Free Resources for Teaching Mathematics Through Project-Based Learning
Table of Contents
Pourquoi l'apprentissage basé sur le projet appartient à la classe de mathématiques
Les mathématiques peuvent se sentir abstraits à de nombreux étudiants. Ils demandent souvent, -Quand vais-je jamais utiliser cela?--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Les recherches montrent que la PBL en mathématiques améliore la rétention, approfondit la compréhension conceptuelle et développe des compétences comme la pensée critique, la collaboration et la communication. Lorsque les étudiants voient comment les mathématiques se connectent à des carrières, des problèmes communautaires ou des intérêts personnels, leur motivation s'enflamme.
Heureusement, des ressources de haute qualité existent sans frais. Ci-dessous vous trouverez une liste curated d'outils gratuits et des banques de leçons qui aident à faire revivre la PBL mathématique, ainsi que des stratégies pratiques pour la mise en œuvre.
Haut de la page Ressources gratuites pour l'apprentissage par projet en mathématiques
Chacune de ces plateformes offre quelque chose d'unique, des projets prêts à l'emploi aux simulations interactives qui peuvent être tissées en unités PBL. Tous sont librement accessibles et alignés sur les meilleures pratiques en matière d'enseignement des mathématiques.
Ressources pédagogiques du laboratoire de propulsion de jet de la NASA
Les étudiants adorent l'espace et le site d'éducation de la NASA JPL transforme cette fascination en défis mathématiques et scientifiques rigoureux. Les projets impliquent de véritables données de la NASA : calcul des trajectoires, analyse de la croissance démographique pour les habitats de Mars, ou optimisation des sites d'atterrissage de rover. Chaque activité intègre des compétences mathématiques telles que la mesure, le graph et le raisonnement proportionnel dans un contexte STEM authentique.
https://www.jpl.nasa.gov/edu/teach
Illuminations du Conseil national des enseignants de mathématiques (NCTM)
Les illuminations sont une riche bibliothèque de plans de cours, de manipulations virtuelles et d'activités interactives conçues pour soutenir la résolution de problèmes et le raisonnement. Beaucoup de leçons sont déjà structurées autour d'une enquête centrale, en faisant des blocs de construction parfaits pour PBL. Par exemple, le projet -Planning a City -Utilise des dessins géométriques et à l'échelle pour concevoir une zone urbaine durable.
https://illuminations.nctm.org/
Simulations interactives PhET (Université du Colorado Boulder)
Les simulations PhET permettent aux étudiants d'explorer les concepts mathématiques et scientifiques par des interactions ludiques. Bien que les projets ne soient pas complets à eux seuls, ils sont excellents pour la découverte basée sur les enquêtes dans un contexte PBL. Par exemple, une classe de conception d'un roller coater peut utiliser la simulation -Energy Skate Park-- pour modéliser l'énergie cinétique et potentielle, puis passer à l'Algebra--Sims pour résoudre les variables dans leurs équations de conception.
Fondation CK-12
Leurs modules -Play, Learn, Interact, eXplore sont particulièrement précieux pour PBL : ils transforment les concepts mathématiques en puzzles interactifs, réels. Les enseignants peuvent aussi assigner des projets personnalisés à travers la fonctionnalité -Braingenie-où les élèves résolvent les défis pour gagner des badges. La flexibilité de CK-12 permet aux enseignants de tirer exactement ce dont ils ont besoin pour un projet — qu'il s'agisse de jeux de données, de jeux de pratiques ou de passages de lecture qui relient les mathématiques à l'histoire ou à la science.
Mathalicieuse
Mathalicious offre des exemples gratuits de leçons qui sont universellement engageants parce qu'ils abordent les événements actuels et les curiosités quotidiennes: - Quelle vitesse fait un voyage éternue? - ou -Est-ce que payer les athlètes universitaires a un sens économique? - Chaque leçon demande aux étudiants de recueillir des données, de le modéliser mathématiquement, et de discuter une conclusion. Le site complet nécessite un abonnement, mais les leçons gratuites fournissent suffisamment de matériel pour démarrer une ou deux unités PBL impactées par niveau de classe.
YouCubed (Université de Stanford)
Dirigé par le professeur Jo Boaler, YouCubed offre des tâches et des ressources gratuites qui mettent l'accent sur la pensée mathématique et la créativité. Leurs activités -Wek of Inspirational Maths sont des tâches courtes et adaptées aux projets qui aident les étudiants à développer un état d'esprit.
PBLWorks (Institut de l'éducation de la ville de Buck)
Bien que non exclusivement maths spécifiques, PBLWorks fournit une base complète pour la conception de tout projet. Conception de projet Rubric et Modèle PBL standard d'or Le site comprend une base de données consultable de centaines de projets, dont beaucoup sont en mathématiques. Par exemple, un projet de l'école intermédiaire appelé -Budgetting for a Trip-- demande aux élèves d'appliquer les ratios, les pourcentages et la conversion de devises.
Comment intégrer la LPP en utilisant ces ressources
L'accès à des ressources de qualité n'est qu'une partie de l'équation. La BLP réussie nécessite une conception et une facilitation intentionnelles. Voici des stratégies pour utiliser les outils ci-dessus pour construire des projets mathématiques efficaces.
Commencez par une question de conduite
Chaque unité PBL a besoin d'une question convaincante qui ne peut pas être répondue par une simple recherche Google.Utilisez les ressources pour générer des questions: -Comment pouvons-nous concevoir une colonie Mars durable? - Quel est le prix idéal pour un billet de concert pour maximiser le profit? -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Utiliser des simulations pour une enquête
Avant de lancer le projet principal, donnez aux étudiants le temps d'explorer la simulation. Par exemple, faites-les jouer avec une simulation d'égalité fractionnelle pour découvrir le concept de fractions équivalentes avant de concevoir un projet de mise à l'échelle de recette. Cette phase d'enquête construit un terrain conceptuel et réduit l'anxiété au sujet des mathématiques formelles.
Mélanger plusieurs ressources
Combinez les ensembles de données NASA avec les structures d'activité Illuminations. Utilisez les leçons mathématiques comme phénomène d'ancrage, puis creusez plus profondément avec les sections de manuels de CK-12. L'objectif est de créer une expérience riche et multi-jours où les étudiants tirent de simulations, de lectures et de résolution collaborative de problèmes. Par exemple, un projet d'analyse statistique pourrait commencer par une activité d'état d'esprit YouCubed, utiliser PhET pour visualiser les distributions, et se terminer par une présentation utilisant des données réelles de la NASA records de température globale.
Incorporer le choix des étudiants
L'une des pierres angulaires de la PBL est de permettre aux étudiants de prendre des décisions.Donnez-leur des options : -Choisissez une question du monde réel de Mathalicious ou concevez votre propre à l'aide des outils interactifs Illuminations. - Qu'ils décident du format de leur produit final – un rapport écrit, une vidéo, une infographie ou un modèle physique.
Évaluer le processus et le produit
L'évaluation dans PBL doit mesurer le trajet et la destination. Utilisez les rubriques disponibles dans PBLWorks ou créez votre propre accent sur le raisonnement mathématique, la collaboration et la communication. Inclure des vérifications formatives : rétroaction des pairs, invitations à consulter les revues et mini-quiz. La présentation finale ou le produit doit être évalué sur la précision du contenu, la clarté et l'application des concepts mathématiques.
Surmonter les défis communs en matière de PBL mathématique
Même avec de grandes ressources, les enseignants sont confrontés à des obstacles. Voici comment les aborder.
La peur de perdre -Coverage -
Beaucoup de professeurs de mathématiques craignent que PBL prend trop de temps et laisse des lacunes dans le programme. La clé est d'aligner les projets avec les normes requises. Utilisez les alignements des normes CK-12 ou NCTM pour cartographier chaque projet à votre état ou Common Core benchmarks. Un seul projet bien conçu peut couvrir plusieurs normes. Par exemple, un projet de géométrie sur la construction d'un hangar couvre la zone, le volume, l'échelle et la mesure dans un contexte authentique.
Gestion des classes pendant la PBL
Pour cela, il faut passer d'un enseignement centré sur les enseignants à un enseignement centré sur les élèves. Établir des attentes claires pour les rôles de groupe, l'organisation de l'espace de travail et les points d'enregistrement. Utilisez la technique -Project Wall-de PBLWorks – un graphique visible montrant la question de conduite, les jalons et les échéances.
Assurer à tous les étudiants l'accès aux mathématiques
La différenciation est essentielle dans la PBL. Les ressources énumérées offrent des supports intégrés: les simulations PhET ont des options d'échafaudage, CK-12 inclut la pratique adaptative, et Illuminations fournit des activités à niveaux. Paire les apprenants en difficulté avec des pairs plus forts intentionnellement, et fournir des démarreurs de phrases pour le discours mathématique.
Exemples de PBL en action dans le monde réel
En voyant des exemples concrets, les enseignants peuvent imaginer ce qui est possible. Voici trois projets qui dépendent des ressources gratuites ci-dessus.
Exemple 1: Concevoir une ville habitable (géométrie et ratios)
En utilisant des modules de mesure Illuminations - - Planning a City et CK-12- , les étudiants conçoivent une petite ville sur une grille de coordonnées. Ils doivent inclure des zones résidentielles, commerciales et vertes avec des rapports de surface spécifiques, calculer les distances entre les emplacements clés, et créer un plan de plancher à échelle pour un bâtiment.
Exemple 2: Analyse et performance sportives (données et statistiques)
Les élèves choisissent un sport (par exemple, le basketball, le soccer) et recueillent des données réelles sur les performances sur Internet (ensembles de données gratuits disponibles à partir des expériences de sport spatial CK-12 et NASA).Ils calculent les moyennes, les médianes et les écarts-types, et créent des visualisations à l'aide d'outils comme Google Sheets.La question de conduite : -Quel joueur est le plus précieux pour une équipe ?- Ils présentent leurs conclusions avec des preuves et des réfutations, imitant les débats ESPN. Mathalicious offre une leçon gratuite sur les statistiques de baseball comme point de départ.
Exemple 3 : Campagne de conservation de l'eau (raison et pourcentages proportionnels)
En utilisant les données sur l'utilisation de l'eau provenant de l'utilité locale (ou des données hypothétiques de la NASA), les élèves analysent les habitudes de consommation et proposent un plan de conservation. Ils utilisent CK-12 pour examiner les pourcentages et les proportions, puis créent des graphiques montrant des économies potentielles.
Conclusion: Commencez petit, à l'échelle
L'apprentissage basé sur les projets en mathématiques ne nécessite pas une refonte complète de votre programme d'études du jour au lendemain. Choisissez une ressource de la liste ci-dessus — peut-être une leçon gratuite ou un défi de la NASA — et essayez-la avec une seule classe. Même un projet court, bien conçu peut stimuler la curiosité des étudiants et vous montrer la puissance de PBL.
Les outils gratuits mis en évidence ici ne sont que le début. En combinant simulations, ensembles de données et activités prêtes à l'emploi, vous pouvez créer une salle de cours de mathématiques où les étudiants se voient comme des solutions de problèmes et des innovateurs.
Pour plus de détails sur la conception de PBL, visitez le site Travaux de PBL ou explorer les recherches compilées à Tu as cubé- Oui.