Favoriser l’apprentissage de la démarche scientifique : étayage des connaissances en contexte d’apprentissage par enquête en sciences

Abstract

"La démarche scientifique est un ensemble complexe de compétences et d'attitudes qui repose sur l'intégration de connaissances conceptuelles, procédurales et épistémologiques. Il est bien reconnu que l'enseignement de la démarche scientifique est un défi fondamental. Des études récentes sur l'apprentissage actif montrent le potentiel évident des innovations pédagogiques pour améliorer le développement des connaissances conceptuelles dans les disciplines STIM. Cependant, peu de recherches ont été consacrées au problème de l'apprentissage de la démarche scientifique par l'expérimentation et l'observation, qui sont des outils de base pour toutes les sciences naturelles. Une solution a été l'utilisation d'une pédagogie basée sur enquête, où les étudiant·e·s sont plus ou moins guidés, en fonction du format pédagogique choisi par les enseignants. Le laboratoire par enquête engage les étudiant·e·s dans un processus d'enquête scientifique au sein d'un écosystème soigneusement encadré afin de les préparer à prendre des décisions complexes par eux-mêmes. L'orientation implique une certaine forme d'étayage, l'interaction planifiée avec l'enseignant, la discussion guidée avec les pairs, etc. Le niveau d'étayage est une question essentielle, car une activité trop guidée ne laisse aucune place à l'exploration, tandis qu'une activité trop ouverte est souvent trop complexe et trop compliquée pour les apprenants novices. En outre, on ne sait pas si l'étayage est nécessaire pour intégrer les trois formes de connaissances scientifiques (conceptuelles, procédurales et épistémologiques). Cette étude de trois ans s'est penchée sur la question de l'étayage des laboratoires basés sur l'enquête et a abordé ces quatre objectifs.

Objectif 1: Créer un portrait de l’enseignement par enquête dans les cours de sciences. (...) Objectif 2: Créer un portrait de la trajectoire de la compréhension de la démarche scientifique par les étudiant·e·s et de la façon dont elle évolue avec l'approche du laboratoire par enquête. (...) Objectif 3: Mener une recherche orientée par la conception (ROC) pour explorer l'impact des étayages et leur rôle dans les laboratoires par enquête. (..) Objectif 4 : Puisque la démarche scientifique repose notamment sur un pilier de connaissances épistémologiques, l’épistémologie propre à chaque discipline expérimentale présente des caractéristiques qui les distinguent au niveau de la nature même de la science. (...)" -- Résumé des auteurs