Apport d'une activité d'apprentissage intégrant l'histoire des sciences à l'enseignement de la physique au niveau collégial

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'enseignement des sciences et de la technologie au primaire et les TIC : une analyse didactique des pratiques

L’enseignement des sciences et de la technologie (ST) est dans une condition précaire dans les écoles primaires du Québec. Plusieurs recherches ont démontré que les technologies de l’information et de la communication (TIC) peuvent aider les enseignants à favoriser les apprentissages des élèves dans certaines matières dont en ST (Baron, 2001; Becta, 2005; Tardif, 1998). D’ailleurs, Linard (2001) maintient que les TIC, dans le domaine des apprentissages, peuvent faciliter l’exécution de plusieurs tâches cognitives telles qu’agir, interagir, s’informer, explorer, échanger, expérimenter, créer, etc. Cette recherche décrit les pratiques d’enseignement en ST d’enseignants Maîtres-TIC (MTIC) lors de l’intégration des TIC. Nous avons opté pour une recherche heuristique à méthodologie mixte. Des enseignants MTIC et des étudiants de quatrième année MTIC ont répondu à un questionnaire en ligne. Ensuite, une enseignante a été interviewée pour dresser un portrait plus détaillé des pratiques d’enseignement. À l’aide des données obtenues, nous avons réussi à créer une liste d’avantages de l’intégration des TIC en enseignement des ST ainsi qu’une liste des difficultés liées à cette intégration. Une liste des différentes applications TIC réalisées en enseignement des ST par les enseignants et les étudiants questionnés a aussi été ressortie des données de la recherche. De plus, une liste des avantages de la formation Maître-TIC de l’Université de Montréal a été créée en fonction des données recueillies. Puis, nous précisons quelques apports de cette recherche relatifs aux objectifs de départ et à l’évolution de la formation MTIC.

Étude des conceptions alternatives et des processus de raisonnement des étudiants de chimie du niveau collégial sur la molécule, la polarité et les phénomènes macroscopiques

La chimie est un sujet difficile étant donné ses concepts nombreux et souvent peu intuitifs. Mais au-delà de ces difficultés d’ordre épistémologique, l’apprentissage de la chimie peut être en péril lorsqu’il s’appuie sur des fondations instables, mêlées de conceptions alternatives. Les conceptions alternatives sont les représentations internes, tacites, des étudiants, qui sont en désaccord avec la théorie scientifiquement acceptée. Leur présence dans leur esprit peut nuire à la compréhension conceptuelle, et elle peut mener les étudiants à expliquer le comportement de la matière incorrectement et à faire des prédictions inexactes en chimie. Les conceptions alternatives sont réputées répandues et difficiles à repérer dans un cadre traditionnel d’enseignement. De nombreuses conceptions alternatives en chimie ont été mises en lumière par différents groupes de chercheurs internationaux, sans toutefois qu’une telle opération n’ait jamais été réalisée avec des étudiants collégiaux québécois. Le système d’éducation postsecondaire québécois représentant un contexte unique, une étude des difficultés particulières de ces étudiants était nécessaire pour tracer un portrait juste de la situation. De plus, des chercheurs proposent aujourd’hui de ne pas faire uniquement l’inventaire des conceptions, mais de s’attarder aussi à étudier comment, par quel processus, elles mènent à de mauvaises prédictions ou explications. En effet, ils soutiennent que les catalogues de conceptions ne peuvent pas être facilement utilisés par les enseignants, ce qui devrait pourtant être la raison pour les mettre en lumière : qu’elles soient prises en compte dans l’enseignement. Toutefois, aucune typologie satisfaisante des raisonnements et des conceptions alternatives en chimie, qui serait appuyée sur des résultats expérimentaux, n’existe actuellement dans les écrits de recherche. Plusieurs chercheurs en didactique de la chimie suggèrent qu’une telle typologie est nécessaire et devrait rendre explicites les modes de raisonnement qui mettent en jeu ces conceptions alternatives. L’explicitation du raisonnement employé par les étudiants serait ainsi la voie permettant de repérer la conception alternative sur laquelle ce raisonnement s’appuie. Le raisonnement est le passage des idées tacites aux réponses manifestes. Ce ne sont pas toutes les mauvaises réponses en chimie qui proviennent de conceptions alternatives : certaines proviennent d’un manque de connaissances, d’autres d’un agencement incorrect de concepts pourtant corrects. Comme toutes les sortes de mauvaises réponses d’étudiants sont problématiques lors de l’enseignement, il est pertinent de toutes les considérer. Ainsi, ces préoccupations ont inspiré la question de recherche suivante : Quelles conceptions alternatives et quels processus de raisonnement mènent les étudiants à faire de mauvaises prédictions en chimie ou à donner de mauvaises explications du comportement de la matière? C’est pour fournir une réponse à cette question que cette recherche doctorale a été menée. Au total, 2413 étudiants ont participé à la recherche, qui était divisée en trois phases : la phase préliminaire, la phase pilote et la phase principale. Des entrevues cliniques ont été menées à la phase préliminaire, pour explorer les conceptions alternatives des étudiants en chimie. Lors de la phase pilote, des questionnaires à choix multiples avec justification ouverte des réponses ont été utilisés pour délimiter le sujet, notamment à propos des notions de chimie les plus pertinentes sur lesquelles concentrer la recherche et pour mettre en lumière les façons de raisonner des étudiants à propos de ces notions. La phase principale, quant à elle, a utilisé le questionnaire à deux paliers à choix multiples « Molécules, polarité et phénomènes » (MPP) développé spécifiquement pour cette recherche. Ce questionnaire a été distribué aux étudiants via une adaptation de la plateforme Web ConSOL, développée durant la recherche par le groupe de recherche dont fait partie la chercheuse principale. Les résultats montrent que les étudiants de sciences de la nature ont de nombreuses conceptions alternatives et autres difficultés conceptuelles, certaines étant très répandues parmi leur population. En particulier, une forte proportion d’étudiants croient que l’évaporation d’un composé entraîne le bris des liaisons covalentes de ses molécules (61,1 %), que tout regroupement d’atomes est une molécule (78,9 %) et que les atomes ont des propriétés macroscopiques pareilles à celles de l’élément qu’ils constituent (66,0 %). D’un autre côté, ce ne sont pas toutes les mauvaises réponses au MPP qui montrent des conceptions alternatives. Certaines d’entre elles s’expliquent plutôt par une carence dans les connaissances antérieures (par exemple, lorsque les étudiants montrent une méconnaissance d’éléments chimiques communs, à 21,8 %) ou par un raisonnement logique incomplet (lorsqu’ils croient que le seul fait de posséder des liaisons polaires rend nécessairement une molécule polaire, ce qu’on observe chez 24,1 % d’entre eux). Les conceptions alternatives et les raisonnements qui mènent à des réponses incorrectes s’observent chez les étudiants de première année et chez ceux de deuxième année du programme de sciences, dans certains cas avec une fréquence diminuant entre les deux années, et dans d’autres, à la même fréquence chez les deux sous-populations. Ces résultats permettent de mitiger l’affirmation, généralement reconnue dans les écrits de recherche, selon laquelle les conceptions alternatives sont résistantes à l’enseignement traditionnel : selon les résultats de la présente recherche, certaines d’entre elles semblent en effet se résoudre à travers un tel contexte d’enseignement. Il demeure que plusieurs conceptions alternatives, carences dans les connaissances antérieures de base et erreurs de raisonnement ont été mises en lumière par cette recherche. Ces problèmes dans l’apprentissage mènent les étudiants collégiaux à faire des prédictions incorrectes du comportement de la matière, ou à expliquer ce comportement de façon incorrecte. Au regard de ces résultats, une réflexion sur l’enseignement de la chimie au niveau collégial, qui pourrait faire une plus grande place à la réflexion conceptuelle et à l’utilisation du raisonnement pour la prédiction et l’explication des phénomènes étudiés, serait pertinente à tenir.

Les postures des animateurs et des animatrices scientifiques quant au dialogue "sciences en/et société"

Cette recherche a eu pour objectif d’explorer les postures d’animateurs et d’animatrices scientifiques quant au dialogue « sciences en/et société » et les moyens qu’ils utilisent pour assurer ce dialogue à travers leurs interventions pédagogiques dans le cadre d’ateliers scientifiques hors scolaires. Six animateurs scientifiques ont été interviewés. Ces entretiens ont permis de recueillir des données riches sur leur compréhension de la nature des sciences, leurs postures pédagogiques en tant que transmetteur, guide ou médiateur du développement de l’alphabétisation scientifique chez les jeunes dans les espaces hors scolaires, ainsi que sur la manière dont ils perçoivent le rôle de leurs interventions pédagogiques dans le cadre du développement de l’alphabétisation scientifique chez les jeunes et de la compréhension qu’ils ont des sciences comme outil d’action sociopolitique, tel qu’entendu dans le dialogue « sciences en/et société ». Les postures épistémologiques, pédagogiques et sociales identifiées sont d’une grande diversité et révèlent des tendances qui s’inscrivent dans des spectres allant de l’empirisme au constructivisme, du divertissement à l’empowerment et de la valorisation de la place des sciences en société à la critique de sa primauté. Plusieurs animateurs scientifiques de notre échantillon ont ainsi eu des postures hybrides et parfois conflictuelles, ce qui met en évidence la valeur potentielle d’interventions éducatives qui donnent aux animateurs scientifiques l’occasion de questionner et de réexaminer de manière critique leurs pratiques.

Étude comparée de la formation initiale des enseignants du primaire au Québec et en Finlande

Depuis les années 1980, la formation des enseignants a fait l’objet de réformes majeures dans la plupart des sociétés développées, souvent en étant directement articulée à un processus de «professionnalisation» (Tardif, Lessard & Gauthier, 1998). La professionnalisation de l’enseignement est aujourd’hui considérée comme un mouvement international (OCDE, 2005). Dans cette recherche de maîtrise, nous analysons la mise en œuvre de la professionnalisation et son articulation à l’organisation des programmes de formation des enseignants du primaire dans deux contextes : Finlande et Québec. L’intérêt d’une comparaison du Québec avec la Finlande découle des enquêtes PISA 2000, 2003, et 2006, qui ont permis de faire reconnaître le système éducatif finlandais comme l’exemple d’un système performant qui combine avec succès la qualité, l’équité et la cohésion sociale (Sahlberg, 2007). Or, parmi les nombreuses raisons présentées pour expliquer ce succès, une des plus importantes serait la formation des enseignants. En Finlande les enseignants réalisent une formation initiale de 5 ans. Mais au Québec les enseignants sont aussi hautement éduqués : ils réalisent une formation universitaire de 4 ans après deux années d’études pré-universitaires. Dans les deux contextes, les enseignants complètent 17 ans de scolarité. Quelles sont les similitudes et les différences entre les programmes de formation des enseignants du primaire en Finlande et au Québec? Comment et en quoi ce processus de professionnalisation, comme tendance internationale, a-t-il marqué les systèmes de formation d’enseignants finlandais et québécois ? Peut-on dégager, à partir de cette comparaison, des éléments d’un système de formation à l’enseignement de meilleure qualité pour le Québec?

Impact des services d'animation pédagogique de la Biosphère sur certaines conceptions d'élèves du deuxième cycle du primaire

L’enseignement des sciences est capital dès l’école primaire, mais est souvent délaissé. Les musées scientifiques peuvent palier à cette lacune en offrant des ressources éducatives concrètes, dont les programmes éducatifs. Cette recherche détermine l’impact d’une animation pédagogique de la Biosphère sur certaines conceptions d’élèves du deuxième cycle du primaire. La chercheuse a opté pour une recherche qualitative et la méthode choisie est l’étude de cas, de type exploratoire. Des élèves d’une classe ont participé à l’étude. Ils ont assisté à une visite muséale, insérée au sein d’une séquence didactique. À l’aide de plusieurs outils de collecte de données (questionnaires, entrevues et observations), la chercheuse a été en mesure d’identifier quatre niveaux de modification des conceptions d’élèves (évolution notable, une certaine évolution, stabilité des conceptions, confusion des conceptions). Enfin, elle suggère quelques pistes d’amélioration à la Biosphère afin de maximiser l’impact de la visite sur l’apprentissage des élèves.

Étude des débats menant à l’adoption du projet de loi no 38 sur la gouvernance des universités québécoises

Ce mémoire vise à comprendre les enjeux sociaux qui ont animé le champ social de l’enseignement supérieur à l’étape de la formulation du projet de loi no 38 sur la gouvernance des universités et à mettre en évidence le rôle et l'influence des diverses catégories d'acteurs sociaux impliqués dans ces débats, chacun tentant d’imposer sa définition des enjeux en fonction de ses intérêts, de même que les facteurs explicatifs de cette influence (stratégies, ressources, etc.). Les débats qui ont eu lieu autour du projet de loi à l’étude ont été traité comme étant le produit d’un système d'action, lequel permet de classer ces débats selon une typologie des enjeux, correspondant chacun à trois niveaux de l’action sociale : enjeux fondamentaux, enjeux organisationnels et enjeux politiques. L’analyse des débats font état d’un rapport conflictuel entre les acteurs « externes » à l’université et les acteurs associés à la communauté universitaire dont l’objet est l’organisation et l’exercice du pouvoir entre les acteurs et les instances au sein des établissements universitaires.

Évaluation qualitative des déterminants de l'utilisation des connaissances issues de la recherche par les enseignants d'écoles secondaires québécoises en milieu défavorisé

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les principaux modèles de changement conceptuel et l'enseignement des sciences au primaire : état de la question

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Una secuencia didáctica para un concepto unificador en un curso de álgebra lineal de un programa de formación a la ingeniería

L’introduction aux concepts unificateurs dans l’enseignement des mathématiques privilégie typiquement l’approche axiomatique. Il n’est pas surprenant de constater qu’une telle approche tend à une algorithmisation des tâches pour augmenter l’efficacité de leur résolution et favoriser la transparence du nouveau concept enseigné (Chevallard, 1991). Cette réponse classique fait néanmoins oublier le rôle unificateur du concept et n’encourage pas à l’utilisation de sa puissance. Afin d’améliorer l’apprentissage d’un concept unificateur, ce travail de thèse étudie la pertinence d’une séquence didactique dans la formation d’ingénieurs centrée sur un concept unificateur de l’algèbre linéaire: la transformation linéaire (TL). La notion d’unification et la question du sens de la linéarité sont abordées à travers l’acquisition de compétences en résolution de problèmes. La séquence des problèmes à résoudre a pour objet le processus de construction d’un concept abstrait (la TL) sur un domaine déjà mathématisé, avec l’intention de dégager l’aspect unificateur de la notion formelle (Astolfi y Drouin, 1992). À partir de résultats de travaux en didactique des sciences et des mathématiques (Dupin 1995; Sfard 1991), nous élaborons des situations didactiques sur la base d’éléments de modélisation, en cherchant à articuler deux façons de concevoir l’objet (« procédurale » et « structurale ») de façon à trouver une stratégie de résolution plus sûre, plus économique et réutilisable. En particulier, nous avons cherché à situer la notion dans différents domaines mathématiques où elle est applicable : arithmétique, géométrique, algébrique et analytique. La séquence vise à développer des liens entre différents cadres mathématiques, et entre différentes représentations de la TL dans les différents registres mathématiques, en s’inspirant notamment dans cette démarche du développement historique de la notion. De plus, la séquence didactique vise à maintenir un équilibre entre le côté applicable des tâches à la pratique professionnelle visée, et le côté théorique propice à la structuration des concepts. L’étude a été conduite avec des étudiants chiliens en formation au génie, dans le premier cours d’algèbre linéaire. Nous avons mené une analyse a priori détaillée afin de renforcer la robustesse de la séquence et de préparer à l’analyse des données. Par l’analyse des réponses au questionnaire d’entrée, des productions des équipes et des commentaires reçus en entrevus, nous avons pu identifier les compétences mathématiques et les niveaux d’explicitation (Caron, 2004) mis à contribution dans l’utilisation de la TL. Les résultats obtenus montrent l’émergence du rôle unificateur de la TL, même chez ceux dont les habitudes en résolution de problèmes mathématiques sont marquées par une orientation procédurale, tant dans l’apprentissage que dans l’enseignement. La séquence didactique a montré son efficacité pour la construction progressive chez les étudiants de la notion de transformation linéaire (TL), avec le sens et les propriétés qui lui sont propres : la TL apparaît ainsi comme un moyen économique de résoudre des problèmes extérieurs à l’algèbre linéaire, ce qui permet aux étudiants d’en abstraire les propriétés sous-jacentes. Par ailleurs, nous avons pu observer que certains concepts enseignés auparavant peuvent agir comme obstacles à l’unification visée. Cela peut ramener les étudiants à leur point de départ, et le rôle de la TL se résume dans ces conditions à révéler des connaissances partielles, plutôt qu’à guider la résolution.

Une analyse de l’emploi et du salaire des diplômés universitaires en Chine à leur entrée sur le marché de travail

Ce mémoire a pour objectif de comprendre la situation de l’emploi et le salaire pour les diplômés universitaires en Chine à l’entrée du marché de travail pendant les dernières années. Après la revue de littérature, nous avons supposé trois hypothèses sur la compétence personnelle basée sur la théorie du capital humain. Dans cette recherche, les données retenues proviennent de deux sources : (1) les canaux officiels, y inclus les rapports diffusés et les statistiques publiées par le ministère de l’Éducation ou le Bureau national des Statistiques en Chine. (2) les canaux non gouvernementaux, soit les institutions d’enquêtes indépendantes et les organisations académiques en Chine. Nos résultats d’observation nous permettent de constater que les diplômés chinois sont exposés à une vive concurrence dans un marché où l’offre de travail y est excédentaire. Les caractéristiques personnelles, la qualité de l’enseignement, le niveau de scolarité et la discipline d’étude, peuvent affecter dans une certaine mesure l’emploi et le salaire de départ. Finalement, nous concluons ce mémoire avec des propositions de pistes de solution aux caractéristiques chinoises qui visent à réduire la difficulté d’emplois des diplômés.

Diplômés du collège et de l’université : une comparaison des immigrants et natifs au Québec en 2006.

Les données du recensement de 2006 de Statistique Canada ont été utilisées afin d’étudier les immigrants diplômés ou certifiés au collégial ou à l’universitaire, tout en essayant de les comparer aux natifs du Québec et du reste du Canada. En fait, nous avons expliqué le fait de détenir un titre postsecondaire du système éducatif québécois chez l’ensemble de la population et chez les différentes générations d’immigrants selon les régions de naissance ou d’origine des individus. De plus, nous avons examiné l’effet de l’âge à l’immigration, de la langue d’usage à la maison et de la période d’arrivée sur le fait de détenir un diplôme ou un certificat postsecondaire du système éducatif québécois. Pour réaliser cette étude, nous avons donc utilisé une analyse bivariée et multivariée axée sur des variables socio-économiques, démographiques, ethnoculturelles et contextuelles. Nous avons trouvé que les natifs du Québec ont des chances supérieures aux autres groupes étudiés (immigrants des diverses régions et natifs du reste du Canada) d’avoir un titre collégial. Cependant, les immigrants, surtout ceux de l’Afrique et de l’Asie de l’Est ou du Sud-est, et les natifs du reste du Canada ont des chances nettement supérieures de détenir un titre universitaire que les natifs du Québec. Les immigrants nés aux États-Unis et en Afrique sont plus souvent diplômés de l’université que ceux nés en Asie de l’Est et du Sud-est. Les Latino-américains de première génération sont plus susceptibles d’avoir un diplôme ou un certificat collégial que les Asiatiques de l’Est ou du Sud-est. Les immigrants de deuxième génération dont la mère est née dans les Caraïbes ou au Québec ont plus de chance de détenir un diplôme ou certificat du collège que les immigrants de deuxième génération dont la mère est née en Asie de l’Est ou du Sud-est. Les enfants qui migrent au Québec ou au Canada avant 10 ans ont des chances nettement plus élevées d’avoir un titre collégial que de ne pas en avoir, en comparaison à ceux arrivés après cet âge. Un immigrant dont la langue d’usage à la maison n’est ni le français ni l’anglais réussit bien au collégial, mais détient moins souvent un titre universitaire. Enfin, la cohorte d’immigrants arrivée durant la période 2000-2006 a significativement plus de chances de détenir un titre universitaire que les autres cohortes étudiées.

Impacts d’une formation établissant des liens entre les sciences et la cuisine sur l’enseignement des sciences au primaire

Depuis plusieurs années, l’enseignement des sciences joue un rôle de 2e plan, après le français et les mathématiques, chez plusieurs enseignants du primaire (Lenoir, 2000). Peinant à établir des liens entre les savoirs à enseigner et la réalité quotidienne, ces enseignants ayant souvent une formation lacunaire semblent rechercher de nouveaux outils didactiques efficaces. À cet effet, l’intégration de pratiques sociales de référence (Martinand, 1986) aux situations d’apprentissage peut constituer une pratique innovante favorisant la transposition didactique des savoirs disciplinaires. Misant sur l’intérêt grandissant des Québécois pour la cuisine, cette recherche tente de déterminer l’impact d’une formation continue établissant des liens entre les sciences et les pratiques culinaires sur l’enseignement des sciences au primaire. Pour cette étude de cas descriptive, six enseignants du primaire ont participé à deux rencontres de formation durant lesquelles elles ont expérimenté une situation d’apprentissage et d’évaluation (SAÉ) intégrant des activités culinaires. À la suite d’une période de mise à l’essai de cette SAÉ en classe, les sujets ont été interviewés afin d’établir les apprentissages réalisés durant la formation et de dresser une liste des avantages et des obstacles associés à l’utilisation d’activités culinaires pour enseigner les sciences. De plus, les suggestions émises visant l’amélioration de la SAÉ (rapport bilan écrit) ont permis de mettre en relief la prédominance de préoccupations de nature pédagogique, organisationnelle et socioaffective chez les sujets de l’échantillon. Cette recherche entraîne des retombées pour les didacticiens puisqu’elle fournit des données supplémentaires pouvant contribuer à améliorer la qualité du matériel didactique mis à la disposition des praticiens. De plus, la SAÉ développée pour cette étude constitue un outil didactique novateur pouvant être utilisé par les enseignants du primaire.

La programmation informatique dans la recherche et la formation en mathématiques au niveau universitaire

Une étude récente auprès de 302 mathématiciens canadiens révèle un écart intriguant : tandis que 43% des sondés utilisent la programmation informatique dans leur recherche, seulement 18% indiquent qu'ils emploient cette technologie dans leur enseignement (Buteau et coll., 2014). La première donnée reflète le potentiel énorme qu'a la programmation pour faire et apprendre des mathématiques. La deuxième donnée a inspiré ce mémoire : pourquoi existe-t-il un tel écart ? Pour répondre à cette question, nous avons mené une étude exploratoire qui cherche à mieux comprendre la place de la programmation dans la recherche et la formation en mathématiques au niveau universitaire. Des entrevues semi-dirigées ont été conduites avec 14 mathématiciens travaillant dans des domaines variés et à différentes universités à travers le pays. Notre analyse qualitative nous permet de décrire les façons dont ces mathématiciens construisent des programmes informatiques afin d'accomplir plusieurs tâches (p.e., simuler des phénomènes réels, faire des mathématiques « expérimentales », développer de nouveaux outils puissants). Elle nous permet également d'identifier des moments où les mathématiciens exposent leurs étudiants à certains éléments de ces pratiques en recherche. Nous notons toutefois que les étudiants sont rarement invités à concevoir et à écrire leurs propres programmes. Enfin, nos participants évoquent plusieurs contraintes institutionnelles : le curriculum, la culture départementale, les ressources humaines, les traditions en mathématiques, etc. Quelques-unes de ces contraintes, qui semblent limiter l'expérience mathématique des étudiants de premier cycle, pourraient être revues.

L'apprentissage de l'approche systémique familiale dans la formation universitaire de premier cycle en sciences infirmières

Rapport de stage présenté à la Faculté des sciences infirmières en vue de l'obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.) en sciences infirmières option expertise-conseil en soins infirmiers