Pour répondre a ces questions, le Centre national d’étude des systèmes scolaires (Cnesco) a mobilisé une douzaine de chercheurs.

Fruit de deux années de travail, ce travail d’une ampleur inédite porte sur les usages du numérique dans quatre disciplines scolaires (français, mathématiques, langues vivantes étrangères, géographie) et sur ses effets pour des tâches spécifiques (prendre des notes, rechercher de l’information, coopérer, apprendre à distance…).

Le second objectif de ce dossier est d’examiner l’hypothèse suivante : « s’il n’y a pas eu de révolution numérique à l’école, c’est parce que les outils numériques n’améliorent pas les apprentissages. (…) Quand on regarde plus près, on voit surtout des paysages divers des enseignants de disciplines différentes utilisent des outils numériques différents, pour des fonctions pédagogiques différentes, et uniquement pour certaines activités ; d’autres activités sont conduites sans ces outils. Certains outils sont efficaces avec les élèves avancés dans l’apprentissage concerné, d’autres avec les élèves débutants ; certains outils améliorent les apprentissages quand ils sont utilisés individuellement, d’autres quand ils sont utilisés en groupe. Bref, quand on regarde de près, on voit un peu mieux les multiples apports et limites du numérique »

Les usages du numérique en classe : un paysage contrasté selon les disciplines

C’est la préparation des cours qui est le premier motif d’usage, bien avant l’usage en classe avec les élèves

• Les manuels scolaires numériques sont perçus a priori comme plus fiables et plus pertinents que les ressources trouvées sur le Web. Les attentes des professeurs envers les contenus et outils présents dans les manuels numériques sont fortes, bien au-delà du simple manuel scolaire papier présenté au format pdf.
• Le Tableau numérique interactif (TNI)est entré dans les classes, comme un outil pratique et apprécié, utilisé le plus souvent comme un outil de présentation de la matière. Il n’a pas entraîné un renouvellement des pratiques pédagogiques, alors qu’il offre des possibilités réellement nouvelles.
• Ordinateurs portables et tablettes: Équiper chaque élève d’un ordinateur portable ou d’une tablette peut produire des effets positifs, souvent modestes, mais cela ne produit pas en soi une nouvelle façon d’enseigner et d’apprendre. Les changements importants observés sont locaux.
• Internet et les moteurs de recherche affectent profondément la recherche documentaire, la rendant plus aisée techniquement et (beaucoup) plus exigeante intellectuellement. Les autres activités scolaires sont (comparativement) relativement peu impactées. Le fonctionnement éditorial très peu contrôlé du Web représente surtout un nouvel enjeu pour la formation des jeunes (et des moins jeunes).
• Lecture et écriture sur support numérique : Les élèves lisent, beaucoup, mais pas les mêmes textes ni de la même manière, que les générations précédentes. Ces modifications des pratiques de lecture ne sont pas spécifiques aux jeunes. La lecture sur support numérique est plus exigeante et nécessite le développement de nouvelles compétences.
• Jeux et vidéos pour apprendre
• Les outils numériques de projection facilitent l’usage de vidéos en classe, que celle-ci soit montrée par le professeur ou consultée individuellement par chaque élève. Le jeux vidéo et les jeux sérieux occupent très peu de place dans les salles de classe aujourd’hui.
• Classes inversées, dispositifs collaboratifs: Les outils numériques sont souvent utilisés par les personnes qui s’engagent dans des « innovations pédagogiques » comme les classes inversées ou les apprentissages coopératifs.
• Robotique éducative, Scratch, initiation à la programmation: L’initiation à la programmation est ancienne, mais elle est régulièrement renouvelée, par la robotique éducative et de nouveaux langages de programmation. Il n’est cependant pas toujours très clair s’il s’agit d’un objectif ou d’un moyen d’enseignement.

Innovation technologique ne rime pas forcément avec innovation pédagogique

Ce n’est pas parce qu’on introduit une technologie qualifiée d’innovante dans un contexte d’éducation ou de formation que la pratique se renouvelle et devient forcément innovante.

Le processus d’appropriation des outils numériques

• Certains travaux insistent sur les qualités de l’outil lui-même : il doit être (a) utile (permettre de mieux enseigner et/ou de mieux apprendre) et perçu comme utile par les enseignants et les élèves, (b) utilisable (facile à prendre en main) et perçu comme utilisable, (c) acceptable (compatible avec l’organisation du temps, de l’espace, avec les outils, les tâches, les valeurs et les motivations des individus et les caractéristiques de l’institution dans lesquelles ils travaillent).
• D’autres travaux insistent sur l’importance de la formation, nécessaire à la transformation des façons d’utiliser un outil et à la compréhension de son utilité.
• D’autres enfin mettent en exergue la dimension collective / culturelle de l’appropriation. L’appropriation individuelle est souvent vouée à l’échec, car les pratiques d’enseignement et d’apprentissage sont davantage des pratiques sociales. Faire vivre et accompagner de tels collectifs est un enjeu majeur et nécessaire pour que ces collectifs puissent intégrer, adapter et ajuster ces pratiques afin de les transformer en pratiques scolaires.

Des usages spécifiques en français, mathématiques, langues vivantes et géographie

• En français, l'usage du numérique est jugé indispensable à l’acquisition de l’apprentissage pour 8 % des répondants, et 25 % des enseignants déclarent que leur utilisation du numérique pourrait être substituée à un usage papier. 25 % d’entre eux déclarent également qu’ils utilisent le numérique parce que c’est, selon eux, efficace pour l’apprentissage. Les auteurs du distinguent deux attitudes. « Pour les répondants qui jugent le numérique indispensable pour l’apprentissage visé, il y a une grande corrélation avec la notion d’efficacité (75 %). L’usage du numérique serait donc ici plutôt rationnel. En revanche, pour les enseignants qui déclarent que l’usage du numérique dans leur scénario n’est pas indispensable, il n’y a pas de corrélation nette avec la notion d’efficacité (35 %). On assisterait ici à un usage paradoxal du numérique, car il n’est visiblement ni indispensable ni jugé efficace et pourtant utilisé ».
• Mathématiques. Parmi les technologies utilisées par les enseignants, 66 % des enseignants déclarent utiliser la calculatrice presque à chaque heure de cours, 45 % des enseignants disent avoir recours à la géométrie dynamique une ou deux fois par mois ou plus souvent alors que 25 % d’entre eux ne l’utilisent que très rarement ou jamais. Les logiciels de programmation sont déclarés comme étant utilisés fréquemment par 43 % des enseignants alors que les autres technologies, telles que grapheurs, calcul formel, exerciseurs etc. sont déclarées comme utilisées très rarement par plus de 65 % des enseignants. « Malgré une offre croissante des outils numériques mis à disposition des enseignants de mathématiques, leur intégration reste encore limitée dans la plupart des classes, que ce soit au collège comme au lycée ».
• « C’est dans l’enseignement des langues vivantes que ces outils sont le plus utilisées, notamment pour les tâches d’écoute – compréhension ». Le numérique modifie également les tâches de lecture et de compréhension. Il permet aussi aux élèves de multiplier les occasions d’interagir oralement en langues vivantes étrangères. « L’avantage majeur que les outils numériques présentent pour l'enseignement et l'apprentissage des langues est de rendre les frontières entre les compétences langagières (lire, écrire, écouter, parler) particulièrement perméables ».
• Géographie : Les pratiques cartographiques occupent une place importante dans l’enseignement de la géographie. Les outils numériques d’information (Google Earth, Geoportail) transforment la géographie en tant que champ d’étude et de savoirs : la géographie devient une discipline instrumentée.  Les objets d’enseignement sont donc potentiellement transformés en géographie en tant que discipline scolaire, c’est peut-être même une des disciplines scolaires les plus touchées par le numérique avec l’éducation musicale. Plus largement les nouveaux outils en géographie transforment notre rapport au monde. Ils posent des questions de société qui dépassent la discipline de la géographie

Des apports et des limites spécifiques aux fonctions pédagogiques

• Avec les outils numériques, les enseignants peuvent présenter de l’information, tandis que les élèves peuvent lire et comprendre un texte, apprendre à lire, écouter un document sonore, écouter un texte sonorisé, regarder / lire un document multimédia, regarder une vidéo, une animation et prendre des notes.
• Quand ils manquent de connaissances en situation, les élèves peuvent utiliser des outils numériques pour poser des questions, demander de l’aide, rechercher de l’information et résoudre des problèmes. Ils peuvent aussi s’entraîner, jouer, et les outils numériques sont censés les motiver. Quand ils n’ont pas les moyens de se rendre physiquement dans une école, ils peuvent coopérer et apprendre à distance dans des environnements numériques.
• Les enseignants peuvent bénéficier de l’aide d’outils numériques pour évaluer les performances des élèves mais aussi suivre leurs progrès et analyser leurs difficultés, tandis que les élève peuvent s’autoévaluer grâce à ces outils.
• Les outils numériques peuvent aussi soutenir des activités très ouvertes : créer un objet technique, une oeuvre picturale ou sonore, produire un texte, un document, seul ou à plusieurs, programmer, découvrir des concepts abstraits, faire émerger des idées, développer sa créativité ou même expérimenter.

Les auteurs du rapport passent en revue onze usages des outils numériques

• Utiliser le numérique pour motiver les élèves
• La recherche d’information
• La compréhension de phénomènes complexes en sciences
• L’écoute de documents sonores
• La simulation d’une situation complexe ou difficile d’accès
• L’écriture collaborative
• Regarder des vidéos et des animations pour comprendre : l’illusion de facilité I. Apprendre en jouant : pas si simple
• Recevoir un feedback immédiat élaboré : une bonne idée… difficile à mettre en œuvre
• Concevoir de (nouveaux) objets
• Apprendre la programmation et développer la créativité
• Articulation distanciel présentiel

De grands apports et de nouvelles exigences pour les enseignants, comme pour les élèves

Si les résultats ne sont pas aussi positifs qu’on le voudrait, « c’est dans doute parce que concevoir un outil numérique pour l’apprentissage est très exigeant. Nos compétences dans la conception de documents papiers sont souvent d’un faible secours. Pour les élèves, ces nouvelles ressources numériques sont la plupart du temps tout aussi exigeantes (parfois sans le paraître) : elles demandent plus d’attention et de nouvelles compétences ».

Nathalie Mons, André Tricot, Jean-François Chesné et Hugo Botton   se sont également intéressés à la façon dont le numérique intervient dans la relation école-familles et aux apports éventuels de son usage hors de la classe dans les apprentissages scolaires. Ils ont mis en évidence d’importantes inégalités territoriales dans les équipements informatiques et les connexions à internet, notamment dans les écoles primaires.

Le numérique peut changer le rapport des élèves aux savoirs et à l’école, mais il ne change ni le statut des savoir ni celui de l’école

• Certains apports du numérique en éducation sont majeurs. « Certains aspects de l’enseignement et de l’apprentissage sont profondément transformés et améliorés par le numérique : la recherche documentaire, la compréhension de phénomènes complexes en sciences, l’apprentissage de gestes ou de mouvements, l’écoute de documents sonores, la simulation d’une situation complexe ou difficile d’accès, l’écriture collaborative, sont des exemples parmi de nombreux autres ».
• Dans certains domaines, les apports du numérique sont mineurs: « Le numérique ne semble souvent pas modifier fondamentalement les savoirs scolaires (qui évoluent moins vite que les savoirs savants), il ne change pas non plus le rapport des élèves à ces savoirs, ni les pratiques d’enseignement disciplinaires. Il est donc peu étonnant que le numérique, sur lequel on misait beaucoup, semble encore loin d’avoir réduit les inégalités sociales, de genre et territoriales ».
• Dans d’autres domaines encore, les apports du numérique sont modérés ou mal connus : « Certaines fonctions pédagogiques bénéficient modérément (en moyenne) du numérique : regarder des vidéos et des animations pour comprendre, jouer, recevoir un feedback immédiat élaboré, concevoir de (nouveaux) objets. Ces effets modérés moyens cachent de belles réussites et de cuisants échecs, qui sont probablement liés (entre autres) à un manque de compétences et de moyens chez les concepteurs : nous devons absolument progresser dans la conception de ces outils. Pour d’autres fonctions pédagogiques, on ne sait pas encore quelles sont les éventuelles plus-values : c’est le cas de la programmation et du développement de la créativité. On ne sait non plus encore quels effets a et surtout aura sur les enseignants et les élèves l’introduction de l’intelligence artificielle dans des outils numériques à usage scolaire ».

Chiffres-clés

• En 2019, les élèves d’écoles primaires étaient en moyenne 12,5 par poste informatique.
• Les 20% des écoliers scolarisés dans les écoles les mieux équipées disposaient d’un poste pour 3,7 élèves contre un poste informatique pour 32,9 élèves pour les 20% des élèves dans les écoles les moins bien équipées.
• En 2019, un écolier sur quatre avait accès à la fibre dans son école. Cette proportion varie de 14 % en milieu rural à plus de 40 % dans l’agglomération parisienne.
• 96 % des professeurs de mathématiques de collège  (et 97 % en lycée) déclarent que leurs élèves utilisent un outil numérique en classe, chaque semaine ou une ou deux fois par mois, la calculatrice comprise (Cnesco, 2019).
• Quand on ne prend pas en compte la calculatrice, ces pratiques restent largement partagées par 75 % des professeurs de collège (et par 78 % des professeurs de lycée).
• 43 % des élèves en France ont un niveau de performance faible ou très faible en littératie numérique.

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