The Role of STEAM Literacy on the Pedagogical Content Knowledge of Secondary School Mathematics Teachers in the Tigrai Region of Ethiopia

Dans les salles de classe de la région du Tigré, en Éthiopie, les enseignants de mathématiques font face à un paysage en pleine mutation. On leur demande de dépasser l'enseignement des formules de manière isolée pour aider plutôt les élèves à voir comment les nombres se connectent au monde qui les entoure. Pour ce faire, de nombreux éducateurs se tournent vers un cadre connu sous le nom de STEAM, qui signifie Science, Technologie, Ingénierie, Arts et Mathématiques. Cette approche traite ces cinq domaines non pas comme des silos séparés, mais comme une toile unique et interconnectée où la créativité et la résolution de problèmes se rencontrent. Pour qu'un enseignant réussisse ici, il lui faut plus qu'une simple compréhension profonde des mathématiques elles-mêmes ; il lui faut un type de connaissance spécialisé qui lui permette de prendre des idées complexes et de les rendre compréhensibles pour ses élèves. Les chercheurs appellent cela la Connaissance Pédagogique du Contenu. C'est le mélange unique entre la connaissance de la matière et la connaissance des meilleures façons de l'enseigner, y compris la capacité à repérer où les élèves éprouvent des difficultés et à utiliser les bons outils pour corriger ces malentendus. La grande question pour les éducateurs de cette région est de savoir si la capacité d'un enseignant à naviguer dans le monde de la STEAM influence directement sa capacité à enseigner les mathématiques efficacement.

Une équipe de chercheurs de l'Université de Mekelle s'est donné pour mission de répondre à cette question en examinant de près 300 enseignants de mathématiques du secondaire dans le Tigré. Ils voulaient voir si la littératie d'un enseignant dans les cinq domaines de la STEAM prédisait sa compétence à enseigner les mathématiques. Pour ce faire, ils ont demandé aux enseignants de remplir des enquêtes détaillées sur leurs propres connaissances et leur confiance en science, technologie, ingénierie, art et mathématiques, ainsi que sur leurs stratégies d'enseignement. L'étude s'est concentrée sur un groupe spécifique de 300 enseignants sélectionnés parmi un bassin plus large de plus de 1 200, garantissant un mélange d'hommes et de femmes, de différents niveaux d'éducation et de diverses années d'expérience. Les chercheurs ont ensuite utilisé des outils statistiques pour voir s'il existait des liens entre les connaissances en STEAM des enseignants et leurs compétences pédagogiques.

Les résultats ont brossé un tableau clair de ce qui importe réellement en classe. L'étude a révélé un lien positif et fort entre la littératie globale en STEAM d'un enseignant et sa capacité à bien enseigner les mathématiques. En d'autres termes, les enseignants qui se sentaient plus confiants et plus instruits dans les cinq disciplines de la STEAM avaient tendance à avoir de meilleures compétences pédagogiques. Cependant, toutes les parties de la STEAM ne contribuaient pas de la même manière. Le lien le plus fort a été trouvé avec la littératie mathématique elle-même ; les enseignants qui avaient une compréhension profonde des concepts mathématiques étaient nettement plus aptes à les expliquer aux autres. Cela était suivi par la littératie en ingénierie et en technologie. Les enseignants qui comprenaient comment appliquer les principes d'ingénierie pour résoudre des problèmes et comment utiliser la technologie efficacement montraient également une compétence pédagogique plus élevée. Curieusement, bien que la littératie en sciences et en arts soit toujours importante et liée à un meilleur enseignement, elle n'était pas un prédicteur aussi fort de la compétence pédagogique que la mathématique, l'ingénierie et la technologie dans ce contexte spécifique. Les données suggèrent que, pour ces enseignants, la capacité de penser comme un ingénieur ou d'utiliser la technologie était tout aussi cruciale pour leur succès pédagogique que leur connaissance de l'art ou de la science générale.

Les chercheurs ont également examiné comment différents facteurs personnels pouvaient modifier la littératie STEAM d'un enseignant. Ils ont découvert que le genre ne faisait aucune différence ; les enseignants hommes et femmes de la région présentaient des niveaux de connaissances en STEAM et de capacités pédagogiques presque identiques. Le niveau d'éducation, cependant, importait. Les enseignants ayant obtenu un master ont déclaré une littératie en STEAM nettement plus élevée que ceux qui ne possédaient qu'une licence. Cela suggère que les études avancées fournissent aux enseignants les connaissances intégrées dont ils ont besoin pour gérer un enseignement interdisciplinaire complexe. L'expérience joue un rôle plus nuancé. Les enseignants ayant entre 11 et 20 ans d'expérience ont démontré les niveaux les plus élevés de littératie en STEAM. Ceux ayant moins d'une décennie d'expérience et ceux ayant plus de 20 ans de carrière ont obtenu des scores plus faibles. Cette conclusion suggère que, bien que l'expérience soit précieuse, elle ne garantit pas automatiquement la maîtrise de nouveaux cadres pédagogiques. Les enseignants au milieu de leur carrière semblaient avoir trouvé un équilibre optimal où ils avaient assez de temps pour pratiquer l'intégration de ces nouvelles idées tout en restant activement adaptés aux changements du domaine.

L'étude conclut que pour améliorer l'enseignement des mathématiques dans le Tigré, les programmes de formation des enseignants doivent se concentrer sur le développement de cette littératie intégrée de la STEAM. Il ne suffit pas d'enseigner simplement le contenu mathématique ; les enseignants doivent être équipés pour voir comment les mathématiques se connectent à l'ingénierie, à la technologie et aux arts. Les données suggèrent qu'encourager les enseignants à poursuivre des études supérieures et de fournir un soutien ciblé pour ceux qui sont au milieu de leur carrière pourraient être des moyens puissants de renforcer leurs compétences professionnelles. Bien que l'étude se soit appuyée sur les propres rapports des enseignants sur leurs capacités et qu'elle ait été limitée à une seule région, les modèles sont suffisamment forts pour suggérer que la capacité d'un enseignant à tisser ensemble différents domaines de connaissances est un ingrédient clé pour rendre les mathématiques compréhensibles et attrayantes pour les élèves.