Mieux s’exercer grâce à la classe puzzle

Comment favoriser le tutorat entre pairs et permettre l’explicitation des méthodes de résolution d’exercices au lycée ? Une expérimentation de la modalité de la classe-puzzle durant l’année de formation, en l’adaptant aux séances d’exercices de physique-chimie en 2^de.

Nous avons découvert les classes puzzle lors d’une formation à l’Inspé avec Céline Cael. Après avoir expérimenté nous-même cette modalité coopérative de travail, nous avons très vite voulu l’adapter à la réalisation d’exercices en classe.

En physique-chimie, comme dans la plupart des matières, les exercices sont essentiels dans l’acquisition des notions et compétences et constituent le meilleur moyen pour acquérir les automatismes. Pourtant, les séances d’exercices classiques que nous avions mises en place avec nos classes (préparation en avance à la maison, volontaire passant au tableau, correction en direct des erreurs) se révèlent peu fructueuses et frustrantes :

• Peu d’élèves préparent sérieusement les exercices donnés à la maison, et une partie de la classe se sent de facto non concernée ;
• Les séances donnent souvent lieu à un moment privilégié entre l’élève qui passe corriger l’exercice et le professeur, mais laisse de côté le reste de la classe ;
• Les élèves en difficulté ne bénéficient pas d’un temps d’étayage de notre part ;
• La correction se focalise souvent sur l’obtention du bon résultat, plutôt que sur la compréhension de la méthode y aboutissant.

Nous avons donc adapté la méthode de la classe puzzle avec nos classes de 2^de, pour qu’elle permette de réaliser des séances d’exercices en corrigeant les biais cités ci-dessus. Nous avons ensuite réalisé une visite croisée dans nos classes afin d’avoir un regard extérieur lors de la séance.

Après quelques expérimentations, nous avons abouti à un format qui nous convient et qui semble également être apprécié des élèves.
Les élèves arrivent en classe et, après un bref rappel des modalités, entament la phase de travail individuel. Chaque élève essaye de réaliser en autonomie l’exercice qui lui a été assigné sur la diapo projetée au tableau. De sorte que chacun des deux exercices est abordé par la moitié des élèves. Les élèves ont la possibilité de se référer au cours pendant toute cette première étape, mais ne peuvent pas encore échanger entre eux.

Alt image : diapositive récapitulant le déroulé de la séance et affichant l’affectation des élèves dans leurs groupes.

Au bout de dix minutes, les élèves amorcent la deuxième phase et se réunissent en groupes « experts ». Par groupes de quatre à six élèves, ils échangent autour du même exercice qu’ils ont traité durant la phase individuelle. Nous leur avons demandé de se concentrer surtout sur la méthode (Que me demande-t-on ? Sur quelle partie du cours dois-je m’appuyer ? Quelle démarche de résolution dois-je mettre en place et quels sont les points d’attention ?) plutôt que sur les résultats.

Ensuite, les élèves se répartissent de nouveau dans la classe, mais cette fois-ci par groupes de trois à quatre élèves ayant travaillé sur des exercices différents. Nous décidons à chaque fois à l’avance de la répartition de manière à créer des groupes de niveau hétérogène et ainsi à favoriser le tutorat entre pairs. Cette répartition est symbolisée par des groupes de même couleur sur la diapo projetée au tableau.

Pendant quinze minutes, les élèves présentent alors à tour de rôle l’exercice sur lequel ils ont travaillé, et dont ils sont devenus experts, au reste du groupe. Encore une fois, il leur est demandé de focaliser leur présentation sur la méthode de résolution des exercices plutôt que sur leurs résultats. Les autres n’ont pas besoin de prendre en note, car ils sont prévenus qu’ils pourront récupérer les notes de leurs camarades s’ils étaient amenés à passer au tableau lors de la dernière phase.

Enfin, la séance se conclut par une phase de correction au tableau. Lors de la phase précédente, un élève est désigné (avec son accord) pour aller corriger au tableau l’exercice dont il n’est pas expert. L’élève désigné peut alors s’appuyer sur les notes de ses camarades lors de la correction au tableau. Pendant qu’une personne présente le premier exercice, l’autre rédige déjà sa réponse au tableau pour corriger le second. Cela permet aux élèves de présenter leur exercice de façon plus fluide, en se détachant de l’écrit et en explicitant davantage les différentes étapes de résolution.

Pendant ce temps, le reste de la classe est invité à poser des questions et éventuellement à compléter la réponse proposée. Nous envoyons ensuite aux élèves un corrigé détaillé afin de leur permettre de se détacher de la prise de note automatique et de se concentrer sur la compréhension de la correction.

Contrairement aux séances d’exercices « classiques », le format classe-puzzle nous a demandé une organisation méticuleuse. En particulier, la gestion du temps constitue un réel défi : il faut réussir à faire passer les élèves dans quatre modalités de travail dans une seule séance.

Pour cela, nous avons découvert un outil très pratique, qui nous a beaucoup aidé : l’outil Timetable de Classroomscreen. Il permet aux élèves d’évaluer d’un coup d’œil le temps qui leur reste entre chaque phase et cela les aide grandement dans la planification des tâches. Par ailleurs, à force de répéter ce format de séance, nous avons constaté que les élèves finissent par connaitre les différentes modalités et passent plus efficacement de l’une à l’autre.

Alt image : Image de l’outil permettant de visualiser la durée totale et le temps restant pour chaque tâche au fur et à mesure.

Nous avons constaté également que le choix des exercices joue un rôle crucial dans la réussite ou non de la séance. Nous sommes arrivés à la conclusion qu’il vaut mieux se limiter à deux exercices pour une séance d’une heure, et qu’il faut les choisir de sorte qu’ils soient de difficulté et de longueur équivalente. Certaines séances ont bien moins fonctionné lorsque l’un des exercices n’était pas faisable par le plus grand nombre sur le temps de travail individuel de début de séance.

Nous avions déjà expérimenté quelques fois les séances d’exercices en classe puzzle et étions convaincus de son grand intérêt pédagogique, mais la visite croisée nous a permis de mieux mettre en lumière les bénéfices concrets de cette modalité de travail.

La mise au travail est à la fois plus efficace et plus autonome. Après quelques séances, les élèves sont rompus à l’exercice et la mise au travail est quasi immédiate, même pour les élèves habituellement moins engagés. Les élèves étant davantage placés en responsabilité sont ainsi beaucoup plus autonomes dans le travail. Cela nous permet en tant que professeurs de nous placer dans une posture d’accompagnement de ceux qui en ont le plus besoin.

Le travail réalisé par les élèves est également plus approfondi et de meilleure qualité. Cette modalité leur permet de bien identifier et distinguer les différentes tâches cognitives mobilisées lors de la réalisation des exercices (raisonnement, planification, application du cours, opérations mathématiques, application numérique, etc.). Cela leur permet également d’insister sur les « pièges » à éviter lorsqu’ils expliquent un exercice. Une bonne partie des élèves a bien compris l’objectif et se concentre sur la méthode uniquement, sans s’appesantir sur les détails techniques du calcul.

Un autre avantage majeur de la classe-puzzle est que cette modalité favorise grandement le tutorat entre pairs. Mais pas seulement de façon unilatérale, puisque chaque élève doit expliquer aux autres l’exercice dont il est expert. Chaque élève se retrouve donc successivement en position de tuteur ou de tutoré. Une forme d’étayage émerge, les élèves n’ayant pas compris acceptent plus facilement de le verbaliser en petit groupe qu’en classe entière. Reconnaitre ne pas avoir compris, c’est faire un premier pas vers la compréhension.

Nous avons trouvé la phase de correction au tableau beaucoup plus dynamique et riche. Les élèves conservent une posture de pédagogue et n’hésitent pas à commenter ou apporter des corrections à la personne au tableau. Ils semblent beaucoup plus engagés dans la correction que lors d’une correction d’exercice « classique ».

Nos élèves semblent avoir bien compris l’intérêt du tutorat (« c’est bien parce que ça permet de voir comment les autres comprennent l’exercice et de les corriger »).

Enfin, un autre avantage est que ce format permet la répétition. Chaque élève est confronté au moins deux fois à chaque exercice et jusqu’à quatre fois pour celui préparé individuellement. Chaque exercice a donc été traité en profondeur par tous les élèves à la fin de l’heure. Cette répétition permet de mieux ancrer les méthodes incontournables. Certains nous confient que des notions s’éclairent d’une phase à l’autre.

Les quelques paroles et témoignages recueillis lors de la visite croisée rendent tangibles et concrets les nombreux bénéfices de cette méthode.

Néanmoins, nous pouvons déjà expérimenter certaines limites de ce format.
D’abord, une tendance émerge au sein des groupes : c’est souvent une seule personne ou deux qui se retrouvent en position d’expliquer aux autres. Les élèves semblent se reposer sur les personnes ayant déjà une bonne compréhension de l’exercice, et la phase experte commence de plus en plus par la question « Qui a compris ? ».

Cette modalité semble donc profiter davantage aux très « bons » élèves ainsi qu’aux élèves en grande difficulté, car les deux bénéficient des nombreux avantages du tutorat entre pairs. Cependant, pour les élèves « moyens », cette modalité semble relativement comparable à une séance d’exercice classique pour ce qui est des apprentissages.

Lors de la phase experte, certains élèves se contentent parfois de comparer leurs réponses, sans échanger sur la méthode. Le focus est donc davantage mis sur le fait d’obtenir la bonne réponse, que sur le raisonnement et les méthodes, et cela malgré le fait que nous ayons insisté sur ce point dans la consigne.

Par ailleurs, les élèves qui découvrent un nouvel exercice lors de l’avant-dernière phase, sans avoir eu le temps de lire la consigne, sont parfois un peu perdus et osent rarement poser des questions. Un axe de progression serait de travailler davantage avec les élèves sur l’explicitation des consignes de l’exercice au reste du groupe en préambule de sa résolution.

Nous sommes encore dans une phase d’exploration où tout reste à défricher, mais la classe puzzle adaptée aux séances d’exercices nous parait être une piste prometteuse, c’est pourquoi nous voulons poursuivre nos expérimentations avec les élèves.

Une première amélioration à laquelle nous avons songé à la suite de cette visite croisée est de donner directement les résultats aux élèves, pour vraiment les pousser à se focaliser uniquement sur les méthodes. On pourrait par exemple leur fournir un tableau comme celui-ci, dans lequel la dernière colonne serait déjà complétée :

Dans ce tableau, le résultat est déjà renseigné et les élèves sont invités à renseigner des colonnes « notion du cours mobilisé » et « rédaction ».

Une autre piste serait de proposer aux élèves de leur donner accès à la correction de l’enseignant pour la phase de correction au tableau. Cela devrait avoir pour effet de rassurer l’élève désigné et de s’affranchir des difficultés de relecture de la prise de note de leurs camarades.

Enfin, on pourrait également envisager de mettre en responsabilité des élèves moins à l’aise à l’oral dès la phase en groupe d’experts en désignant un rapporteur chargé de rédiger la correction qui sera envoyée à la classe. Cette trace écrite devra d’abord être vérifiée et éventuellement amendée ou corrigée par le professeur.

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