L’Apprentissage par problèmes L’Apprentissage par problèmes et par projets en physiqueet par projets en physique

Une intégration dans le cours d’Activité Une intégration dans le cours d’Activité de synthèse au Collège de Rimouskide synthèse au Collège de Rimouski

parparSuzanne DesjardinsSuzanne Desjardins

«« Il est facile de donner des problèmes Il est facile de donner des problèmes aux élèves, mais il n’est pas aussi facile aux élèves, mais il n’est pas aussi facile de placer les élèves dans des situations de placer les élèves dans des situations

qui leur posent effectivement qui leur posent effectivement problème. »problème. »

-Soukini et Fortier-Soukini et Fortier

Résolution de problèmes en NYA Résolution de problèmes en NYA (Mécanique) et NYB (Électromagnétisme)(Mécanique) et NYB (Électromagnétisme)

• En parallèle aux cours magistrauxEn parallèle aux cours magistraux• Aide du professeurAide du professeur• Énoncé portant sur une matière déjà vue en classeÉnoncé portant sur une matière déjà vue en classe• Peu ou pas de recherche à effectuerPeu ou pas de recherche à effectuer• Tout le trimestre pour résoudreTout le trimestre pour résoudre• Exemples : Exemples : Stimulateur cardiaqueStimulateur cardiaque (circuit RC de (circuit RC de

charge-décharge) ou charge-décharge) ou Santé et sécurité au travailSanté et sécurité au travail (Biot-Savart avec courant créé par le déplacement (Biot-Savart avec courant créé par le déplacement d’une courroie chargée)d’une courroie chargée)

Activité de synthèseActivité de synthèseCe qui est proposé aux élèves :Ce qui est proposé aux élèves :

• Intégration des mathématiques et de la physique• Approche favorisant la méta-cognition

Par voie de :Par voie de :• APP• Projets de recherche (dont rétroingénierie)• Apprentissages autonomes : calcul, électronique

Activité de synthèseActivité de synthèse• Apprentissage par Apprentissage par

problèmes (APP)problèmes (APP) Nouveaux concepts, lois, théories

échafaudés sur d’anciennes connaissances ; ex : résonance

Abordé par un problème

Problème mal défini ; ex : concevoir un filtre de synthonisateur radio pour capter une fréquence f avec une largeur de bande répondant à certaines nécessités (couvrir toutes les fréquences de la voie humaine)

• Apprentissage autonomeApprentissage autonome

Matière en continuité avec du déjà vu ; ex : loi d’Ohm appliquée en c.a.

Abordé par une lecture personnelle en bibliothèque (référence fournie) ; ex : Boylestad en électronique

Exercices clairs et courts ; ex : calculs d’impédance, asso en série et en parallèle

Activité de synthèseActivité de synthèse• Apprentissage par Apprentissage par

problèmes (APP)problèmes (APP)

Axé sur une méthode de travail favorisant la méta-cognition

But : développer une méthode de travail

Rapport de recherche et présentation orale

En équipe ou groupe de travail

Tutorat orientant

• Apprentissage autonomeApprentissage autonome

Axé sur l’acquisition de connaissances

But : réponse aux exercices

Examen reproduisant les exercices demandés

Individuel ou concerté

Capsules magistrales sur les outils de calcul (vecteurs de Fresnel)

Activité de synthèseActivité de synthèseMéthode de travail suggérée pour APP : Méthode de travail suggérée pour APP :

ÉtapesÉtapes

• Observation (brainstorming + recherche)• Mathématisation• Validation (expériences et/ou modèle

informatique)• Conclusion : rétroaction (Hypothèses

valides? Restrictions? Ouvertures?)

Activité de synthèseActivité de synthèseExemple formatif : baril de déchets radioactifsExemple formatif : baril de déchets radioactifs

BUTS :Observer les élèves en résolution de problèmesLes déstabiliser par rapport à leurs anciennes

techniques de travailFavoriser une rétroaction sur ces techniques et

leurs limites

MÉTHODE:« Abandon du navire!!! »

Activité de synthèseActivité de synthèseExemple formatif : baril de déchets radioactifsExemple formatif : baril de déchets radioactifs

• 1ière heure : brainstorming avec secrétaire choisi par les élèves ; tuteur, assis à l’arrière de la classe, surveille, oriente

• 2ième heure : mathématisation et résolution où la classe peut former une seule grande équipe ; tuteur demande à ne pas être dérangé

• 3ième heure : commente leur débrouillardise, recueille les commentaires des élèves

Activité de synthèseActivité de synthèseExemple formatif , le cheminement de la 1Exemple formatif , le cheminement de la 1ière ière heureheure

ÉlèvesÉlèves1. Formées au descriptif et

au procédural

2. Réflexe : utiliser la cinématique (4 équations) pour résoudre le problème du baril

5. Cheminement : en ∫→ v → t → y(t)

TuteurTuteur1. Doit orienter vers le

conditionnel (« ouvrir » les voies de solution)

3. MAIS… pas M.R.U.A. car?

4. Constat : 2e loi avec a = dv/dt = d²y/dt²

Activité de synthèseActivité de synthèseLes réactions instantanées à gérer chez certains élèvesLes réactions instantanées à gérer chez certains élèves

Anxiété ou agressivitéHyper-contrôle du travail des coéquipiersRésistance passive (« poids mort ») :

• Se repose sur le reste de l’équipe• Tente de susciter la pitié• Se défile des rencontres d’équipe

Résistance active (« proactif ») :• Questionnement incessant de la méthode ou des problèmes

choisis• Sabotage avec l’assistance d’autres enseignants

Activité de synthèseActivité de synthèseLes réactions à posteriori chez certains élèves Les réactions à posteriori chez certains élèves

maintenant à l’universitémaintenant à l’université

Évaluation du programme par nos anciens:

o Méthode APP excellente mais c’est différent à l’université

o « Ça m’a appris à structurer mon travail » (méta-cognition : l’élève a appris à apprendre)

Analyse rétroactive de l’APPAnalyse rétroactive de l’APP Approche

interdisciplinaire (décloisonnement)

Approche approuvée et acceptée en département et en programme

Il nous manque une évaluation sommative individuelle après chaque APP (Lachiver, GEL de l’US)

Aspects à considérer pour le Aspects à considérer pour le tuteurtuteur

• La transmission verticale du savoir presque complètement abolie

• Il faut préférer l’apprentissage à l’enseignement (plus de contacts avec les élèves qu’avec la matière)

• Il faut contenir son savoir car l’élève doit découvrir par lui-même

• Déstabilisant car sans cesse évolutif selon diverses voies• Cela dévoile les limites de l’expertise disciplinaire du prof

car les élèves « ratissent large »• Cela améliore les compétences sociales en rapprochant les

élèves entre eux et du prof

Pourquoi j’ai choisi l’APP?Pourquoi j’ai choisi l’APP?• J’ai eu la chance qu’on me l’offre!!!• Ambiance informelle• Discipline de classe n’est plus assumée

essentiellement par l’enseignant• Meilleure transition psychologique et cognitive :

pour mes élèves, ça réduit la hauteur de la « marche à monter » entre le cégep et l’université

• Meilleur transfert des compétences pour les élèves… et pour moi!

La parole La parole est à vous…est à vous…