Je fais l'hypothèse que la compréhension de l'ordinaire de l'enseignement et plus spécifiquement des pratiques enseignantes est une étape cruciale à des fins d'amélioration des apprentissages des élèves en mathématiques. L'étape peut sembler longue puisqu'il s'agit presque de la totalité des travaux synthétisés dans ma note de synthèse. Je reste toutefois convaincue de sa nécessité tant la complexité des phénomènes didactiques dans l'ordinaire des pratiques enseignantes et de leurs effets sur les apprentissages est grande. Mes recherches m'ont permis d'aborder plusieurs angles d'attaques liées à cette thématique : le rôle des situations, des savoirs, de l'exercice du métier de professeur ou de la différenciation dans les apprentissages, et ce, en lien avec différents domaines d'étude (notamment, celui de l'algèbre élémentaire qui joue un rôle privilégié dans certaines de ces recherches) et dans divers contextes scolaires. Mes travaux m'ont conduite à mettre en œuvre des approches théoriques variées en didactique (Théorie des Situations Didactiques, Théorie Anthropologique du Didactique et Double approche ergonomique et didactique) dont il m'a tenu à cœur de montrer les complémentarités, voire de permettre une mise en regard avec une approche issue de la sociologie de l'éducation sur la question des inégalités scolaires. Ce faisant, je crois avoir contribué à élucider la nature des relations, très dialectiques dans le fond, entre les savoirs mathématiques à enseigner et les pratiques " ordinaires " des professeurs (des savoirs aux pratiques enseignantes ou inversement). J'avance dès lors de nouvelles perspectives de recherche en didactique des mathématiques que je qualifie volontiers de " au plus près des pratiques enseignantes et de l'activité des élèves " afin de poursuivre le mouvement d'étude engagé sur les pratiques d'enseignement des mathématiques (sous l'angle de la formation des professeurs ou de la construction des inégalités dans les apprentissages des élèves), mais aussi d'élaborer des propositions didactiques visant à faire évoluer ces pratiques en vue d'améliorer leurs effets sur les apprentissages.

L'organisation de l'espace de travail est un aspect du contexte instrumental d'enseignement (Grangeat & Hudson, 2015). A ce titre, l'appropriation de l'espace de la classe en tant qu'instrument (Rabardel, 1995) est susceptible de faciliter l'activité du professionnel ou au contraire réduire son pouvoir d'agir (Clot, 2008), en empêchant ou limitant certaines actions et interactions. L'espace de la classe est un espace relationnel (Löw, 2001) porteur d'un message plus ou moins fort de frontalité, qui détermine une structure de communication plus ou moins orientée entre les élèves et l'enseignant (Fisher et Fousse, 2002). Le placement des élèves a une incidence sur leurs performances (Perkins &Wieman, 2005 ; Brooks, 2011, 2012) et il semble aussi que les interactions entre élèves diffèrent selon la facilité d'accès de l'enseignant à leur espace de travail (Issaadi et Jaillet, 2017). L'espace de la classe est aussi l'espace de l'activité (Leplat, 2000), dans lequel l'enseignant se place et se déplace, en jouant sur les codes de la proxémie et en utilisant des lieux spécifiques (Hall, 1968, Forest, 2006). Les déplacements apparaissent comme des gestes professionnels, exprimant les connaissances professionnelles et la perception des affordances spatiales (Gibson, 1979 ; Warren &Wang, 1987) de l'enseignant.Cette recherche a analysé les placements et déplacements de l'enseignant sous l'angle de l'analyse de l'activité, en questionnant l'accessibilité (Vickerman, 1974) de quatre espaces de classe (Îlots, Bus, Hybride et Peigne). L'objectif était d'examiner dans quelle mesure les contraintes liées à l'espace de travail modifiaient les interactions entre l'enseignant et les groupes d'élèves. La méthodologie s'est appuyée sur la cartographie comportementale suivant Legendre et Depeau (2003), pour croiser les données spatiales et temporelles liées aux déplacements et les données relatives aux processus d'apprentissages, reposant sur l'analyse des échanges verbaux intragroupes d'argumentation, de régulation de la réalisation de la tâche et motivationnels et sur l'analyse des échanges enseignant-groupes, dans le contexte de l'enseignement des sciences fondé sur l'investigation. Ce contexte présente des contraintes spécifiques liées à l'espace dans la mesure où le mobilier est fixé au sol, et réclame une organisation adaptée au travail en petits groupes. Deux construits, l'accessibilité potentielle et la proximité réelle ont été mobilisés dans cette recherche.Les résultats montrent qu'une valeur d'accessibilité potentielle caractérise chaque configuration, et que la proximité effective de l'enseignant vis-à-vis des groupes d'élèves apparaît corrélée à l'accessibilité potentielle du groupe d'élèves. Ils montrent aussi que bien que les interactions verbales enseignant-groupes ne diffèrent pas selon la configuration, la qualité de la régulation intragroupe et la qualité du processus d'argumentation sont affectées par la configuration, et que leur qualité est moins bonne quand l'accès est plus difficile, ce qui questionne le rôle de la perception d'accessibilité. Les construits d'accessibilité potentielle, de proximité réelle et l'utilisation d'une méthodologie d'analyse géospatiale des interactions de classe sont proposés en tant que moyen d'évaluation des nouveaux espaces d'apprentissage qui émergent avec la généralisation des outils numériques en classe. / The organization of the workspace is an aspect of the instrumental context of teaching (Grangeat & Hudson, 2015). The appropriation of the space of the class as an instrument (Rabardel, 1995) may facilitate the activity of the professional or on the contrary reduce the teacher’s power to act (Clot, 2008), by preventing or by limiting actions and interactions. The space of the classroom is a relational space (Löw, 2001) that carries a more or less strong frontal message, determining a structure of communication more or less directed towards the teacher (Fisher and Fousse, 2002).The layout of the students has an incidence on their performances (Perkins & Wieman, 2005; Brooks, 2011, 2012) and it also seems that the interactions between pupils differ according to the accessibility of the teacher in their workspace (Issaadi & Jaillet, 2017). The space of the classroom is also the space of activity (Leplat, 2000), where the teacher is moving, playing on the codes of proxemy and using specific places (Hall, 1968, Forest, 2006). The teacher's movements appear as professional gestures, expressing professional knowledge and perception of the spatial affordances by the teacher (Gibson, 1979; Warren &Wang, 1987).This search analyzed the teacher's movements under the angle of the analysis of activity, by examining the accessibility (Vickerman, 1974) of four classroom spaces (Islands, Bus, Hybrid and Comb). The objective was to examine to what extent the constraints bound to the workspace modified the interactions between the teacher and the groups of students. The methodology used behavioral mapping following Legendre and Depeau (2003), in order to link the spatial and temporal data bound to the teacher's movements and the data concerning the processes of learning.The verbal exchanges between the students in a group – the argumentation, realization of the task and motivational exchanges- and the exchanges between the teacher and the group, were analyzed, in the context of the Inquiry Based Sciences Teaching (IBST). This context presents specific constraints bound to the space since the furniture is fixed to the ground, and needs an organization adapted to the work in small groups. Two constructs, the potential accessibility and the effective proximity were mobilized in this search.The results show that a specific value of potential accessibility characterizes every configuration, and that the effective proximity of the teacher towards the groups of students seems correlated with the potential accessibility of the groups. They also show that, although the verbal interactions between the teachers and the groups do not differ according to the configuration, the quality of the regulatory process in a group and the quality of the process of argumentation are affected by the configuration, and that their quality is less good when the access is more difficult, what underlines the role of the perception of accessibility.We suggest to use the constructs of potential accessibility, of effective proximity, and the methodology of geospatial analysis of the interactions of class for assessing the new learning spaces that emerge with the generalization of the digital tools in class.

De récents travaux soulignent qu’en France, les jeunes issus de l’immigration nord-africainesont moins nombreux à avoir le baccalauréat que les autres. Cette thèse défend l’idée généraleque cette moindre réussite académique peut être due, du moins en partie, à une moindrequalité des apprentissages scolaires. Dans la lignée des travaux de Steele et Aronson (1995)sur le phénomène de menace du stéréotype, l’objectif principal de cette thèse est d’examinerdans quelle mesure les stéréotypes négatifs associés aux capacités d’apprentissage des enfantsd’origine nord-africaine peuvent avoir des effets délétères sur la qualité de leursapprentissages scolaires. Il s’agit également, dans une visée développementale, d’enrichir lesconnaissances en psychologie sociale sur l’âge d’apparition de l’effet de menace dustéréotype chez les enfants. Enfin, dans un souci de validité écologique, ce travail a aussi pourobjectif de tester si les effets de menace du stéréotype se retrouvent en contexte scolaire réel.Sur cette base, cinq études expérimentales ayant toutes été réalisées en contexte réel de classesont présentées, impliquant près de 1 000 élèves scolarisés du CP au CM2. En accord avecnos hypothèses, les résultats obtenus permettent de conclure que les premiers apprentissagesscolaires des enfants français issus de l’immigration nord-africaine sont, dès leur plus jeuneâge, diminués par un effet de menace du stéréotype sur les apprentissages. En outre, lesrésultats mettent en évidence l’implication de l’identité sociale des enfants, et des effets desidentités ethniques et de genre qui sont favorables aux filles d’origine nord-africaine maisdéfavorables à leurs pairs masculins. Globalement, ces résultats soutiennent une explicationsocio-cognitive plutôt que socio-biologique des différences d’accession au baccalauréat enfonction de l’origine ethnique, et apportent un éclairage nouveau sur les processus impliquésdans la menace du stéréotype. / Recent studies emphasize that young French North-Africans are less likely than others to havea baccalauréat. We argue that this lower success can be due, at least in part, to a lower qualityof school learning. According to Steele and Aronson (1995) and the stereotype threathypothesis, the principal aim of this work was to examine in which extent negativestereotypes about learning abilities of French North African children can decrease quality oflearning. In a developmental perspective, our second goal was to better know when stereotypethreat effect begins to impact children’s learning and performance. Finally, in an ecologicalperspective, our third aim was to test if stereotype threat occurs in real academic setting. Fiveexperiments were conducted in real academic setting among nearly 1 000 students in primaryschool level. As expected, the results showed that stereotype threat affects negatively learningof French North-African children in primary school. In addition, the results highlighted theinfluence of children’s social identity. Ethnic and gender identities effects also appearedshowing a favourable effect for French North-African girls but an unfavourable one for theirmale peers. Overall, these findings support a sociocognitive explanation of French North-Africans inferiority in baccalauréat access, rather than a sociobiological one. Furthermore,these findings support a new understanding of processes implicated in stereotype threat.

Nous nous proposons d'étudier, dans cette thèse, une question essentielle et relativement peu traitée dans les recherches françaises en sciences de l'éducation, elle concerne la genèse des acquisitions des élèves et leur évolution au cours de la scolarité. En nous appuierons sur la mobilisation des données longitudinales (panel 1997) ainsi que sur la mise en œuvre d'une expérimentation musicale à l'école maternelle, nous chercherons à répondre à ces questions : Comment se structurent et évoluent les premiers apprentissages des élèves dans le contexte scolaire et socioéconomique ? En quoi les capacités cognitives des élèves ont un impact sur leurs performances scolaires ? Est-ce que des activités spécifiques peuvent avoir un effet positif sur les compétences scolaires, via un accroissement des capacités cognitives ? Des analyses implicatives menées sur les données du panel ont mis en évidence la hiérarchisation des compétences des élèves et l'importance des capacités cognitives sur leur rendement scolaire. La revue de littérature regorge d'exemples probants qui attestent qu'il est possible d'accroitre les performances scolaires des élèves en développant certaines de ces capacités cognitives, et que la musique est un outil particulièrement efficace en ce sens. Nous avons donc cherché à tester empiriquement l'impact de la musique sur les capacités cognitives et sur les performances scolaires des élèves en effectuant une recherche expérimentale. Elle repose sur une méthodologie robuste qui garanti la validité des résultats qui en sont issus. Si les résultats des analyses de différence de différences, confirmés par les modèles de réponse à l'item, sont peu concluants quant à l'impact de la musique sur les progressions des capacités cognitives, nous avons montré et vérifié via le modèle d'Heckman que le traitement expérimental a un effet sur les performances scolaires des élèves.

Pour de nombreux pays européens, ces dernières années ont été marquées par l’introduction des Enseignements Scientifiques Fondés sur l’Investigation (ESFI) dans les programmes scolaires. Deux objectifs sont poursuivis : offrir une image « plus conforme » de l’activité scientifique et éveiller l’intérêt des élèves en mettant l’accent sur leur rôle actif dans le processus d’apprentissage. Parallèlement à l’introduction de ces démarches, la mise en œuvre d’évaluations formatives ouvre une voie prometteuse pour répondre à ces objectifs. Elles sont en effet susceptibles de développer l’autorégulation des apprentissages des élèves et de constituer une aide pertinente pour les enseignants afin de réguler leur enseignement (Allal & Mottier Lopez, 2007 ; Clark, 2012 ; Wiliam, 2010). Cette recherche doctorale traite des impacts de différentes modalités d’évaluation formative sur l’autorégulation des apprentissages des élèves dans le cadre spécifique des ESFI. Deux enjeux ont guidé ce travail. Le premier, empirique, concernait l’analyse des pratiques évaluatives des enseignants et de leurs effets sur les processus d’autorégulation. Le second visait la mise au point d’une méthodologie qui permette d’analyser les variables étudiées. Pour ce faire, nous avons procédé par enregistrements vidéo de séances de classe et construit des grilles d’indicateurs nous permettant d’analyser les processus in situ. Différentes situations d’enseignement ont été comparées. La première correspondait aux évaluations formatives telles que les enseignants la mettent en œuvre dans leurs pratiques quotidiennes. La deuxième concernait les pratiques évaluatives mises en œuvre par les mêmes enseignants l’année suivante, après qu’un retour réflexif sur leur séance ait été conduit. Nous montrons un meilleur équilibre dans l’usage des différentes modalités d’évaluation formative dans la deuxième situation, notamment vers une plus grande responsabilisation des élèves et mise en avant des pairs en tant que ressource. Les élèves font aussi preuve d’une autorégulation de leur comportement plus efficace au regard d’un temps passé à produire des stratégies de résolution plus important et d’un meilleur engagement dans la tâche. Des manques sont néanmoins relevés quant à la façon d’intégrer formellement l’outil d’autoévaluation à l’activité des élèves. Des pistes d’action pour combiner efficacement l’évaluation aux différentes tâches d’apprentissage sont alors proposées. / Since a few years, in many European countries, Inquiry-Based Science Education (IBSE) has impacted science curriculums. Two goals are at stake: to provide an image of scientific activity more consistent with the actual activity of scientists, and to arouse students' interest by emphasizing their active role in the learning process. With the introduction of these measures, the implementation of formative assessments opens a promising way to meet these goals. They are in fact likely to develop students’ self-regulation and to provide relevant feedbacks for teachers to regulate their teaching (Allal & Mottier Lopez, 2007; Clark, 2012; Wiliam, 2010). This doctoral research focuses on the impacts of different modalities of formative assessment on students’ self-regulation in the specific context of IBSE. Two issues have guided this work. The first one, of empirical nature, aimed at analyzing the evaluation practices of teachers and their effects on the self-regulatory process. The second one was the development of a methodology to analyze the variables at stake. To do this, we proceeded by recording videos of class sessions and constructed an indicator grid which allowed us to analyze in situ process. Different teaching situations were compared. The first corresponded to formative assessments such as teachers implement it in their daily practices. The second concerned the assessment practices implemented by the same teachers the following year, after a workshop where teachers were invited to reflect on their practice. Our results show a better balance in the use of different formative assessment methods in the second situation, especially towards a greater empowerment of students and better taking account peers as resources. Students also demonstrate more efficient self-regulation of their behavior in the light of a greater time spent to produce solving strategies and a better commitment to the task. The question of how to formally integrate the self-assessment tool to student activity is still pending. Some ideas to effectively combine the evaluation with different learning tasks are thus proposed.

Nous nous proposons d’étudier, dans cette thèse, une question essentielle et relativement peu traitée dans les recherches françaises en sciences de l’éducation, elle concerne la genèse des acquisitions des élèves et leur évolution au cours de la scolarité. En nous appuierons sur la mobilisation des données longitudinales (panel 1997) ainsi que sur la mise en œuvre d'une expérimentation musicale à l'école maternelle, nous chercherons à répondre à ces questions : Comment se structurent et évoluent les premiers apprentissages des élèves dans le contexte scolaire et socioéconomique ? En quoi les capacités cognitives des élèves ont un impact sur leurs performances scolaires ? Est-ce que des activités spécifiques peuvent avoir un effet positif sur les compétences scolaires, via un accroissement des capacités cognitives ? Des analyses implicatives menées sur les données du panel ont mis en évidence la hiérarchisation des compétences des élèves et l’importance des capacités cognitives sur leur rendement scolaire. La revue de littérature regorge d’exemples probants qui attestent qu’il est possible d’accroitre les performances scolaires des élèves en développant certaines de ces capacités cognitives, et que la musique est un outil particulièrement efficace en ce sens. Nous avons donc cherché à tester empiriquement l’impact de la musique sur les capacités cognitives et sur les performances scolaires des élèves en effectuant une recherche expérimentale. Elle repose sur une méthodologie robuste qui garanti la validité des résultats qui en sont issus. Si les résultats des analyses de différence de différences, confirmés par les modèles de réponse à l’item, sont peu concluants quant à l’impact de la musique sur les progressions des capacités cognitives, nous avons montré et vérifié via le modèle d’Heckman que le traitement expérimental a un effet sur les performances scolaires des élèves. / We propose to study in this thesis, a key issue and relatively little discussed in the French research in educational sciences, it concerns the genesis of pupil learning and their evolution during the tuition. We mobilize a longitudinal data (Panel 1997) and the results of a musical experimentation in kindergarten to answer to these questions: How are structured the first acquisitions of pupils and how is it linked to the school context and socio-economic variables? How the cognitive abilities of students affect their academic performance? Are specific activities can improve academic skills through an increase in cognitive abilities? Implicative analysis conducted on panel data has revealed a hierarchical structure of students' skills and the importance of cognitive skills on academic performance. The review of the literature demonstrates that it is possible to increase the academic performance of students by developing some of these cognitive abilities, and that music is a particularly effective tool in this sense. Therefore, we sought to empirically test the impact of music on cognitive ability and academic performance of students by our experimental research. It relies on a robust methodology which guarantees the validity of results derived from it. The result of difference in differences analyzes, confirmed by item response theory, is inconclusive for the impact of music on the progression of cognitive abilities. However, we have shown and verified via Heckman model that the experimental treatment has an effect on the academic performance of pupils.