Apprentissage Authentique Redéfinir lécologie et lenvironnement APSQ 2006 Nathaniel Lasry, PhD Département de Physique, CEGEP John Abbott College

Validité Écologique Le problème de la validité écologique: Est-ce que ce que jétudie se rapproche de la réalité Ex: comment lapprentissage dun rat dans un labyrinthe minforme de lapprentissage des élèves en classe? Validité écologique = Généralisable au monde réel Question: Notre enseignement est-il écologiquement valide?

Environnements dapprentissage Authentique La notion dapprentissage authentique provient de la rupture entre ce qui est appris en classe et ce qui sapprend au quotidien John Dewey déclara il y a près de 100 ans: school should be less about preparation for life and more like life itself lécole devrait être moins une préparation quune reproduction de la vie quotidienne

Situated Learning Études ethnographiques Tailleurs africains au Liberia Mexique: Sage femmes Maya et leur filles et petites filles E.U.: Bouchers et apprentis (AA) Modèle général: apprenant comme apprenti

Apprentissage: Participation Périphérique Légitime (PPL) Participation Périphérique: –Novices entrant dans la communauté de pratique occupent rôles mineurs (repassage, ourlet …) Pleine participation: –Compétence et participation croissent ensemble Apprentissage = produit de la participation sociale dans une communauté de pratique. INSEPARABLE du contexte

Contexte: point de vue Cognitif Apprentissage Authentique Notion1: contexte Exemple de contexte en cog? Identifiez caractère du milieu dans les séquences qui suivent Première séquence: 13 Deuxième séquence: B Mais les deux symboles sont identiques! Contextes entourant le symbole activent différents ensembles de symboles (priming) Ici contexte = processus interne (& séparable !)

Tâches quotidiennes: perspective cognitive In general, the problems presented to problem solvers by the world are best regarded as ill-structured problems. They become well-structured problems only in the process of being prepared for the problem solver. Simon (1973; p.186) Nobel laureate on machine problem solving Une caractéristique des problèmes de tous les jours Ils sont non structurés

Lavantage du manque de structure Requiert de tamiser linformation pour ne garder que lessentiel (Sternberg, 1985) en sélectionnant linformation et en lajoutant cette information à la mémoire courte (working memory) (Mayer, 1984). Donc, non structure permet encodage sélectif (selective encoding Sternberg, 1985, 1988) Mais quest-ce que lencodage?

Encodage Indépendence de lencodage verbal et non verbal (visuel) –Interférence de tâches sur le même mode. Tâches verbales simultanées (verbal-verbal) ou visuelles simultanées (visuelles- visuelles), dures voire impossibles à faire –Mais interférence minimale sur différents modes. Tâches verbales peut être complété simultanément avec tâche visuelle. Processus ou linformation est prise de lenvironnement extérieur et codé pour lesprit Se code peut être multi modal –Différent genres dinformation sont codés différemment Par exemple: Dual-coding Theory (Paivio, 1986)

Imagerie cérébrale Cortex visuel (orange) Aires du langage (bleu) Mais il y a dautres régions anatomiques vouées à dautre tâches: –Tâches spatiales (Corbetta & Shulman, 2002) –Comprendre les autres (Frith & Frith, 2001) –Se comprendre soi même (Gusnard, Abdudak, Shulman & Raichle, 2001) –Tâches musicales (Zatorre, 1999).

Contexte: LHippocampe Responsable de lacquisition de connaissances nouvelles (déclarative) Mais aussi siège du système limbique : –traitement démotions (!) Zone de convergence –integrates information from the different sensory modalities (Ledoux, 2003) –Convergence zones also allow mental representations to go beyond perception and to become conceptions- they make possible abstract representations that are independent of the concrete stimulus (Ledoux, 2003) INTEGRATEUR DE CONTEXTE –Exemple: permet au mamifère de déterminer selon le contexte si un stimulus est dangereux: Serpent parterre vs derrière une vitre

Implications? De la perspective cognitive: Authentique = contextes comme vrai vie Vrai vie implique: –Non structure des problèmes –Multiples formes dencodage Contextes de la vrai vie comporte plus que des mots ou des images représentations multiples Aussi plus que la raison pure émotions aussi! Caractéristique principale cog dauthenticité Encodage multiple n-codage –Non structure, pas spécifiquement cognitif

Environements dapprentissage authentique Revue de la littérature identifie lApprentissage Par Problème (APP) comme candidat premier dApAuth –(Herrington & Oliver, 2003) Caractéristiques de lAPP –Problèmes réels (émulation de la vie quotidienne) –Non structurés (pas de liste détapes à suivre pour la résolution) –Résolution de problème se fait en collaboration interaction sociales: groupes de 3-4 Inspiré par le modèle situé à lorigine du concept dApAuth MAIS: APP traditionnel fait défaut de n-codage –Problèmes présentés quasi exclusivement sous forme de texte –Diagramme occasionnel Donc, n-codage est une mesure spécifiquement cognitive qui peut être ajoutée à lAPP

Exemple 1: La sortie dautoroute Problème interdisciplinaire ou les élèves incarne le rôle dun stagiaire qui doit faire les plan dune sortie dautoroute Sortie est semi-circulaire Le terrain est identifié et être analysé En terme denvironnement –Condition des sols (plan chimique) –Impact écologique (plan biologique) Présence de marais Impact sur la faune (cerfs etc.) En terme de mécanique: dynamique circulaire –Mouvement circulaire: force centripète –Dimensions de la sortie (rayon du cercle) –Impact sur la vitesse maximale à la sortie –Dépendance de la force de friction sur les condition météorologiques mesure des différents coefficients, et impact sur la vitesse à afficher –Sortie plate vs inclinée (angle dinclinaison idéales, problème de stabilité pour les camions…)

Ex2 denvironnement authentique CSI: Crime Scene Investigators Élèves incarnent le rôle dun détective sur la piste dun assassin Objectifs dapprentissage: acquisition et ou synthèse de cinématique 2D Problèmes: texte accompagné de présentations visuo-spatiales Diagrammes + reconstitution de la scène du crime –Ruban jaune de Police cernant la scène –Silhouette de la victime en ruban blanc parterre –Poussière de craie simulant poudre à canon permet de localiser la position horizontale de la balle Données kinesthésiques: bloc de bois avec douille –Mesure du calibre dun vrai douille (Tech policières du College) –Table des vitesse à la sortie du canon pour différents calibres. –Angle dentrée de la douille (trou 9+mm percé à 5 o de lhorizontal). Participation Sociale : élèves devaient collaborer et déterminer quelles variables ils devaient ultimement trouver (def le problème) –Ici, la position verticale initiale de la balle permet dapproximer la hauteur de lépaule de lassassin et de lidentifier parmi des suspects.

Bon… Bien intéressant Est-ce que ça marche?

Variables Dépendantes : Moyennes par groupe

MANOVA Var: Exam, FCI, wFCI, RConf Wilks Fp Hi vs Med Hi & Med vs Lo Hi&Med&Lo vs Cont Hi vs Med : –No significant difference Hi & Med vs Lo : –Statistically significant difference in learning outcomes All PBL vs Control : –Significant difference

vs Enseignement Traditionel

Environnements Authentiques Est-ce que lAPP est la seule approche? Pas nécessairement… En autant que de multiples modes sont activés simultanément Reculons 2 pas pour retourner un instant vers… Lhippocampe le siège de –Lapprentissage de nouvelles connaissances –Centre du traitement démotions Tournons notre attention vers laffecte/émotion

Cas 2: Magie Physique Possibilité de montrer la magie de la physique en montrant la physique de la magie Véhicule idéal denseignement puisque: Utilise des situations réelles (non abstraites) Exploite des phénomènes contre intuitifs et donc génère des observations inattendues Observations inattendues entraînent Intérêt fun, humour (ex. Blague Churchill) Conflit Cognitif: processus cognitif responsable de lapprentissage!!!

Magie Physique : une démonstration Centre de masse Formellement … Ou Double Cone –Un cylindre (stylo) roule vers le bas dun plan incliné. –Un double cone, par magie, remonte le plan (mais son centre de masse descend!)

COMMENTAIRES INFORMELS DÉLÈVES DAPP DESSINS NON SOLLICITÉS TROUVÉS SUR ORDIS DU LABO