Thèse de 3e cycle : Sciences de l'éducation : Lyon 2 : 1984. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse doctorat : Informatique : Villeurbanne, INSA : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 259-275. Glossaire.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de l'information et de la communication : Lyon 3 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse de doctorat : Sciences de l'éducation : Rennes 2 : 2008. / Bibliogr. f. 333-351. Annexes.

Thèse de doctorat : Histoire contemporaine : Rennes 2 : 2008.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre.

Cette étude en didactique des sciences au primaire s'inscrit dans le domaine de recherche du changement conceptuel, lequel est issu en grande partie des constats au sujet de la persistance des conceptions initiales dites « erronées » des élèves (diSessa et al., 2004; Posner et al., 1982; Vosniadou, 2008). Sachant que le raisonnement, sous ses multiples formes, joue un rôle crucial dans le changement conceptuel en sciences (Kuhn et al., 1988; Peirce, 2002; Zimmerman, 2007) et que les connaissances initiales des élèves, plus ou moins organisées, constituent la base des changements conceptuels, cette recherche mise sur les compétences cognitives des élèves et sur la richesse de leurs raisonnements, plus précisément sur la « puissance cognitive » de leurs raisonnements analogiques (Nersessian, 1999, 2008b). La tendance chaude (warming trend) de l'étude du changement conceptuel suggère de prendre en compte des composantes cognitives, épistémologiques et contextuelles. Appuyée par la théorie de l'intentionnalité (Searle, 1985), ainsi que des recherches qui portent sur l'épistémologie personnelle (Hofer et Pintrich, 1997; Kuhn, 2001; Schommer, 1990), cette étude a examiné l'apport des croyances épistémiques dans le processus de changement conceptuel. Au sein d'un environnement où l'investigation, l'argumentation et le raisonnement sont préconisés (Dewey, 1933), le phénomène complexe de la flottaison a été choisi afin de susciter l'émergence des raisonnements des élèves rencontrés. Dans un contexte de classe entière où la cognition est distribuée (Pea, 1993; Salomon, 1993), l'observation de 142 élèves de la 3e à la 6e année lors de l'exploration du phénomène de la flottaison s'est faite selon une stratégie méthodologique multi-instrumentale : questionnaire portant sur les croyances épistémiques, carnet scientifique, entretiens individuels, enregistrements audio et vidéo. Cette étude mixte (qui allie des données quantitatives et qualitatives), s'inscrit dans un paradigme pragmatiste. Elle a permis de décrire et analyser les liens entre les raisonnements analogiques, les croyances épistémiques et l'engagement des élèves dans le processus de changement conceptuel au primaire lors de l'exploration du phénomène de la flottaison en apprentissage des sciences. Notre étude a démontré que les enfants sont des raisonneurs compétents. Elle a mis en exergue la compétence des élèves à opérer des changements conceptuels à l'aide de raisonnements de formes variées dont les raisonnements causal, expérimental et analogique. Ces raisonnements multiples agissent de façon synergique lors du changement conceptuel. Le raisonnement analogique, surtout exprimé oralement, contribue à la mise en œuvre du changement conceptuel. Les référents analogiques représentent des balises cognitives dans la construction de la trame explicative. En plus de la valeur cognitive liée à la systématicité ou potentiel d'appariement entre la source et la cible (Gentner, 1988), cette étude a confirmé la valeur esthétique des raisonnements analogiques (Jakobson et Wickman, 2007). Cette étude a aussi démontré que les croyances épistémiques prennent une place importante dans l'esprit des élèves. Elle a fait la lumière sur leur vision de la nature de la science et de sa construction. Les élèves possèdent une vision relativement évoluée de la science. La prédominance de la dimension de la justification permet d'attribuer aux élèves une vision empiriste; le recours à la symbolisation et l'expressivité associe leur vision au métaphorisme (Royce, 1978). Les élèves sont critiques face à la science, ils font preuve de scepticisme, d'évaluativisme (evaluativism) et se détachent d'une épistémologie naïve et d'une vision purement rationaliste de la science. Les liens entre les croyances épistémiques et l'utilisation de la stratégie du raisonnement analogique n'ont pu être mesurés de façon significative. La dimension de la certitude du savoir s'est démarquée dans les analyses corrélationnelles, mais pour toutes les formes de raisonnement. Une étude plus approfondie de la nature des relations entre l'épistémologie personnelle et le choix des stratégies cognitives s'avère une des avenues de recherche proposées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sciences au primaire, Changement conceptuel, Épistémologie personnelle, Raisonnement analogique, Flottaison.

Cette étude cherche à comprendre les processus d'apprentissage d'élèves de la 6e année du primaire, et ce, en examinant la nature des interactions dans un contexte d'apprentissage des sciences et technologies. Afin d'approfondir leurs connaissances des phénomènes scientifiques, les enfants travaillent en équipe avec des outils informatiques nommés Crickets! qui proviennent du Media Lab, Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ces blocs programmables sont des petits ordinateurs qui ne sont pas tellement plus gros que la batterie de 9 volts qui leur transmet de l'énergie. En raison de leur petite taille, ils peuvent être utilisés dans différents contextes. À l'aide du langage de programmation LOGO et de communication par transmission infrarouge, ces petits ordinateurs peuvent contrôler des moteurs et recevoir de l'information de détecteurs (son, lumière, toucher, ...). Des blocs LEGO et du matériel de bricolage peuvent servir à la construction de projets robotisés. Ces petits ordinateurs permettent aussi d'observer différents phénomènes de l'environnement, car leurs détecteurs peuvent capter de l'information et ainsi permettre à ses utilisateurs de faire de la collecte de données. Les usagers parviennent à construire des petits robots qui peuvent communiquer entre eux et qui sont programmables à distance. Des observations qualitatives ont permis de faire une étude de cas sur l'utilisation des Crickets par des élèves travaillant en collaboration. Parmi les interactions d'un groupe de trois élèves, seuls les rôles sociaux et les diverses tâches effectuées ont été catégorisés et analysés. Par le biais d'analyses qualitatives et quantitatives, il a été possible d'observer la distribution de ces variables. Sans prétendre démontrer des évidences empiriques, cette étude illustre la richesse des interactions sociales variées dans une équipe de travail collaboratif ainsi que l'importance de la manipulation de matériel technologique attrayant dans un contexte de l'apprentissage des sciences. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Collaboration, Apprentissage, Constructivisme, Robotique et science.

Pour aider les élèves à cheminer dans la voie du succès, les enseignants doivent soutenir leur motivation. Ce soutien à la motivation est difficile à mettre en oeuvre pour les étudiants en enseignement qui affrontent des situations nouvelles au cours de leurs stages. Comme le feraient des experts, ceux-ci doivent construire des savoirs d'action en intégrant les savoirs théoriques développés dans le programme de formation universitaire, les savoirs pratiques véhiculés par le lieu de stage et les savoirs inhérents à leur culture personnelle. L'autorégulation de l'apprentissage peut aider les stagiaires dans cette démarche de construction. À cet égard, les communautés d'apprentissage constitueraient à cet effet une avenue prometteuse. La présente étude se fonde sur un paradigme d'apprentissage, deux modèles et un concept. Dans le cadre du paradigme sociocognitif de l'apprentissage, le modèle de la motivation retenu met en lumière quatre déterminants qui agissent en interdépendance, à savoir le sentiment d'autoefficacité, la perception de la contrôlabilité, l'orientation des buts d'apprentissage et la perception de la valeur de la tâche. Le modèle de l'autorégulation de l'apprentissage comporte douze sous-processus et croyances intégrés dans trois phases successives qui se présentent en boucles itératives. Finalement, le concept de communauté d'apprentissage soutenue par des forums électroniques de discussion est avancé afin d'axer la construction des savoirs sur les interactions entre les stagiaires. La présente étude poursuit trois objectifs de recherche. Elle vise à décrire et à analyser les sous-processus et croyances utilisés par les stagiaires pour autoréguler leur apprentissage de l'exercice du rôle de soutien à la motivation. Elle vise également à comparer l'utilisation que font les stagiaires fortement autorégulés des sous-processus et croyances d'autorégulation avec l'utilisation qu'en font les stagiaires faiblement autorégulés. Enfin, elle cherche à examiner l'impact d'une activité de sensibilisation à l'autorégulation de l'apprentissage présentée à des stagiaires pour les amener à exercer leur rôle de soutien à la motivation de manière plus efficace. Une approche méthodologique descriptive avec volet quasi-expérimental a permis de poursuivre les objectifs de recherche et d'en vérifier les hypothèses. Une activité de sensibilisation à l'autorégulation de l'apprentissage de l'exercice du rôle de soutien à la motivation a été conçue puis présentée à un groupe expérimental composé de stagiaires en enseignement secondaire, tandis qu'un groupe contrôle recevait une formation différente. De nombreux instruments de mesure ont été utilisés. Trois questionnaires ont été remplis par plus d'une centaine de stagiaires en enseignement. Une grille d'observation des comportements du stagiaire au regard du soutien à la motivation a été complétée à la fois par les stagiaires et leurs enseignants associés. De plus, quinze entretiens d'explicitation invitant des stagiaires à verbaliser un épisode de leur stage où ils ont appris à soutenir la motivation ainsi que 79 messages déposés dans des forums électroniques de discussion sur la motivation ont été analysés. Les douze sous-processus et croyances utilisés par les stagiaires pour autoréguler leur apprentissage de l'exercice du rôle de soutien à la motivation ont été décrits sous forme de manifestations concrètes et leurs fréquences d'utilisation, étudiées. Des données provenant des forums électroniques de discussion et des grilles d'observation ont permis de confirmer une première hypothèse de recherche à l'effet que les stagiaires fortement autorégulés utilisent davantage de sous-processus et croyances que les stagiaires faiblement autorégulés. Par contre, des données provenant des forums de discussion et des inventaires de stratégies motivationnelles infirment une seconde hypothèse relativement à l'effet de l'autorégulation sur le nombre et la variété de stratégies de soutien à la motivation conçues par les stagiaires. Deux autres hypothèses relativement à l'impact de l'activité de sensibilisation sur le nombre de sous-processus et croyances utilisés par l'ensemble des stagiaires du groupe expérimental et le nombre et la variété de stratégies de soutien à la motivation conçues par ces derniers sont également infirmées. Finalement, deux dernières hypothèses ont été examinées au regard de l'effet modérateur du niveau initial d'autorégulation sur l'impact de l'activité de sensibilisation. Les stagiaires faiblement autorégulés au départ et sensibilisés à l'autorégulation de l'apprentissage utiliseraient davantage les sous-processus et croyances d'autorégulation que les stagiaires faiblement autorégulés du groupe contrôle. Par contre, il n'y aurait pas de différences entre les stagiaires fortement et faiblement autorégulés quant aux bénéfices possiblement retirés de la participation à l'activité de sensibilisation au regard du nombre et de la variété de stratégies de soutien à la motivation conçues par les stagiaires. Les forces de la présente recherche reposent sur l'utilisation de données quantitatives et qualitatives, sur l'utilisation de codages multiples pour les analyses de contenu, sur la triangulation des données et sur le bon nombre de répondants. Les limites sont tracées par la participation de la chercheure à toutes les étapes de la présente étude et à l'utilisation d'un devis quasi-expérimental. Les douze sous-processus et croyances mis au jour pourront aider les formateurs à accompagner les stagiaires dans leur démarche de construction de savoirs d'action liés au soutien à la motivation. Les formateurs pourront tirer de cette description des indications réalistes de l'autorégulation de l'apprentissage et en observer les manifestations concrètes chez les stagiaires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Formation initiale des enseignants, Autorégulation de l'apprentissage, Motivation au secondaire.

Au début des années 90, de nombreux acteurs du monde de l'éducation constatent que l'éducation scientifique est en état de crise. Ceux-ci résument la situation en affirmant que les élèves étaient rarement en mesure d'assurer adéquatement le transfert de leurs connaissances scientifiques. Parmi les solutions envisagées, plusieurs spécialistes proposent alors la stratégie de l'interdisciplinarité curriculaire. Cette stratégie implique notamment la réorganisation des savoirs autour d'objets ou de phénomènes d'apprentissages, plutôt qu'en fonction des disciplines scientifiques. Par conséquent, dans plusieurs des nouvelles propositions curriculaires, l'intégration des disciplines entre elles occupe une place centrale. La mise en contexte des apprentissages devient également une préoccupation majeure. Aussi, pour certains, l'éducation technologique apparaît comme une avenue propice à la contextualisation des apprentissages en sciences. Pour d'autres, une telle contextualisation serait favorisée par l'intégration de problématiques éthiques ou environnementales à l'école. Dans les milieux scolaires et en fonction des changements curriculaires proposés, de nouvelles dimensions éducatives sont donc récemment mises en relation. Or, un problème d'arrimage théorique, axiologique et praxéologique a été constaté à travers l'exploration des fondements sur lesquels reposent les nouveaux programmes de formation à l'enseignement qui intègrent les champs d'intervention de l'éducation relative aux sciences (ERS), de l'éducation relative à la technologie (ERT) et de l'éducation relative à l'environnement (ERE). Pour répondre à ce problème, cette recherche propose un modèle éducationnel inédit, qui tient compte des divers aspects fondamentaux de l'ERE, de l'ERS et de l'ERT, comme proposition pour fonder ou enrichir les curriculums, et aussi pour inspirer les pratiques des enseignants qui se retrouvent actuellement confrontés à la mise en oeuvre de changements majeurs pour lesquels il n'existe actuellement que fort peu de balises. Construit selon la démarche globale de l'anasynthèse et s'appuyant plus spécifiquement sur la stratégie de l'analyse de contenu, le modèle éducationnel issu de cette recherche est présenté en deux volets : théorique et pratique. Le premier propose une définition et une exploration théorique des trois champs en question; il définit ensuite seize dimensions éducatives complémentaires qui peuvent entrer en jeu dans l'enseignement interdisciplinaire des sciences et de la technologie intégrant une préoccupation d'éducation relative à l'environnement. Le deuxième volet du modèle propose des balises praxéologiques -soit un ensemble d'approches et de stratégies -favorisant des choix éclairés, contextuellement appropriés, qui permettent d'articuler les différentes dimensions éducatives entre elles au sein des pratiques enseignantes. Les réformes curriculaires actuelles suscitent des résistances importantes de la part des milieux enseignants, en raison de la nature et de l'envergure des changements proposés. Le modèle éducationnel élaboré dans cette recherche pourrait apporter certaines pistes de solution concrètes aux difficultés appréhendées. Dans cette perspective, les résultats de cette recherche pourraient être utilisés dans l'élaboration des programmes de formation initiale et continue des enseignants. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Enseignement des sciences, Enseignement de la technologie, Éducation relative à l'environnement, Didactique des sciences, Didactique de la technologie, Intégration des matières, Interdisciplinarité, Modèle éducationnel.