516 - Portrait des recherches menées par les étudiantes et les étudiants aux cycles supérieurs en éducation scientifique et technologique du préscolaire au secondaire

Apprentissages et motivation des élèves en ST

• Communication orale 08 h 40
  Favoriser l’apprentissage de concepts de base en programmation chez les jeunes : effet de la robotique et du langage de programmation visuel
  Patrick Charland (Université du Québec à Montréal), Hugo G. Lapierre (UQAM - Université du Québec à Montréal), Martin Riopel (Université du Québec à Montréal)

  Le Référentiel de compétences en technologies de l’information et de la communication (UNESCO, 2011) met en exergue le fait que la prochaine cohorte citoyenne devra non seulement être capable d’utiliser les technologies, mais également de les comprendre et d’en créer de nouvelles. Conformément à ces aspirations, plusieurs systèmes éducatifs ont désormais rendu obligatoire l’apprentissage de la programmation pour tous les élèves qui évoluent au sein de leur cursus scolaire. Cependant, apprendre à programmer demeure un processus long et difficile, et cet apprentissage est d’autant plus complexe pour de jeunes enfants. Or, l’intérêt grandissant envers l’apprentissage de la programmation chez les jeunes a récemment permis le développement d’outils pédagogiques leur étant plus adaptés. Ces outils sont généralement regroupés en deux grandes catégories : les langages de programmation visuels et la robotique. Toutefois, plusieurs auteurs considèrent que les effets de ces outils doivent encore être considérés avec prudence. Ainsi, notre projet de recherche vise à mesurer l’effet sur l’apprentissage en programmation de la robotique et de langages visuels. Lors de cette présentation, nous présenterons la problématique, le cadre théorique et la méthodologie de ce projet en cours de façon à discuter de la forme que peut prendre un devis de recherche comparatif en didactique de la programmation. La pertinence et les limites de l’étude seront également abordées.

• Communication orale 09 h 05
  La posture pédagogique de l’enseignant de sciences et de technologie au secondaire et la motivation de ses élèves
  Bénédicte Boissard (Centre de services scolaire de la Rivière-du-Nord), Patrice Potvin (Université du Québec à Montréal)

  Le projet de recherche a tenté de mieux comprendre comment les croyances de l’enseignant de science technologie (ST) influencent la motivation de ses élèves. À l’aide de questionnaires, les croyances des enseignants concernant l’enseignement, l’apprentissage et la nature de la ST ont été catégorisées et mises en relation avec les composantes motivationnelles des élèves, telles que le sentiment d’autoefficacité, d’autodétermination, de motivation intrinsèque, de motivation à faire carrière en ST et de motivation à avoir de bonnes notes. Après une analyse typologique de la posture pédagogique des enseignants, deux classes se sont formées. D'un côté, les «subjectifs, réfractaires et directifs» qui conçoivent la science comme étant subjective, qui n’entretiennent pas une attitude favorable à la technologie tout en étant moins convaincu de la pertinence de laisser beaucoup d’autonomie à leurs élèves. De l’autre, on trouve les «objectifs, technophiles et participatifs» qui conçoivent la science comme étant plutôt objective, qui ont une attitude favorable à l’enseignement de la technologie et qui optent pour une plus grande autonomie des élèves. L’utilisation de régressions linéaires n’a pas permis de confirmer l’hypothèse selon laquelle la posture pédagogique de l’enseignant de ST influence la motivation de ses élèves. Le très petit échantillon (N=25), la méthode d’échantillonnage et le devis transversal pourraient expliquer l’absence de résultats concluants.

• Communication orale 09 h 30
  Une ingénierie didactique pour l'enseignement du processus de conception technologique au secondaire : étude des caractéristiques de la phase de génération des solutions techniques
  Fatima Bousadra (Université de Sherbrooke), Ève Langelier (Université de Sherbrooke), Abir Ouerhani (UdeS - Université de Sherbrooke)

  Depuis environ deux décennies, des savoirs et des pratiques en ingénierie font partie des contenus prescrits dans les curriculums actuels de plusieurs pays de l’OCDE (Honey et al., 2014). Parmi ces pratiques, on retrouve le processus de conception en ingénierie (PCI) qui renvoie aux démarches utilisées en industrie visant la création ou l’optimisation d’un produit ou d’un service. Dans les pratiques en classe au Québec, le PCI apparait sous différentes formes: un contexte d’apprentissage associé au concept de cahier des charges (Bousadra et al., 2018) et comme une compétence disciplinaire à développer en technologie (El Fadil, 2017). Le PCI est associé au développement de la pensée créative chez l’élève ou le design thinking (Fortus et al., 2005). Cependant, bien que très peu nombreuses encore, quelques études pointent des limites sérieuses lors de la mise en œuvre en classe. Lors de la phase du brainstorming, Bousadra et al. (2018) et Reinsfield et al. (2018) montrent que les tâches proposées aux élèves tendent à confondre l’activité de créativité technique contraignante et l’activité de créativité arbitraire, ce qui dénature les apprentissages disciplinaires souhaités.

  Dans notre thèse, en recourant à une méthodologie de type ingénierie didactique, nous visons à apporter un éclairage théorique sur les conditions didactiques nécessaires à l’appropriation par l’élève des caractéristiques de la créativité technique nécessaire au PCI.

• Communication orale 09 h 55
  Les animations scientifiques en classe du primaire : leurs effets sur la réussite scolaire et les processus motivationnels des élèves en sciences et leurs mécanismes d’efficacité
  Viviane Desbiens (Université Laval), Alexandre Gareau (Université Laval), Simon Larose (Université Laval), Julien S. Bureau (Université Laval)

  Dans un contexte où l’enseignement des sciences au primaire demeure précaire, le milieu informel d’éducation scientifique offre diverses activités aux enseignants. Ces activités peuvent-elles contribuer à l’enseignement des sciences au primaire ? Ce projet de doctorat évalue une pratique informelle utilisée en salle de classe au primaire : les animations scientifiques Débrouillards. Dans un premier temps, à l’aide d’un devis expérimental, nous avons mesuré les processus motivationnels en sciences (sentiment d’efficacité personnelle, concept de soi, intérêt), auprès de classes d’élèves de 3e cycle : en prétest, deux semaines après (posttest) et trois mois après (suivi) les activités en classe. Les notes au bulletin ont aussi été recueillies. La moitié du groupe a participé à 3 animations en classe et l’autre à l’enseignement régulier. Un modèle de croissance par équations structurales a été utilisé en prenant en compte des caractéristiques des élèves comme modérateurs, notamment le capital scientifique, un bagage culturel qui peut expliquer comment un élève aborde les sciences. Des effets positifs ont été observés et certains perdurent à travers le temps. Dans un second temps, un modèle interprétatif a été développé pour évaluer les caractéristiques des animations pouvant contribuer à la motivation et à la réussite en sciences. Ce modèle comprend des indicateurs d’une animation de qualité et la perception des élèves de l’animation.

Approches en enseignement des ST

• Communication orale 10 h 40
  L’opérationnalisation compétente d’activités scientifiques contextualisées à l’extérieur par les personnes enseignantes au primaire
  Jean-Philippe Ayotte-Beaudet (Université de Sherbrooke), Marie-Claude Beaudry (UdeS - Université de Sherbrooke)

  Afin que les apprentissages scientifiques des élèves puissent leur servir à des fins plus concrètes que l’évaluation, il est suggéré que les personnes enseignantes contextualisent les apprentissages scientifiques, c’est-à-dire qu’elles amènent les élèves à établir des liens concrets entre leur vie quotidienne et les phénomènes enseignés (Ayotte-Beaudet, Chastenay et al., à paraitre; Giamellaro, 2017). La contextualisation des apprentissages scientifiques à l’extérieur est une approche de plus en plus privilégiée par les personnes enseignantes du Québec (Ayotte-Beaudet, Berrigan et al., à paraitre), notamment parce que de nombreux phénomènes scientifiques peuvent y être observés directement. Par contre, cette approche comporte des obstacles importants, comme la préparation des activités contextualisées ou leur opérationnalisation (Ayotte-Beaudet et al., 2019). À ce jour, peu d’études ont cherché à comprendre comment les personnes enseignantes contournent ces obstacles. L’objectif de ce projet de maitrise est d’identifier les manières dont les personnes enseignantes du primaire contournent les obstacles rencontrés lors d'activités scientifiques conceptualisées à l'extérieur. Cette communication exposera la problématique, le cadre de référence et la méthodologie envisagée.

• Communication orale 11 h 05
  Analyse du potentiel interdisciplinaire de situations d’apprentissage élaborées par des enseignants tunisiens en sciences physiques, mathématiques et technologies du secondaire
  Abdelkrim Hasni (Université de Sherbrooke), Sonia Mannai (UdeS - Université de Sherbrooke)

  Le concept d’interdisciplinarité fait partie des préoccupations des chercheurs en éducation depuis plusieurs décennies. Depuis les années 1960, l’interdisciplinarité a fait l’objet d’une attention particulière en éducation tant en Europe qu’en Amérique du Nord. Pour certains, il apparaît comme un enjeu social et éducatif prioritaire tant au Québec que dans plusieurs pays occidentaux où il devient une composante appréciable des curriculums (Lenoir et Sauvé, 1998). Des recherches ont été réalisées sur les liens interdisciplinaires entre des disciplines provenant de domaines proches, comme les mathématiques et les sciences (Hasni, 2006; Hasni et al., 2009) et les sciences, technologies et mathématiques (Hasni, 2011; Poulin, 2011). Alors que l’établissement de liens interdisciplinaires entre les disciplines semble être une voie à prioriser au niveau scolaire, à notre connaissance, peu d'études scientifiques sur l’interdisciplinarité en Tunisie ont été publiées. C’est dans ce contexte que s’inscrit la présente recherche qui a pour objectif de décrire la manière avec laquelle des enseignants tunisiens de sciences physiques, mathématiques et technologies au secondaire comprennent et mettent en œuvre les liens interdisciplinaires. Nous envisageons une recherche descriptive et qualitative. La méthodologie s’appuiera sur l’enregistrement vidéo en classe de situations d’enseignement-apprentissage ainsi que sur des entrevues semi-dirigées pré-post avec les enseignants.

• Communication orale 11 h 30
  L’approche historique dans l’enseignement de l'électricité : caractérisation des phases didactiques d’une séquence d’enseignement au secondaire
  Fatima Bousadra (Université de Sherbrooke), Sabrina Moisan (Université de Sherbrooke), Josélyne Nshimirimana (UdeS - Université de Sherbrooke)

  Depuis plusieurs décennies, des recherches francophones et anglophones portant sur l’enseignement et l’apprentissage de la physique montrent que lors de l’apprentissage des savoirs en électricité, les élèves éprouvent des difficultés presque insurmontables dans le cas des savoirs conceptuels (Canal, 2007; Métioui et Levasseur, 2011; Robardet, 1997; Shipstone, 1988). Si le recours à des démarches scientifiques comme l’expérimentation, l’investigation, la modélisation, etc. sont largement préconisées dans les curriculums actuels au Québec et ailleurs, une des approches didactiques favorisant les apprentissages conceptuels semble encore peu utilisée : l’approche historique (Leone, 2014). Guedj (2005) par exemple montre que celle-ci est souvent réduite à l’exposition d’anecdotes, à l’étude chronologique des découvertes qui simplifient à l’excès les idées scientifiques et laissent par conséquent peu de traces aux élèves. Pourtant l’histoire et la philosophie des sciences peuvent être sources de ressources qui peuvent être mobilisées.

  Notre thèse s’inscrit dans cette perspective. Retenant une méthodologie de type ingénierie didactique mobilisant une approche historique dans le cadre de séquences d’enseignement de quelques concepts électriques, nous documenterons le processus de passage des élèves des savoirs quotidiens aux savoirs scientifiques. Dans cette communication, nous exposons la problématique, les structures théorique et méthodologique qui orientent la thèse.

Représentations des personnes enseignantes à l’égard de l’enseignement des ST

• Communication orale 13 h 00
  L’ingénierie…une profession mal comprise? États des lieux sur ce qu’est le génie selon le corps enseignant
  Janelle Fournier (Université d’Ottawa)

  L’enseignement de sciences, technologies, ingénierie et mathématiques (STIM) est lié au développement d’habiletés clés pour une main d’œuvre compétente, et par conséquent, une économie florissante. Actuellement, l’enseignement de l’ingénierie aux paliers élémentaire et secondaire n’est pas suffisant pour augmenter le nombre d’élèves intéressés par les carrières en STIM.

  Puisque le personnel enseignant peut avoir un impact significatif sur l’intérêt des élèves en génie, nous avons mené une analyse de contenu pour déterminer l’état de préparation du corps enseignant à entreprendre un enseignement de l’ingénierie. Nous avons ciblé trois attributs chez le personnel, dont leurs perceptions et leurs connaissances du contenu en génie, et leur sentiment d’efficacité personnelle (SEP) à enseigner l’ingénierie.

  Nos résultats ont dévoilé que le corps enseignant reconnait l’importance de l’enseignement du génie, mais n’a pas suffisamment de connaissances du processus de design et son niveau de SEP est faible; ce qui fait en sorte que le génie n’est pas incorporé en salle de classe ou est fait de façon limitée ou erronée.

  L’information recueillie nous donne une meilleure idée des manières de développer des formations qui répondent aux besoins du personnel enseignant, et ce, dans le but qu’il puisse inciter ses élèves à se diriger en ingénierie.

• Communication orale 13 h 25
  Les TIC en appui à l’enseignement et apprentissage des STEM: représentations et pratiques d’enseignants au Togo
  Zacharie A. K. Apedjinou (UdeS - Université de Sherbrooke), Abdelkrim Hasni (Université de Sherbrooke)

  L’analyse curriculaire décennale (de 2009 à 2019) des programmes de sciences, des curricula du préscolaire, du primaire et du secondaire en STEM au Togo, révèle un projet quinquennal de politique éducative dont les finalités sont favorables à l’extension et l’intégration des TIC dans l’enseignement scientifique des écoles secondaires, en partant de l’implantation des Environnements Numériques de Travail (ENT) dans six écoles gouvernementales (MPEN-Togo,2014). Cependant cette intégration technologique favorise en compétences technonumériques les élèves des écoles pilotes grâces aux pratiques de Démarches d’Investigation Scientifiques « DIS » (Hasni, Bousadra, Lebeaume, 2018) de leurs enseignants de sciences au détriment des autres élèves et enseignants du pays. Notre recherche exploratoire descriptive vise à documenter les représentations des TIC liées aux pratiques DIS formelles et informelles des enseignants de sciences en (Maths, SP, SVT) des écoles pilotes du Togo, permettant à leurs élèves de gagner des trophées d’olympiades en STEM et en robotique par rapport aux autres lycéens du pays. Cette entrée par la sociologie du curriculum (Young ,1970; Forquin, 2008; Hasni ,2001) permettra d’éclairer la logique décennale des enjeux politiques et socioéducatifs qui sous-tendent les pratiques DIS des enseignants de sciences et de diffuser ces pratiques dans les écoles du pays.

• Communication orale 13 h 50
  Conceptions de la nature de la technologie d’enseignants de sciences et technologie au secondaire
  Jolyane Damphousse (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières), Audrey Groleau (Université du Québec à Trois-Rivières), Ghislain Samson (Université du Québec à Trois-Rivières)

  L’éducation technologique (ÉT) est un domaine en pleine effervescence. Des initiatives citoyennes permettent l’apprentissage de la conception et de la réparation d’objets (ex. Fab Lab et Repair Café). Au regard de la recherche, c’est un domaine relativement nouveau (Morisson-Love, 2017). En contexte scolaire, l’ÉT a assez récemment été intégrée dans les cours de science (MELS, 2007) au Québec comme ailleurs (Lebeaume, 2011). La technologie occupe toutefois à ce jour une faible place dans la formation initiale des enseignants (Samson, 2013). Or, il est connu que s’ils n’ont pas une vision claire de la nature de la technologie (NoT), ils ne peuvent pas l’enseigner de manière significative (Aydin et Taşar, 2010). On sait aussi que la conception qu’une personne entretient de la NoT est influencée par des facteurs contextuels comme le curriculum et le système d’éducation (Koc, 2013). C’est pourquoi cette recherche porte sur les conceptions d’enseignants québécois du secondaire en sciences et technologie au sujet de la NoT. Cette étude multicas qualitative interprétative permettra de proposer des pistes d’enrichissement au regard de la formation initiale et continue des enseignants. Cette présentation abordera la problématique, le cadre, la méthodologie de la recherche proposée ainsi que des résultats préliminaires.

• Communication orale 14 h 15
  Les sources de l’évolution du sentiment d’autoefficacité en enseignement des sciences d’enseignantes du primaire
  Jean-Philippe Ayotte-Beaudet (Université de Sherbrooke), Pierre Chastenay (Université du Québec à Montréal), Estelle Desjarlais (UQAM - Université du Québec à Montréal)

  Le primaire est une période critique dans l’apprentissage des sciences pour les élèves (Hasni et Potvin, 2015). Le sentiment d’autoefficacité, c’est-à-dire la croyance en sa capacité à réussir une tâche (Bandura, 2003), est particulièrement faible pour cette matière chez les enseignant.es (Sandholtz et Ringstaff, 2014). Cette recherche qualitative interprétative a visé l’objectif suivant : décrire des expériences personnelles et professionnelles ayant contribué au développement du sentiment d’autoefficacité en enseignement des sciences chez des enseignantes du primaire. Nous avons ciblé des enseignantes ayant développé un sentiment d’auto efficacité positif au fil de leur carrière et mené des entretiens semi-dirigés auprès de sept d’entre elles. Pour les enseignantes interrogées, bénéficier d’un accompagnement de longue durée par des personnes ayant été des mentors est ce qui leur a permis de vivre des expériences d’enseignement positives. La répétition de ces expériences d'enseignement est l’expérience de maitrise qui a été la plus déterminante dans le développement d’un sentiment d’autoefficacité positif. Les résultats contribueront à mieux comprendre le développement à long terme du sentiment d’autoefficacité en enseignement des sciences au primaire, alors que celui-ci a surtout été étudié auprès des étudiant.es en formation initiale. Ils permettront notamment l’identification d’interventions et de ressources efficaces pour le développement professionnel.

Comment l’enseignement des sciences et des technologies peut-il contribuer à l’émancipation socioscientifique des élèves du préscolaire au secondaire?