Comprendre la science est essentiel dans la société d’aujourd’hui. La compréhension de la science par le public est largement influencée par ses expériences dans les écoles et les salles de classe des sciences. Il est donc important que les professeurs de sciences comprennent la science et en donnent une représentation exacte dans leurs salles de classe. La science est définie comme un

  1. corpus de connaissances,
  2. un processus d’enquête, et
  3. les personnes impliquées dans l’entreprise scientifique.

Les professeurs de sciences se concentrent habituellement sur le corps de la connaissance qui forme leur discipline. Les étudiants doivent également comprendre le processus d' enquête scientifique; la compréhension devrait passer par leurs expériences avec le processus dans la salle de classe de science et à l’extérieur de l’école.

Qu’entendons-nous exactement par «enquête»?

La «recherche» est mentionnée dans la littérature sur l’enseignement des sciences pour désigner au moins trois catégories d’activités distinctes mais interreliées:

  • ce que font les scientifiques (enquêter sur les phénomènes scientifiques en utilisant des méthodes scientifiques afin d’expliquer les aspects du monde physique);
  • Comment les élèves apprennent (en poursuivant des questions scientifiques et en s’engageant dans des expériences scientifiques en imitant les pratiques et les processus utilisés par les scientifiques); et
  • une pédagogie, ou une stratégie d’enseignement, adoptée par les professeurs de sciences (conception et facilitation d’activités d’apprentissage qui permettent aux élèves d’observer, d’expérimenter et de réviser ce qui est connu à la lumière des preuves) (Minner et coll., 2010).

Cette coexistence du terme explique en partie la confusion associée à la mise en œuvre de «l’éducation scientifique fondée sur l’enquête» (IBSE), un terme en soi utilisé comme un parapluie pour diverses approches éducatives, caractérisé par l’accent différent qu’ils mettent sur ces trois activités distinctes d' «enquête».

Le Conseil national de recherches des États-Unis définit l’enquête comme «un ensemble de processus interdépendants par lesquels les scientifiques et les étudiants posent des questions sur le monde naturel et étudient les phénomènes; Ce faisant, les élèves acquièrent des connaissances et développent une compréhension riche des concepts, des principes, des modèles et des théories... et apprendre la science d’une manière qui reflète la façon dont la science fonctionne réellement» (CNRC, 1996, p. 214).

L’éducation scientifique fondée sur l’enquête a également été décrite comme l’enseignement et l’apprentissage de la science comme enquête et par enquête (Tamir, 1985; Chiappetta, 1997; Zion et coll., 2004). L’apprentissage de la science comme enquête comprend l’apprentissage de la façon dont l’effort scientifique progresse, et l’analyse du processus d’enquête effectué par d’autres, parfois en utilisant des perspectives historiques (Bybee, 2000; Schwab, 1962). Apprendre la science par l’enquête, d’autre part, implique l’apprenant à soulever des questions de recherche, en générant une hypothèse, en concevant des expériences pour les vérifier, en construisant et en analysant des arguments fondés sur des preuves, en reconnaissant des explications alternatives, et la communication des arguments scientifiques (Tamir, 1985).

Apprentissage basé sur la recherche (IBL) dans Go-Lab

L’apprentissage fondé sur l’enquête (IBL) gagne en popularité dans les programmes scientifiques, la recherche internationale et l’enseignement. L’apprentissage fondé sur l’enquête est une stratégie éducative dans laquelle les élèves suivent des méthodes et des pratiques semblables à celles des scientifiques professionnels afin de construire des connaissances (Keselman, 2003). Il s’agit d’un processus de découverte de nouvelles relations causales, avec l’apprenant formulant des hypothèses et de les tester en effectuant des expériences et/ou en faisant des observations (Pedaste, Mäeots, Leijen, & SARAPUU, 2012).

Souvent, il est considéré comme une approche pour résoudre les problèmes et implique l’application de plusieurs compétences de résolution de problèmes (Pedaste & SARAPUU, 2006). L’apprentissage axé sur les enquêtes met l’accent sur la participation active et la responsabilité de l’apprenant à découvrir les connaissances nouvelles de l’apprenant (de Jong & van Joolingen, 1998). Dans ce processus, les étudiants effectuent souvent un processus d’apprentissage autodirigé, partiellement inductif et partiellement déductive en effectuant des expériences pour enquêter sur les relations pour au moins un ensemble de variables dépendantes et indépendantes (Wilhelm & Beishuizen, 2003).

Dans les écoles, nous nous concentrons sur les apprenants: ce qui est de nouvelles connaissances pour eux n’est pas-dans la plupart des cas-de nouvelles connaissances dans le monde, même si l’approche peut être utilisée de manière flexible par les scientifiques pour faire leurs découvertes de nouvelles connaissances. En outre, une enquête n’implique pas toujours des tests empiriques.

L’idée d’enseigner la science par l’enquête a une longue histoire dans l’enseignement des sciences. Il y a aussi une longue histoire de confusion sur ce que signifie enseigner la science par enquête et, quelle que soit la définition, sa mise en œuvre en classe. L’apprentissage fondé sur l’enquête a été officiellement promu comme une pédagogie pour améliorer l’apprentissage des sciences dans de nombreux pays (Bybee et coll., 2008; Hounsell & McCune, 2003; Minner et coll., 2010), et depuis la publication du rapport «l’éducation scientifique maintenant: une pédagogie renouvelée pour l’avenir de l’Europe» (Rocard et coll., 2007) proclamée comme l’un des objectifs éducatifs les plus en vue de l’Europe (suite à des actions similaires aux États-Unis par le National Research Conseil, 1996, 2000; Centre d’éducation scientifique, 2007).

Les phases de l’enquête & le cycle d’apprentissage

L’apprentissage basé sur les enquêtes aspire à impliquer les étudiants dans un processus de découverte scientifique authentique. Du point de vue pédagogique, le processus scientifique complexe est divisé en unités plus petites et logiquement connectées qui guident les élèves et attirent l’attention sur les caractéristiques importantes de la pensée scientifique. Ces unités individuelles sont appelées phases d’interrogation, et leur ensemble de connexions forme un cycle d’interrogation.

La façon dont un cycle d’enquête est présenté suggère généralement une séquence ordonnée de phases. Cependant, l’apprentissage fondé sur l’enquête n’est pas un processus linéaire prescrit et uniforme. Les connexions entre les phases peuvent varier en fonction du contexte.

Souvent, différentes descriptions des cycles d’enquête dans la littérature de recherche utilisent diverses terminologies pour étiqueter les phases qui sont essentiellement les mêmes. Une préférence pour un terme sur un autre n’est pas corrélative tant que la terminologie a été clairement définie et comprise. Il est important d’examiner comment les phases de l’enquête se rapportent à la voie sur laquelle procède un processus de raisonnement d’enquête.

À la suite d’une analyse détaillée de 32 Articles, l’analyse des descriptions et des définitions des phases d’enquête présentées dans les articles examinés a abouti à un nouveau cadre d’apprentissage fondé sur l’enquête qui comprend cinq phases d’enquête générale:

  1. orientation
  2. conceptualisation
  3. enquête
  4. Conclusion, et
  5. discussion.

Cadre d’apprentissage basé sur les enquêtes Go-Lab

Certaines phases de l’enquête comprennent plusieurs sous-processus, mais toutes les phases du processus d’apprentissage de l’enquête sont étroitement liées les unes aux autres et fournissent une structure visant à accroître l’efficacité des activités d’apprentissage menées avec les laboratoires en ligne et outils d’apprentissage supplémentaires dans le portail Go-Lab.

Dans les deux premières phases du cycle (orientation et conceptualisation), l’occasion est donnée aux étudiants de rassembler des informations sur une question de recherche, de prendre des notes et de construire des hypothèses et des questions qu’ils veulent enquêter. Des outils appropriés (tels que des modèles de cartes conceptuelles, des logiciels de recherche, des scratchpads, des hypothèses-constructeurs, etc.) pour aider les élèves à travailler seuls peuvent être fournis par les enseignants dans les espaces d’apprentissage de l’enquête.

L’interaction réelle avec le laboratoire en ligne se produit dans la troisième phase, l’enquête (qui comprend les activités d’exploration, d’expérimentation et d’interprétation des données). Ici, les étudiants recueillent des données spécifiques et vérifient si une hypothèse est correcte ou non en effectuant des expériences en ligne personnalisées. En outre, les élèves peuvent recueillir des résultats d’expérience et effectuer une interprétation guidée des données collectées.

Au cours des deux dernières phases du processus d’apprentissage de l’enquête (conclusion et discussion), les élèves apprennent à rédiger des explications scientifiques reliant leurs hypothèses aux preuves recueillies au cours de la phase d’enquête. En outre, ils réfléchissent sur leurs processus d’apprentissage et leurs résultats, en les comparant et en les discutant avec d’autres étudiants. Les enseignants peuvent évaluer les résultats d’apprentissage de leurs élèves et définir d’autres étapes pour les classes suivantes.

Le cycle d’apprentissage de l’enquête représente le scénario de base utilisé pour créer des espaces d’apprentissage d’interrogation dans la plateforme de création Go-Lab. Cependant, il reste à l’enseignant combien et quelles phases inclure dans son espace. Afin d’obtenir quelques premières idées sur d’autres scénarios d’apprentissage d’enquête, qui peuvent être soutenus avec un espace d’apprentissage d’enquête, s’il vous plaît visitez la page scénarios pédagogiques.

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The Go-Lab Inquiry Framework

L’apprentissage de l’enquête est-il plus efficace?

Plusieurs études quantitatives appuient l’efficacité de l’apprentissage fondé sur l’enquête en tant qu’approche pédagogique. Une méta-analyse comparant l’enquête à d’autres formes d’instruction, comme l’instruction directe ou la découverte non assistée, a révélé que l’enseignement de l’enquête a entraîné un meilleur apprentissage (taille d’effet moyenne de d = 0,30) (Alfieri, Brooks, Aldrich, & Tenenbaum, 2011).

Une méta-analyse de Furtak, Seidel, Iverson et Briggs (2012) a incorporé des études utilisant un large éventail de termes pour décrire l’apprentissage fondé sur l’enquête (p. ex., apprentissage de la maîtrise, enseignement constructiviste); ils ont rapporté une taille d’effet moyenne globale de 0,50 en faveur de l’approche d’enquête sur l’enseignement traditionnel.

Une tendance positive soutenant l’instruction scientifique basée sur l’enquête sur les méthodes d’enseignement traditionnelles a été trouvée dans une synthèse de recherche par Minner, Levy et Century. En examinant les études 138, un avantage évident a été indiqué pour les pratiques pédagogiques fondées sur des enquêtes sur d’autres formes d’enseignement dans la compréhension conceptuelle selon lesquelles les élèves tirent profit de leur expérience d’apprentissage (Minner et coll., 2010).

En outre, il a été démontré que l’apprentissage guidé basé sur le Web peut améliorer les différentes compétences d’enquête, telles que l’identification des problèmes, la formulation de questions et d’hypothèses, la planification et la réalisation d’expériences, la collecte et l’analyse des données , en présentant les résultats et en tirant des conclusions (Mäeots, Pedaste, & SARAPUU, 2008).

Enfin, il y a des preuves de recherche accablantes que l’enquête conduit à une meilleure acquisition de la connaissance de domaine (conceptuel) (de Jong, 2006a). Les progrès technologiques récents augmentent le succès de l’application de l’apprentissage fondé sur l’enquête encore plus (de Jong, Sotiriou, & Gillet, 2014). Les organismes de politique éducative dans le monde considèrent l’apprentissage fondé sur l’enquête comme un élément vital dans la création d’une communauté scientifiquement alphabétisée (Commission européenne, 2007; Conseil national de recherches, 2000).

Références

Les informations relatives à l’apprentissage basé sur l’enquête prend de:

Phases de l’apprentissage fondé sur l’enquête: définitions et cycle d’enquête

Margus Pedaste, et. al.-examen de la recherche éducative 14 (2015) 47 – 61

https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003

Autres articles mentionnés:

Alfieri, L., Brooks, P. J., Aldrich, N. J., & Tenenbaum, H. R. (2011). L’enseignement basé sur la découverte améliore-t-il l’apprentissage? Revue de psychologie éducative, 103, 1 – 18. doi: 10.1037/a0021017.

Bybee, (2000). Enseigner la science comme enquête. Dans Van Zee, HE (éd.), enquêter sur l’apprentissage et l’enseignement des sciences. Washington, DC: AAAS. pp 20 – 46.

de Jong, T., & van Joolingen, W. R. (1998). Découverte scientifique d’apprentissage avec des simulations informatiques de domaines conceptuels. Examen de la recherche éducative, 68, 179 – 202. doi: 10.2307/1170753.

de Jong, T. (2006a). Simulations informatiques – progrès technologiques dans l’apprentissage de l’enquête. Science, 312, 532 – 533. doi: 10.1126/science. 1127750

de Jong, T., Sotiriou, S., & Gillet, D. (2014). Innovations dans l’éducation STEM: la Fédération Go-Lab des laboratoires en ligne. Environnements d’apprentissage intelligents, 1, 3. Les informations relatives à l’apprentissage basé sur l’enquête proviennent de: phases de l’apprentissage fondé sur l’enquête: définitions et cycle d’enquête Margus Pedaste, et. al.-examen de la recherche éducative 14 (2015) 47 – 61 https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003

Furtak, E. M., Seidel, T., Iverson, H., & Briggs, D. C. (2012). Études expérimentales et quasi expérimentales de l’enseignement de la science basée sur l’enquête. Examen de la recherche éducative, 82, 300 – 329. doi: 10.3102/0034654312457206.

Keselman, A. (2003). Soutenir l’apprentissage de l’enquête en favorisant une compréhension normative de la causalité multivariable. Journal de recherche en enseignement des sciences, 40, 898 – 921. doi: 10.1002/Tea. 10115.

Mäeots, M., Pedaste, M., & SARAPUU, T. (2011). Interactions entre les processus d’enquête dans un environnement d’apprentissage basé sur le Web. Dans la 11e Conférence internationale IEEE sur les technologies d’apprentissage avancé, 6 – 8 juillet. Athènes, États-Unis. doi: 10.1109/ICALT. 2011.103.

Minner, D. D., Levy, A. J., & Century, J. (2010). Instruction scientifique basée sur l’enquête – qu’est-ce que c’est et est-ce important? Résultats d’une synthèse de recherche années 1984 à 2002. Journal de recherche en enseignement des sciences, 47, 474 – 496. doi: 10.1002/Tea. 20347.

Conseil national de recherches (1996). Normes nationales d’enseignement des sciences. Washington, DC: National Academy Press.

Pedaste, M., Mäeots, M., Leijen, Ä., & SARAPUU, S. (2012). Améliorer les compétences d’enquête des étudiants grâce à des échafaudages de réflexion et d’autorégulation. Technologie, instruction, cognition et apprentissage, 9, 81 – 95.

Pedaste, M., & SARAPUU, T. (2006). Développer un système de soutien efficace pour l’apprentissage de l’enquête dans un environnement basé sur le Web. Journal de l’apprentissage assisté par ordinateur, 22 (1), 47 – 62.

Rocard, M., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henrietta, H., & Hemmo, V. (2007). L’enseignement des sciences maintenant: une pédagogie renouvelée pour l’avenir de l’Europe. Bruxelles: Commission européenne: Direction générale de la recherche.

Schwab, J.J. (1962). L’enseignement de la science comme enquête. Dans Brandwein, cos (éd.), l’enseignement de la science. Cambridge: Harvard University Press.

Tamir, P. (1985). Analyse de contenu axée sur l’enquête. Journal of curriculum Studies, 17 (1), pp 87-94.

Chiappetta, E.L. (1997). Science basée sur l’enquête: stratégies et techniques pour encourager l’enquête dans la salle de classe. The Science Teacher, 64 (10), pp 22-26.

Wilhelm, P., & Beishuizen, J. J. (2003). Effets de contenu dans l’apprentissage inductif auto-dirigé. Apprentissage et instruction, 13, 381 – 402. doi: 10.1016/S0959-4752 (02) 00013-0.

Zion, M, Slezak, M, Shapira, D, Link, E, Bashan, N, Brumer, M, Orian, T, Nussinher, R, court, D, Agrest, B, MENDELOVICI, R, VALANIDES, N,. (2004). enquête dynamique et ouverte sur l’apprentissage de la biologie. Science Education, 88 (5), pp 728-753.