Séminaire didasciences

Production ou reproduction de savoir

dans l'enseignement des sciences?

François Lombard TECFA, IUFE, LDES

[email protected]

Séminaire didasciences

LDES, IUFE TECFA UniGe

Lombard F. 17 VII 10

Plan1. Knowledge building :

1. Une vision du rôle de l’école2. une vision de la science 3. une vision de l’apprentissage 4. des dispositifs 5. des expériences de KB

2. Discussion


Posture :

• Discussion : pour mieux connaître mes idées

• Direct !• Pas pour convaincre, mais pour

confronter.



Knowledge building : une vision du rôle de l’école

• Ours is a knowledge-creating civilization. From this standpoint the fundamental task of education is to enculturate youth into this knowledge-creating civilization and to help them find a place in it.

• Compétences de construction de connaissances

• Changer vision de soi-même-> co-constructeur de savoir



Knowledge building : une vision de la science

• Science-non-science : modes de validation.

• What becomes immediately apparent from this viewpoint is the scientists' commitment to knowledge improvement.

•




Scientific knowledge ?

Supposé «Scientifiquement prouvé» Vrai-faux

Autorité

Scientific Knowledge0 < Certitude < 100%

Justification

Source

StructureBromme, Pieschl, & Stahl, 2008



Scientific fact ?

« Humans differ from chimp 1.23% »Justification :

• Methods used (difference in terms of nucleotide substitutions)

• links to the data (Full genome accessible in MapViewer)

Source : • The Chimpanzee Sequencing and Analysis Consortium (2005)

Structure : • Other methods for establishing similarities (DNA hybridization,

gene homology, SNP identity, sequence identity, etc.).

0 < Certainty < 100%

→ Perspective.


Knowledge building : une vision de l’apprentissage

• Communautés d’apprentissage et d’apprenants. – Brown, Scardamalia Bereiter– Brown, A. L., & Campione, J. C. (1995). Concevoir une communauté de jeunes

élèves. Leçons théoriques et pratiques. Revue Française de Pédagogie, 111, 11-33.

– Scardamalia, M., & Bereiter, C. (2006). Knowledge building: Theory, pedagogy, and technology. The Cambridge handbook of the learning sciences, 97–115.

• Knowledge building communities – Artefact conceptuel– 3 mondes



Knowledge building : des dispositifs

• Distinctive characteristics of what I have called progressive discourse (Bereiter, 1994):

• 1 . Focus on conceptual artifacts. • What real object can project as a circle, a triangle a square ?


LDES, IUFE TECFA UniGeKnowledge building : des

dispositifs

• 2. Improvability • Not all conceptual artifacts are improvable.

The clichés of education tend not to be: • "Every child is different." "Children's minds are not empty

vessels waiting to be filled." It is not just that such statements are irrefutable.

• They act as thought stoppers. • Bereiter, C. (2002). Education and Mind in the Knowledge Age (Second ed.): Lawrence

Erlbaum Associates.



2 Improvability • “Le système immunitaire n’est pas tant destiné à

nous protéger des bactéries qu’à gérer le cheptel des bactéries utiles.“

• -> idées fécondes plus que “justes”.

• Conceptual artifacts that are improvable• Hence, vulnerable to criticism and

disconfirmation• ≠vrai-faux



Knowledge building : des expériences

1. Des expériences de KB en classe2. Divers Projets 3. IBL @ Biologie Cyber4OS

1. Connaissance localement nouvelle2. Pertinence ? 3. Epistemic complexity4. Examens ?5. Questionnaires 6. Discussion



Produire du savoir scientifique

• Projet Globe• Galaxy Zoo• Phénologie• Foldit • Cooper, S., Khatib, F., Treuille, A., Barbero, J., Lee, J., Beenen, M., et al. (2010). Predicting

protein structures with a multiplayer online game. Nature, 466(7307), 756-760.



Design context Université : formation des maîtres Collège biologie Design mature : 7 ans

4 BI OS : 4 periods / semaine N= 14-16 * 7années + other designs

Radical design :

– yearlong, – ~no lecture at all > 90% not from teacher



F. Lombard 9 I 10

Matière complexe difficile...

• Biologie moléculaire, Immunologie

• Documents finalistes, animistes,• Références biblio « lourdes »

Janeway• Mur de complexité ∂ à franchir



IBL- Design : students validate



Design features Groupes (4) sous-theme co-écriture. Présentations de savoirs ébauchés. Ecriture iterative (5-10 revisions) / 3-4 weeks /

“round” Complexité Epistemic encouragée. Evaluée,

formative certificative Consignes



W 2 L A)Replication (writing to the teacher)

≠ B)Translation (writing to students),

Translation -> more conceptual growth (Gunel,

Hand, & McDermott, 2008)

-> Sens partagé du statut du document.

-> Document qui fait du sens.



Results :

The students build knowledge ?

The students produce texts which shows signs of scientific knowledge.

– Select appropriate sources ?– Validate themselves ?– Locally new.



Epistemic complexity results Hakkarainen's four-point scale epistemic

complexity of ideas (Zhang, Scardamalia, Lamon, Messina, &

Reeve, 2007) Descriptions simples, Descriptions élaborées, Explications simples, Explications élaborées

Evidence that design leads students to address complexity



7.1 Epistemic complexity results



Results : stratigraphicExample : immunology

Question driven InquiryKnowledge demonstration ?

2 hours : 4 students new subject



Results : stratigraphicExample : immunology

Epistemic : Mechanism questions

3-4 weeks : 4 students 2 IBL cycles


Questionnaires de suivi

À l’université-EPFL etc.

ici J’avoue que j'ai trouvé la méthode de question et de cours

à faire soi-même nul, mais cette année, je trouve que ça me sert, car pour réviser les cours, je me fais un système de question-réponse et que je fais la plupart de mes cours à partir de livre... donc en résumé, c’était chiant de faire cette méthode au collège, mais c'est une bonne préparation pour l'uni.



Paroles d’étudiant • « 3 Pensez-vous avoir acquis plus, autant ou moins de connaissances que

dans un cours traditionnel sur les sujets traités (moléculaire, immuno, etc)

• R. Sans hésiter bien plus. En cours de médecine première année, je suis loin d'être largué encore maintenant. D'ailleurs, il me prend souvent de lire pour mon plaisir des articles scientifiques. "



Paroles d’étudiant • Ce qui est intéressant ce n'est pas la "quantité" de savoir que l'on

a appris mais plutôt la "longévité" de ce savoir. L'autre jour je suis allé voir un cours de médecine avec une amie et je n'étais pas du tout "largué" .

• Je pense que pendant BiOS comme a l'uni lorsqu'on ouvre un livre on apprend ce qu'on veut, ce qui nous intéresse dans le sujet, ce qui change a mon avis tout au niveau de la mémorisation. Donc pour répondre a la question, je dirai qu'a long terme on a appris beaucoup plus mais a court terme on a l'impression que l'on a appris autant voire un peu moins.




Ne pas sous-estimer les élèves…

"The greatest intellectual sin that we educators commit is to oversimplify most ideas that we teach in order to make them more easily transmissible to learners"

(Jonassen, 2003)



Et si c’est faux ?Je suis toujours un peu inquiète de savoir si ce que je dis ou trouve est juste ou faux mais comme j'arrive mieux à trier mes lectures j’arrive aussi mieux à juger par moi même la qualité de l'explication. Quelque chose de trop simple maintenant ne me convient plus j’ai toujours envie d’aller plus loin

dans l'explication par exemple. 4 BiOS Student March 09



Scientific knowledge ? Les gros ouvrages qui font peur au départ sont abordés sous un

tout autre angle maintenant. Nous avons appris à trouver, traiter l'information, comprendre le plus compliqué et l'analyser. Les ouvrages scientifiques ne sont plus une besogne, même si ils ne se lisent pas encore comme des romans et ne le seront probablement jamais.

Comparées à un autre cour, les connaissances acquises sont bien plus importantes. Je trouve qu'au lieu de rester à la surface, nous avons traité les problèmes plus en profondeur avec cette méthode qui nous laisse le temps de nous poser des questions et d'y répondre.



The “learn to select” Myth ? Matrioschka Russian

doll model

-> Meaningful production

QuestionsSelect, chooseWade infodense

Meaningful Document

DesignDesign

Student engagement



Discussion

• KB – science ?– KB : validation, progression, infini

– Incontournable ?

• KB – institution ?– Compatible, souhaitable ?

• KB formation des maîtres ?– Effet d’impact de la formation initiale ?



Thankyou for your attention Q° to you …

– Science Authority vs Values ( culture, psychology, ...)?

– Trust in design ↔ involvement ?– Les élèves ne résistent pas tant à l'apprentissage qu'aux situations dans

lesquelles ils redoutent de ne pas réussir à apprendre (Houssaye, 1993). http://doiop.com/flopublications [email protected] Google lombardf



Acknowledgements This research has been supported by the Département de l'Instruction

Publique de Genève. The research is a doctoral research at TECFA and with LDES The support of my mentors Daniel Schneider and Mireille Betrancourt

is critical. The discussions and insight shared with Elodie Sierra, Lionel Regad

and Pierre Brawand were of a great help during the initial phases of the design development.

Céline Buchs for help in designing cooperation for learning features The numerous students who gave feed-back should be thanked too.


F. Lombard 9 I 10

Activité Typique I recherche- rédaction

• Production : Wiki -> brochure co-préparer examen

• Groupes : 4 * GTT (3-4)• Rôles :

– Résumer, synthétiser, écrire -> wiki : élèves.

– Aider à comprendre, focalise, rassure, fixe limites : prof.


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Ressources

• Ouvrages de référence (Raven, Rabish, etc.)

• Acad books paper• Acad books on-line • Internet access.


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Activité Typique Ib

• Travail à domicile• Production : Wiki -> brochure co-préparer examen

• Rôles : – Résumer, synthétiser, écrire ->

wiki : élèves.– aider à comprendre, focalise, rassure, fixe limites : prof.


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Activité Typique II Présentation

• GTT présentant• GTT écoutant, Prof.• Rôles :

– Présentation, GTT P – Gestion du temps GTT P+1– Suivi / évaluation Ens.– Compléments d'info : Ens



Self validation of knowledge : authentic science doing ?

a) Selecting resources

b) Validating information -> building own scientific knowledge



Resource selection results

Resources used in pages Diverse and adapted

Academic on-line books (here)

Questionnaire (likert 1-4)Textbook µ=3.1 « c'est une valeur sure ! »

Wikipedia µ= 2.7 « c'est parfois pour une petite base, pour aller chercher plus en profondeur par la suite »

Janeway µ= 2.3 « j'ai découvert tout récemment que le Janeway est beaucoup mieux alors je vais commencer à plus l'utiliser »

Differenciate → selection



Autonomy in validating ?

“ how they feel about the fact – in science – the teacher doesn’t give the answers”

Average µ= 3.0 out of 4 / s.d. = 1.04 → ???

Correlations -0.64** developed knowledge extraction capacities

- 0.56** seeing the wiki as a good support for structuring ideas

-didn’t correl. with exam results (negative, non significant),

- stable during the year

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