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TECFAL’investigation -> « bonnes » Q°

L’investigation: Comment conduire vers les

les «bonnes» questions ?François Lombard, IUFE, TECFA, Université de Genève

Codirection : Daniel K Schneider, Mireille Betrancourt


Un dispositif d’investigation IBL• Definition IBL Mind the gap

– Responsabilité des élèves vis à vis des savoirs • Validation par les élèves (science!)

– Une part importante des savoirs institutionnalisés classe sont produits par les élèves. • Knowledge building Scardamalia, M., & Bereiter, C. (2006)

• Communauté d’apprentissage (Brown. 1992)

• Brown, A. L. (1992). Design Experiments: Theoretical and Methodological Challenges in Creating Complex Interventions in Classroom Settings. The Journal of the Learning Sciences, 2(2), 141-178.

• Scardamalia, M., & Bereiter, C. (2006). Knowledge building: Theory, pedagogy, and technology. In K. Sawyer (Ed.), The Cambridge handbook of the learning sciences (pp. 97–115). New York, USA: Cambridge University Press.

• Bueno-Ravel, L., Forest, D., Gueudet, G., & Sensevy, G. (2010). Guidelines for design of online resources for IBST. Deliverable 5.2: European Union.


Tension dans l’investigationdévolution - « bonne » Q°• « …each teacher navigating a set of trade-offs to

balance,

…

• opportunities for students to actively develop their own ideas,

…

• their concerns that students develop normative understandings.»

• Sandoval, W. A., & Daniszewski, K. (2004) p. 161

Sandoval, W. A., & Daniszewski, K. (2004). Mapping Trade-Offs in Teachers' Integration of Technology-Supported Inquiry in high School Science Classes. Journal of Science Education and Technology, 13(2).


Connaissances - savoirs ?

• Les connaissances sont ce que l’élève développe lors de l’apprentissage de savoirs (sociaux, scolaires,…) auxquels on le confronte : elles sont personnelles.

• Les « savoirs » sont les moyens sociaux et culturels d’identification, d’organisation, de validation et d’emploi des connaissances.» (G. Brousseau & Balacheff, 1997) p. 10

• l’individu connaît, la classe ou la société sait

• « croyance vraie justifiée » Socrate (Platon, 201)


Validation des connaissances

• La science est une méthode de validation :

– Connaissance scientifique …

– dans la mesure où…

– Connaissance validée par l’élève

Toulmin, S. (2003). The uses of argument: Cambridge Univ Press

Osborne, J. (2010). Arguing to Learn in Science: The Role of Collaborative, Critical Discourse. Science, 328(5977), 463-466.


Connaissance ≠« Fait » Scientifique ?

« Humains diffèrent du chimp. 1.23% »Justification :

• Méthodes (substitutions de nucléotides )

• Réf aux données (Full genome accessible in MapViewer)

Source : The Chimpanzee Sequencing and Analysis Consortium (2005)

Structure : Autres méthodes pour établir similarités (DNA hybridization, gene

homology, SNP identity, sequence identity, etc.).

fait scientifique ->

Connaître scientifiquement


Connaissance Scientifique?

≠ Trivial Pursuit catégorie « science »

Connaissance Scientifique

-> épaisseur métacognitive• Basée sur des données• Justification, Structure• Source• 0 < Certitude < 100%

Bromme, Pieschl, & Stahl, 2008


« Bonnes » questions ?

• RMN sur être vivants 1980 : farfelu -> IRMf pan majeur neurosciences

• Paradigme (Kuhn) : Q° autorisées / méthodes / objets


Comment diriger ?

• IBL : question comme principe structurant de l’apprentissage

• Les Q° -> apprentissages– Si appartiennent aux élèves• Comprises • responsabilité

• Q° Vagues - IBL -> questions précises • Hintikka, J. (1992). The interrogative model of inquiry as a general theory of argumentation. Communication and Cognition, 25(2-

3), 221–242.


Un dispositif engagé

• IBL toute l’année année maturité, OS =« Major »

• Investigations (ressources authentiques)• Tâches d’écriture partagée (wiki)• Chaque élève ~ 300 mots par semaine

• écriture intensément itérative : ~100 sauvegardes ~

• document de 2500 mots /3 semaines groupe de 3-4 élèves.

• ≠ intervention ponctuelle !


Une année 4 OS

• 3 chapitres : – Génétique moléculaire I, Sept-oct– Génétique moléculaire II, Nov-déc-janvier– Immunologie, Février– Evolution Mars-mai

TECFAL’investigation -> « bonnes » Q°Un chapitre :

Immunologie

Immunité

Humorale

Immunité

Humorale

Immunité

Cellulaire

Immunité

Cellulaire

Vaccins, autres

défenses

Vaccins, autres

défenses

Allergie et

autoimmunité

Allergie et

autoimmunité

4 sous-thèmes :


• 3-4 élèves produisent chacun une « page » wiki de ~3000 mots

• 30 versions 100 sauvegardes

~1 mois (3 semaines efficaces)

3-4 élèves 3-4 élèves 3-4 élèves 3-4 élèves


Design IBL: élèves valident


8 ans de données

• Traces wiki des itérations des productions texte des élèves

• Stratigraphique• Annuelles• Multinannuelles (7-8ans)


Design Based Research • Le dispositif est l’objet d’étude– L’enseignant variable dépendante.– Réinjection des résultats dans les itérations

• Vérification de conjectures• Résultats = règles de design, limites de validité,

portée• ≠ paradigme expérimental (pré-post)

– Brown, A. L. (1992). Design Experiments: Theoretical and Methodological Challenges in Creating Complex Interventions in Classroom Settings. The Journal of the Learning Sciences, 2(2), 141-178.

– Design Based Research Collective. (2003). Design-Based Research: An Emerging Paradigm for Educational Inquiry. Educational Researcher, 32(1), 5-8.

– Sandoval, W. A., & Bell, P. (2004). Design-Based Research Methods for Studying Learning in Context: Introduction. Educational Psychologist, 39(4), 199-201.


QDR

• Quelles conditions permettent de mettre en place et maintenir un contrat didactique pour l’investigation scientifique de type IBL ?

• Q1C Comment les questions et les ressources guident-elles l’investigation ?

• Q1D Comment les questions se précisent-elles et convergent-elles vers celles compatibles avec le paradigme ?

• Q1E Comment l’autonomie dans la validation des connaissances scientifiques est-elle développée ?

• Q1F Comment les ressources s’articulent avec les discussions en classe, le feed-back de l’enseignant pour développer l’approfondissement conceptuel ?


Validation du dispositif

• Examens : taux succès favorable• Expert : Dr Immunologie enseignant

expérimenté– Pertinent aux plans d’études et bon niveau

• Questionnaire de suivi– Bonnes connaissances (58%)

– Stratégies d’apprentissages (83%) (N=12).

– Faire face à gros ouvrages : µ 3.14 s.d. 0.69


Exemple de FB Le fait de faire des résumés était assez

embêtant. Mais je dois l'avouer que j'ai assez bien appris la matière: je pense que ce qui était l'effet déclencheur était que l'on devait réfléchir à ce qui était le plus important apprendre à faire une synthèse. Là ou j'ai beaucoup gagné c'est a ne plus avoir la peur de faire un exposé: eh oui chaque semaine cela nous tombait dessus... LA chose importante est qu'on doit bien a maîtriser son sujet pour ensuite l'expliquer au camarades.


Exemple de F-B• Oui, on a été bien préparé. mais je le dis

maintenant, car j'étais plutôt sceptique l'année passée. Votre méthode de travail m'a permis de résumer les lectures, etc dès le début des cours à l'uni. elle m'a beaucoup servi les permières semaines, sinon je pense que j'aurais été larguée et j'aurais pris du retard. Alors que là, j'ai direct attaqué avec les questions, puis j'ai un peu changé la forme des résumés, mais je crois que le principe est le même!


Les questions évoluent


Conditions : intense écriture itérative


Conditions : du temps d’investigation…


Conditions : du temps annuel • Pour construire le contrat didactique ?


Le dispositif est complexe !

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Comment arriver aux « bonnes Q° » ?

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Une règle de design simple

• La règle d’unicité des questions-réponses

• Chaque paragraphe du texte produit doit être précédé d’une question qui corresponde à la réponse produite.


Lombard F. 15 XI 07

Results : stratigraphic• Exemple : immunology

– Description ->Mecanisme– Complexité epistémique– Hakkarainen scale– Zhang, J., Scardamalia, M., Lamon, M., Messina, R., & Reeve, R. (2007). Socio-cognitive dynamics

of knowledge building in the work of 9-and 10-year-olds. Educational Technology Research and Development, 55(2), 117-145.

3-4 weeks : 4 students 2 IBL cycles


Les questions s’affinent

• Qu'est-ce que l'immunologie humorale?

• C'est la réaction aux antigènes étrangers qui entraine la production d'anticorps par le système immunitaire.

• Qu'est-ce qui entraine la production d'anticorps et comment se produit-elle?

• Le système immunitaire peut faire deux types de réaction face à la présence d'antigènes étrangers: l'immunité humorale, dont nous allons parler, et l'immunité à médiation cellulaire. La défense humorale se distingue par la production d'anticorps. L'immunité humorale entraine la production d'anticorps qui seront secrétés par les lymphocytes B. Les lymphocytes B possèdent des récepteurs spécifiques qui sont stimulés par un antigène et vont produire des anticorps.

• Quelles sont les principales utilités de l'immunité humorale?

• Les anticorps du système humoral défendent principalement contre les toxines, les bactéries libres et les virus présents dans les liquides biologiques.

Essayez de trouver les questions cette-fois ...Commencez par celle implicite dans le titre - lisez un peu (documents faciles (LEP) , encyclopédies (Wikipedia), résumés en fin de chapitre du Campbell, votre incompréhension du début vous aide pour découvrir les nouvelles questions. Notez-les je peux vous aider à les sérier, trier.

2x 45’’


Les questions évoluent vers les « bonnes »

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Exemple de suivi de Q°

31Exemple ici


Les ressources et le paradigme ?

• Comment le bon type de lymphocytes est activé par les cytokines, c.-à-d. qu'est-ce que la double activation ?

• Fig. 14 : La double activation. Certaines réponses des Tc demandent les Ta : Les Tc reconnaissant les antigènes sur des cellules faiblement co-stimulatoires peuvent être activés uniquement en présence de Ta liés à la même CPA. Ceci se produit principalement par le biais d’un Ta reconnaissant un antigène sur une CPA et étant déclenché pour induire des hauts niveaux activité co-stimulatoire sur la CPA, qui va à son tour activer le Tc, afin qu’il produise lui-même sa propre IL-2.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?highlight=t,cytotoxic&rid=imm.section.1020#1058

• La Fig. 14 fait référence à la voie d'activation par les Ta (double activation)cf Janeway ici Dans les 2 cas c'est le fragment d'Antigène qui assure la spécificité : les cytokines n'activent qu'à très petite distance.


Stratégies de sélection de ressources• Constat de l’usage de ressources

authentiques = paradigme• Questionnaire :

18)Avez-vous le sentiment que l’ensemble du cours (les activités, le wiki, le rôle du prof, les collaborations entre élèves, etc.) vous ont aidé à développer votre capacité à :extraire des informations pertinentes de l’ensemble des ressources disponibles....

• µ =3.25 sd =.612

• Les élèves ont en majorité le sentiment d'être vraiment capables d'extraire des informations pertinentes des ressources proposées.


Stratégies de sélection de ressources

• 17a) Quand j'ai une question complexe Likert 1 jamais … 4toujours

• Année 2009 • Janeway, µ= 2.32 sd .932• Campbell, µ 3.75 sd = .427• Wikipedia µ= 2.73 sd = .0957• Autres sources : µ =2.5 sd = .979


Concept map IBL

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Quelles conditions principales ?• But partagé d’amélioration de

connaissances• Espace d’écriture partagée, itérative • Règle d’unicité conceptuelle des Q°• Ressources hétérogènes– Qualité variable / authentiques accessibles

• Posture enseignant – Autorité pédagogique « workflow » = ens.– Autorité validation = Ressources

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