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Convergence and Divergence in Probability Teaching in Elementary and Secondary School in Québec: a Closer Look at Eight Teachers’ Self-reported Practices

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Abstract

The first stage of a study in Québec enabled us to draw up a statistical portrait of probability teaching practices self-reported by 626 teachers at the elementary and secondary levels. For the second stage of the study, discussed here, we wanted to elaborate on some of the questionnaire answers and to discuss professional development avenues inspired by the teachers’ experience. We conducted 1-h individual interviews with eight teachers who had taken part in the first stage and whose self-reported teaching practices were considered to be exemplary. By means of a thematic analysis, we explore issues surrounding certain self-reported probability teaching practices through examples related to the social usefulness of probability, professional development associated with probability teaching, the use of the frequentist approach, the connection between probabilistic approaches, unusual tasks, manipulatives, and technological tools for teaching probability.

Résumé

La première phase d’une enquête québécoise nous a permis de dresser un portrait statistique des pratiques déclarées d’enseignement des probabilités de 626 personnes enseignantes du primaire et du secondaire. Avec la deuxième phase de cette enquête, dont il est question ici, nous avons cherché à approfondir certaines des réponses au questionnaire et discuter des pistes de développement professionnel inspirées de l'expérience de personnes enseignantes. Pour ce faire, nous avons rencontré huit personnes enseignantes qui ont participé à la première phase et dont les pratiques déclarées d’enseignement ont été jugées exemplaires. Par une analyse thématique, nous exposons des enjeux reliés à certaines pratiques déclarées d’enseignement des probabilités, notamment en lien avec l’utilité social des probabilités, le développement professionnel au regard de l’enseignement des probabilités, l’approche fréquentielle, l’articulation des approches probabilistes, le recours à des tâches et à des matériels de manipulation atypiques et le recours à des outils technologiques dans l’enseignement-apprentissage des probabilités.

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Notes

  1. The study was performed in a Francophone context; verbatim excerpts in French have been translated into English for this article.

  2. It is a non-profit corporation in Québec whose main mission is the treatment of addictions and the rehabilitation of alcoholics, drug addicts, and pathological gamblers.

  3. However, even if there seems to be no significant relationship between education level (elementary or secondary) and use of the frequentist approach (χ2 = 3.54, p = 0.060, dof = 1), Martin et al. (2021b) have pointed out that secondary teachers use the theoretical approach significantly more than elementary teachers (χ2 = 140.99, p < 0.001, dof = 1).

  4. It should be noted that the total of the percentages exceeds 100%, because a task can be categorized simultaneously in more than one approach.

References

  • Albert, J. (2006). Interpreting probabilities and teaching the subjective viewpoint. In G. F. Burrill, & P. C. Elliott (Eds.), Thinking and reasoning with data and chance. 68th NCTM Yearbook (pp. 417–433). National Council of Teachers of Mathematics.

  • Batanero, C. (2014). Probability teaching and learning. In S. Lerman (Ed.), Encyclopedia of mathematics education (pp. 491-496). Springer.

    Chapter  Google Scholar 

  • Batanero, C., Chernoff, E. J., Engel, J., Lee, H. S., & Sánchez, E. (2016). Research on teaching and learning probability. ICME-13 Topical Surveys. Springer.

  • Batanero, C., Contreras, J. M., Fernandes, J. A., & Ojeda, M. M. (2010). Paradoxical games as a didactic tool to train teachers in probability. In C. Reading (Ed.), Data and context in statistics education: Towards an evidence-based society: Proceeding of the Eighth International Conference on Teaching Statistics (ICOTS8). International Statistical Institute.

  • Batanero, C., Ortiz, J. J, Gómez Torres, E., & Gea, M. M. (2019). Les jeux équitables comme moyen pour l’enseignement des probabilités et la formation des enseignants. In V. Martin, M. Thibault, & L. Theis (Eds.), Enseigner les premiers concepts de probabilités : un monde de possibilités ! (pp. 219-244). Presses de l’Université du Québec.

    Chapter  Google Scholar 

  • Begg, A. & Edwards, R. (1999). Teachers’ Ideas about Teaching Statistics. Proceedings of Annual Meeting of the Australian Association for Research in Education and the New Zealand Association for Research in Education.

  • Benhsain, K., Taillefer, A., & Ladouceur, R. (2004). Awareness of independence of events and erroneous perceptions while gambling. Addictive Behaviors, 29(2), 399‑404. https://doi.org/10.1016/j.addbeh.2003.08.011

    Article  Google Scholar 

  • Benoit (2022). La clinique didactique de l’activité en classe d’accueil de mathématiques : provoquer le développement de la pensée didactique [Doctoral Thesis, Université de Sherbrooke]. Savoirs UdeS. https://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/19193

  • Braun, V., & Clarke, V. (2012). Chapter 4: Thematic Analysis. In H. Cooper (Ed.), APA Handbook of Research Methods in Psychology: Vol. 2. Research Designs (pp. 57–71). American Psychological Association. https://doi.org/10.1037/13620-004

  • Broley, L., Buteau, C., & Muller, E. (2015). E-Brock Bugs©: An Epistemic Mathematics Computer Game. Journal of Humanistic Mathematics, 5(2), 3–25. https://scholarship.claremont.edu/jhm/vol5/iss2/

  • Brousseau, G., Brousseau, N., & Warfield, V. (2001). An experiment on the teaching of statistics and probability. Journal of Mathematical Behavior, 20(3), 363-411. https://doi.org/10.1016/S0732-3123(02)00078-0

    Article  Google Scholar 

  • Callingham, R., Watson, J., & Oates, G. (2021). Learning progressions and the Australian curriculum mathematics: The case of statistics and probability. Australian Journal of Education, 65(3), 329-342.

    Article  Google Scholar 

  • Camirand, H. (2014). Jeux de hasard et d’argent. In I. Traoré, L. A. Pica, H. Camirand, L. Cazale, M. Berthelot, & N. Plante (Eds.), Enquête québécoise sur le tabac, l’alcool, la drogue et le jeu chez les élèves du secondaire, 2013. Évolution des comportements au cours des 15 dernières années (pp. 149–182). Institut de la statistique du Québec.

  • Chernoff, E. J., & Chernoff, J. W. (2015). Revealing subjective probability in the middle and high school mathematics classroom. Ontario Mathematics Gazette, 53(4), 30–35. https://www.proquest.com/docview/1691164932/

  • Conseil supérieur de l’éducation. (2014). Le développement professionnel, un enrichissement pour toute la profession enseignante. Gouvernement du Québec.

  • Eichler, A., & Vogel, M. (2014). Three approaches for modelling situations with randomness. In E. Chernoff, & B. Sriraman (Eds.), Probabilistic thinking: Presenting plural perspectives (pp. 75-99). Springer.

    Chapter  Google Scholar 

  • Estrada, A., Batanero, C., & Díaz, C. (2018). Exploring Teachers’ Attitudes Towards Probability and Its Teaching. In C. Batanero, & E. Chernoff (Eds.), Teaching and Learning Stochastics : Advances in Probability Education Research (pp. 313-332). Springer.

    Google Scholar 

  • Even, R., & Kvatinsky, T. (2010). What mathematics do teachers with contrasting teaching approaches address in probability lessons? Educational Studies in Mathematics, 74(3), 207–222. https://doi.org/10.1007/s10649-010-9234-9

    Article  Google Scholar 

  • Gattuso, L., & Vermette, S. (2013). L’enseignement de statistiques et probabilités au Canada et en Italie. Recherches et perspectives - Statistique et Enseignement, 4(1), 107–129. http://statistique-et-enseignement.fr/article/view/141

  • Gómez-Torres, E., Batanero, C., Diaz, C., & Contreras, J. M. (2016). Developing a questionnaire to assess the probability content knowledge of prospective primary school teachers. Statistics Education Research Journal, 15(2), 197–215. https://iase-web.org/documents/SERJ/SERJ15(2)_GomezTorres.pdf?1481755464

  • Gouvernement du Québec. (2009). Progression of Learning in Elementary School: Mathematics. Ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport.

  • Gouvernement du Québec. (2016). Progression of Learning in Secondary School: Mathematics. Ministère de l’Éducation et de l’Enseignement supérieur.

  • Gouvernement du Québec. (2020). Reference framework for professional competencies: For Teachers. Ministère de l’Éducation.

  • Jeannotte, D., & Corriveau, C. (2020). Interactions Between Pupils’ Actions and Manipulative Characteristics when Solving an Arithmetical Task. Proceedings of the 11th Congress of the European Society for Research in Mathematics Education. Utrecht, NL.

  • Jones, D. L. (2009). Random devices utilized in mathematics textbooks. Journal of Mathematical Sciences and Mathematics Education, 4(2), 32–42. http://msme.us/2009-2-5.pdf

  • Kazak, S., & Leavy, A. M. (2018). Emergent reasoning about uncertainty in primary school children with a focus on subjective probability. In A. M. Leavy, M. Meletiou Mavrotheris, & E. Paparistodemou (Eds.), Statistics in early childhood and primary education: Supporting early statistical and probabilistic thinking (pp. 37–54). Springer.

  • Konold, C., & Miller, C. (2017). TinkerPlots 2: Dynamic data exploration [software]. Learn Troop.

  • Laborde, C. (2001). Integration of technology in the design of geometry tasks with Cabri-Geometry. International Journal of Computers for Mathematical Learning, 6(3), 283-317. https://doi.org/10.1023/A:1013309728825

    Article  Google Scholar 

  • Langrall, C. (2016). The rise and fall of probability in the K–8 mathematics curriculum in the United States. In G. Kaiser (Ed.), Proceedings of the 13th International Congress on Mathematical Education (ICME 13) (p. 1–7). Springer.

  • Lee, H. S., & Mojica, G. F. (2007). Examining how teachers’ practices support statistical investigations. In C. Batanero, G. Burrill, C. Reading, & A. Rossman (Eds.), Teaching Statistics in School Mathematics. Challenges for Teaching and Teacher Education. Springer.

  • Lieberman, A. (1986). Collaborative research: Working with, not working on… Educational Leadership, 43(5), 29–32. https://www.researchgate.net/publication/242108199

  • Liu, Y., & Thompson, P. (2007). Teachers’ Understandings of Probability. Cognition and Instruction, 25(2-3), 113-160. https://doi.org/10.1080/07370000701301117

    Article  Google Scholar 

  • Marcel, J.-F., Olry, P., Rothier-Bautzer, É., & Sonntag, M. (2002). Les pratiques comme objet d’analyse. Revue française de pédagogie, 138, 135-170. https://doi.org/10.3406/rfp.2002.2872

    Article  Google Scholar 

  • Martin, V. (2014). Étude des interventions didactiques dans l’enseignement des probabilités auprès d’élèves jugés ou non en difficulté en mathématiques en classe ordinaire du primaire [Doctoral Thesis, Université de Sherbrooke]. Savoirs UdeS. https://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5449

  • Martin, V., & Theis, L. (2016). L’articulation des perspectives fréquentielle et théorique dans l’enseignement des probabilités : regard sur un changement de posture chez un enseignant du primaire. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, 16(4), 345-358. https://doi.org/10.1080/14926156.2016.1235745

    Article  Google Scholar 

  • Martin, V., & Thibault, M. (2017). Enquête sur les pratiques déclarées d’enseignement des probabilités au primaire et au secondaire au Québec : esquisse d’un portrait statistique. In A. Adihou, J. Giroux, A. Savard, & K. Mai Huy (Eds.), Données, variabilité et tendances vers le futur. Actes de colloque du Groupe de didactique des mathématiques du Québec (pp. 179–195). Université McGill.

  • Martin, V., Thibault, M., & Homier, M. (2019a). Poursuite d’une enquête sur les pratiques déclarées d’enseignement des probabilités au primaire et au secondaire au Québec : rencontre avec des enseignantes et enseignants au profil jugé exemplaire. In C. Corriveau, V. Martin, M. Thibault, & A. Savard (Eds.), À quoi ressemble aujourd’hui la recherche en didactique des mathématiques au Québec? Actes de colloque du Groupe de didactique des mathématiques du Québec (pp. 156-170). Université Laval

  • Martin, V., Thibault, M., & Homier, M. (2021a). Self-reported practices of probability teaching: The use of manipulatives and technological tools. Proceedings of the Fourteenth International Congress on Mathematical Education (pp. 1–8). Shanghai, China.

  • Martin, V., Thibault, M., & Roy, N. (2018). A survey of teachers’ self-reported practices of probability teaching in primary and secondary school levels in Québec. In M. A. Sorto, A. White & L. Guyot (Eds.), Proceedings of the Tenth International Conference on Teaching Statistics (ICOTS10). International Statistical Institute.

  • Martin, V., Thibault, M., & Roy, N. (2021b) Pratiques déclarées d’enseignement des probabilités : enquête auprès de personnes enseignantes du primaire et secondaire au Québec. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, 21(3), 596–624. https://doi.org/10.1007/s42330-021-00177-z

  • Martin, V., Thibault, M., & Theis, L. (2019b). Enseigner les premiers concepts de probabilités : un monde de possibilités ! Presses de l’Université du Québec.

  • Oliveira, I. (2007). Exploration de pratiques d’enseignement de la proportionnalité au secondaire en lien avec l’activité mathématique induite chez les élèves dans des problèmes de proportion [Doctoral Thesis, Université du Québec à Montréal]. Archipel. https://archipel.uqam.ca/1022/

  • Parzysz, B. (2011). Quelques questions didactiques de la statistique et des probabilités. Annales de didactique et de sciences cognitives, 16, 127–147. https://mathinfo.unistra.fr/irem/publications/adsc/volumes/#c14910

  • Parzysz, B. (2017). Les probabilités dans l'enseignement secondaire, d'hier à demain. In L. Vivier (Ed.), Les probabilités et la statistique au lycée. Pour un enseignement et une formation sans alea... ou presque (p. 17–55). Presses universitaires de Franche-Comté.

  • Parzysz, B. (2019). Des fréquences aux probabilités : apprendre à modéliser. In V. Martin, M. Thibault, & L. Theis (Eds.), Enseigner les premiers concepts de probabilités : un monde de possibilités ! (pp. 43-70). Presses de l’Université du Québec.

    Chapter  Google Scholar 

  • Pea, R. D. (1985). Beyond amplification: Using the computer to reorganize mental functioning. Educational psychologist, 20(4), 167-182. https://doi.org/10.1207/s15326985ep2004_2

    Article  Google Scholar 

  • Prodromou, T. (2012). Connecting experimental probability and theoretical probability. ZDM Mathematics Education, 44(7), 855-868. https://doi.org/10.1007/s11858-012-0469-z

    Article  Google Scholar 

  • Rabardel, P. (1995). Les hommes et les technologies : une approche cognitive des instruments contemporains. Armand Colin.

  • Savard, A. (2008). Le développement d’une pensée critique envers les jeux de hasard et d’argent par l’enseignement des probabilités à l’école primaire : Vers une prise de décision [Doctoral Thesis, Université Laval]. Corpus. https://corpus.ulaval.ca/jspui/handle/20.500.11794/19943

  • Savard, A., Freiman, V., Theis, L., & Larose, F. (2013). Discussing virtual tools that simulate probabilities: What are the middle school teachers’ concerns? McGill Journal of Education, 48(2), 403-423. https://doi.org/10.7202/1020978ar

    Article  Google Scholar 

  • Serradó, A., Azcárate, P., & Cardeñoso, J. M. (2006). Analyzing teacher resistance to teaching probability in compulsory education. In A. Rossman, & B. Chance (Eds.), Working Cooperatively in Statistics Education: Proceeding of the Seventh International Conference on Teaching Statistics (ICOTS7). International Statistical Institute.

  • Shaughnessy, J. M. (1992). Research in probability and statistics: Reflections and direction. In D. A. Grouws (Ed.), Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 465 494). National Council of Teachers of Mathematics.

  • Squalli, H., Mary, C., & Schmidt, S. (2007). Analyse des conditions favorables au cheminement et à la réussite scolaires des élèves en difficulté d’apprentissage en classe ordinaire au primaire. Vol. 5 : Les conditions liées à l’enseignement des mathématiques. Research report. FRQSC-MELS.

  • Stohl, H. (2005). Probability in teacher education and development. In G. A. Jones (Ed.), Exploring probability in school: Challenges for teaching and learning (pp. 345-366). Kluwer Academic Publishers.

    Chapter  Google Scholar 

  • Theis, L. (2012). Quelle formation mathématique pour les futurs enseignants du primaire et du préscolaire? À la recherche des mathématiques dans une séquence sur l’enseignement des probabilités. In J. Proulx, C. Corriveau, & H. Squalli (Eds.), Formation mathématique pour l’enseignement des mathématiques (pp. 181–204). Presses de l’Université du Québec.

    Google Scholar 

  • Theis, L., & Savard, A. (2010). Linking probability to real-world situations: How do teachers make use of the mathematical potential of simulation programs? In C. Reading (Ed.), Data and context in statistics education: Towards an evidence-based society: Proceeding of the Eighth International Conference on Teaching Statistics (ICOTS8). International Statistical Institute.

  • Thibault, M. (2021). Recherche-formation sur l'enseignement des probabilités du secondaire avec des outils technologiques : enjeux de formation [Doctoral Thesis, Université du Québec à Montréal]. Archipel. https://archipel.uqam.ca/14804/

  • Thibault, M., Homier, M. et Martin, V. (2021). Analyse des tâches probabilistes proposées dans des ressources didactiques au primaire et au secondaire. In N.S. Anwandter Cuellar, C. Corriveau, V. Robert et F. Venant (Eds.), La formation continue en enseignement des mathématiques dans le contexte sociopolitique actuel : entre contraintes et libertés. Actes du colloque du Groupe de didactique des mathématiques du Québec (pp. 190–204). Université du Québec en Outaouais.

  • Thibault, M., & Martin, V. (2018). Confusion about the concept of probability. For the Learning of Mathematics, 38(1), 12–16. https://www.jstor.org/stable/26548477

  • Tversky, A., & Kahneman, D. (1971). Belief in the law of small numbers. Psychological Bulletin, 76(2), 105-110. https://doi.org/10.1037/h0031322

    Article  Google Scholar 

  • Vásquez, C., & Alsina, Á. (2019). Observing mathematics teaching practices to promote professional development: An analysis of approaches to probability. International Electronic Journal of Mathematics Education, 14(3), 719–733. https://doi.org/10.29333/iejme/5866

  • Watson, J. M. (2001). Profiling teachers’ competence and confidence to teach particular mathematics topics: The case of chance and data. Journal of Mathematics Teacher Education, 4(4), 305-337. https://doi.org/10.1023/A:1013383110860

    Article  Google Scholar 

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Funding

The study was funded by the institutional research funds at Université du Québec à Trois-Rivières and at Université de Sherbrooke.

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Correspondence to Vincent Martin.

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All procedures performed in studies involving human participants were in accordance with the ethical standards of the institutional and/or national research committee and with the 1964 Helsinki declaration and its later amendments or comparable ethical standards.

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Publisher's Note

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Excerpts of this analysis were presented in French in the proceedings of the 2017 conference of the Groupe de didactique des mathématiques du Québec (Martin et al., 2019a, b) and in English in the proceedings of the 2021 International Congress on Mathematical Education (Martin et al., 2021a).

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Martin, V., Thibault, M. & Homier, M. Convergence and Divergence in Probability Teaching in Elementary and Secondary School in Québec: a Closer Look at Eight Teachers’ Self-reported Practices. Can. J. Sci. Math. Techn. Educ. 22, 659–678 (2022). https://doi.org/10.1007/s42330-022-00241-2

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