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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 PROJETSEN INGÉNIERIE (APPI)

Présentation résumée

Département de génie électrique et de génie informatiqueFaculté de génie, Université de Sherbrooke

http://www.usherbrooke.ca/gelecinfo/

Mars2008

Daniel Dalle ing.Noël Boutin ing.

Philippe Mabilleau ing.


© 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique 2

Baccalauréat en génie électriqueBaccalauréat 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 d’apprentissage par Problèmes (APP):

Construction et intégration des connaissances

•PROJETS: essentiellement pour les compétences de conception

•Accrédités par le BCAPI (Bureau Canadien d’Accréditation des

Programmes en Ingénierie)



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



Une compétence, c’est…

Une compétence

Un systèmede connaissances

Déclaratives

Procédurales

Quoi

Comment

PourquoiConditionnelles

c’est

detype

RésolutionIdentification

ProblèmesActions efficaces

Schémasopératoires

permettantOrganisées en

depar



Les problèmes et les projets sont complémentairesLes 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 d’équipe

•Apprentissage coopératif

•Projets majeurs de durée

relativement longue

•Une part de l’évaluation est

pour l’équipe, une partie

d’évaluation par les pairs

•Vise particulièrement des

compétences de conception



Structure type d’une 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

Évaluation

Évaluation

Évaluation

Évaluation

Évaluation finale

Semaines #

Projet



Les phases de l’APP

4-BilansÉvaluation

Bilan personnelÉvaluationRétro-action

Acquisition et construction de connaissances,Apprentissage collaboratif

Activer, valider connaissances antérieures,Hypothèses solution,Objectifs apprentissage.

1TutoratOuverture

Étudiant

SynthèseTransfertMétacognition

2Étudepersonnelleplanifiée

3TutoratValidation



Un problème d’APP…

•Provoque l’intérêt

•Requiert des prises de décision

•Est suffisamment complexe

•Est partiellement fondé sur des connaissances antérieures

•Englobe les objectifs d’apprentissage

•Est authentique



En pratique: horaire type - unité de 2 semaines

Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi

Tutorat

Étude

Formationprocédurale

FormationLaboratoire

Revue deprojets

Travailcollaboratif

Évaluationsommative

ÉvaluationFormative

Semaine 1

Semaine 2

Étude

Validationde la solution

Tutorat

Formationprocédurale

Séminaire

Étude

Étude Étude

Rétroaction

Travailavec supportÉtude

Étude

Consultation

Projets

Travail enlaboratoire

Étude



Le tutorat d’ouverture

•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 l’unité antérieure avec l’intendant

Rôles: scribe (notes), secrétaire (au tableau), intendant



Le procédural (2 occurrences par unité)

•Le formateur propose un ensemble d’exercices 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 n’y a pas de corrigé distribué…



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 s’il y a lieu



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 d’apprentissage



L’évaluation

•Formes multiples

- Examens théoriques

- Examens pratiques

- Rapports de solution et livrables

•Une évaluation formativeformative pour autoévaluation

•Une évaluation sommativesommative

•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



Fin de la présentation

Annexes…



Une compétence, c’est…

Un système de connaissances déclarativesdéclaratives (le quoi)

ainsi que conditionnellesconditionnelles (le quand et le pourquoi)

et procéduralesprocédurales (le comment),

organisées en schémas opératoires,

qui permettent, à l’intérieur d’une famille de situations, non

seulement l’identification de problèmes,

mais également leur résolution par une action efficace.

Toute compétence intègre plusieurs connaissances.

Adapté de [GILLET 1991]



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/



L’APP (problèmes) décrite par un schéma de concept

Analyse

Tutorat d’ouverture

Problème APP

Connaissances antérieures

Nouvelles connaissances

Construit et organise

Apprentissage

Évaluation sommative

Solution

Étudiant(Apprenant)

Responsable de ses Agit comme

guide, expert, évaluateur

Ressource

Groupe collaboratif

(pairs)

Valide

Construites par le moyen

Évalue

En partie fondé sur

ValideActivités

d’apprentissage(personnelles et collaboratives)

Détermineobjectifs

d’apprentissage

Valide et décontextualise

Stimule

Mène à

Équipe de formateurs

Exige Mène à

Tutorat de cloture

Auto-évalue

validation(instructeur

et pairs)metacognition

Formative

Mène à Mène à



Terminologie des activités à l'horaire d’une 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 d’apprentissage subsistant encore à la fin de

l’unité, suite au second tutorat et à l’évaluation formative;

• Évaluation sommative: activités formelles et individuelles d'évaluation des compétences visées par l'unité. Elles

peuvent être de forme théorique et pratique.



Quelques références (1)

[DALLE 2002] Dalle D., Denis G., Lachiver G., Hivon R., Boutin N., Bourque S., "L’apprentissage par

problème et par projets en ingénierie, nouveaux programmes de génie électrique et de génie

informatique, document d’information", Département de génie électrique et de génie

informatique, 31 pages, novembre 2002.

http://www.usherbrooke.ca/gelecinfo/programmes/informationAPPI.pdf

[DALLE 2003] Dalle D., Lachiver G., "L’intégration 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 l’AIPU, 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.




[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

[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.




[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



Documentation

Documentation disponible sur l’intranet à l’adresse

http://www.gel.usherbrooke.ca/APPI/

•Information générale sur l’APP

•Documentation rédigée par le professeur Noël Boutin pour

le guide de l’étudiant en première session,

•Information générale sur l’APP

•Autres documents sur les schémas, l’APP, les

compétences et l’évaluation

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