Apprentissage Authentique

Redéfinir l’écologie et l’environnementAPSQ 2006

Nathaniel Lasry, PhD

Département de Physique,

CEGEP John Abbott College

lasry@johnabbott.qc.ca

Validité Écologique

• Le problème de la validité écologique:

• Est-ce que ce que j’étudie se rapproche de la réalité

• Ex: comment l’apprentissage d’un rat dans un labyrinthe m’informe de l’apprentissage des élèves en classe?

• Validité écologique =• Généralisable au monde réel• Question: Notre enseignement

est-il écologiquement valide?

Environnements d’apprentissage Authentique

La notion d’apprentissage

authentique provient de la

rupture entre ce qui est

appris en classe et ce qui

s’apprend au quotidien

John Dewey déclara il y a près de 100 ans:“school should be less about preparation for life and more like life itself” “l’école devrait être moins une préparation qu’une reproduction de la vie quotidienne ”

‘Situated Learning’

• Études ethnographiques • Tailleurs africains au Liberia

• Mexique: Sage femmes Maya et leur filles et petites filles

• E.U.: Bouchers et apprentis (AA)• Modèle général: apprenant

comme apprenti

Apprentissage: Participation Périphérique Légitime (PPL)

• Participation Périphérique: – Novices entrant dans la communauté de pratique

occupent rôles mineurs (repassage, ourlet …)

• Pleine participation: – Compétence et participation croissent ensemble

• Apprentissage = produit de la participation sociale dans une communauté de pratique.

• INSEPARABLE du contexte

Contexte: point de vue Cognitif

• Apprentissage Authentique• Notion1: contexte• Exemple de contexte en cog?• Identifiez caractère du milieu

dans les séquences qui suivent

• Première séquence: 13• Deuxième séquence: B• Mais les deux symboles sont identiques!• Contextes entourant le symbole activent différents

ensembles de symboles (priming)• Ici contexte = processus interne (& séparable !)

Tâches quotidiennes: perspective cognitive

• “In general, the problems presented to problem solvers by the world are best regarded as ill-structured problems. They become well-structured problems only in the process of being prepared for the problem solver.” Simon (1973; p.186)

• Nobel laureate on machine problem solving

• Une caractéristique des problèmes de tous les jours

• Ils sont non structurés

L’avantage du manque de structure

• Requiert de ‘tamiser’ l’information pour ne garder que l’essentiel (Sternberg, 1985)

• en “sélectionnant l’information et en l’ajoutant cette information à la mémoire courte (working memory)” (Mayer, 1984).

• Donc, non structure permet ‘encodage sélectif’ (‘selective encoding’ Sternberg, 1985, 1988)

• Mais qu’est-ce que l’encodage?

Encodage

• Indépendence de l’encodage verbal et non verbal (visuel) – Interférence de tâches sur le même mode. Tâches verbales

simultanées (verbal-verbal) ou visuelles simultanées (visuelles-visuelles), dures voire impossibles à faire

– Mais interférence minimale sur différents modes. Tâches verbales peut être complété simultanément avec tâche visuelle.

• Processus ou l’information est prise de l’environnement extérieur et ‘codé’ pour l’esprit

• Se code peut être multi modal– Différent genres d’information sont

codés différemment

• Par exemple: Dual-coding Theory (Paivio, 1986)

Imagerie cérébrale

• Cortex visuel (orange)• Aires du langage (bleu)• Mais il y a d’autres régions

anatomiques vouées à d’autre tâches: – Tâches spatiales (Corbetta &

Shulman, 2002)– Comprendre les autres (Frith & Frith,

2001)– Se comprendre soi même (Gusnard,

Abdudak, Shulman & Raichle, 2001) – Tâches musicales (Zatorre, 1999).

Contexte: L’Hippocampe• Responsable de l’acquisition de

connaissances nouvelles (déclarative) • Mais aussi siège du système limbique :

– traitement d’émotions (!)• Zone de convergence

– “integrates information from the different sensory modalities” (Ledoux, 2003)

– “Convergence zones also allow mental representations to go beyond perception and to become conceptions- they make possible abstract representations that are independent of the concrete stimulus” (Ledoux, 2003)

• INTEGRATEUR DE CONTEXTE – Exemple: permet au mamifère de déterminer

selon le contexte si un stimulus est dangereux: Serpent parterre vs derrière une vitre

Implications?

• De la perspective cognitive: • Authentique = contextes comme ‘vrai vie’• ‘Vrai vie’ implique:

– Non structure des problèmes– Multiples formes d’encodage

• Contextes de la ‘vrai vie’ comporte plus que des mots ou des images représentations multiples

• Aussi plus que ‘la raison pure’ émotions aussi!

• Caractéristique principale cog d’authenticité

• Encodage multiple n-codage– Non structure, pas spécifiquement cognitif

Environements d’apprentissage authentique

• Revue de la littérature identifie l’Apprentissage Par Problème (APP) comme candidat premier d’ApAuth – (Herrington & Oliver, 2003)

• Caractéristiques de l’APP– Problèmes réels (émulation de la vie quotidienne)– Non structurés (pas de liste d’étapes à suivre pour la résolution)– Résolution de problème se fait en collaboration

• interaction sociales: groupes de 3-4• Inspiré par le modèle situé à l’origine du concept d’ApAuth

• MAIS: APP traditionnel fait défaut de n-codage– Problèmes présentés quasi exclusivement sous forme de texte – Diagramme occasionnel

• Donc, n-codage est une mesure spécifiquement cognitive qui peut être ajoutée à l’APP

Exemple 1:La sortie d’autoroute

• Problème interdisciplinaire ou les élèves incarne le rôle d’un stagiaire qui doit faire les plan d’une sortie d’autoroute

• Sortie est semi-circulaire• Le terrain est identifié et être analysé• En terme d’environnement

– Condition des sols (plan chimique)– Impact écologique (plan biologique)

• Présence de marais• Impact sur la faune (cerfs etc.)

• En terme de mécanique: dynamique circulaire– Mouvement circulaire: force centripète– Dimensions de la sortie (rayon du cercle)– Impact sur la vitesse maximale à la sortie– Dépendance de la force de friction sur les condition météorologiques

• mesure des différents coefficients, et impact sur la vitesse à afficher– Sortie plate vs inclinée (angle d’inclinaison idéales, problème de stabilité

pour les camions…)

Ex2 d’environnement authentique CSI: Crime Scene Investigators

• Élèves incarnent le rôle d’un détective sur la piste d’un assassin• Objectifs d’apprentissage: acquisition et ou synthèse de

cinématique 2D • Problèmes: texte accompagné de présentations visuo-spatiales• Diagrammes + reconstitution de la scène du crime

– Ruban jaune de Police cernant la scène– Silhouette de la victime en ruban blanc parterre– Poussière de craie simulant poudre à canon permet de localiser la

position horizontale de la balle • Données kinesthésiques: bloc de bois avec douille

– Mesure du calibre d’un vrai douille (Tech policières du College)– Table des vitesse à la sortie du canon pour différents calibres. – Angle d’entrée de la douille (trou 9+mm percé à 5o de l’horizontal).

• Participation Sociale : élèves devaient collaborer et déterminer quelles variables ils devaient ultimement trouver (def le problème)– Ici, la position verticale initiale de la balle permet d’approximer la

hauteur de l’épaule de l’assassin et de l’identifier parmi des suspects.

Bon…

Bien intéressant

Est-ce que ça marche?

Variables Dépendantes :Moyennes par groupe

MANOVA Var: Exam, FCI, wFCI, RConf

Wilk’s F p

Hi vs Med 0.96 0.49 0.740

Hi & Med

vs Lo

0.75 4.55 0.003

Hi&Med&Lo vs Cont

0.84 2.55 0.0497

• Hi vs Med : – No significant difference

• Hi & Med vs Lo : – Statistically significant difference in learning outcomes

• All PBL vs Control : – Significant difference

vs Enseignement Traditionel

Environnements Authentiques

• Est-ce que l’APP est la seule approche?• Pas nécessairement…• En autant que de multiples modes sont activés

simultanément• Reculons 2 pas pour retourner un instant vers…• L’hippocampe le siège de

– L’apprentissage de nouvelles connaissances– Centre du traitement d’émotions

• Tournons notre attention vers l’affecte/émotion

Cas 2: Magie Physique• Possibilité de montrer la magie de la physique en

montrant la physique de la magie• Véhicule idéal d’enseignement puisque:• Utilise des situations réelles (non abstraites)• Exploite des phénomènes contre intuitifs et donc

génère des observations inattenduesObservations inattendues entraînent • Intérêt• ‘fun’, humour (ex. Blague Churchill)• Conflit Cognitif: processus cognitif responsable de • l’apprentissage!!!

Magie Physique :une démonstration

• Centre de masse• Formellement …

• Ou • Double Cone

– Un cylindre (stylo) roule vers le bas d’un plan incliné.

– Un double cone, par magie, remonte le plan (mais son centre de masse descend!)

COMMENTAIRES INFORMELS D’ÉLÈVES D’APP

DESSINS NON SOLLICITÉS

TROUVÉS SUR ORDIS DU LABO