeront dans un premier temps avec leurs mots, en des règles et définitions mathématiques. Cette démarche d’exploration, de formulation d’hypothèses, et de découverte coopérative des règles est essentielle d’une part au transfert, mais également au développement du goût pour ce qui constitue bel et bien une démarche scientifique empirique rigoureuse, avec son cycle hypothèse-expérience-analyse conduisant au bout du compte à un résultat dûment démontré.

Pourquoi en France ? Quel est le rôle de WeWantToKnow dans cette démarche scientifique ?

Ce Challenge nous tient particulièrement à coeur, car WeWantToKnow a été fondée par deux français, un professeur de mathématiques, Jean-Baptiste Huynh, et un docteur en sciences cognitives, Patrick Marchal, et la grande majorité de l’équipe est française. Nous nous sommes jetés corps et âmes dans la création de jeux vidéos éducatifs pour aider les enfants et les ados à mieux apprendre des notions qui sont souvent considérées complexes et difficiles, et pour leur donner le goût d’apprendre et de découvrir. Il nous a donc semblé naturel d’ouvrir le code source de notre jeu DragonBox Algebra aux scientifiques réputés mondialement du Center for Game Science, qui ont par ailleurs créé Foldit, et de leur apporter notre assistance pour la mise en place d’un Algebra Challenge français.

En pratique, le CGS dirige tout le pan scientifique de l’Algebra Challenge et opère son infrastructure technique, tandis que WeWantToKnow s’occupe de l’organisation du Challenge en France, depuis les initiatives de mobilisation des professeurs et leur support, jusqu’à création de partenariats au sein de l’éducation nationale, comme avec Canopé, et plus largement du monde éducatif français. WeWantToKnow est en quelque sorte l’équipe locale de l’étape française