L'enseignement en profondeur est la continuité de l'enseignement de surface. À ce stade, les élèves tentent de construire une compréhension durable des principes scientifiques et de leurs fondements. Les élèves sont amenés à établir des liens entre les concepts et à établir une structure de connaissances cohérente.
Voici quelques unes des stratégies pouvant être misent en place pour ce type d'apprentissage :
Les discussions de classe (0,82) : Pour mettre en place cette stratégie l'enseignant posent des questions ouvertes à l'ensemble du groupe. Il s'en suit une discussion structurée qui vise à approfondir la compréhension scientifique par l’échange d’idées, l’argumentation fondée sur des preuves et l’utilisation d’un langage disciplinaire précis. Les élèves y jouent un rôle actif en questionnant, en clarifiant et en reliant les concepts, tandis que l’enseignant agit comme facilitateur, guidant le dialogue pour que chacun confronte ses connaissances antérieures, corrige ses conceptions erronées et construise collectivement un savoir plus approfondi.
L'enseignement réciproque adapté à la science (0.74) : Cette stratégie est souvent associée à l'apprentissage de la lecture. Cependant, elle peut être adaptée à l'apprentissage des sciences. Pour mettre en place cette stratégie, les élèves doivent être regroupés en dyade ou en petites équipes collaboratives. Puis, elle se décompose en 5 étapes :
1- Prédire : Les élèves doivent prévoir le résultat d'une démonstration, d'une expérience ou de l'application d'une relation scientifique
2- L'élève fait une expérience dirigé ou l'enseignant fait une démonstration
3- Questionner : Les élèves posent des questions sur ce qui a été observé afin de s'assurer de bien comprendre le ou les principe(s) scientifiques.
4- Clarification : Les élèves s'entraident pour donner un sens à ce qu'ils ont observé. En collaboration, ils tentent de reformuler le principe scientifique ainsi que les définitions.
5- Résumer : L'élève dégage une conclusion de l'expérience ou de la démonstration.
Les cartes conceptuelles évolutive (0,64) : La création de réseaux de concepts, dans le cadre de l'apprentissage profond, permet à l'élève de structurer ses connaissances de manière visuelle et interconnectée. En reliant les concepts entre eux, l'élève est amené à réfléchir de façon plus approfondie aux concepts scientifique. Cela favorise une meilleure compréhension et favorise une meilleure rétention de l'information. L'élève peut amorcer la carte conceptuel au début d'une séquence d'apprentissage et l'enrichir au fur et à mesure de l'apprentissage. Il peut également comparer sa carte avec un pair pour analyser sa progression.
CmapTools est un logiciel qui permet de créer facilement des cartes conceptuelles. Son principal avantage est la possibilité de relier les concepts à l'aide d'une ligne comportant une étiquette permettant de rendre explicite la relation entre les concepts.
L'enseignement par investigation (inquiry-based teaching" (0,40) : L'élève utilise ses connaissances acquises pour résoudre un problème complexe qui est lié au contenu étudié. Les problèmes sont réels ou proches de situation réels. Le problème peut impliquer une collecte de données (CD1) ou l'analyse de faits et d'observations présentés dans le problème (CD2) dans le recherche d'une solution. L'élève doit justifier sa solution avec les principes scientifiques nouvellement acquis.
Références : Almarode, J., Fisher, D., Frey, N., Hattie, J. (2018) Visible learning for science ; What works best to optimize student learning. Thousand Oaks, CA : Corwin