Equipping the Next Generation for Active Engagement in Science

Online Course: EngagingScience.eu/en/mooc

La résolution de problèmes

Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences

Introduction

• L’outil « résolution de problèmes » est fondé sur l’apprentissage par problèmes, une approche centrée sur les apprenants

• Les apprenants vont étudier une question liée aux sciences par le biais de la résolution d’un problème

• Ils s’entraîneront à la démarche d’investigation et développeront leurs connaissances dans le domaine

• Dans ENGAGE, une leçon Résolution de problèmes comprend un sujet suscitant la réflexion, provenant d’une question rencontrée dans la vie quotidienne. Les conditions pour sélectionner le problème ressemblent aux 6 critères définissant un « dilemme socio-scientifique », et comprennent en plus le « besoin de savoir ».

• La leçon présente tout le processus d’investigation et les contenus dans le domaine des sciences permettant aux apprenants de résoudre le problème.

• Les apprenants vont acquérir du savoir non seulement sur les compétences requises, mais aussi sur les notions scientifiques et les principes d’investigation nécessaires pour mener les processus à terme (par exemple l’analyse de données)

Introduction

Deux leçonsLeçon 1 - SCIENCE

S’engager : concentrer l’attention des apprenants sur l’apprentissage, après avoir capté leur attention Analyser : les aider à se rappeler des concepts clés à appliquer dans le nouveau contexteEvaluer : les aider à identifier les preuves concernant le thème de la discussion

Leçon 2 – COMPETENCES

S’engager : leur rappeler les points clés, par exemple la question et les conceptsJouer : processus de prise de décision avec investigation par le biais d’un jeu Décider : justifier la décision sur la base des connaissances, compétences et valeurs

Concepts clés

Les stratégies de réflexion éthique (adapté à partir de Fieser, 2002) désignent :• L’utilitarisme : une action est moralement acceptable si les conséquences de cette action sont plutôt

favorables que défavorables pour toutes les parties prenantes. • Les droits et les devoirs : systèmes composés de règles morales inflexibles• L’éthique des vertus : l’accent est davantage mis sur l’importance de développer des aspects positifs de la

personnalité telle que la bienveillance, plutôt que sur l’apprentissage des règles. • L’éthique de l’empathie : on prend les décisions en prenant en compte les sentiments des autres. On se

met à la place des autres.

La question dans la leçon 1 est placée dans un contexte spécifique : les médicaments contre l’asthme. Cela permet aux apprenants d’appliquer leurs connaissances en matière de respiration dans ce nouveau contexte.

La leçon 2 présente quatre stratégies de réflexion éthique : l’utilitarisme, les droits et devoirs, l’éthique des vertus et l’empathie.

La preuve scientifique est une information fiable (par exemple, résultats d’une étude, avis d’un expert et exemples de bonne pratique) qui étaie une affirmation (Sanna et al., 2005).

Le projet européen GEP (Getting Evidence into Practice, mettre les preuves en pratique, Sanna et al., 2005) s’appuie sur une définition générale de ce que sont les « preuves ».

Les preuves ne se limitent pas aux résultats des recherches scientifiques « tangibles » mais peuvent comprendre des éléments d’un périmètre plus large qui répondent à la question de façon pertinente.

Cette définition autorise également l’utilisation d’autres sources d’information valables, y compris l’avis d’experts et les exemples de bonnes pratiques.

Ainsi, les preuves peuvent être des données dérivées d’autres sources diverses, fruits de recherches et de pratiques, qui peuvent être combinées et comparées.

La preuve scientifique

Une personne atteinte de la maladie de Huntington

sera en bonne santé pendant une bonne partie

de sa vie, jusqu’à l’apparition des

symptômes

La prise de décision éthique

Qui se préoccupe de la sûreté de l’examen ?Qui a un point de vue éthique ? Qui pense à l’impact économique sur la société ?

Duncan apprend qu’il porte l’allèle responsable de la maladie de Huntington. Sa femme, Sarah, est enceinte. Un test peut être fait sur le fœtus de Sarah à 15 semaines de grossesse. Si le test est positif, Sarah peut interrompre sa grossesse. (Reiss , 2009) Il est indéfendable

de terminer une vie, même celle d’une personne

handicapée

Après cet examen, la femme risque de

faire une fausse couche, et de

perdre son bébé en bonne santé

Une interruption au bout de 15 semaines de

grossesse, c’est une décision très difficile à prendre

Les personnes handicapées requièrent beaucoup d’assistance, et cette assistance coûte cher

Nikki Ruth Mark

William

Tony

Tony est celui qui exprime un point de vue éthique, mais il n’est pas le seul sur les quatre. Ceci nous amène à une remarque plus générale : l’éthique ne peut dans l’idéal pas être évaluée par des questions notées sur un point. Cela entraîne d’autres questions ouvertes, et les candidats doivent apporter des réponses plus développées, auxquelles on attribuera plus de points. Pour plus d’information : (Reiss, 2009)

Leçon 1

Première leçon:

Dans la première partie de la leçon, le but est de créer l’ENGAGEMENT : • Utiliser des images émouvantes, et laisser les apprenants réagir• Présenter le problème de manière générale, ainsi les apprenants peuvent réfléchir à leur avis de manière

plus rationnelle.• Les apprenants expriment leur premier avis, instinctivement, pour comparer avec les autres, et utiliser ceci

comme point de départ pour la réflexion ultérieure, une fois qu’ils en sauront plus.Poser la question-problème, définir les objectifs pédagogiques et expliquer la structure de la leçon

Dans la seconde partie de la leçon, le but est d’ANALYSER le problème en appliquant les sciences : • Explorer les faits scientifiques et les idées derrière le problème• Les apprenants appliquent leurs propres connaissances pour évaluer les conséquences

Dans la troisième partie de la leçon, il s’agit d’EVALUER les preuves scientifiques :• laisser les apprenants répondre à la question initiale en prenant en compte les preuves

scientifiques• Les encourager à vérifier les résumés et les conclusions pour évaluer leur importance

Exemples – Les tests sur les animaux

1. Laisser les apprenants réagir aux images éprouvantes

Que va-t-il se passer/comment s’y prendre ?

• Définir le contexte autour de la question• Utiliser des images éprouvantes montrant des animaux utilisés pour la mise au point de médicaments• Faire une liste des raisons pour lesquelles les chercheurs doivent tester sur les animaux

• Amener les apprenants vers la question-problème, ou leur demander de suggérer quel est le problème

• Demander à ce qu’ils se positionnent à ce stade avec un avis pour ou contre, vous pouvez ainsi demander les raisons, et remarquer plus tard dans le processus s’ils ont changé d’avis.

2. Les apprenants vont considérer leur opinion de manière plus rationnelle

3. Les apprenants expriment leur opinion et la compare avec leurs pairs

Vous pouvez expliquer que les leçons sont séparées de façon à se concentrer sur un objectif à la fois :

• d’abord les notions en sciences nécessaires pour comprendre la problématique

• ensuite envisager comment prendre une décision.

4. Poser la question-problème, donner les objectifs et la structure de la leçon

5. Explorer les faits et les idées scientifiques derrière le problème

• Dans les Tests sur les animaux, la question est liée directement au sujet de la respiration et, en particulier, à la mise au point des médicaments contre l’asthme

6. Les apprenants appliquent leurs connaissances antérieures pour évaluer les conséquences

• Les apprenants appliquent leurs connaissances sur les effets de l’asthme sur la respiration

7. Laisser les apprenants répondre en utilisant les preuves scientifiques

• A ce stade, les apprenants vont répondre à la question de la leçon 1 en prenant en compte les preuves scientifiques pour déterminer l’importance des tests sur les animaux.

• Dans les tests sur les animaux, les preuves sont présentées sous forme de recherches résumées sur des cartes, les apprenants en évalueront l’importance.

8. Les encourager à vérifier les résumés et les conclusions

Leçon 2

Seconde leçon:S’engager – Jouer – Décider La première partie de la leçon vise à engager l’intérêt des apprenants

• récapituler la leçon précédente pour activer les connaissances antérieures des apprenants

Dans la seconde partie, les apprenants jouent dans une activité de prise de décision pour développer leurs compétences d’investigation

• vivre le processus de prise de décision/d’investigation• réfléchir sur comment suivre le processus

Dans la troisième partie, le but est d’aider les apprenants à décider grâce à leurs compétences d’investigation

• résumer le processus dans un guide de raisonnement• utiliser le processus pour prendre une décision• s’entraîner au processus d’investigation

1. Récapituler la leçon précédente pour activer les connaissances antérieures des apprenants

• Revoir la question et les points clés de la leçon 1 pour activer les connaissances des apprenants

Allez-vous signer la pétition pour interdire les tests sur les animaux ?

2. Vivre le processus de prise de décision / d’investigation

• Nous utilisons le jeu comme technique d’enseignement engageante, pour présenter les différents aspects de la prise de décision aux apprenants.

3. Réfléchir à comment suivre le processus

• Présenter la compétence et ses concepts dans un contexte connu (plutôt que dans un contexte scientifique compliqué) demande moins d’effort, et sera plus simple à assimiler pour les apprenants.

• Une mise en commun rapide permet aux apprenants de réfléchir au processus, et de mettre en avant les points clés de cette expérience. Dans Les tests sur les animaux, ils vont penser aux quatres stratégies de réflexion utilisées pour prendre une décision dans le jeu.

4. Résumer le processus dans un guide de raisonnement

• Les apprenants vont recevoir un « guide de raisonnement » qui résume les étapes du processus d’investigation en un visuel.

5. Utiliser le processus pour prendre une décision

• Les apprenants utilisent le processus d’investigation pour prendre une décision. Dans Les tests sur les animaux, ils identifieront les stratégies de réflexion éthique utilisées dans les diverses opinions présentées sur des cartes.

6. S’entraîner au processus d’investigation

• Dans l’idéal, les apprenants vont s’entraîner une deuxième fois en utilisant le processus. Dans Les tests sur les animaux, une question supplémentaire est posée

Références bibliographiques• Fieser, J. (2002) Ethics. http://www.iep.utm.edu/ethics/

•Kirschner, Paul A.; Sweller, John; Clark, Richard E. (2006). "Why Minimal Guidance During Instruction Does Not Work: An Analysis of the Failure of Constructivist, Discovery, Problem-Based, Experiential, and Inquiry-Based Teaching". Educational Psychologist 41 (2): 75. doi:10.1207/s15326985ep4102_1.

•Merrill, M. David (2002). "A pebble-in-the-pond model for instructional design". Performance Improvement 41 (7): 41. doi:10.1002/pfi.4140410709.

•Reiss, M. (2009). Assessing Ethics in Secondary Science: a report of a seminar held at the Nuffield Foundation. http://www.nuffieldfoundation.org/sites/default/files/files/Assessing_Ethics_in_Secondary_Science(1).pdf

•Sanna, R Anastasiya,R. *& Aro A. (2005) Getting Evidence into Practice (GEP) http://ec.europa.eu/health/ph_projects/2003/action1/docs/2003_1_15_a02_en.pdf

•Schmidt, H. G. (1993). "Foundations of problem-based learning: Some explanatory notes". Medical Education 27 (5): 422–32. doi:10.1111/j.1365-2923.1993.tb00296.x. PMID 8208146.

•Schmidt, H. G. (1983). "Problem-based learning: Rationale and description". Medical Education 17 (1): 11–6. doi:10.1111/j.1365-2923.1983.tb01086.x. PMID 6823214.

Le CONSORTIUM ENGAGE comprend 14 institutions de 12 pays avec une grande expérience en IBSE, RRI,

formation des enseignants et création des programmes

Equipe du cours en ligne Coordination : Alexandra Okada

Cadre CPD : Yael Schwartz

Plateforme EDX : Elisabetta Parodi

Analytique de l’apprentissage : Mihai Bizoi

Collaborateurs : Ignacio Monge

Andy Bullough

Gemma Young

Consultant : John Wardle

Management : Andy Bullough

Evaluation : Dury Jacobs

Engaging.Science.euContacts: Tony Sherborne (Coordinateur du projet) tonysherborne@gmail.com