Développer une culture scientifique et technologique à l’éducation des adultes : notre défi! 23 mai 2013 TRÉAQFP, Québec 14 participants Par François Guay-Fleurent Enseignant et formateur-accompagnateur en science et technologie pour le Centre-du-Québec guayfleuref@ecole.csriveraine.qc.ca www.ppfgf.com

Plan de la journée 1. Introduction Situation actuelle 2. Le rôle de l’aventure en éducation 3. Comment intéresser les élèves à la S&T? 4. Comment intégrer les nouvelles technologie comme la robotique pédagogique? 5. L’éducation relative à l’environnement 6. Impacts sur l’organisation scolaire et la réussite des élèves 7. Conclusion

Nécessité de changements éducatifs ? Introduction La façon d’apprendre les sciences, d’un centre à l’autre, n’est pas la même… Nécessité de changements éducatifs ? FGF Photo de Christina qui mort son livre…

« L’enseignement traverse depuis plus d’un demi-siècle une crise grave qui n’est pas encore, il s’en faut, parvenue à son dénouement. Tout le monde sent qu’il ne peut pas rester ce qu’il est, mais sans qu’on voie encore avec clarté ce qu’il est appelé à devenir. De là, toutes les réformes qui se succèdent presque périodiquement, qui se complètent, se corrigent, parfois aussi se contredisent les unes les autres; elles attestent à la fois les difficultés et l’urgence du problème. La question, d’ailleurs, n’est pas spéciale à notre pays. Il n’est pas de grand État où elle ne soit posée et dans des termes presque identiques. Partout, pédagogues et hommes d’État ont conscience que les changements survenus dans la structure des sociétés contemporaines, dans leur économie interne comme dans leurs relations extérieures, nécessitent des transformations parallèles et non moins profondes de leurs systèmes éducatifs. »  FGF Émile Durkheim, 1904

RÉALITÉ 1 Explosion rapide des connaissances Selon l’OCDE, la quantité de connaissances (publications) double aux 15 ans Toujours selon l’OCDE, ce doublement s’effectuera aux 90 jours en 2050 FGF Adapté de Patrice Potvin & Patrick Charland, professeurs au département d’éducation et de pédagogie de l’UQAM.

RÉALITÉ 2 Obsolescence rapide des connaissance Exemples de l’informatique, de la biologie, de la génétique… Les illettrés du 21ième siècle ne seront pas ceux qui ne pourront pas lire ou écrire, mais ceux qui ne pourront pas apprendre, désapprendre et réapprendre Alvin Toffler FGF Adapté de Patrice Potvin & Patrick Charland, professeurs au département d’éducation et de pédagogie de l’UQAM.

RÉALITÉ 3 Organisation en « poupées russes » Combien d’objectifs un élève québécois devra-t-il maîtriser depuis la première année du primaire jusqu’à la dernière année du secondaire? Organisation en « poupées russes » Découpage « par matières » Découpage « par programmes » Découpage « par modules » Découpage « par objectifs généraux » Découpage « par objectifs intermédiaires » Découpage « par objectifs terminaux » Ex: L’élève sera capable d’énoncer la loi de la concentration d’une solution à quantité de soluté constante Ex2: L’élève sera capable de reconnaître qu’une roche n’a pas la même histoire qu’un minéral. Adapté de Patrice Potvin & Patrick Charland, professeurs au département d’éducation et de pédagogie de l’UQAM.

RÉALITÉ 4 Constat mondial d’échec relatif des programmes scolaires en éducation scientifique Peu de transfert entre ce qui est appris à l’école et ce qui passe dans « la vraie vie » Diminution dramatique de l’affluence des étudiants dans les Facultés de sciences et d’ingénierie Malgré de bons résultats aux examens, le taux de rétention des connaissances est très faible FGF Adapté de Patrice Potvin & Patrick Charland, professeurs au département d’éducation et de pédagogie de l’UQAM.

RÉALITÉ 5 «Dans les 10 prochaines années, les besoins de main d’œuvre devraient augmenter plus rapidement que la population active. […] devront travailler en collaboration plus étroite pour relever ensemble le défi de former une relève hautement qualifiée en sciences et technologies. Nous espérons que cet avis constitue un point de départ au développement de nouvelles pratiques, et surtout, à la coopération.» - Acfas, Relève, formation et entreprises : place à une meilleure collaboration(2011) FGF

Nouveaux cours à la FGA FBC 3e secondaire 4e secondaire Chimie Physique Biologie

Caractéristiques générales du programme de la formation de base diversifiée Programme par compétences Programme par situation Sciences intégrées Sciences et technologie intégrées Et (très important)…. L’enseignant est l’architecte de l’intégration Adapté de Patrice Potvin & Patrick Charland, professeurs au département d’éducation et de pédagogie de l’UQAM.

Les buts du programme Ce programme vise à développer chez l’élève une culture scientifique et technologique qui permet : de réaliser son potentiel intellectuel; de participer de manière active, critique et informée aux débats de la société; d’utiliser les produits de la science et de la technologie dans son quotidien; d’agir de manière concrète, pratique et innovatrice en science et en technologie.

Les buts du programme L’ingénieur n’apprend pas son métier en 4e secondaire. Allumer la flamme, c’est notre rôle et notre défi! « L’éducation ne consiste pas à gaver, mais à donner faim » -Michel Tardy

Changements de paradigmes en science et technologie Passage des objectifs aux compétences en plus d’intégrer les sciences et la technologie Tendance en éducation : casser l’apprentissage en silo, exemple du HEC, de la faculté de médecine vétérinaire de l’UdeM et de l’apprentissage par projet (APP) à l’UQAM et à L’UdS.

Peut-on sortir de la séquence théorie/exercices ? Oui et non. Intégrée aux SA ou à côté, l’un n’exclue pas l’autre. SA + enseignement explicite = succès!?

Comment motiver les élèves/ comment intéresser les élèves à la S&T Le défi ! L’aventure !!! L’engagement! (Potvin, 2011) Le « plus bel indice de la présence de l’immense soif d’apprendre des adolescents : leur désintérêt- et même leur dégoût – pour des choses qui ne les étonnent pas. » « L’aventure, comme l’apprentissage, c’est la surprise, la découverte, la controverse, le jeu, le changement, l’évolution, la construction, la destruction, l’énigme, l’absurde, le défi, le paradoxe, le travail, l’ingénierie… »

Comment motiver les élèves/ comment intéresser les élèves à la S&T L’expérience du HEC : des jeux sérieux. En sciences, SpatioPet, Mécanika… http://spatiopet.labmecas.uqam.ca/ http://www.mecanika.ca/ En allant chercher leur passion (Prensky, AQIFGA) Défis coopératifs (DGI)

Comment intéresser les élèves à la S&T, selon le CRIJEST L’enseignement par projets Favorise l’apprentissage de la résolution de problèmes et des habiletés scientifiques. Cependant, pas n’importe quel projet… Doit être ancré dans la « vraie vie » et conduire à la réalisation d’un produit concret et signifiant. Qui permet la compréhension des concepts et leur application. Exemple à la FGA : projet du haut-parleur.

Comment intéresser les élèves à la S&T, selon le CRIJEST Le travail collaboratif Akinbobola (2009) « a découvert que l’approche collaborative était la plus à même de favoriser le développement de l’intérêt. » Application à la FGA : favoriser le travail collaboratif ?

Comment intéresser les élèves à la S&T, selon le CRIJEST Les démarches d’investigation scientifique L’engagement intellectuel des élèves dans le processus scientifique fait la différence. Pas juste « Hands on », aussi « Minds on ». Défi raisonnable pour l’élève. Exemple à la FGA : Des petits organismes dans ma bouche!

Comment intéresser les élèves à la S&T, selon le CRIJEST La contextualisation des apprentissages Hulleman et Harackiewicz (2009), dans la revue Science, ont montré que « des élèves à qui l’on demande de réfléchir sur les liens que les S&T peuvent entretenir avec leur vie personnelle voient leur intérêt et leurs performances scolaires augmenter plus que si l’on investit le même temps à faire des révisions de contenus. Ces résultats sont particulièrement positifs pour les élèves qui présentent des performances scolaires plus faibles habituellement. » À la FGA : Le détecteur de faux billets.

Pistes didactiques intéressantes Amener les connaissances à l’élève ou l’élève aux connaissances ? Approches pédagogiques variées. « Les élèves répondent mieux à des traitements pédagogiques différents de ce qu’ils font d’habitude, par une sorte de dopage de la motivation. » (Potvin, 2011) Mais pas toujours évident à appliquer…

Approche inductive « Plusieurs didacticiens prônent une compréhension qualitative d’abord et une formalisation mathématique ensuite (suivie de séances d’exercices) » (Potvin, 2011) Enseignants de sciences souvent enseignants de maths. On a de la difficulté à sortir des formules. 35 défis électroniques (Potvin, 2005) pour SCT-4061. Formuler une loi avec des équations ET des mots.

Pistes didactiques intéressantes Passer du connu à l’inconnu : Pourquoi la Lune ne tombe-t-elle pas sur la Terre ? Courbure de la Terre Inspiré de Potvin (2011)

Les conceptions inattendues « Les erreurs des élèves peuvent être un des éléments du parcours didactique. » -André Giordan, 1999. Les élèves sont des machines à fabriquer « du sens », selon leur expériences passées. Dès qu’on les déstabilise, l’adaptation se met en marche.

Les conceptions inattendues La notion du « cycle de l’eau » : Quand on voit des bulles dans l’eau, on dit qu’elle bout. Ces bulles, de quoi sont-elles faites ?

Les conceptions inattendues « L’enseignant avisé interroge constamment ses élèves[…] pour sonder leur conceptions et pouvoir agir à partir d’elles. » Sinon, « il se met en position de perdre presque tous les combats qu’il faut mener pour le développement d’une culture scientifique et technologique, y compris tous ceux dont il n’aura jamais eu connaissance.» (Potvin, 2011)

Comment faire développer une culture scientifique ? En brisant les mythes, en allant au fond des choses. La découverte ! La création ! Les SA ouvertes où les courses aux réponses ne sont pas le but… En intégrant l’histoire des sciences à notre enseignement.

Comment intégrer les nouvelles technologie comme la robotique ? « Depuis que j’ai commencé à faire de la robotique dans ma classe, j’ai observé que les élèves qui y participent arrivent à débloquer plus rapidement que la moyenne au niveau de certains concepts géométriques et algébriques. Maintenant, le résultat du calcul a un sens et est concret. » -Carl Arian http://spip.fgamonteregie.qc.ca/spip.php?rubrique263 « On manque de temps! » -Enseignants x,y ou z. Solution : sanctionner le cours d’informatique INF-5083 à ceux qui font de la robotique pédagogique.

Comment intégrer les nouvelles technologie comme la robotique ? L’intégrer aux projets technologiques appropriés. Projet 1 : serre automatisée par François Guay-Fleurent, Martin Lahaie et Doris St-Amand. Projet 2 : Station d’épuration d’eaux usées par Jean-Philippe Jean-Gagnon et Diane Ménard. Projet 3 : Gradateur automatique par Daniel Lalande et Charles Tardif.

Centrale de filtration des eaux usées…pH mètre, détecteur de turbidité Centrale de filtration des eaux usées…pH mètre, détecteur de turbidité?, filtration

« dimmer » automatisé

L’éducation relative à l’environnement (ERE) dans les cours de SCT ST, ATS et STE Thème du 3e sec. = l’humain Thème du 4e sec. = l’environnement

Les problématiques Les changements climatiques (SCT-4062) L’eau La forêt L’énergie (SCT-4061) L’alimentation Les matières résiduelles (SCT-4064)

L’ERE, où, quand, comment ? C’est le défi ! Lors de la création ou la sélection de SA, avoir en tête le thématique environnementale. Aide à contextualiser les apprentissages. Valeur importante à transmettre aux élèves.

Impacts des nouveaux cours sur organisation scolaire « Faire du neuf [renouveau] avec du vieux [organisation scolaire actuelle] ce n’est pas évident. » « Il faut repenser l’organisation avant l’implantation et bien entendu ajuster le tir en cours d’implantation. » -Jacques St-Onge et Martin Lahaie

Impacts des nouveaux cours sur organisation scolaire Premièrement, les fameux locaux et les fameux outils…

Organisation des laboratoires/ateliers Exemple nicolétain

Organisation des laboratoires/ateliers Environ 12’ par 12’

Organisation des laboratoires/ateliers

Chariot mobile (comptoir mobile)

Chariot mobile (comptoir mobile)

Roulotte mobile !!!

Le choix de l’outillage

Le choix de l’outillage Solutions possibles pour les petits centres : Aller plus loin en électronique ou en robotique. Adapter les SA (cahier des charges) pour l’utilisation de petits outils, par exemple, une perceuse sensitive sur table. Sélectionner des SA déjà adaptées : haut-parleur, détecteur de faux billets, boîte à nivelage automatique, etc.

Faux débat sur les cours de 3e secondaire Argument 1 : sauver du temps? Argument 2 : sauver des dollars? Argument 3 : pas utile pour la diplomation? Argument 4 : Le CLE? Argument 5 : ?

Impacts des nouveaux cours sur l’organisation scolaire Évaluation : l’enseignant est là en tout temps (ou presque) Évaluation : Les enseignants vont faire le saut…tout un changement. Vraiment par compétences! Matériel : liste de matériel de Mme Lalancette ≠ liste minimale…c’est une liste pour l’évaluation seulement. Pour le programme, voir la liste de 2006.

Impacts des nouveaux cours sur organisation scolaire ? 40% pratique, 60% théorique ! Labo/atelier facilement accessibles. La lourdeur de la tâche enseignante fera en sorte qu’il délaissera peut-être les expérimentations… Repenser l’organisation scolaire (périodes ciblées, heures/semaine, remédiation/atelier, TTP, etc.)

Impacts des nouveaux cours sur organisation scolaire ? L’idéal, petite classe où tout s’y fait. Temps de libération ou ajout d’un TTP. Ajout de TTP au secteur des jeunes avec l’arrivée du renouveau… Matériel pédagogique de la SOFAD : à vous de juger, mais pour labo/atelier…

Et la réussite des élèves ? Parcours particulier (ST-ATS-STE), possibilité du choix des SAÉ par l’élève/l’enseignant, motivation accrue donc réussite accrue (on l’espère)… Examens pas facile (ce n’est pas le but non plus?) R = E * S Si les activités sont motivantes, ça aide!

Implantation des nouveaux cours Graduellement, mathématiques en premier ? Chimie/physique en premier? Atelier prêt avant l’implantation. TTP pour aider ? Ou libérer un enseignant?

En bref On s’en va loin, très loin des SCP 4010, 4011 et 4012… Les enseignants auront besoin d’être soutenus dans tout cela. De gros changements en science! Malgré tout, les connaissances sont importantes dans ce programme par compétences

En bref Pas de recette miracle, mais il ne faut pas « tasser » les activités de laboratoire et le temps en atelier. Il faut favoriser ça le plus possible. De cette manière, les élèves seront, on l’espère, plus motivés et « meilleurs ». Lier les activités à la vie pratique d’un jeune adulte (auto/appartement/électronique).

En bref Selon Marc Prensky : Il n’est pas ici question de changer, mais de s’adapter. Le monde change autour de nous, l’école doit faire de même. Clé de la réussite : collaboration, passion, créativité, expérimentation, soutien, développement de l’expertise, y aller selon la passion des élèves (parcours ST/ATS), adaptation, métacognition… Wow, beau défi ! Allons-y !!!!

Contactez-moi Pour me contacter : fleurent@hotmail.com Pour avoir le « Powerpoint » d’aujourd’hui : www.ppfgf.com sous l’onglet TRÉAQFP 2013. Petit «cadeau» pour ceux qui le désirent : matériel pour fabriquer 3 détecteurs de faux billets.

"Tout le monde est un génie "Tout le monde est un génie. Mais si on juge un poisson sur sa capacité à grimper à un arbre, il passera sa vie à croire qu'il est stupide." - Albert Einstein "On ne peut rien enseigner à autrui, on ne peut que l'aider à le découvrir lui même." - Galilée "L'élève n'est pas qu'un vase qu'on remplit mais un feu qu'on allume." - Montaigne « Le but de l’école ne doit pas être de réussir l’école, mais de réussir sa préparation pour la vraie vie qui nous attend après et hors de l’institution » -Patrice Potvin

Références bilbiographiques Boutet, M., Samson, G. et Myre-Bisaillon, J. (2009). « La construction d’une citoyenneté environnementale au sein des programmes d’insertion socioprofessionnelle de jeunes en grandes difficultés d’apprentissage et d’adaptation ». Revue des sciences de l’éducation, Volume 35, numéro 1, p. 111-132. Cadotte, R. (2012). Lettre aux enseignantes, M, Montréal. Charland, P. (2003). « L'ERE et l'enseignement des sciences : d'une problématique théorique et pratique vers une perspective québécoise ». Vertigo : la revue électronique en sciences de l’environnement. En ligne. Volume 4, numéro 2, octobre 2003. <http://vertigo.revues.org/4486#ftn9>. Page consulté le 4 février 2013.

Références bilbiographiques Charland, P., Potvin, P. et Riopel, M. (2009). « L’éducation relative à l’environnement en enseignement des sciences et de la technologie : une contribution pour mieux vivre ensemble sur Terre ». Éducation et francophonie : revue scientifique virtuelle. En ligne. Volume 37, numéro 2, automne 2009, p. 63-78. < http://www.acelf.ca/c/revue/pdf/EF-37-2-063-CHARLAND.pdf>. Consulté le 4 février 2013. Durkheim, É. L’évolution pédagogique en France , Paris, PUF, réédition, 1969, p. 14.   Ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport (2007). Programme de formation de l’école québécoise. Enseignement secondaire, 2e cycle. Québec : Gouvernement du Québec. Ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport, Direction de l’éducation des adultes et de l’action communautaire. (2012). Programme d’études : Science et technologie. Québec : Gouvernement du Québec.

Références bilbiographiques Papadimitriou, V. (2001). Science and Environmental Education : Can They Really Be Integrated ? Conférence présentée au Symposium de l’IOSTE « Science and Technology Education -Preparing Future Citizens », 29 avril au 2 mai 2001, Paralimni, Chypre. Potvin, P. (2011). Manuel d’enseignement des sciences et de la technologie, Multimondes, Québec. Samson, G., Boutet, M. et Guijarro Cayer, G. (2008). « Enseigner la science et la technologie pour éduquer à l’environnement : une question d’interdisciplinarité pour favoriser le transfert des apprentissages ». Spectre. Volume 38, numéro 1, p. 19-22.

Références bilbiographiques Sauvé, L. et Girault, Y. (2008) « L’éducation scientifique, l’éducation à l’environnement et l’éducation pour le développement durable : croisements, enjeux et mouvances ». ASTER : L’éducation à l’environnement ou au développement durable. En ligne. Numéro 46, 2008, p. 7-30. Villemagne, C. (2008a). « Regard sur l’éducation relative à l’environnement des adultes ». VertigO - la revue électronique en sciences de l'environnement. En ligne. Volume 8, numéro 1, avril 2008. <http://vertigo.revues.org/1915>. Consulté le 4 février 2013. Villemagne, C. (2008b). L’éducation relative à l’environnement en contexte d’alphabétisation des adultes. Quelles dimensions critiques? Revue internationale francophone en ERE « Regards – Recherches – Réflexions ». En ligne. Volume 7, p. 49-64. <http://www.revue-ere.uqam.ca/categories/PDF/Volume7/03_Villemagne_C.pdf>. Consulté le 4 février 2013.