Comment articuler le dessin scientifique, les photos numériques et le partage via internet ?

Comment articuler le dessin scientifique, les photos numériques et le partage via internet au cours d'un laboratoire pour amener les élèves à savoir reconnaitre ce qui est important dans leurs préparations, leur permettant d'effectuer leur dessin d'observation au mieux ?

  •  Introduction

Le dessin est un bon moyen pour visualiser les apprentissages théoriques des élèves (Quillin, 2015). Le dessin scientifique ne déroge pas à la règle. Cependant, avant que les élèves ne se mettent à dessiner, il faut qu'ils sélectionnent une région propice au dessin. Ce que nous, enseignants de biologie, pensons être une banalité est pourtant bien souvent un exercice difficile pour ces derniers.

Qui n’a jamais été confronté à un élève qui dessine une goutte à la place d’une cellule, car il a du mal à établir une relation entre ce qu’il voit et un modèle de la réalité ? En effet, comme l'expliquent Amato Imboden M & al. dans leur rapport, lorsqu'ils sont confrontés à un problème, les élèves vont utiliser leurs propres modèles mentaux, qui ne correspondent malheureusement pas toujours à ceux de l'enseignant. En plus, ces modèles mentaux risquent d’être un obstacle aux notions que l'enseignant voudrait que les élèves acquièrent. Nous avons donc développé un artefact qui nous permettrait de connaître et d'utiliser les modèles mentaux des élèves ainsi que leurs connaissances naïves afin de construire avec eux un modèle à institutionnaliser. Ainsi, en impliquant les élèves, nous voulons non seulement leur donner une motivation plus grande, mais aussi espérer que le modèle institutionnalisé soit mieux accepté et compris par ceux-ci. 

En s'aidant des nouvelles technologies, qui sont souvent très familières à nos élèves, pouvons-nous réussir à augmenter la motivation de ces derniers et à construire avec eux des modèles qui sont plus proches de la réalité scientifique (Ott Walter et al, 2012) ? En utilisant la photographie et le partage via internet pour "co-construire la réalité", nous aimerions aider les élèves à développer un esprit critique, qui leur sera très utile lors de la construction de nouveaux modèles.


  • Objectifs
Notions
    1. Connaître les constituants cellulaires (noyaux, cytoplasme...)
    2. Connaître les caractéristiques de la mitose (condensation des chromosomes)
Démarches
    1. Les élèves sont capables d'utiliser un modèle institutionnalisé afin de reconnaitre et identifier ce à quoi ce modèle correspond dans la réalité (=une zone sur une lame)
    2. Les élèves sont capables de formuler des critères qui leur permettent de sélectionner une zone adéquate pour leur dessin
    3. Les élèves sont capables de présenter et de justifier leurs critères à l'ensemble de la classe
    4. Les élèves sont capables de sélectionner une zone propice à être dessinée en se basant sur les critères établis en communs en classe

  • Problématique:
    Comment articuler le dessin scientifique, les photos numériques et le partage via internet au cours d'un laboratoire pour amener les élèves à savoir reconnaitre ce qui est important dans leurs préparations, leur permettant d'effectuer leur dessin d'observation au mieux ? On cherche ici à faire ressortir les modèles des élèves et à les confronter avec ceux de leur pairs pour, au final, établir un modèle commun à institutionnaliser, qui leur servira de base pour reconnaitre ce qui est important lors de leurs observations.
  • Conjectures:
Nous avons trois conjectures:

CJ1 : Le partage et la discussion de photos représentant la réalité permettent aux élèves de confronter leurs modèles initiaux avec ceux de leur paires et, ainsi, de les faire évoluer.

CJ2 : La comparaison des photos prises par les élèves ainsi que la recherche ensemble (enseignant et élèves) de critères de ce qu'est ou n'est pas un bon modèle vont permettre aux élèves de gagner du temps et de se concentrer plus sur leur dessin.

CJ3 : Les critères établis ensemble vont permettre de comprendre le phénomène étudié et vont pouvoir être utilisés par les élèves pour décider mieux de ce qu'est un bon élément à observer et ainsi à le reproduire sous forme d'un dessin, car ils savent désormais ce qu'il faut observer et reproduire.

  • Artefacts utilisés: 
  • Smartphone
  • Openclass.ch (site de partage d'images)
  • openboard/ordinateur relié à un beamer
  • capsules de bouteilles pour les photos avec smartphone 
Il faut utiliser un MITIC qui permette le partage d'image et la projection immédiate de ces images. Nous nous sommes donc portés sur le logiciel Openclass.ch qui apporte, en plus de ses fonctionnalités, une facilité d'utilisation. Il présente, en effet, une interface se rapprochant de celle des réseaux sociaux que les élèves ont l'habitude d'utiliser, sans surcharge de prestation (l'élève peut publier une photo en rajoutant une légende). Par ailleurs, les publications sont nominatives, permettant un suivi de la part de l'enseignant. Nous nous sommes basés sur le travail de Vincent Widmer pour l'utilisation d'openclass (Widmer, 2014).

Outre ce logiciel, les élèves devront utiliser leur smartphone pour prendre en photo la zone observée. Bien que cela puisse représenter un problème au niveau de la discipline et de l'organisation (il faut que les élèves aient un smartphone, puisse l'utiliser et aient accès à internet), nous pensons qu'avec un encadrement rigoureux et des règles bien établies, les bénéfices retirés seront supérieurs aux éventuels problèmes rencontrés. Par ailleurs, dans le cas où certains élèves ne posséderaient pas de smartphones ou de connexion internet, nous proposons de les faire travailler en groupe.
 
  • Observables
  1. Pour la CJ1, la mise en commun des photos va permettre d'observer si le choix des zones est pertinente et comment les élèves justifient leur choix par rapport à ce qui leur est demandé.
  2. L’énumération par écrit des critères va permettre de déterminer si les discussions communes ont permis de comprendre le modèle.
  3. L'élaboration d'un dessin basée sur les critères énoncés va permettre d'observer si le nouveaux modèle est accepté et utilisé par tous.

  • Conjecture map


Conjectures EDEffets attendusEléments observables
CJ1

 Le partage et la discussion de photos représentant la réalité permet aux élèves de confronter leurs modèles initiaux avec ceux de leur paires et, ainsi, de les faire évoluer.Les élèves envoient sur Openclass.ch la zone qu'ils pensent pertinente. L'enseignant leur montre toutes les photos et les élèves écrivent pour chacune d'elle les critères qui selon eux en font une bonne/mauvaise zone d'étude - Les élèves se rendent compte que leur modèle n'est pas forcément partagé avec les autres.
- Ils font évoluer leur modèle mental grâce à la discussion/argumentation qu'ils ont en classe entière. 
- Pertinence des zones sélectionnées par les élèves 
- Argumentation en faveur ou contre une photo

 CJ2

La recherche ensemble (enseignant et élèves) de critères de ce qu'est ou n'est pas un bon modèle vont permettre aux élèves de gagner du temps et de se concentrer plus sur leur dessin  Suite à la discussion en classe entière, les élèves et l'enseignant établissent une liste de critères (au rétroprojecteur) permettant de déterminer un bon modèle (une zone pertinente). - L'établissement de critères d'un bon modèle permettra aux élèves de trouver une zone pertinente à observer sans devoir attendre l'approbation de l'enseignant.
- Gain de temps pour l'élève et l'enseignant.
- Evite "l'ennui de l'élève" lorsqu'il doit attendre que l'enseignant passe vers lui pour lui donner le feu vert.
L'énumération par écrit des critères va permettre de déterminer si les discussions communes ont permis de comprendre le modèle
- Temps mis à commencer à dessiner à partir de l'établissement des critères.
- Bruit/agitation
 CJ3

Les critères établis ensemble vont permettre de comprendre le phénomène étudié et vont pouvoir être utilisés par les élèves pour décider mieux de ce qu'est un bon élément à observer et ainsi à le reproduire sous forme d'un dessin, car ils savent désormais ce qu'il faut observer et reproduire. Sur la base des critères établis de manière commune, les élèves dessinent une zone pertinente (reflet du bon modèle) Choix d'une zone pertinente grâce aux critères établis.L'élaboration d'un dessin basée sur les critères énoncés va permettre d'observer si le nouveaux modèle est accepté et utilisé par tous

  • Ébauche de scénario et de méthode pour récolter les traces en lien avec les conjectures posées
Lors d'un laboratoire d'observation microscopique de 2x45 minutes, nous allons donner aux élèves la consigne d'observer leur lame (ou l'objet étudié) et de sélectionner une zone correspondant à leur modèle initial de l'objet à observer, pour la prendre en photo avec leur smartphone.

Nous expliquerons alors aux élèves les objectifs et le but de cette manière différente de procéder (but: permettre aux élèves de sélectionner une zone pertinente à observer; objectifs: permettre aux élèves d'avoir un bon modèle de l'objet à observer et de retrouver ce modèle sur une préparation microscopique à observer).

En groupe de 2/3, les élèves sélectionnent 1 photo qui leur semblent être la meilleure. Ils doivent être capables d'argumenter leur choix (pourquoi avoir choisi ces photos ?) et mettent par écrit leurs critères de sélection.

Les élèves envoient ensuite directement la photo sur le site Openclass.ch en ajoutant leur nom.

Après avoir récolté toutes les photos, l'enseignant les projette devant toute la classe. Les élèves, par groupe, expliquent leur choix de photos. Les photos sont ensuite analysées en classe de manière commune et les élèves, guidés par l'enseignant, mettent en évidence les critères qui leur permettent au mieux de sélectionner une zone à dessiner. Cette étape leur permettra non seulement de travailler leur argumentation, mais également de mobiliser leurs connaissances et de revoir celles-ci en fonction des commentaires de leurs pairs et de l'enseignant. Ce moment permettra également à l’enseignant de constater les éventuelles erreurs de conception des élèves.

Pour conclure cette étape d'observation, les élèves conjointement avec l'enseignant vont établir une liste de critères leur permettant de trouver sur leur préparation une zone adéquate pour leur dessin, en fonction de l'objet à observer. Cette liste de critères sera rédigée par l'enseignant au rétroprojecteur (ou directement sur ordinateur, si possible) et projetée durant toute la séance.
A la fin de la séquence, les élèves retournent à un travail individuel. Ils pourront, ainsi, rechercher dans leur préparation une zone adéquate et faire un dessin d'observation scientifique de l'endroit choisi sur leur lame selon les critères établis ensemble. Ce dessin sera relevé par l'enseignant et noté, en suivant les critères au préalable établis conjointement.

  • Méthodes d'évaluation des effets de l'utilisation de l'artefact
    1. Regarder si à la suite de la mise en commun, permettant une confrontation des différents modèles initiaux, les élèves décident de chercher une autre zone pour leur dessin et arrivent à trouver une zone correspondant au nouveau modèle élaboré en commun.
    2. En relevant les dessins établis après la discussion, l'enseignant va pouvoir établir si la discussion en classe a permis aux élèves d'améliorer leur modèle initial (rigueur des légendes, dessins plus précis, pas d'artefacts).
  • Productions attendues
  1. Photos de leur zone d'observation
  2. Production écrite d'une petite énumération des critères pour chaque photo
  3. Dessin scientifique se basant sur les critères établis en commun.
  • Déroulement de la leçon
Remarque: Seule une personne du groupe a pu mettre en place l'activité pour des questions de programme scolaire. Cependant, un autre membre du groupe a pu participer à la leçon en tant qu'observatrice et assistante et a pu ainsi relever certains comportements et remarques des élèves vis-à-vis de cette activité que l'enseignante n'avait pas remarqué.

1ère période:
Explication des objectifs, du but de la leçon et du déroulement de celle-ci à l'aide d'un PPT (les élèves ont reçu parallèlement une feuille résumant ces points).

Lancement de l'activité:
Avant toute utilisation des smartphones, une mise en garde par l'enseignant à été faite, pour restreindre l'utilisation de ceux-ci à la prise de photo et le chargement sur openclass. En détail ?
Les élèves ont d'abord, de manière individuelle, observé leur lame de cellules d'oignon en mitose et sélectionné plusieurs zones qu'ils pensaient propice à la réalisation d'un dessin scientifique. Ils ont alors pris ces zone en photo à l'aide de leur smartphone (notons que pour faciliter la manœuvre, nous avions distribué à chaque élève un bouchon pour mieux positionner le téléphone sur l'oculaire).
Ils ont ensuite discuté de leurs photos avec leur partenaire pour en choisir une qui, selon eux, était la meilleure pour effectuer leur dessin.
Une fois cette photo choisie, ils l'ont envoyée sur le lien openclass.ch/1134LS crée à cet effet, de manière anonyme. Parallèlement, ils ont dû inscrire sur leur document de cours, les critères qui les ont poussé à choisir cette photo.

2ème période:
En classe entière, nous avons parcouru les photos publiées sur le site en demandant au groupe qui les ont postées de donner quelques une des raisons qui les ont poussé à choisir cette photo.
Nous avons ensuite établi des critères communs répondant à la question: "Comment choisir une zone propice au dessin scientifique"? et nous les avons écrits au rétroprojecteur afin que les élèves puissent les recopier dans leur document de cours (voir section "productions obtenues").
Les élèves ont finalement recherché une zone correspondant à ces critères et l'ont dessinée.
Les dessins ont été ramassé pour être notés. 

  • Productions obtenues:
Les critères permettant de sélectionner une zone propice au dessin scientifique, établis par les élèves, validés par l'enseignant:
- zone pas floue (attention aux superpositions)
- cellules bien visibles (grossissement 400X)
- bien cadrer l'objet étudié au centre du champ de vision
- voir une cellule en mitose (voir les chromosomes dans le noyau)
- bonne lumière (pas trop fort, ni trop faible)
- bonne coloration (ici: le noyau doit être coloré)
- les éléments typiques d'une cellule doivent être visibles (noyau, membrane...).

Attention, ces critères ne sont pas utilisés pour noter le dessin. Les critères utilisés à cet effet sont ceux du dessin scientifique, connus des élèves et institutionnalisé lors de la leçon précédente.

Les photos publiées sur le site openclass.ch et les dessins scientifiques réalisés par les élèves. Voici un petit échantillon:



   



Toutes les productions obtenues sont en annexe (voir annexe 1) et les photos mises sur openclass sont disponibles à l'adresse suivante: http://openclass.ch/1134LS/


  • Discussion
  • Discussion générale

1) Pertinence de l'usage de l'artefact pour trouver des zones adéquates

Lors de la passation, les élèves ont été très réceptifs à l'exercice effectué avec l'artefact. L'ensemble des élèves ont suivi les consignes. Ils se sont impliqués dans la tâches et ont utilisé leur smartphone de manière adéquate sans aucun débordement, lors de l'observation des lames de mitoses et de la prise de photo. Nous avons quand même dû nous montrer présents, car certains élèves ont eu de petites difficultés à faire des photos nettes de leur plage à observer. Ils ont souvent fait appel à l'enseignant à ce moment là.
Mis à part des petits problèmes techniques, les élèves se sont montrés relativement autonomes, ils n'ont pas fait appel à l'enseignant pour demander si la zone qu'ils avaient trouvée était propice ou pas. Le fait de mettre en commun après avoir trouvé la zone photographiée les a motivé, car la mise au travail et l'implication dans la tâche était importante.

2) Choix des photos et mise en commun sur openclass

L'utilisation de la plateforme openclass a été d'une grande simplicité pour les élèves. Nous avions mis les consignes d'utilisation au tableau et ils n'ont pas sollicité d'aide pour effectuer cette étape de la tâche.
Notons tout de même qu'à un certain moment, le choix des photos a quand même été difficile, et la frustration de ne pas avoir sa photo projetée par l'enseignant a été grande. Certains élèves ont recommencé plus d'une fois à prendre des photos parce qu'ils voulaient à tout prix avoir leur photo projetée sur openclass (même si leur binôme en avait déjà une).
Il y a eu, à ce moment là, une légère perte de temps, car comme dit plus haut certains élèves ont recommencé la première étape plusieurs fois.

3) Projection des photos et établissement des critères

Lors de la projection des photos, les élèves étaient bien impliqués et chaque groupe a su expliquer pourquoi la photo projetée avait été choisie. Tous les élèves avaient noté des critères qu'ils avaient utilisés pour choisir leur photo. Le temps de discussion entre eux n'a pas été très long et ils ont rapidement trouvé des critères.
Notons qu'il est important que les photos soient anonymes afin que l'activité garde un but de maîtrise (meilleure compréhension du modèle) et non pas un but de performance (prendre la meilleure photo). (Damon et al., 2006)

4) Recherche d'une zone propice au dessin

Suite à la discussion, les élèves ont été remis au travail, avec cette fois la consigne de trouver une zone propice au dessin qui suivait les critères établis tous ensemble. La mise au travail a été rapide. Ils n'ont pas eu besoin d'aide pour trouver une zone de dessin, cependant les élèves ont quand même sollicité les enseignants pour diverses questions :

-devaient-ils dessiner seulement la cellule en mitose?
-ce qu'on voyait, est-ce que c'était la membrane plasmique ou la paroi cellulosique?
-quelle légende devait figurer sur leur dessin?

Ces questions étaient plus de l'ordre de questions techniques, par rapport aux précisions du dessin à faire, plutôt que des questions en relation avec le choix de la zone.

5) Pertinence des traces relevées lors de l'usage de l'artefact

Les photos récoltées, ainsi que les dessins prélevés sont de bons indices pour savoir si l'élève a réussi à établir un modèle mental de ce qu'est une cellule en mitose.

Cependant, on remarque grâce aux dessins de tous les élèves que bien que ceux-ci aient réussi à trouver une zone comprenant des cellules en mitose sur la base du critères "les chromosomes sont visibles" - c'est la réponse qui m'a été donnée lorsque nous avons écrits nos critères communs -, ils n'ont pas forcément amélioré leur modèle quant à ce qu'est un chromosome et à quoi il ressemble. En effet, nous avons remarqué que sur beaucoup de dessins, les chromosomes étaient représentés de manière liée (voir dessin 2 ci-dessus). Ainsi, cet exercice a mis en avant le concept de mitose, sans permettre de rentrer dans les mécanismes de celle-ci.

Par ailleurs, les critères énoncés sont également un bon moyen pour se rendre compte si les élèves sont au clair quant à ce que doit être une bonne zone à dessiner. Nous pouvons juste déplorer que bien que nous soyons passés dans les rangs lors de leurs discussions sur les critères à définir, nous ne pouvons affirmer que tous les élèves les aient trouvés par eux-mêmes. Certains auraient pu, en effet, se laisser porter par leur camarade ou copier le groupe d'à côté.


  • Nos résultats répondent-ils aux conjectures de départ ?

CJ1: "Le partage et la discussion de photos représentant la réalité permet aux élèves de confronter leurs modèles initiaux avec ceux de leur paires et, ainsi, de les faire évoluer."

Les élèves avaient pour consigne de partager la meilleure photo du binôme. Cette consigne que nous pensions claire et simple a quand même été source de stress pour les élèves, car ils voulaient tous avoir leur photo projetées, comme si cela leur était nécessaire pour montrer que leur modèle était valable et qu'ils pouvaient mieux s'impliquer et participer à l'argumentation. Cette analyse est purement subjective, mais en nous référant à certaines données sur la psychologie des adolescents, dans la construction du soi, les adolescents ont besoin de faire partie d'un groupe. Le fait d’être "exclu" du groupe peut occasionner un stress important. Pour pallier à ce problème, il faudrait faire attention à bien rendre anonyme les photos. Peut-être pourrions-nous redistribuer les photos à d'autres groupes pour que les élèves ne sentent pas l'envie de faire accepter leur photo, mais rester  dans une discussion portant sur les modèles présentés. En effet, selon Buchs & al. (2008) la confrontation d'idées aide à l'apprentissage des élèves si ces derniers ont un but de maîtrise (assimiler les nouvelles notions et démarches) et non de performance (avoir la meilleure photo par exemple). Il est donc important que le débat reste centré sur les photos et non sur la personne qui les a prises.


Lors des discussions des élèves pour choisir la meilleure photo, nous sommes passés dans les rangs et avons pu entendre quelques critères émis pour justifier leur choix. La plupart des groupes, nous semble-il, avaient déjà de nombreux critères de base. Il semblerait donc que la plupart des élèves avaient déjà une bonne représentation de ce à quoi ressemble une cellule en mitose.

Cependant, lors de la mise en commun avec toute la classe et le passage en revue de différentes photos, nous avons pu constater que certains critères étaient nouveaux pour quelques groupes, car ils ne les avaient pas inscrits ou ceux-ci n'apparaissaient pas sur leur photo (ex: bonne luminosité, zone pas floue...). Nous avons pu alors constater que les critères communs étaient plus complets que ceux établis par binôme. Ces nouveaux critères établis n'ont pas rencontré de réticences de la part des élèves, car même s'il y avait des élèves qui n’avaient pas pensé à certains critères, ils nous ont semblé les accepter volontiers. Par ailleurs, il nous a semblé qu'il n'y ait pas eu de comparaisons de compétences entre les groupes qui auraient pu mener à un climat défavorable à l'apprentissage (Buchs et al., 2008), mais que les élèves semblaient plutôt dans une démarche de coopération pour construire ensemble le meilleur modèle possible. Notons que ces observations ne sont basées que sur notre ressenti, mais cela s'est tout de même traduit par une écoute accrue entre les groupes et un climat positif. De plus, les élèves qui n'avaient pas pensé à certains des critères les ont utilisés par la suite lors de la recherche d'une zone propice au dessin. A ce moment là, nous pouvons nous poser la question de savoir si ces nouveaux critères ont été acceptés par les élèves parce qu'ils avaient été
établis par leurs pairs et que cela est plus facile à accepter que des critères établis et donnés par l'enseignant, ou simplement parce qu'ils se sont rendus compte que ces critères les aideraient à trouver une meilleure zone pour leur dessin.

CJ2: "La comparaison des photos prises par les élèves ainsi que la recherche ensemble (enseignant et élèves) de critères de ce qu'est ou n'est pas un bon modèle vont permettre aux élèves de gagner du temps et de se concentrer plus sur leur dessin" 

Concernant le temps, nous n'avons pas de données strictes, mais nous nous référons à notre simple appréciation. En effet, nous avons remarqué qu'après l'établissement des critères communs, la majorité des élèves ont réussi à produire un dessin scientifique en environ 20 minutes et sans aucune question concernant ce qu'ils devaient dessiner - excepté pour savoir s'ils devaient dessiner une seule cellule en mitose ou toute une zone de cellules. 

D'après les appréciations de l'enseignante, qui avait déjà effectué un cours sur le dessin scientifique avec la même classe, il lui a semblé que le temps nécessaire aux élèves pour effectuer le dessin lui-même a été optimisé. Nous devons cependant être prudent quant à cette conclusion vu que nous ne possédons pas de données clairement établies et que ces impressions pourraient venir d'autres facteurs (ex: le fait qu'il s'agissait de la seconde fois que les élèves pratiquaient le dessin scientifique a pu contribuer à ce gain de temps).

Néanmoins, le fait qu'aucune question sur ce qu'il fallait dessiner (en référence à la consigne voulant qu'ils trouvent des cellules en mitose) n'est apparue nous semble un indice relativement bon pour affirmer que cette méthode a pu permettre un gain de temps à ce niveau.


CJ3"Les critères établis ensemble vont permettre de comprendre le phénomène étudié et vont pouvoir être utilisés par les élèves pour décider mieux de ce qu'est un bon élément à observer et ainsi à le reproduire sous forme d'un dessin, car ils savent désormais ce qu'il faut observer et reproduire."

Les critères établis ont permis effectivement, au vu des dessins, d'indiquer à l'élève quelles zones représentaient des cellules en mitose: 100% des dessins représentent des cellules en mitose.
Néanmoins, comme nous l'avons mentionné plus haut, ces critères ont permis aux élèves d'associer les cellules en mitoses avec l'observation des chromosomes, mais ne leurs ont pas permis de mieux comprendre ce qu'est la mitose, ni les chromosomes. Ainsi, 4 dessins sur 12, représentaient des chromosomes de manière liée et 1 dessin sur 12 les représentait sous la forme d'un simple trait. Quant aux autres dessins, ils présentaient des imprécisions quant à la quantité et à la forme des chromosomes.
Cet artefact nous permet donc de déceler les limites de leurs modèles et ne nous permet pas d'y remédier uniquement de cette manière. En effet, la représentation des chromosomes reste quelque chose d'abstrait pour eux 
(Newmann, 2012) et même en faisant une photo de la zone à dessiner, la représentation qu'ils avaient ne progresse pas. Bien qu'un peu implicite, notre intention était quand même que les élèves aient une meilleure représentation des chromosomes en mitose, alors que pour les élèves, le but de l'activité n'a pas dépassé le stade de "trouver une zone et la dessiner". L'artefact a donc aidé à trouver une bonne zone à dessiner, mais pas à avoir une représentation correcte de ce qu'ils devaient dessiner. Afin que nos intentions soient mieux interprétées une prochaine fois, nous devrons revoir nos énoncés et utiliser au mieux cette tâche afin que les objectif d'apprentissages soient clairement indiqués aux élèves.

Par ailleurs, les critères utilisés ne seront pas tous transposables à d'autres observations, d'où la nécessité d'adapter certains des critères à chaque nouvelle observation.

  • Améliorations
        Suite à la passation, nous avons pensé à différentes améliorations:
    1. Ayant remarqué que certains élèves se sentaient frustrés de ne pas avoir leur photo sur openclass, nous suggérons de laisser à chaque groupe la possibilité d'en mettre deux (une pour chaque élève du groupe).
    2. Afin de nous assurer que l'utilisation de l'artefact favorise leur capacité à trouver une zone adéquate à dessiner rapidement, nous aurions dû leur donner une nouvelle lame à observer (après l'établissement des critères et juste avant qu'ils ne commencent à dessiner) pour voir s'ils retrouvent une zone adéquate rapidement sur cette nouvelle lame qui leur est inconnue.
    3. Pour retirer le meilleur de cet artefact, nous pourrions demander aux élèves de photographier la zone qu'ils ont dessinée et de l'envoyer sur openclass, cette fois avec leur nom, afin que nous puissions juger de la fidélité de leur production. Il faudra juste veiller à ce que les élèves ne dessinent pas en se basant sur leur photo (obligation de ranger leur smartphone après avoir pris la photo).
    4. Afin d'utiliser au mieux l'artefact comme support de la théorie, une récapitulation de ce que les élèves observent en lien avec la théorie devrait être fait (exemple: expliquer par quelles étapes doit passer une cellule en mitose). Cela permettrait de contextualiser la séquence, car nous ne sommes pas sûrs que tous les élèves aient bien fait le lien avec la théorie donnée.
  • Conclusion
Cet artefact est, selon nous, un bon outil pour aider les élèves à trouver une zone de dessin appropriée. Cependant, bien que certains critères de sélection de zone à dessiner soient généraux, tous les critères ne peuvent être réutilisés pour travailler sur un autre chapitre. Les élèves risquent donc de se heurter de nouveau à certaines difficultés lors d'autres observations. 

Cependant, il est important de souligner que la façon dont cet artefact est employé est également une variable non négligeable dans la réussite de l'activité. En effet, nous pensons que l'effet positif de l'artefact a été renforcé dans notre cas par la mise en place d'un conflit socio-cognitif entre les élèves pour favoriser une rupture face à leur modèle mental initial (Buchs & al., 2008). Cet outil technologique a donc été bénéfique grâce à sa bonne insertion dans l'activité menée.

En revanche, comme nous n'avons pas validé la région que les élèves ont choisie (étant donné que c'était un des objectifs de l'utilisation de l'artefact pour nous permettre de gagner du temps), nous ne pouvons pas savoir si leur dessin correspond effectivement à la réalité observée, s'ils ont dessiné des choses qu'ils n'ont pas vues, ou omis d'en dessiner qui étaient présentes. Il nous manque ici des traces de leur choix de zone, comme mentionné plus haut.

Par ailleurs, nous pensons que l'utilisation de l'artefact avec certaines classes peut être problématique. En effet, elle nécessite l'emploi des smartphones et d'internet, ce qui peut mener à des débordements, même si les règles ont été clairement préétablies.

Globalement, nous pensons que l'utilisation des photos et de l'application openclass a été positive, en tous cas avec la classe en question. Les élèves ont apprécié cette forme de travail différente et étaient très motivés.

  • Littérature
  1. Amato Imboden, M., Coulin Talbot, F., Kummer, J., Primatesta, S., Van Tuinen-Sabbadini, G., Zahnd, L., Coordonné par Rémy Kopp et François Lombard (2011-2012). La modélisation en biologie, comment la traiter en classe. Université de Genève, IUFE. 
  2. Buchs, C., Darnon, C., Quiamzade, A., Mugny, G., & Butera, F. (2008). Conflits et apprentissage: régulation des conflits sociocognitifs et apprentissage. Revue française de pédagogie, 163, 105–125.
  3. Darnon, C., Buchs, C., & Butera, F. (2006). Buts de performance et de maîtrise et interactions sociales entre étudiants : la situation particulière du désaccord avec autrui. Revue française de pédagogie, (155), 35–44.
  4. Katherine Ott Walter, Stephanie L. Baller & Aaron M. Kuntz (2012). "Two Approaches for Using Web Sharing and Photography Assignments to Increase Critical Thinking in the Health Sciences." International Journal of Teaching and Learning in Higher Education, v24 n3 p383-394 2012. http://dx.doi.org/10.1080%2F14725860220137345
  5. Quillin, K., & Thomas, S. (2015). Drawing-to-Learn: A Framework for Using Drawings to Promote Model-Based Reasoning in Biology. Cell Biology Education, 14(1), es2-es2. doi: 10.1187/cbe.14-08-0128
  6. Newman, D. L., Catavero, C. M., & Wright, L. K. (2012). Students Fail to Transfer Knowledge of Chromosome Structure to Topics Pertaining to Cell Division. Cell Biology Education, 11(4), 425‑436. http://doi.org/10.1187/cbe.12-01-0003
  7. Widmer, V. (2014). openclass.ch. Application web pour soutenir l’apprentissage coopératif lors de travaux pratiques de biologie. University of Geneva. Retrieved from http://archive-ouverte.unige.ch/unige:41402



Commentaire du CE 2 IV 16

Quelques pistes pour vous aider à avancer ce projet qui a bien muri (notez que proche de la certification, ce commentaire est formatif et évite volontauirement l'évaluation sommative).

L'intro pourrait plus construire vos CJ : développez un peu plus le problème qui se pose, montrer comment les apports de la littérature suggèrent des solutions,  

la CJ-Map dissocie pour aider à expliciter, Critères et débat y apparaissent séparément. peut-être pourriez-vous  intégrer dans la discussion le débat et les critères.
La manière dont les critères sont intervenus (ou pourraient intervenir CJ N+1)  dans l'argumentations par les élèves pourrait être un axe de réflexion.
L'envoi répété par certains pourrait être discuté dans ce contexte

La manière dont les élèves semblent avoir compris (reconstruit)  la consigne peut être intégrée à cette discussion

"When students frame what they are doing as a classroom game, they expect knowledge comes in the form of information—in physics that information is often a formula— provided by the instructor or textbook. They expect their role is to receive that knowledge and reproduce it appropriately. Knowledge is valuable if it “counts,” and it counts if it matches the information the authority sanctions as correct."
"By contrast, when students frame what they are doing as making sense of some natural phenomenon, they select and assess knowledge differently. Knowledge may come from anywhere, and students’ role is to produce it and to assess it, produce it from their experience or reasoning or schooling, assess it for whether it makes sense—whether it matches what else they believe and understand."
(Hutchison & Hammer, 2010 p. 510)
Cet exemple montre bien que les représentations de l’élève sur ce qu’il doit faire risquent souvent d’être différentes des intentions de l’enseignant (leur «buts» diffèrent de ses « objectifs »), mais aussi combien le cadrage épistémique est une lentille déformante à travers laquelle l’élève voit la tâche qu’on lui propose.

Peut-être pour reformuler les CJ à l'issue de cette discussion (CJ-Map N+1)




Hutchison, P., & Hammer, D. (2010). Attending to student epistemological framing in a science classroom. Science Education, 94(3), 506-524. doi: 10.1002/sce.20373


Commentaire du CE 20 I 16

Votre projet avance bien et je vois principalement les points suivants à clarifier pour vous permettre d'avoir une belle répons a votre Q°

  • Expliciter les critères de ce qu'est un bon dessin en biologie : à l'avance ils doivent être clairs . Vous pouvez les faire découvrir par les élèves mais vous en êtes les garants du modèle institutionnalisé de …  : ils ne sont pas démocratiquement choisis "critères établis ensemble"  Vous pouvez les leur faire découvrir (c'est votre pbl). oui et c'est bien de les aider à faire évoluer leurs modèles naifs vers le modèle institutionnalisé de …
  • ce modèle doit  permettre de justifier si une image est ou non telle structure et de justifier (référence pour argumenter CJ1)
  • les objectifs pourraient être formulés en être capables d’utiliser le  modèle institutionnalisé de … pour reconnaitre / expliquer /
  • Mieux mettre en évidence en quoi ce modèle  leur permet de mieux comprendre  / prédire / décider dans le monde ou ils sont
  • Du coup les observables doivent être en rapport avec  ces critères ( justification en référence au modèle plus que exactitude du trait et légende ) et inclure la capactié à expliquer / prédire des situations extrascolaires
  • Observer s'ils se réfèrent à .. s'ils interrogent d'autres situations extrascolaires etc.

Commentaire du CE 30 XII15 : orange pâle.

Votre projet aborde une très belle question et propose des approches intéressantes.

Votre projet nous parait en bonne voie  :  Feu orange :  ne  pas se précipiter, prendre le temps de mieux définir ce que vous voulez étudier ( la problématique),  ce que vous pensez obtenir comme effet de cet usage d'un artefact - que nous trouvons globalement très intéressant - (mieux définir vos conjectures CJ). Les traces des effets attendus (EO) devraient être mieux définies. La justification du choix de l'artefact est implicite . Le scénario d'usage est assez peu élaboré.

Voici quelques pistes et conseils qui pourront vous aider - sentez-vous libres de vous en écarter si votre projet se précise ailleurs. Ils visent à relancer la réflexion sur des points qui m'ont semblé importants.

Objectifs
Les objectifs que vous décrivez sont plutôt des moyens pédagogiques avec des conjectures implicites ...

"Faire de l'observation scientifique un co-construction et non un travail individuel." exprime votre "modèle d'action :  que la co-construction serait meilleure pour que chaque élève apprenne mieux. On ne peut pas mesurer à la fin si les élèves ont atteint cet objectif,...
Essayez de définir ce que les élèves doivent savoir / être capables de faire à la fin de votre activité. (les objectifs d'apprentissage)

Les objectifs visés semblent être :

Vous indiquez le but de l'observation ( dessin d'– ? ) "pour que les élèves se constituent une image" . On ne peut pas facilement savoir ce qu'ils ont comme image (modèle?) dans la tête :  que recherchez-vous exactement  ? Peut-être : sachent  reconnaitre / identifier / nommer ?
Plus loin vous dites chercher à ce que les élèves sachent "repérer les bon éléments à observer"

Je pense qu'un concept crucial qui vous aidera à répondre à votre problématique est que c'est grâce à un modèle (que les biologistes savent appliquer) qu'on peut reconnaitre ce qui est "bon" : les élèves n'ont pas encore développé ce modèle - ou utilisent un autre modèle "naïf"
« Observer ne suffit pas si on ne dispose pas des concepts appropriés. Ce sont eux qui produisent de nouveaux observables. » (Astolfi, 2008 p. 41).

Peut-être votre objectif est-il que les élèves sachent utiliser un modèle de … pour identifier / reconnaitre / expliquer / prédire ?

Cf Quillin, K., & Thomas, S. (2015) qui me semble central pour votre travail  (ref complète plus bas)

Qu'est-ce que apprendre comprendre ?

Une première définition…
"... si le savoir est conçu comme un concept, pour le construire, il faut comprendre la relation de correspondance entre le mot, les situations contextualisées et la définition abstraite, décontextualisée. L'action mentale qui consiste à coordonner ces trois éléments est la fonction du concept et il constitue ainsi un outil de pensée pour interpréter le réel. Il permet de construire la définition en fonction de la pertinence des exemples. Partager cet outil avec les élèves, donne à l'enseignant un moyen puissant pour « négocier» avec eux le sens à donner à une situation et un langage qui permet de discuter ensemble les ambiguïtés de la compréhension et de la validation du savoir.
Quand on est capable de communiquer cette relation de réciprocité entre, d'une part, les éléments de définition, et, d'autre part, les éléments de définition-exemples particulières, et de les associer à un mot, on peut dire qu'on a compris, appris."
(Barth, 2007)

Cette définition est utile pour commencer, mais  correspond à la biologie descriptive ... jusqu’au milieu du 20ème siècles ;

Le PER exige que nous allions plus loin = savoir utiliser un modèle descriptif de  l'anatomie pour expliquer / nommer / décrire /et comprendre le monde ou ils sont, voire prédire ?

Problématique
Elle est très intéressante : peut-être mieux expliciter les types de connaissances visées … …
Il me semble lire en filigrane la question "comment les amener à savoir reconnaitre ce qui est important " (ce qu'il faut reconnaitre / ce qui est une bonne Q° / ce qui est un bon critère ) -> savoir utiliser un modèle qui permet de
-> Sous problématique
comment organiser la discussion des Q° pour les faire évoluer vers les " bonnes" 
cf plus bas discussion sous CJ3


Suggestion : utiliser la  ConJecture map (refs / CJ / ED / EAttandus / EObservés) présentée au séminaire pour bien distinguer les CJ de leur implémentation, des effets attendus et leur mesure. C'est difficile mais aide à clarifier votre projet


CJ 1 Le partage de photos représentant la réalité permet aux élèves d'améliorer leurs modèles.
Est-ce le partage ou la discussion que ce partage permet qui produit l'amélioration ( expliciter l'amélioration) ?  (confrontation des modèles à …) cf Quilin (2015) discussion des caractéristiques des images et utilisation du modèle pour expliquer ( identifier ces caractéristiques  ? )

la CJ 2
Si l'élève est prévenu avant la ou les activité(s) il devrait anticiper les questions à se poser en vue de l'évaluation
expliciter l'effet éducatif attendu (il apprendra mieux s'il est conscient des Q° d'épreuves lors des activités d'apprentissage ?
ED dans la CJ


CJ 3 Si l'élève est confronté à une mise en commun de ses questions, il sera capable d'améliorer ses questions afin d'obtenir une "bonne question".

Les critères nécessaires à  déterminer ce qui est une bonne Q° ne doivent-ils pas être explicités et compris des élèves lors de la confrontation et de la mise en commun  ?
Vous mentionnez " (clarté, précision, pertinence, faisabilité, etc.)," mais il n'y a pas de critère épistémologiques : celles qui sont liés à la nature de la biologie : permet-elle de comprendre  le phénomène étudié / d'expliquer le mécanisme / de décider mieux ( Cf PER)

Observables


Il faut explicitement trouver des observables pour chaque CJ
Plutôt que des zones d'observations / dessin différentes, vous pourriez observer si ils choisissent les zones pertinentes. Mais surtout s'ils peuvent justifier le choix en référence au modèle (il faut alors prévoir de leur faire écrire / énoncer / mettre en évidence sur la photo ....).
Essayez d'observer la nature des discussions / commentaires (les arguments, la référence aux critères etc.) qui indiqueraient une évolution de leurs modèles.
Essayez de trouver des observables qui révèleraient si la discussion des photos a conduit à une meilleure observation lors du dessin. Distinguez peut-être le dessin (= but) de la capacité à observer en utilisant un modèle (= objectif).

Déroulement 

Intéressant, globalement pertinent, mais à préciser encore sur les points mentionnés plus haut : partage des objectifs avec les élèves au début ? Quelles consignes, quel sens  (le but pour les élèves ) pour la photo ?

je ne suis pas sûr que tous sauront " travailler leur argumentation, mais également de mobiliser leurs connaissances et de revoir celles-ci en fonction des commentaires de leurs pairs et de l'enseignant."  Comment faire pour s'assure que chacun réalise ces activités cognitives. Des consignes précises sur ce que chacun doit produire (Ecrire, évaluer une photo, choisir des critères ) peuvent aider à rendre chacun cognitivement impliqué dans les tâches. 

Je vous suggère d'être plus réaliste dans vos attentes mais de vous donner les moyens de les réaliser. Je suggère de rester sur vos objectifs ( modèle etc.)

Je crois que votre conjecture 2 s’appuierait bien sur le scénario "inventing with contrasting cases"   de Schwartz, D. L., et al. (2011)

" students would be presented with several images of DNA (at the macroscopic, molecular, and symbolic levels) simultaneously and asked to create a model or description of DNA to which all representations would apply. Instructors might make a conscious effort to focus on the relationship between DNA and chromosomes in as many contexts as possible. For example, when students are given genetics problems focusing on alleles and transmission of genetic material, instructors should challenge students to define an allele at the molecular level. When stu- dents see a typical textbook image of “crossing over” during meiosis I, the instructor should probe at their understanding of chromosomal behavior (e.g., How do homologous chromo- somes align? What does the term “homologous” mean?) to help students transfer their basic knowledge of chromosome and DNA structure when thinking about complex cellular processes."  Newman, D. L., Catavero, C. M., & Wright, L. K. (2012) p. 434

Références


les références que vous indiquez … bien mettre en évidence en quoi elles étayent vos conjectures.  Je n'ai pas facilement su le trouver ;-(( …

  • Katherine Ott Walter, Stephanie L. Baller & Aaron M. Kuntz (2012). "Two Approaches for Using Web Sharing and Photography Assignments to Increase Critical Thinking in the Health Sciences." International Journal of Teaching and Learning in Higher Education, v24 n3 p383-394 2012

Svp le DOI je l'ai retrouvé mais merci de l'indiquer : http://dx.doi.org/10.1080%2F14725860220137345
"Photovoice is a participatory research method that uses photography to examine community strengths and weaknesses to elicit social action  
Photo-elicitation is the process by which photographs are introduced into the research process, typically during person-to-person interviews, for the purpose of eliciting responses to visual or symbolic representations (Harper, 2002).

J'y ai cependant trouvé ceci d'intéressant : chaque groupe 10 photos représentant chacune des caractéristique étudiées / sélection d'une et vote pour la meilleure -> si vous le gardez référez-vous à cette source.

  • Harper, D. (2002). Talking about pictures: A case for photo elicitation. Visual Studies, 17(1), 13-26.

http://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1000690.pdf
J'y ai trouvé ceci : "photo elicitation may add validity and reliability to a word-based survey"  "photo elicitation mines deeper shafts into a different part of human consciousness than do words-alone interviews"  (pertinence discutable)
On y trouve evt "When two or more people discuss the meaning of photographs they try to figure out something together. " mais c'est un peu vague.
Je vous conseille  plutôt

  • Quillin, K., & Thomas, S. (2015). Drawing-to-Learn: A Framework for Using Drawings to Promote Model-Based Reasoning in Biology. Cell Biology Education, 14(1), es2-es2. doi: 10.1187/cbe.14-08-0128

J'ai mentionné plus haut :

  • Newman, D. L., Catavero, C. M., & Wright, L. K. (2012). Students Fail to Transfer Knowledge of Chromosome Structure to Topics Pertaining to Cell Division. Cell Biology Education, 11(4), 425‑436. http://doi.org/10.1187/cbe.12-01-0003


qui se réfère à

  • Schwartz, D. L., Chase, C. C., Oppezzo, M. A., & Chin, D. B. (2011). Practicing versus inventing with contrasting cases: The effects of telling first on learning and transfer. Journal of Educational Psychology, 103(4), 759‑775. http://doi.org/10.1037/a0025140

Aussi mentionnés

  • Astolfi, J.-P. (2008). La saveur des savoirs. Disciplines et plaisir d'apprendre. Paris: ESF.
  • Barth, B.-M. (2007). Régulation des apprentissages en situation scolaire et en formation. In L. Allal & L. Mottier Lopez (Eds.), (pp. 83-89). Bruxelles: De Boeck.


Votre projet aborde de belles questions: il vaut la peine de le développer .



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Alessandro Conti,
19 avr. 2016 à 12:34
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Alessandro Conti,
19 avr. 2016 à 12:37
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