L'influence de certaines composantes de la motivation sur les probabilités de réussite scolaire en mathématiques chez des enfants immigrants chinois provenant de diverses régions

De nombreuses recherches (Pyle, 1918; Graham, 1926; Sandiford et Kerr, 1926; Lesser, Fifer et Clark, 1965; Vernon, 1982; voir Chan et Vemon, 1988) ont montré que les immigrants chinois ont de meilleures performances en mathématiques qu'en lettres (langues et sciences humaines dans le système nord-américain), et que leurs performances en mathématiques sont également meilleures que celles des nord Américains non-chinois. La plupart de ces recherches ont essayé d'expliquer cette performance par l'existence d'une différence du rapport à l'environnement spatial chez des Chinois (Gwiazda, Birch et Held, 1981; in Pêcheux, 1990), par l'impact de l'apprentissage précoce des particularités propres à l'écriture et aux structures des langues asiatiques (Hatta, 1978 et 1981; Nomura, 1981; Akiyama, Takei et Saito, 1982; Chan et Vernon, 1988; Iwawaki et Vernon, 1988), ou bien par la génétique (Gesell,1934; voir Eggen et Kauchak, 1992). Pour notre part, nous croyons que la motivation par rapport à l'apprentissage privilégiée de certaines matières forme une cause importante de ces différences. Ainsi, la présente recherche a pour but d'examiner l'influence de certaines composantes de la motivation sur la performance et la réussite scolaire en mathématiques chez des enfants immigrants chinois. [...]

Effets de l'enseignement de stratégies cognitives et métacognitives sur les méthodes de travail des élèves faibles en mathématiques au collégial

Les élèves faibles en mathématiques utilisent des méthodes de travail inefficaces parce qu'ils n'en connaissent pas d'autres et parce qu'ils manquent de support et d'encadrement lorsqu'ils se retrouvent seuls pour étudier. Ces méthodes de travail inadéquates ont des conséquences néfastes sur leur performance en mathématiques: leur étude étant inefficace, ils persistent moins, arrivent moins bien préparés aux examens et développent des attitudes qui nuisent à leur apprentissage en mathématiques. Le but de cette recherche est de mesurer l'effet de l'enseignement de stratégies cognitives et métacognitives supporté par un encadrement de l'étude individuelle sur les attitudes des élèves faibles et sur leurs comportements lors de l'étude en mathématique. Cet effet devrait entraîner aussi une amélioration du rendement scolaire. L'expérimentation s'est déroulée à l'automne 1989 auprès d'élèves inscrits en mathématiques d'appoint au niveau collégial. On enseigna une méthode de travail plus adéquate, composée de stratégies cognitives et métacognitives variées et adaptées aux tâches demandées dans les devoirs de mathématiques. De plus, dans le groupe expérimental, cet enseignement fut soutenu par des consignes à l'intérieur des devoirs de mathématiques; ces consignes, de moins en moins nombreuses et explicites, devaient assurer que l'élève utilise vraiment les stratégies enseignées. Au terme de l'expérimentation, on a mesuré que les élèves du groupe expérimental n'utilisent pas plus les stratégies enseignées que les élèves du groupe contrôle. On a aussi mesuré la corrélation entre l'utilisation des stratégies enseignées d'une part, et les attitudes, les comportements lors de l'étude et le rendement scolaire d'autre part. On constate que la force de ce lien a tendance à augmenter avec le temps. Même si les résultats ne permettent pas de confirmer l'hypothèse principale, il apparaît que les élèves les plus faibles semblent avoir profité davantage de l'encadrement de leur étude personnelle. De plus, et cela pour l'ensemble des sujets, l'évolution de la corrélation entre l'utilisation des stratégies enseignées et diverses variables reliées à l'apprentissage des mathématiques suggère de poursuivre de telles interventions sur une plus longue période de temps.

Modélisation pour l'imagerie des composites par ondes guidées

Parmi les méthodes les plus utilisées en inspection embarquée des structures (Structural Health Monitoring ou SHM), les techniques d’imagerie basées sur un modèle de propagation sont de plus en plus répandues. Pour les techniques d'imagerie basées sur un modèle de propagation, bien que ces techniques montent en popularité, la complexité des matériaux composites réduit grandement leur performance en détection d'endommagements comparativement aux démonstrations précédentes de leur potentiel sur des matériaux isotropes. Cette limitation dépend entre autres des hypothèses simplificatrices souvent posées dans les modèles utilisés et peut entraîner une augmentation des faux positifs et une réduction de la capacité de ces techniques à détecter des endommagements. Afin de permettre aux techniques d'imagerie basées sur un modèle d'offrir une performance équivalente à celle obtenue précédemment sur les structures métalliques, il est nécessaire d'exploiter des modèles de propagation considérant la dynamique complexe des ondes dans ce type de structures. Cette thèse présente les travaux effectués sur la modélisation de la propagation des ondes guidées dans les matériaux composites. En première partie, une amélioration simple des modèles de génération et de propagation est proposée afin de permettre de mieux reconstruire les signaux générés et propagés sur une structure composite. Par la suite, le potentiel de la technique « Excitelet » à détecter et positionner adéquatement un ou plusieurs endommagements sur un matériau, peu importe son empilement (d’un composite unidirectionnel à un matériau isotrope), est démontré tant pour le mode A[indice inférieur 0] que le mode S[indice inférieur 0]. Les résultats obtenus numériquement et expérimentalement démontrent une corrélation directe entre l'amélioration des modèles mathématiques derrière les techniques d'imagerie et la robustesse des techniques pour ce qui est de la précision sur le positionnement du dommage et du niveau de corrélation obtenu. Parmi les améliorations à la technique d'imagerie « Excitelet » proposées, une amélioration significative des résultats en imagerie est démontrée en considérant la distribution de cisaillement plan sous l’émetteur, ce qui est une nouveauté par rapport aux travaux de recherche précédents en imagerie. La performance de la technique d'imagerie via la modélisation de la propagation d'ondes guidées dans les laminés multicouches transverses isotropes est par la suite démontrée. Les équations de l'élasticité en 3D sont utilisées pour bien modéliser le comportement dispersif des ondes dans les composites, et cette formulation est par la suite implantée dans la technique d'imagerie « Excitelet ». Les résultats démontrent que l'utilisation d'une formulation mathématique plus avancée permet d'augmenter la précision quant au positionnement des dommages et à l'amplitude de la corrélation obtenue lors de la détection d'un dommage. Une analyse exhaustive de la sensibilité de la technique d’imagerie et de la propagation d’ondes aux conditions environnementales et à la présence de revêtement sur la structure est présentée en dernière partie. Les résultats obtenus montrent que la considération de la propagation complexe dans la formulation d’imagerie ainsi que la caractérisation des propriétés mécaniques « a priori » de l’imagerie améliorent la robustesse de la technique et confèrent à la technique « Excitelet » la capacité de détecter et positionner précisément un endommagement, peu importe le type de structure.

Proposition d’une tâche d’évaluation en situation authentique dans le cours Calcul Différentiel au collégial.

Cette recherche porte sur la proposition d’une tâche d’évaluation en situation authentique et de sa grille d’évaluation formative dans le réseau collégial et des défis qu’elle soulève en regard de sa pertinence dans la discipline des mathématiques. Plus précisément, les difficultés posées par l’évaluation en général avec l’implantation de l’approche par compétences (APC) seront abordées. Une proposition d’une nouvelle approche sera faite dans le but de nous assurer d’une cohérence entre les évaluations proposées aux étudiantes et étudiants du 2e cycle du secondaire et la 1ère session au collégial. Nous allons également proposer des situations problématiques qui permettent à l’étudiante et l’étudiant de mobiliser ses ressources dans le cadre du cours Calcul Différentiel.

Une évaluation de différentes techniques de cueillette de données relatives au modèle Callplan

Les gestionnaires des ventes peuvent se servir de modèles de décision pour répartir de façon optimale les ressources marketing entre les produits et territoires. Ces modèles sont des équations mathématiques qui représentent la façon dont les ventes réagissent aux efforts marketing et peuvent être calibrés à partir de données objectives ou subjectives. Little (1971) affirme que les données subjectives sont plus efficaces parce qu'elles contiennent toute l'expérience des gestionnaires. À partir des recommandations de Little, Lodish (1971) a développé le modèle CALLPLAN afin d'aider les gestionnaires à répartir le temps de visites des représentants entre les clients ou les produits, de façon à maximiser les profits de l'entreprise. Pour calibrer ce modèle, les utilisateurs doivent utiliser les cinq données suivantes : les ventes prévues si aucune visite n'est effectuée, les ventes prévues avec une réduction de 50% des visites actuellement effectuées, les ventes actuelles, les ventes prévues si le nombre de visites est augmenté de 50% et les ventes prévues en effectuant un nombre infiniment grand de visites. Nous avons constaté que les modèles de répartition se basent tous sur les mêmes données pour estimer les paramètres des fonctions de réponse des ventes et que la valeur de ces données n'a jamais été évaluée empiriquement. Cette étude visait donc à évaluer la valeur des données subjectives utilisées dans la procédure d'estimation des paramètres du modèle CALLPLAN. À l'aide de simulations de jugements sur ordinateur, nous avons vérifié si la procédure d'estimation, telle que proposée par Lodish, peut être améliorée. Nous avons trouvé en essayant différentes combinaisons de cinq points, qu'effectivement la combinaison de Lodish n'est pas la meilleure pour estimer adéquatement les paramètres du modèle CALLPLAN. Quand la fonction de réponse des ventes est à priori en forme de S, les points utilisés devraient être les suivants ; les ventes prévues si aucune visite n'est effectuée (min), les ventes actuelles, les ventes prévues si un nombre infiniment grand de visites est effectué (max), les ventes prévues avec le nombre de visites qui correspond au point d'inflexion (P.l.) de la fonction de réponse et les ventes prévues avec le nombre de visites qui correspond à la mi-distance du point d'inflexion et du niveau de ressource min. Quand la fonction de réponse est à priori concave, la combinaison de points utilisée devrait être ; les ventes prévues si aucune visite n'est effectuée, les ventes actuelles, les ventes prévues si un nombre infiniment grand de visites est effectué, les ventes prévues en réduisant au quart le nombre de visites actuellement effectué et les ventes prévues en diminuant de 50% le nombre de visite actuellement utilisé. Nous avons également observé que les jugements concernant les ventes minimales et les ventes maximales influencent grandement les estimés. Nous avons donc trouvé un moyen d'atténuer leur impact en calculant des estimés moyens générés par les jugements individuels d'un groupe déjugés.

Effets de l'application d'un programme conjoint de stimulation du langage oral et de pré-requis appliqués en classe maternelle, sur l’aptitude à apprendre à lire, en comparaison aux effets de l'application d'un programme unique en langage oral

La lecture constitue certainement le domaine que l'école privilégie le plus au niveau des apprentissages scolaires. En fait c'est sur l'écrit que vont reposer tous les autres apprentissages scolaires (mathématiques, sciences, etc... ) et c'est pourquoi, dans le contexte actuel de l'école, il nous apparaît nécessaire de faciliter les premiers pas de l'apprentissage lexique en recourant à des programmes préventifs. À partir de l'étude des troubles d'apprentissage naît, la notion de maturité pour apprendre à lire. Celle-ci est d'abord associée à l'âge mental. Par la suite, elle est liée à d'autres facteurs tels que l’acuité visuelle, auditive et articulatoire, aux méthodes d'apprentissage, au développement social et émotionnel, etc. Vers les années 40, A.J. Barris lance l'idée de programmes de "Reading readiness" ou de préparation à l'apprentissage de la lecture. À partir de cette idée, une autre fait son apparition, soit l'importance de l’expérience chez l'enfant pour le préparer à un quelconque apprentissage. Cette expérience se développe au sein de la famille et de la classe maternelle au moyen de la sensori-motricité et de l'apport des facteurs instrumentaux. Pour arriver à trouver des variables reliées directement à la réussite en apprentissage lexique, les chercheurs utilisent les tests déjà en place ou en créent d'autres. Ainsi, ils essaient de trouver des corrélations entre des épreuves et la réussite en lecture. Enfin, la théorie américaine de l'enfant ayant des troubles d'apprentissage, "the learning disabled", contribue à l'essor de la prédictivité de ces difficultés par des tests et·leur prévention par différents exercices. Ce même mouvement de prévention se retrouve en Europe au niveau de l'apprentissage lexique. Pour nous, en explorant la conception de l'apprentissage lexique à travers différents auteurs, de sa préparation par l'apport des pré-requis et en examinant les notions d'aptitude à apprendre à lire et des difficultés reliées à cette préparation, nous nous sommes attardé à l'importance des pré-requis face au succès en apprentissage de la lecture. C'est à partir d'opinions et de découvertes de différents auteurs sur la nécessité de préparer les enfants à l'apprentissage, que nous avons décidé de présenter un projet de recherche mettant l'accent sur la nécessité des pré-requis à l'apprentissage lexique. Nous avons retenu parmi ces pré-requis ceux que l'on qualifie de facteurs instrumentaux.

The Effect of using online homework exercises on student achievement in a Quantitative methods course

Abstract: Quantitative Methods (QM) is a compulsory course in the Social Science program in CEGEP. Many QM instructors assign a number of homework exercises to give students the opportunity to practice the statistical methods, which enhances their learning. However, traditional written exercises have two significant disadvantages. The first is that the feedback process is often very slow. The second disadvantage is that written exercises can generate a large amount of correcting for the instructor. WeBWorK is an open-source system that allows instructors to write exercises which students answer online. Although originally designed to write exercises for math and science students, WeBWorK programming allows for the creation of a variety of questions which can be used in the Quantitative Methods course. Because many statistical exercises generate objective and quantitative answers, the system is able to instantly assess students’ responses and tell them whether they are right or wrong. This immediate feedback has been shown to be theoretically conducive to positive learning outcomes. In addition, the system can be set up to allow students to re-try the problem if they got it wrong. This has benefits both in terms of student motivation and reinforcing learning. Through the use of a quasi-experiment, this research project measured and analysed the effects of using WeBWorK exercises in the Quantitative Methods course at Vanier College. Three specific research questions were addressed. First, we looked at whether students who did the WeBWorK exercises got better grades than students who did written exercises. Second, we looked at whether students who completed more of the WeBWorK exercises got better grades than students who completed fewer of the WeBWorK exercises. Finally, we used a self-report survey to find out what students’ perceptions and opinions were of the WeBWorK and the written exercises. For the first research question, a crossover design was used in order to compare whether the group that did WeBWorK problems during one unit would score significantly higher on that unit test than the other group that did the written problems. We found no significant difference in grades between students who did the WeBWorK exercises and students who did the written exercises. The second research question looked at whether students who completed more of the WeBWorK exercises would get significantly higher grades than students who completed fewer of the WeBWorK exercises. The straight-line relationship between number of WeBWorK exercises completed and grades was positive in both groups. However, the correlation coefficients for these two variables showed no real pattern. Our third research question was investigated by using a survey to elicit students’ perceptions and opinions regarding the WeBWorK and written exercises. Students reported no difference in the amount of effort put into completing each type of exercise. Students were also asked to rate each type of exercise along six dimensions and a composite score was calculated. Overall, students gave a significantly higher score to the written exercises, and reported that they found the written exercises were better for understanding the basic statistical concepts and for learning the basic statistical methods. However, when presented with the choice of having only written or only WeBWorK exercises, slightly more students preferred or strongly preferred having only WeBWorK exercises. The results of this research suggest that the advantages of using WeBWorK to teach Quantitative Methods are variable. The WeBWorK system offers immediate feedback, which often seems to motivate students to try again if they do not have the correct answer. However, this does not necessarily translate into better performance on the written tests and on the final exam. What has been learned is that the WeBWorK system can be used by interested instructors to enhance student learning in the Quantitative Methods course. Further research may examine more specifically how this system can be used more effectively.

Retrofit de systèmes de revalorisation de chaleur industrielle à basse température par optimisation exergo-économique

Ce projet porte, dans un souci d’efficacité énergétique, sur la récupération d’énergie des rejets thermiques à basse température. Une analyse d’optimisation des technologies dans le but d’obtenir un système de revalorisation de chaleur rentable fait objet de cette recherche. Le but sera de soutirer la chaleur des rejets thermiques et de la réappliquer à un procédé industriel. Réduire la consommation énergétique d’une usine entre habituellement en conflit avec l’investissement requis pour les équipements de revalorisation de chaleur. Ce projet de maitrise porte sur l’application d’optimisations multiobjectives par algorithme génétique (GA) pour faciliter le design en retrofit des systèmes de revalorisation de chaleur industrielle. L’originalité de cette approche consiste à l’emploi du «fast non-dominant sorting genetic algorithm» ou NSGA-II dans le but de trouver les solutions optimales entre la valeur capitale et les pertes exergétiques des réseaux d’échangeurs de chaleur et de pompes à chaleur. Identifier les solutions optimales entre le coût et l’efficacité exergétique peut ensuite aider dans le processus de sélection d’un design approprié en considérant les coûts énergétiques. Afin de tester cette approche, une étude de cas est proposée pour la récupération de chaleur dans une usine de pâte et papier. Ceci inclut l’intégration d’échangeur de chaleur Shell&tube, d’échangeur à contact direct et de pompe à chaleur au réseau thermique existant. Pour l’étude de cas, le projet en collaboration avec Cascades est constitué de deux étapes, soit de ciblage et d’optimisation de solutions de retrofit du réseau d’échangeur de chaleur de l’usine de tissus Cascades à Kinsley Falls. L’étape de ciblage, basée sur la méthode d’analyse du pincement, permet d’identifier et de sélectionner les modifications de topologie du réseau d’échangeurs existant en y ajoutant de nouveaux équipements. Les scénarios résultants passent ensuite à l’étape d’optimisation où les modèles mathématiques pour chaque nouvel équipement sont optimisés afin de produire une courbe d’échange optimal entre le critère économique et exergétique. Pourquoi doubler l’analyse économique d’un critère d’exergie? D’abord, parce que les modèles économiques sont par définition de nature imprécise. Coupler les résultats des modèles économiques avec un critère exergétique permet d’identifier des solutions de retrofit plus efficaces sans trop s’éloigner d’un optimum économique. Ensuite, le rendement exergétique permet d’identifier les designs utilisant l’énergie de haute qualité, telle que l’électricité ou la vapeur, de façon plus efficace lorsque des sources d’énergie de basse qualité, telles que les effluents thermiques, sont disponibles. Ainsi en choisissant un design qui détruit moins d’exergie, il demandera un coût énergétique moindre. Les résultats de l’étude de cas publiés dans l’article montrent une possibilité de réduction des coûts en demande de vapeur de 89% tout en réduisant la destruction d’exergie de 82%. Dans certains cas de retrofit, la solution la plus justifiable économiquement est également très proche de la solution à destruction d’exergie minimale. L’analyse du réseau d’échangeurs et l’amélioration de son rendement exergétique permettront de justifier l’intégration de ces systèmes dans l’usine. Les diverses options pourront ensuite être considérées par Cascades pour leurs faisabilités technologiques et économiques sachant qu’elles ont été optimisées.

Genèse documentaire communautaire : cas d'un collectif d'enseignants travaillant sur une ressource visant le développement de la pensée algébrique

Notre projet de recherche de maîtrise s’inscrit dans le contexte « Early Algebra », une perspective visant le développement de la pensée algébrique sans l’utilisation du langage littéral de l’algèbre dès le primaire. Plusieurs pays, comme les États-Unis et l'Australie, ont intégré cette visée dans les programmes de formation. Bien que le programme de formation de l’école québécois ne s’inscrive pas dans cette tendance, le développement de la pensée algébrique n’est pas absent pour autant dans le programme du primaire, selon les concepteurs du Programme de formation de l’école québécoise (PFÉQ). L’introduction à l’algèbre se fait dès le premier cycle du secondaire de deux façons : la généralisation et la résolution de problèmes. Des initiatives locales se développent afin d’implanter, dans le milieu scolaire, des pratiques d’enseignement favorisant le développement de la pensée algébrique au primaire et au secondaire. Un groupe formé de didacticiens des mathématiques, de conseillers pédagogiques et d'enseignants travaille depuis quelques années en ce sens. Les questions de la circulation des connaissances professionnelles liées à une ressource ainsi que l’intégration de celle-ci dans la pratique des enseignants sont au cœur de cette problématique exige la construction de schèmes d’usage (Vergnaud, 1996). L’objectif de notre recherche de maîtrise est de documenter les transformations que subit une ressource en lien avec le développement de la pensée algébrique lors de la résolution de problèmes, utilisée par un groupe d’enseignants. Cette ressource se compose d'un problème mathématique «Arsène Ponton» et de principes didactiques proposés par les formateurs concernant la pensée algébrique et son développement chez les élèves.

Recherche intervention sur l'impact de l'enseignement de stratégies métacognitives liées à la recherche d'informations sur Internet.

L'approche par projets et l'utilisation des nouvelles technologies à des fins éducatives sont des sujets d'actualité. Vouloir marier les deux pourrait aller de soi puisque Internet regorge d'informations intéressantes pour alimenter les projets. Malheureusement, on constate rapidement les difficultés qui font d'Internet un média difficile à utiliser pour des élèves du primaire. Afin d'améliorer cette situation, il paraissait nécessaire d'intervenir. Il nous a semblé important d'amener les élèves à planifier, à évaluer et à réfléchir sur leurs habitudes. C'est pourquoi il est intéressant d'expérimenter un enseignement qui repose sur le développement de stratégies métacognitives. Les objectifs de cette recherche sont, d'une part, de déterminer quels sont les savoirs, les savoir-être et les savoir-faire en lien avec la recherche d'informations sur Internet qu'un élève du troisième cycle du primaire doit développer afin d'être efficace. D'autre part, il faut aussi s'attarder aux stratégies d'accompagnement que l'enseignant se doit de mettre en place pour développer ces habiletés métacognitives. Afin de cerner notre sujet, la recension des écrits porte sur trois concepts importants. Nous avons débuté par l'approche par projets puisqu'elle représente la structure qui entoure l'élève lorsqu'il est en recherche d'informations. Ensuite, vient Internet qui tient le rôle de l'outil employé par l'élève pour arriver à ses fins. Le dernier concept vu est la métacognition, elle représente l'angle d'intervention visé par l'enseignant chercheur. Puisque cette recherche est basée sur l'étude de l'impact engendré par l'enseignement de stratégies métacognitives, elle s'inscrit dans l'optique d'une recherche intervention appliquée sur le terrain et dont l'enjeu est pragmatique. Afin d'apprécier les changements reliés à l'utilisation de stratégies métacognitives pertinentes, des entrevues ont été réalisées avant et après les enseignements et l'enseignant chercheur a employé un journal de bord pour y recueillir ses observations. Cette recherche s'inscrit donc dans une approche qualitative. Pour atteindre les objectifs de cette recherche, des activités ont été planifiées. Elles ont comme but, dans un premier temps, de bâtir un bagage de connaissances relatif à ce média. Ensuite, elles permettent de sensibiliser les élèves aux différentes stratégies métacognitives utiles face à ce média. C'est ainsi que l'on aborde les thèmes : "Qu'est-ce qu'Internet?", "Comment utiliser Internet?" et "Développer sa pensée critique face aux découvertes sur le Web". L'analyse des résultats de cette recherche permet de constater plusieurs changements tant au niveau du savoir, du savoir-faire et du savoir-être. Les élèves interviewés ont maintenant une méthode de recherche plus efficace qui s'adapte aux obstacles rencontrés et la pensée critique fait maintenant partie intégrante de leurs habitudes de navigation. Ils ont développé une confiance en soi dans ce type d'activité. De plus, les élèves ont transféré l'utilisation de stratégies métacognitives à d'autres domaines tels que la résolution de problèmes en mathématiques ou la correction de textes en français. Ils y utilisent le vocabulaire appris et ils prennent conscience de l'activité mentale associée à la tâche. Cette recherche permet aussi aux enseignants de cibler adéquatement les savoir, les savoir-faire et les savoir-être qu'un élève doit développer afin d'être un internaute compétent. De plus, elle propose une démarche, soit l'enseignement stratégique et implicite (Bissonnette et Richard, 2001) qui s'est révélée appropriée et efficace. Nous pouvons donc conclure que notre intervention a eu un impact sur le développement de la compétence à rechercher sur Internet de l'information pertinente chez les élèves du troisième cycle du primaire.