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TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Linvestigation: Comment conduire vers les les «bonnes» questions ? François Lombard, IUFE, TECFA, Université de Genève.

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1 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Linvestigation: Comment conduire vers les les «bonnes» questions ? François Lombard, IUFE, TECFA, Université de Genève Codirection : Daniel K Schneider, Mireille Betrancourt

2 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Un dispositif dinvestigation 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 dapprentissage (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), 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.

3 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Tension dans linvestigation dévolution - « 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).

4 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Connaissances - savoirs ? Les connaissances sont ce que lélève développe lors de lapprentissage de savoirs (sociaux, scolaires,…) auxquels on le confronte : elles sont personnelles. Les « savoirs » sont les moyens sociaux et culturels didentification, dorganisation, de validation et demploi des connaissances.» (G. Brousseau & Balacheff, 1997) p. 10G. Brousseau & Balacheff, 1997 lindividu connaît, la classe ou la société sait « croyance vraie justifiée » Socrate (Platon, 201)Platon, 201

5 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Validation des connaissances La science est une méthode de validation : – Connaissance scientifique … – dans la mesure où… – Connaissance validée par lélève 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),

6 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Connaissance« Fait » Scientifique ? « Humains diffèrent du chimp. 1.23% » Justification : Méthodes (substitutions de nucléotides ) Réf aux données (Full genome accessible in MapViewer)Full genome accessible in MapViewer Source : The Chimpanzee Sequencing and Analysis Consortium (2005) The Chimpanzee Sequencing and Analysis Consortium Structure : Autres méthodes pour établir similarités (DNA hybridization, gene homology, SNP identity, sequence identity, etc.). fait scientifique -> Connaître scientifiquement

7 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Connaissance Scientifique? Trivial Pursuit catégorie « science » Connaissance Scientifique -> épaisseur métacognitive Basée sur des données Justification, Structure Source 0 < Certitude < 100% Bromme, Pieschl, & Stahl, 2008

8 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° « Bonnes » questions ? RMN sur être vivants 1980 : farfelu -> IRMf pan majeur neurosciences Paradigme (Kuhn) : Q° autorisées / méthodes / objets

9 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Comment diriger ? IBL : question comme principe structurant de lapprentissage 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.

10 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Un dispositif engagé IBL toute lannée année maturité, OS =« Major » Investigations (ressources authentiques) Tâches décriture 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 !

11 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Une année 4 OS 3 chapitres : – Génétique moléculaire I, Sept-oct – Génétique moléculaire II, Nov-déc-janvier – Immunologie, Février – Evolution Mars-mai

12 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Un chapitre : Immunologie Immunit é Humoral e Immunit é Cellulair e Vaccins, autres défense s Allergie et autoim munité 4 sous-thèmes :

13 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° 3-4 élèves produisent chacun une « page » wiki de ~3000 mots 30 versions 100 sauvegardes ~1 mois (3 semaines efficaces) 3-4 élèves

14 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Design IBL: élèves valident

15 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° 8 ans de données Traces wiki des itérations des productions texte des élèves Stratigraphique Annuelles Multinannuelles (7-8ans)

16 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Design Based Research Le dispositif est lobjet détude – Lenseignant 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), – 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),

17 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° QDR Quelles conditions permettent de mettre en place et maintenir un contrat didactique pour linvestigation scientifique de type IBL ? Q1C Comment les questions et les ressources guident-elles linvestigation ? Q1D Comment les questions se précisent-elles et convergent-elles vers celles compatibles avec le paradigme ? Q1E Comment lautonomie dans la validation des connaissances scientifiques est-elle développée ? Q1F Comment les ressources sarticulent avec les discussions en classe, le feed-back de lenseignant pour développer lapprofondissement conceptuel ?

18 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Validation du dispositif Examens : taux succès favorable Expert : Dr Immunologie enseignant expérimenté – Pertinent aux plans détudes et bon niveau Questionnaire de suivi – Bonnes connaissances (58%) – Stratégies dapprentissages (83%) (N=12). – Faire face à gros ouvrages : µ 3.14 s.d. 0.69

19 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° 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.

20 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° 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!

21 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Les questions évoluent

22 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Conditions : intense écriture itérative

23 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Conditions : du temps dinvestigation…

24 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Conditions : du temps annuel Pour construire le contrat didactique ?

25 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Le dispositif est complexe ! 25

26 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Comment arriver aux « bonnes Q° » ? 26

27 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Une règle de design simple La règle dunicité des questions- réponses Chaque paragraphe du texte produit doit être précédé dune question qui corresponde à la réponse produite.

28 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° 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), weeks : 4 students 2 IBL cycles

29 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Les questions saffinent 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

30 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Les questions évoluent vers les « bonnes » 30

31 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Exemple de suivi de Q° 31 Exemple ici

32 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° 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 dun 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 quil produise lui-même sa propre IL- 2.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?highlight=t,cyt otoxic&rid=imm.section.1020#1058http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?highlight=t,cyt otoxic&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.Janeway ici

33 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Stratégies de sélection de ressources Constat de lusage de ressources authentiques = paradigme Questionnaire : 18)Avez-vous le sentiment que lensemble 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 lensemble 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.

34 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° 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

35 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Concept map IBL 35

36 TECFA Linvestigation -> « bonnes » Q° Quelles conditions principales ? But partagé damélioration de connaissances Espace décriture partagée, itérative Règle dunicité conceptuelle des Q° Ressources hétérogènes – Qualité variable / authentiques accessibles Posture enseignant – Autorité pédagogique « workflow » = ens. – Autorité validation = Ressources 36


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