Cours ppa-6015








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Cours PPA-6015

Fiche d’analyse d’une méthode
d’enseignement



Nom de la méthode

Laboratoire

Votre nom: Catherine Martel et Nicolas Turcotte



Autres appellations.

Apprentissage expérimental (Experimental learning)

Laboratoire d’apprentissage

Apprentissage participatif

Séance de laboratoire

Description



Jacqueline Boudreau (2002) définit le laboratoire comme étant «un travail pratique que l’on confie à une équipe pour évaluer l’atteinte de certains objectifs d’un cours. »
Ainsi, un laboratoire est une situation dans laquelle les étudiants, sous l’égide d’un enseignant, manipulent et expérimentent différents concepts pour en découvrir les effets, les causes, la nature et les propriétés.
Cette formule pédagogique situe l’apprenant aux commandes de son apprentissage, favorisant ainsi son autonomie. De type plutôt pédocentré, cette formule se situe en mi-chemin entre les pôles individualisés et socio-centrés (Chamberland, Lavoie et Marquis, 1995). La formule du laboratoire comporte des démonstrations et des exposés magistraux effectués par l’enseignant.
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le laboratoire n’est pas seulement ce lieu ou se déroule l’expérimentation, mais aussi peut aussi être considéré comme une séance de pédagogique à part entière. Dans le domaine scientifique, les laboratoires consistent à soulever des hypothèses qui conduiront l’apprentissage de nouvelles techniques et à l’observation de nouveaux phénomènes pour l’étudiant. Ces laboratoires sont dirigés et supervisés par un enseignant.
Selon les auteurs d’un rapport du National Research Council (Inquiry and the National Science Education Standards, 2000), les étudiants en laboratoire devraient 1) apprendre les principes et les concepts de la science, 2) obtenir un résonnement et des aptitudes scientifiques pouvant conduire à une recherche critique et une résolution de problème adéquate, 3) comprendre comment les connaissances scientifiques sont créées et divulguées par les scientifiques.

De plus, selon Thornton (1972) les caractéristiques communes aux séances de laboratoire sont :

  • Les étudiants connaissent les intentions de l’expérimentation

  • Une série d’activités prépare préalablement les étudiants à la séance de laboratoire

  • De pair avec leur enseignant, les étudiants formulent les problèmes et procédures nécessaires à l’élaboration de la séance de laboratoire.

  • Une durée adéquate est prévue afin que les étudiants puissent répéter et/ou modifier les expériences.

  • Les étudiants préparent finalement un rapport oral et/ou écrit


Explication des LienS avec les théories de l’apprentissage
Selon D. A. Jones et al. (1998), dans une perspective socio-constructiviste, les apprentissages en laboratoire introduisent l’élève à un monde «symbolique». La compréhension scientifique se construit lorsque des individus s’engagent socialement dans des discussions et des activités scientifiques relatives à des problèmes ou des tâches scientifiques.
Les laboratoires permettent le développement et la construction du savoir en apprenant en coopération. Ils permettent aux étudiants d’apprendre et de comprendre la démarche et la construction du savoir scientifique qui se fait selon ce même mode dans les laboratoires.

Par exemple, l’auteur (Jones et al., 1998) relate les discussions qui ont eu lieu lors d’un laboratoire de biologie entre les étudiants d’une équipe. Au fil de ces conversations, les auteurs analysent la construction du savoir des étudiants. Ils expliquent que la résolution de conflit est primordiale à la cohésion du groupe et à la confiance que le groupe peut avoir à accomplir des tâches ensembles. Les auteurs relatent aussi l’importance du leardership au sein d’un groupe et de l’autorité du savoir de ce leadership. Les auteurs découvrent ainsi, que les étudiants, à force de consensus et de recherche, arrivent à la construction d’un savoir par coopération.
Hart et al. (2000) stipulent que, pour que l’étudiant puisse apprendre adéquatement lors des séances de laboratoire, il doit non seulement connaître le but (aim) du laboratoire mais aussi l’intention (purpose) de ce dernier. En effet, les étudiants ne s’approprient malheureusement pas assez aisément la méthode scientifique de confirmation des résultats, de communication et de développement. Nous pourrions donc extrapoler la pensée de Hart et al. en suggérant que les apprenants devraient accorder plus d’importance à la manière dont ils cheminent vers les résultats plutôt que de se centrer sur les résultats eux-mêmes. En prônent le résultats plutôt que la méthode, les étudiants adoptent une approche behavioriste. Ainsi, les étudiants examinent le produit et non les stratégies qui conduisent à un tel produit. Par opposition à cet ordre de pensées, Hart et Al. soulignent que les stratégies pour arriver aux résultats devraient être plus importantes que les résultats eux-mêmes. L’approche cognitiviste qui permet d’adopter une démarche scientifique adéquate serait alors la stratégie apportée par les auteurs.

CONTEXTES APPROPRIÉS
Le laboratoire est un outil pouvant s’adapter aisément à tous les contextes. Le laboratoire est habituellement associé au domaine scientifique. En effet, les disciplines scientifiques se prêtent bien à la formule du laboratoire puisqu’elles permettent d’inclure les notions scientifiques de reproduction, de validation et de communication des expérimentations.
Avec l’avènement de l’ordinateur, les sciences dites sociales peuvent maintenant utiliser cette formule pédagogique. En effet, Métivier (1996) relate son expérience de l’intégration, avec succès, d’une séance de laboratoire informatique dans son cours de philosophie.
Le laboratoire s’insère bien dans un contexte où l’apprentissage par coopération est requis et où la démarche cognitive de l’étudiant doit être faite individuellement.

Possibilités d’Utilisation des technologies de l’information
Métivier (1996) a brillamment démontré que l’utilisation de l’ordinateur pouvait être efficace dans la démarche pédagogique. En effet, ce dernier utilise, dans le cadre de son cours de philosophie, les bases de données mises en ligne sur certains auteurs ou concepts afin que ses élèves puissent s’en servir pour leur rédaction. Il utilise aussi les ordinateurs pour que ses élèves composent paragraphe par paragraphe leur dissertation et qu’ils puissent mettre en commun le fruit de leur labeur dans une base de donnée maison.
D’autres comme Poirier (2001) ont su implanter des laboratoires de langue avec des outils informatique : ordinateur, logiciel en ligne. Selon lui, l’intégration métissée de ces TIC a permis d’offrir de belles possibilités d’exploitation pédagogique: exercices, références, tests diagnostiques, activités de conversation, sujets d’actualité, etc. L’utilisation des TIC fut pour lui un tel succès qu’il s’empresse de déclarer : «Déjà, pour la session d’hiver, de nouveaux projets s’annoncent. Nous récoltons les fruits de l’intégration des TIC à notre enseignement».

L’intégration des TIC dans les séances de laboratoire scientifique est très présente. En effet, la plupart des séances de laboratoire se font maintenant avec un ordinateur, muni d’interfaces pour la collecte de données. Cette collecte étant maintenant numérique, il est possible de traiter plus facilement et plus rapidement les données. L’intégration ultime des TIC réside certainement dans l’utilisation des laboratoires virtuels en science. Guay (2003) a recensé plusieurs «applets» disponible sur la toile et qui permettent de faire des laboratoires virtuels. Ces laboratoires virtuels permettent d’intégrer facilement des activités dans l’approche d’apprentissage. Ils permettent d’accélérer les expérimentations, augmenter le nombre d’étude, supprimer les tâches répétitives et de disposer d’un accès illimité à l’expérimentation en tout temps.
Les technologies de l’information et des communications sont maintenant bien présentes dans les séances de laboratoire. Leur utilisation est multiple et indispensable.


AVANTAGES POUR LES ÉLÈVES
Les séances de laboratoires permettent une participation accrue pour l’apprennent. En effet, l’élève peut se sentir motiver et peuvent s’investir selon son intérêt. L’étudiant acquiert les connaissances des prémisses de la méthode scientifique.
De plus, puisque la construction du savoir en laboratoire est coopératif, l’élève a une interaction constante avec ses pairs, ce qui noue des relations étroites entre collègues.
Selon Hakeem (2001), les séances de laboratoire permettent aux étudiants d’obtenir de meilleures notes à la résolution de problèmes complexes à leurs examens puisqu’ils sont plus impliqués dans le développement de leur savoir.
Dans sa thèse de doctorat (volume), Rouleau (1978) estime la satisfaction des élèves face à leurs cours de sciences est proportionnelle au temps accordé au laboratoire, mais sous certaines conditions. En effet, les étudiants les plus satisfaits sont ceux qui réalisent moins d’un laboratoire par semaine et ceux qui en font deux ou plus par semaine, par rapport à ceux qui réalisent un laboratoire tous les 15 jours. Cependant, « plus les étudiants sont actifs au laboratoire, plus ils sont satisfaits de leur cours de sciences ». Cette thèse démontre que les laboratoires ont l’avantage de satisfaire les élèves quant à leur cours de sciences.
Métivier (1996) postule que les laboratoires informatiques qu’il utilise favorisent l’approche humaine. Il qualifie le laboratoire de « machinerie cognitive » qui l’aide à avoir un comportement plus humain en classe et ce, bien au-delà de ses expériences initiales. Par cette formule pédagogique, il peut intervenir de façon individuelle auprès de chacun de ses élèves.
DÉSAVANTAGES POUR LES ÉLÈVES
Selon Dr Rouleau (1978), les étudiants qui fréquentent le laboratoire de façon non assidue, c’est-à-dire à fréquence d’un laboratoire tous les quinze jours, ont un taux de satisfaction moindre face à leur cours de science. Ainsi, c’est un désavantage pour les élèves de ne pas séquencer les laboratoires adéquatement.
La formule pédagogique du laboratoire représente une incertitude face aux résultats techniques obtenus, il se peut que les étudiants ne soient pas également satisfaits des connaissances acquises.
Selon Hart et al. (2000), l’un des désavantages des laboratoires réside dans le fait que les étudiants peuvent ne pas apprendre beaucoup des laboratoires s’ils n’en comprennent pas les intentions. En effet, les élèves ne comprennent habituellement que le but du laboratoire. Dans ces conditions de mauvaise compréhension de la démarche scientifique à suivre, les séances de laboratoires sont quelque peu inutiles. Il est donc désavantageux pour l’élève de faire la séance de laboratoire s’il n’a bien assimilé les intentions du laboratoire. Dans le même ordre d’idées, Chamberland, Lavoie et Marquis (1995) stipulent que la formule pédagogique du laboratoire ne convient pas aux apprenants qui manquent de maturité et de motivation pour apprendre par expérimentation.
En ce qui a trait aux laboratoires virtuels, Guay (2003) fait état du désavantage qu’on les étudiants francophone en rapport avec le fait que les «applets» sont majoritairement en anglais. Les étudiants exclusivement francophones, dû à cette barrière de langue, n’ont pas accès à toutes les ressources disponibles.
AVANTAGES POUR l’enseignant
Le laboratoire renferme de nombreux avantages pour l’enseignant. Métivier (1996) insiste sur l’amélioration de la qualité de ses rapports avec ses étudiants. La formule du laboratoire permet une interaction directe et personnelle avec l’étudiant. L’auteur constate qu’il a réussi à établir un contact de qualité avec ses apprenants puisque ses interventions sont individuelles et orientées. De plus, Chamberland et al. (1995) sont d’un avis similaire. Ils sous-tendent que le laboratoire permet de dégager l’enseignant et ainsi de lui permettre d’assister les élèves dans leur cheminement.
Par ailleurs, Guay (2003) expose que les laboratoires virtuels permettent les démonstrations en classe et facilitent l’apprentissage par les étudiants. En effet, les <

DÉSAVANTAGES POUR l’enseignant
M. Métivier (1996) discute de la pertinence d’avoir un contenu solide et une forte préparation pour la conduite du laboratoire. Ceci implique que l’enseignant doit préparer laborieusement chacune de ses séances, ce qui implique un investissement de temps considérable. Ce même auteur stipule qu’<De plus, il est reconnu que les laboratoires sont parfois coûteux en temps et en argent. Ceci implique que l’enseignant aux ressources limitées temporellement et pécuniairement ne pourrait peut-être pas inclure ce type de formule dans sa pédagogie.
Finalement, puisque la formule du laboratoire n’est habituellement qu’une des composantes de l’évaluation de l’étudiant. Le fait de rajouter une évaluation peut amener un surplus de charge de correction pour l’enseignant.
Conseils pratiques


  • La planification et la supervision sont d’or dans les laboratoires.

  • L’encadrement étroit par les enseignants est un élément essentiel dans les laboratoires.

  • Pour que les étudiants développent une autonomie au laboratoire ils doivent être outillés adéquatement.

  • Il faut s’assurer que les ressources matérielles et didactiques qui sont nécessaires au bon fonctionnement d’un laboratoire sont facilement accessibles aux étudiants

  • Les étudiants doivent être en mesure de bien connaître le but et les intentions du laboratoire.



Exemple d’utilisation dans un cours de votre discipline (avec les TIC)
Les domaines des sciences sont propices à la formule pédagogique des laboratoires. L’utilisation d’interfaces numériques pour la récolte de donnée peut s’avéré une judicieuse utilisation des TIC.
Les laboratoires virtuels sont efficaces comme support pédagogique. Ils permettent de visualiser facilement des concepts étudiés et de renouveler les expériences tant et aussi longtemps que l’on le souhaite. Par exemple, dans le domaine de la physique, un laboratoire virtuel (figure 1) sur un générateur de tension peut devenir un support pédagogique ou un laboratoire en soi. Les laboratoires virtuels permettent une économie de temps, de matériel et d’argent.



Figure 1 : Ce générateur de tension alternative est un modèle animé qui permet d'observer la rotation d'une boucle conducteur dans un aimant. (Guay, 2000)
Toujours dans le domaine de la physique, les laboratoires conventionnels sur équipements réels sont primordiaux afin d’inculquer la méthode scientifique. Par exemple, un chariot relié à une interface d’acquisition de données peut permettre de calculer les équations de mouvement d’un corps.
Par ailleurs, dans le domaine des sciences de la santé, l’utilisation des <


Figure 2 : Pour acquérir ou vérifier le vocabulaire lié à l'œil, cette application propose de déplacer avec la souris les définitions du bas pour les accrocher sur le « Votre réponse » correspondant à leur localisation sur le schéma. (Guay, 2000)


Question 1
La formule du laboratoire est fortement pédocentrée V ou F
Question 2
Puisque les laboratoires sont adéquatement planifiés, ils ne représentent aucun risque d’échec de la part des apprenants. V ou F
Question 3
Indiquer la bonne réponse. Selon Rouleau (1978), laquelle des fréquences suivantes diminue le degré de satisfaction des étudiants.


  1. Moins d’un laboratoire par mois

  2. Deux laboratoires et plus par semaine

  3. 1 laboratoire tous les 15 jours



Question 4
Les laboratoires virtuels permettent d’intégrer facilement des activités dans l’approche d’apprentissage. Laquelle des affirmations suivantes est vraie? Les laboratoires virtuels permettent de :
a) accélérer les expérimentations

b) diminuer le nombre d’études

c) augmenter les tâches répétitives

d) disposer d’un accès limité à l’expérimentation
Question à discuter

Comment faire en sorte pour qu’un laboratoire respecte les niveaux d’apprentissage de chacun des étudiants? En d’autres termes, comment peut-on planifier des projets équivalents pour tous les apprenants?

RÉFÉRENCES (format APA)



Chamberland, G., Lavoie, L., Marquis, D. (1995). 20 formules pédagogiques. Québec : Presse de l’université du Québec. Pages 117-120.
Guay, P-J. (2003). Le Laboratoire virtuel. Bulletin collégial des technologies de l’information et des communications, 50. Consulté le 15 mai, 2007, à partir de

http://www.clic.ntic.org/cgi-bin/aff.pl?page=article&id=1140
Myers, B. (2004). Effects of investigative laboratory integration on student content knowledge and science process skill achievement accross learning styles. Thèse de doctorat de 3e cycle, Université de Floride.
Rouleau S. (1979). Influence de la fréquence des séances de laboratoires et de l’activité des étudiants au laboratoire sur leur satisfaction. Thèse de doctorat de 3e cycle, Université de Montréal.
Hart, C. et al. (2000). What is the Purpose of this experiment? Or can students learn something from doing experiments? Journal of research in science teaching, 37, 655-675.
Jones, Dorothy A.  Eichinger, David C. (1998). Conceptual Change in the Undergraduate Biology Teaching Laboratory: A "Type Specimen" Case Study. Annual Meeting of the national association for research in science teaching. San Diego, CA.
Métivier, J. (1996). L’informatique dans l’enseignement et l’apprentissage:
Des expériences au quotidien. Bulletin Collégial des technologies de l’information et des communications, 9. Consulté le 10 mai 2007 à partir de http://www.clic.ntic.org/cgi-bin/aff.pl?page=article&id=358

Poirier, L. (2001). Implanter un laboratoire de langues en intégrant les TIC, Bulletin collégial des technologies de l’information et des communications, 38. Consulté le 10 mai, 2007 à partir de http://www.clic.ntic.org/cgi-bin/aff.pl?page=article&id=46
Guay, P-J. (2000). Dans Laboratoires virtuels de sciences, 33. Consulté le 14 mai, 2007. à partir de

http://www.clic.ntic.org/cgi-bin/aff.pl?page=article&id=1140

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