Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique L'APPRENTISSAGE.

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1 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique L'APPRENTISSAGE PAR PROBLÈMES ET PAR PROJETS EN INGÉNIERIE (APPI) Présentation résumée Département de génie électrique et de génie informatique Faculté de génie, Université de Sherbrooke http://www.usherbrooke.ca/gelecinfo/ Mars2008 Daniel Dalle ing. Noël Boutin ing. Philippe Mabilleau ing.

2 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique2 Baccalauréat en génie électrique Baccalauréat en génie informatique Intégralement redéfinis en 2001 : approche par compétences Apprentissage Actif: Apprentissage par Problèmes et par Projets APPI : Apprentissage par Problèmes et par Projets en Ingénierie Unités dapprentissage par Problèmes (APP): Construction et intégration des connaissances PROJETS: essentiellement pour les compétences de conception Accrédités par le BCAPI (Bureau Canadien dAccréditation des Programmes en Ingénierie)

3 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique3 Compétences terminales des programmes Compétences scientifiques Compétences en conception Compétences professionnelles Compétences personnelles http://www.usherbrooke.ca/programmes/bacc/ginform.html http://www.usherbrooke.ca/programmes/bacc/gelectri.html

4 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique4 Une compétence, cest… Une compétence Un système de connaissances Déclaratives Procédurales Quoi Comment Pourquoi Conditionnelles cest de type RésolutionIdentification ProblèmesActions efficaces Schémas opératoires permettantOrganisées en depar

5 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique5 Les problèmes et les projets sont complémentaires Apprentissage par Problèmes Apprentissage individuel Apprentissage collaboratif Problèmes authentiques durée limitée Évaluation principalement individuelle Développe des compétences en ingénierie Apprentissage par Projets Travail déquipe Apprentissage coopératif Projets majeurs de durée relativement longue Une part de lévaluation est pour léquipe, une partie dévaluation par les pairs Vise particulièrement des compétences de conception

6 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique6 Structure type dune session 1, 2 Chaque session est organisée sur un thème Unité APP No 1 3, 4 Unité APP No 2 Unité APP No 3 Unité APP No 4 Unité APP No 5 Unité APP No 6 Unité APP No 7 5, 6 7, 8 9 10, 11 12, 13 14, 15 Évaluation Évaluation finale Semaines # Projet

7 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique7 Les phases de lAPP 4- Bilans Évaluation Bilan personnel Évaluation Rétro-action Acquisition et construction de connaissances, Apprentissage collaboratif Activer, valider connaissances antérieures, Hypothèses solution, Objectifs apprentissage. 1 Tutorat Ouverture Étudiant Synthèse Transfert Métacognition 2 Étude personnelle planifiée 3 Tutorat Validation

8 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique8 Un problème dAPP… Provoque lintérêt Requiert des prises de décision Est suffisamment complexe Est partiellement fondé sur des connaissances antérieures Englobe les objectifs dapprentissage Est authentique

9 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique9 En pratique: horaire type - unit é de 2 semaines LundiMardiMercrediJeudiVendredi Tutorat Étude Formation procédurale Formation Laboratoire Revue de projets Travail collaboratif Évaluation sommative Évaluation Formative Semaine 1 Semaine 2 Étude Validation de la solution Tutorat Formation procédurale Séminaire Étude Rétroaction Travail avec support Étude Consultation Projets Travail en laboratoire Étude

10 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique10 Le tutorat douverture Lecture individuelle – formulation initiale du problème Lecture systématique – indices et mots clefs - reformulation Interaction avec le tuteur – validation des connaissances antérieures – identification des hypothèses et pistes de solution Identification des connaissances nouvelles à acquérir Priorisation des hypothèses de solution Revue des connaissances nouvelles Retour en groupe sur lunité antérieure avec lintendant Rôles: scribe (notes), secrétaire (au tableau), intendant

11 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique11 Le procédural (2 occurrences par unité) Le formateur propose un ensemble dexercices à réaliser en groupe collaboratif Les exercices visent à rendre opérationnelles les connaissances dans des contextes choisis pour cibler des connaissances spécifiques Exercices planifiés et minutés Les solutions sont apportées par le groupe et validées par le formateur Il ny a pas de corrigé distribué…

12 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique12 Le laboratoire (2 occurrences par unité) Développe des connaissances opérationnelles pratiques requises Comprend des exercices pratiques choisis Est réalisé individuellement ou en petite équipe Permet de valider une solution pratique de la problématique sil y a lieu

13 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique13 Le tutorat de clôture Le scribe rappelle la formulation et les hypothèses de solution Le tuteur questionne, confronte et valide les connaissances acquises On valide son schéma de concept On valide les connaissances conceptuelles, on décontextualise Bilan en groupe sur les apprentissages réalisés et les stratégies dapprentissage

14 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique14 Lévaluation Formes multiples -Examens théoriques -Examens pratiques - Rapports de solution et livrables formativeUne évaluation formative pour autoévaluation sommativeUne évaluation sommative Plusieurs éléments de compétences sont évalués distinctement et doivent être démontrés à un niveau déterminé Une validation supplémentaire peut être exigée après la fin de la session pour quelques éléments de compétence non démontrés

15 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique15 Fin de la présentation Annexes…

16 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique16 Une compétence, cest… déclaratives conditionnelles procédurales Un système de connaissances déclaratives (le quoi) ainsi que conditionnelles (le quand et le pourquoi) et procédurales (le comment), organisées en schémas opératoires, qui permettent, à lintérieur dune famille de situations, non seulement lidentification de problèmes, mais également leur résolution par une action efficace. Toute compétence intègre plusieurs connaissances. Adapté de [GILLET 1991]

17 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique17 Les schémas de concept Pour identifier les concept important et les liens sur un sujet Ils sont suggérés comme outil (personnel) pour: Résumer et organiser ses connaissances Permettre un processus métacognitif: est-ce je maîtrise bien les nouvelles connaissances? Être soumis à un tuteur pour une rétroaction formative Procurer une synthèse pratique http://www.gel.usherbrooke.ca/APPI/Les_Schemas.pdf http://cmap.ihmc.us/

18 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique18 LAPP (problèmes) décrite par un schéma de concept

19 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique19 Terminologie des activités à l'horaire dune unité APP (résumé) Premier tutorat: rencontre en petit groupe avec un tuteur pour valider les connaissances antérieures, définir la problématique et déterminer les objectifs d'apprentissage; Second tutorat: rencontre en petit groupe avec le tuteur pour valider la solution et les connaissances nouvelles, faire un bilan des apprentissages et des stratégies d'études utilisées; Formation procédurale: rencontre collaborative de pratique de résolution de problèmes sous la supervision d'un formateur; Formation en laboratoire: atelier de formation pratique en laboratoire sous la supervision de formateurs; Travail collaboratif: rencontre facultative, sous la supervision d'un formateur, pour lever des difficultés éventuelles rencontrées lors de la résolution de la problématique; Validation de la solution: sous la supervision d'un formateur, mise en œuvre et validation de la solution à la problématique; Revue de projet: rencontre de suivi du projet de session avec le superviseur; Travail avec support: sous supervision technique, rencontre de travail au laboratoire pour la réalisation du projet d'équipe; Rétroaction: rencontre systématique du coordonnateur de la session avec les représentants étudiants des groupes de tutorat (intendants); Évaluation formative: auto-évaluation des compétences visées par l'unité à l'aide d'un outil mis à la disposition des étudiants; Période de consultation: rencontre facultative pour lever des difficultés dapprentissage subsistant encore à la fin de lunité, suite au second tutorat et à lévaluation formative; Évaluation sommative: activités formelles et individuelles d'évaluation des compétences visées par l'unité. Elles peuvent être de forme théorique et pratique.

20 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique20 Quelques références (1) [DALLE 2002] Dalle D., Denis G., Lachiver G., Hivon R., Boutin N., Bourque S., "Lapprentissage par problème et par projets en ingénierie, nouveaux programmes de génie électrique et de génie informatique, document dinformation", Département de génie électrique et de génie informatique, 31 pages, novembre 2002. http://www.usherbrooke.ca/gelecinfo/programmes/informationAPPI.pdf http://www.usherbrooke.ca/gelecinfo/programmes/informationAPPI.pdf [DALLE 2003] Dalle D., Lachiver G., "Lintégration des formations par problèmes et par projets dans les programmes de génie électrique et de génie informatique: un défi pour les étudiants et pour les professeurs", communication au 20e Congrès international de lAIPU, Sherbrooke, Canada, 27-30 mai 2003. [DUCH 2001] Barbara J. Duch, Susan E. Groh, and Deborah E. Allen, The power of problem-based learning : a practical "how to" for teaching undergraduate courses in any discipline, 1st ed., Sterling, Va. : Stylus Pub., 2001, 274 p. ISBN 1579220371 [GUILBERT 1997] Louise Guilbert, Lise Ouellet, « Étude de cas, apprentissage par problèmes », Collection Formules pédagogiques, Presses de l'Université du Québec, Sainte-Foy, 1997, 136 p, ISBN 2760508919 [GILLET 1991] Gillet P. « Construire la formation », ESF éditeur, Paris 1991 158 p.

21 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique21 Quelques références (2) [HUBA 2000] M.E. Huba and J.E. Freed, Learner-Centered Assessment on College Campus, Allyn and Bacon, © 2000, ISBN 0-205-28738-7 [KOLMOS 2004] Anette Kolmos, Flemming K. Fink and Lone Krogh (eds.), The Aalborg PBL model -- progress, diversity and challenges, Aalborg : Aalborg University Press, © 2004, 402 p. : ill. ; ISBN 8773077003 [LACHIVER 2002] Lachiver G., D. Dalle D., Competency-Based and Project-Based Program in Computer Engineering at the Université de Sherbrooke, Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, Winnipeg, Canada, May 16-17, 2002. [LACHIVER 2002b] Lachiver G., Dalle D., Boutin N., Clavet A., Michaud F., Dirand J-M., Competency- and Project-Based Programs in Electrical & Computer Engineering at the Université de Sherbrooke, IEEE Canadian Review, No 41, Summer 2002. http://ieee.ca/canrev/cr41/source/41_5.pdf, http://ieee.ca/canrev/cr41/source/41_5_fr.pdf http://ieee.ca/canrev/cr41/source/41_5.pdfhttp://ieee.ca/canrev/cr41/source/41_5_fr.pdf [LACHIVER 2004] Lachiver G., Dalle D., Boutin N., Clavet A., Mabilleau P., Cherkaoui S., Gonzalez-Rubio R., Hivon R., The Computer Engineering Program at Université de Sherbrooke, Canadian Conference on Computer an Software Engineering Education, C3SEE 2004, Calgary, Alberta, Canada, March 29-30.

22 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique22 Quelques références (3) [LE BOTERF 2002] Le Boterf, G. Développer la compétence des professionnels, Éditions d'Organisation, Paris 2002 ISBN 2-7081-2759-4 [LINGE2006] Linge, N.; Parsons, D., Problem-based learning as an effective tool for teaching computer network design, IEEE Trans. Educ., vol. 49, no. 1, pp. 5-10, February 2006. [SCHÖN 2001] Donald Schön, The crisis of Professional Knowledge and the Pursuit of an Epistemology of Practice, chap 13, pp 183-207, from Competence in the Learning Society edited by John Raven & John Stephenson, Peter Lang publisher, ISBN 0-8204-5164-9 © 2001

23 Département de génie électrique et de génie informatique © 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique23 Documentation Documentation disponible sur lintranet à ladresse http://www.gel.usherbrooke.ca/APPI/ http://www.gel.usherbrooke.ca/APPI/ Information générale sur lAPP Documentation rédigée par le professeur Noël Boutin pour le guide de létudiant en première session, Information générale sur lAPP Autres documents sur les schémas, lAPP, les compétences et lévaluation