Pour les élèves déficients visuels, l’apprentissage des mathématiques s’avère particulièrement difficile, dans la mesure où l’enseignement traditionnel de cette discipline fait fortement appel à la vision, qu’il s’agisse de la pose des opérations, des formes géométriques ou des représentations graphiques.

Les enseignants spécialisés ont depuis longtemps développé des méthodes d’enseignement adapté permettant de pallier certaines de ces difficultés, par exemple par l’utilisation d’un abaque (instrument d’aide au calcul de type boulier) et la manipulation d’objets en trois dimensions.

Mais à l’heure du développement des TICE, de nouveaux outils apparaissent, susceptibles de faciliter l’enseignement des mathématiques aux enfants déficients visuels en classe ordinaire, même pour les enseignants n’ayant pas de formation spécialisée. La déficience visuelle pose des difficultés très variables d’un élève à l’autre et il existe donc des outils technologiques différents permettant de répondre à la diversité des besoins des jeunes concernés, aux différents niveaux de leur parcours scolaire.

Les ordinateurs et tablettes adaptés : une aide à la lecture

A travers une enquête par questionnaire auprès d’une quarantaine d’enseignants de mathématiques du secondaire ayant des élèves déficients visuels dans leur classe, Nathalie Léwi-Dumont, Mélissa Arneton et Minna Puustinen (INSHEA) ont recensé et analysé les difficultés rencontrées par ces élèves au cours de leur apprentissage des mathématiques et les techniques d’aide utilisées par les enseignants pour y répondre (Léwi et al., 2016).

Elles notent que la difficulté principale d’un élève déficient visuel dans l’apprentissage de l’algèbre réside dans le fait qu’il a un mode de lecture linéaire (c’est-à-dire que sa lecture se fait en suivant l’ordre de la ligne du texte et ne lui permet pas de voir ou d’écouter plusieurs points de la ligne en même temps), alors même que le langage mathématique est fait de combinaisons de signes complexes qui ne prennent leur sens que lorsqu’on en a une vision globale. 

Il est aujourd’hui possible pour les personnes déficientes visuelles d’utiliser un ordinateur ou une tablette, si la machine est équipée d’une synthèse vocale ou d’un logiciel d’agrandissement.

Dans le cadre de l’apprentissage des mathématiques, ces outils permettent en particulier aux élèves malvoyants d’accéder facilement aux cours et aux exercices préparés par l’enseignant, en adaptant les supports à leur propre vision et/ou en bénéficiant d’une lecture par synthèse vocale.

Cependant, si ces outils, relativement faciles d’utilisation (les logiciels en question peuvent être installés sur une tablette ou un ordinateur classique), favorisent l’accès direct aux supports de cours préparés par l’enseignant pour la classe, ils n’apportent pas nécessairement de réponse au problème de la linéarité de la lecture.

Ainsi, par exemple, si un élève malvoyant peut lire en agrandi les chiffres d’une division posée selon la méthode classique, le fait que ces chiffres font partie de la représentation d’une division n’est pas perceptible pour lui « au premier coup d’œil ». La compréhension d’un écrit mathématique lui demande donc plus de temps qu’à un élève voyant et ne mobilise pas les mêmes processus cognitifs.

C’est pourquoi les outils d’agrandissement et de lecture audio doivent avant tout être considérés comme des dispositifs d’assistance à la lecture qui, en eux-mêmes, ne sont pas gages d’une meilleure compréhension des mathématiques par les enfants déficients visuels.

Les enseignants interrogés par l’équipe de Léwi-Dumont, surtout au niveau lycée, soulignent notamment qu’ils envoient à l’avance les supports de cours numérisés à l’élève afin que celui-ci puisse les adapter à ses besoins visuels durant le cours. Ils mettent également en œuvre certaines adaptations pendant le cours, notamment une oralisation de tous les éléments notés au tableau et parfois un ralentissement du cours pour suivre le rythme de l’élève. Ces outils ne favorisent donc l’apprentissage que dans la mesure où ils sont utilisés dans le cadre d’un cours où l’enseignant donne à l’oral une quantité d’informations contextuelles suffisante pour que l’élève déficient visuel puisse donner du sens à ce qu’il lit.

Les chercheurs continuent donc de travailler au développement d’outils d’aide à l’apprentissage plus spécifiquement adaptés aux difficultés rencontrés par les élèves déficients visuels dans l’apprentissage des mathématiques.

Les machines permettant l’impression de graphiques tactiles : des outils au service de la création de supports d’apprentissage stimulants

Dans une enquête visant à tester l’impact possible de l’utilisation de divers outils technologiques adaptés auprès de collégiens déficients visuels (tests conduits avec 15 enseignants accueillant un élèves déficient en inclusion dans leur classe et visant à la fois à analyser les comportements des élèves face aux différents outils et à accompagner les enseignants dans l’utilisation de ces outils en classe), l’équipe de recherche d’Audrey Rule (University of Northern Iowa) a montré que l’utilisation de graphiques tactiles permettait d’améliorer la compréhension et les performances des élèves déficients visuels en cours (Rule et al., 2011).

Ces travaux démontrent que l’usage de tels outils pouvait également contribuer à un changement global d’attitude de ces élèves envers les mathématiques, leur permettant de ne plus envisager cette discipline avec découragement, comme une matière réservée aux voyants, mais de s’y intéresser et d’y prendre plaisir.

Les imprimantes spécialisées dans l’impression en relief qui permettent à l’enseignant de rendre accessibles aux élèves déficients visuels des graphiques dessinés sur un ordinateur classique, ont été évaluées de manière particulièrement positive.

L’élève déficient visuel bénéficie grâce à elles d’un accès tactile aux dessins et représentations graphiques tracés par l’enseignant. A cet égard, notons que les graphiques tactiles sont un support utilisé de longue date par les enseignants spécialisés ; les nouvelles technologies n’apportent pas dans ce domaine une innovation en matière de nature de support, mais elles facilitent leur création par des enseignants ordinaires non formés à la confection de matériel pédagogique adapté. 

Cependant, découvrir un graphique par le toucher n’est pas un processus exactement similaire à celui d’un accès par la vision. L’enseignant doit donc prendre soin, pendant le cours, de donner des indications orales adaptées aux différentes modalités d’accès au support graphique. De plus, Penny Rosenblum (University of Arizona) et Tinna Herzberg (University of South Carolina), qui ont interrogé des jeunes collégiens et lycéens sur leur perception de la qualité d’un graphique tactile, montrent que les élèves ont un grand nombre de suggestions pour l’amélioration des graphiques, en particulier en matière de lisibilité (Rosenblum & Herzberg, 2015).

Elles ont enquêté par entretiens individuels auprès de 12 jeunes, incluant des tests réalisés à l’université visant à soumettre à la compréhension des jeunes des graphiques tactiles utilisés par des enseignants comme supports de cours. Elles concluent également que la sollicitation de l’élève par l’enseignant est essentielle pour s’assurer que les graphiques proposés sont suffisamment clairs pour un accès non-visuel. Cependant, le coût de ces machines demeure très élevé (environ 8 000 euros), ce qui limite de fait leur possibilité d’utilisation dans le cadre scolaire.

Les logiciels de transcription d’opérations algébriques en Braille : des technologies en voie de développement

Plus l’élève avance dans son apprentissage des mathématiques, plus les formules et équations deviennent complexes et plus la capacité de lecture et de compréhension écrite est mobilisée.

Cela pose des difficultés particulières aux élèves non-voyants lisant en Braille qui doivent apprendre à manier une écriture nouvelle, le Braille mathématique, que l’enseignant ordinaire ne maîtrise généralement pas.

Il existe donc des logiciels qui permettent de traduire automatiquement en Braille mathématique des formules, opérations ou équations écrites par l’enseignant sur un ordinateur ordinaire, sans que l’intervention d’un spécialiste de la transcription soit nécessaire. 

Ces logiciels permettent un gain de temps et facilitent les échanges d’écrits entre l’élève et l’enseignant, comme l’a notamment montré l’équipe d’Alessandro Pepino (Université de Naples) lors du test d’un logiciel auprès d’enseignants et d’élèves âgés de 10 à 15 ans (Pepino et al., 2006). Ce test a consisté en un dispositif de formation de 4 binômes élève-enseignant à l’utilisation d’un nouveau logiciel, utilisation suivie d’une évaluation régulière au cours de l’année scolaire des possibles effets du logiciel sur les apprentissages en classe. 

Cependant, à l’heure actuelle, ces logiciels demeurent difficiles d’utilisation en classe car ils nécessitent en amont une formation poussée de l’élève et un important effort d’adaptation de la part du professeur.

En effet, le Braille mathématique n’est pas une simple transcription de l’écriture mathématique visuelle ; il s’agit bien d’une traduction de celle-ci dans un langage aux contraintes différentes (en particulier la contrainte de linéarité évoquée ci-dessus). L’élève brailliste peut donc rencontrer des difficultés spécifiques liées à l’utilisation de ce langage, auxquelles la pédagogie ordinaire des mathématiques ne permet pas de répondre. L’équipe de Léwi-Dumont (2016) montre ainsi que, malgré les aides techniques actuelles, l’apprentissage des mathématiques dans le second degré demeure un des enjeux majeurs de la scolarisation des enfants déficients visuels en milieu ordinaire. Les solutions technologiques actuellement en voie de développement n’apportent pour l’heure qu’une réponse partielle à ces difficultés.

Conclusions

Les nouvelles technologies favorisent l’accès des élèves déficients visuels aux supports pédagogiques préparés par l’enseignant et facilitent les échanges d’écrits entre élèves et enseignants.

Elles permettent en particulier à l’enseignant de répondre plus facilement aux besoins de l’élève en matière de supports tactiles qui favorisent sa compréhension des concepts, comme les représentations graphiques le font pour les élèves voyants.

Cependant, à l’heure actuelle, elles n’apportent qu’une solution partielle aux difficultés posées par l’apprentissage des mathématiques dans le second degré pour les élèves braillistes, du fait de la complexité des enjeux pédagogiques liés à la traduction en Braille du langage mathématique. Leur utilisation implique donc, de la part de l’enseignant, une attention particulière aux difficultés spécifiques de l’enfant et certaines adaptations pédagogiques particulières.

Les technologies présentées ici peuvent contribuer fortement à développer les performances des élèves déficients visuels en mathématiques et à susciter leur intérêt pour cette matière, à condition que l’enseignant tienne compte de deux spécificités des apprenants ayant un handicap visuel, soulignées par le guide Eduscol, Guide pour la scolarisation des élèves déficients visuels : le besoin de temps et le besoin d’explications verbales. En particulier :

• la découverte tactile d’une représentation mathématique prend souvent plus de temps que la compréhension visuelle ;
• l’élève déficient visuel lit de manière linéaire et a donc besoin d’informations de contexte données à l’oral, notamment pour savoir quel sens donner aux chiffres qu’il lit s’ils font partie d’une formule.

Références

• Léwi-Dumont N., Arneton M. & Puustinen M. (2016), « Comment des professeurs de mathématiques s’adaptent-ils aux besoins des élèves déficients visuels ? », Carrefours de l'éducation, 2(42), p. 119-132.
• Pepino A., Freda C., Ferraro F., Pagliara S. & Zanfardino F. (2006, July), “BlindMath, a new scientific editor for blind students“, International Conference on Computers for Handicapped Persons, Springer, Berlin, Heidelberg, p. 1 171-1 174.
• Rosenblum L. P. & Herzberg T. S. (2015), “Braille and Tactile Graphics: Youths with Visual Impairments Share Their Experiences”, Journal of Visual Impairment & Blindness, 109(3), p. 173-184.
• Rule A. C., Stefanich G. P., Boody R. M. & Peiffer B. (2011), “Impact of adaptive materials on teachers and their students with visual impairments in secondary science and mathematics classes“, International Journal of Science Education, 33(6), p. 865-887.

Article initialement publié sur le site : https://www.reseau-canope.fr/agence-des-usages/les-technologies-dassistance-a-lapprentissage-des-mathematiques-pour-les-enfants-deficients-visuels.html