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ProjetMiticDidabio-11-Pourkiani-Garcia-Gern
Projet MiTIC en construction par : Pourkiani-Garcia-Gern
Groupe
- Djinn Pourkiani
- Eduardo Garcia
- Fabrice Gern
ProjetMiticDidabio-11-PGG-p1: problématique, objectifs d'enseignement et contexte curriculaire.
ProjetMiticDidabio-11-PGG-p2: thème, buts et choix de l'artefact.
ProjetMiticDidabio-11-PGG-p3: conjectures, séquence et responsabilités.
ProjetMiticDidabio-11-PGG-p4: observations
PGG-p5: analyse et retour sur conjectures.
Notre projet
Problématique
Comment apporter aux élèves un modèle mental suffisant pour exploiter efficacement une simulation et construire/modifier leur propre modèle mental?Objectifs d'enseignement :
L'élève doit être capable de maîtriser la notion de "couverture vaccinale" dans le cas précis de la grippe dans le but ultérieur d’appliquer cette notion à d'autres maladies contagieuses. A notre sens, l'élève sera capable de savoir s'il maîtrise une telle notion, s' il est capable d'expliquer comment une couverture vaccinale partielle (ou peu efficace) protège une part importante de la population globale. En parallèle, l'élève devra être capable de prédire "mécaniquement" l'effet de la variation d'un (et d'un seul) paramètre, manipulé dans le contexte d'une simulation dont les "limites" seront clairement prédéfinies par l'enseignant.Contexte curriculaire :
9ème année, regroupement A.Il est important de signaler ici que l'un d'entre nous a passé cette séquence dans des classes où regroupement A et B sont mélangés, dans une proportion de 2/3-1/3, respectivement. Cette situation de classe particulière pourrait avoir son importance.
Les classes sont en effectifs restreints et permettent facilement la mise en place de notre dispositif.
Thème :
Épidémiologie/Maladies contagieuses (dans le cadre du chapitre "Santé individuelle, santé collective").Buts
Les élèves doivent être capables de comprendre le rôle et l'importance de la vaccination dans une population.
Afin d'obtenir une mobilisation cognitive optimale des élèves, il nous semble judicieux de partir de la situation vécue l'année dernière, quant à la pandémie de grippe H1N1? et sa gestion dans les écoles suisses (voire françaises):
- Pourquoi les écoles ont été si attentivement scrutée pendant la pandémie?
- Pourquoi a-t-on autant insisté sur la prévention et les mesures d'hygiène dans les écoles?
- Pourquoi nombre d'entre elles ont été fermées temporairement?
Choix de l'artefact:
Logiciel de simulation d'une épidémie Epidoscope.
Cet artefact épidoscope est déjà présent sur tous les postes Mac des établissements scolaires du canton, raison pour laquelle nous avons décidé de le tester.
Formulation des conjectures et justification par rapport aux objectifs
1) Si je commence la séquence didactique par une démonstration virtuelle de la progression d'un phénomène épidémiologique, sans explication préalable, je favorise chez l'élève l’ émergence d'un réseau sémantique qui me permettra par la suite d'introduire des notions essentielles de Santé individuelle/collective.
Les termes propres au domaine tels que "contagion", " agent infectieux", "vaccination" etc émanant de leur pré-modèle me permettra de construire avec eux un cadre sémantique clair.
2) Si je leur demande de ne modifier qu'un seul paramètre à la fois (ici, le taux de couverture vaccinale dans un cas d'épidémie grippale), je les aide à construire un modèle mental, applicable à d'autres maladies contagieuses.
Table des responsabilités
Phase 1 :
- En lieu et place d'introduction orale ou écrite au thème de l'épidémie, l'enseignant projettera un artefact sous la forme d'une simulation tirée du logiciel Epidoscope représentant une épidémie. Cette simulation ne comportera à dessein aucune légende qui puisse informer les élèves sur la nature de ce qu'ils visionnent. Chaque élève aura pour tâche d'écrire les mots-clés décrivant, à son sens, le phénomène visionné. L'enseignant procédera à une mise en commun orale de ces mots-clés, guidant ses élèves dans la bonne direction. Par étapes successives, en s'aidant de la simulation, l'enseignant tâchera d'amener les élèves à trouver une quantité significative de facteurs impliqués dans une épidémie (par ex. "contagion", " agent infectieux", "taux de couverture vaccinale", "virulence", etc.). Pour clore cette première phase et encrer le questionnement dans la réalité des élèves afin que ces derniers s'approprient la problématique, l'enseignant utilisera ensuite le souvenir de l'épisode pandémique de grippe H1N1? de l'an passé et des mesures d'hygiène qu'il a imposé dans l'école.
- Tâches du maître: mise en place d'un contexte propice au questionnement des élèves, récolte et synthèse des mots-clés, liens entre ces concepts,l'artefact et la réalité des élèves(grippe H1N1).
- Tâches des cyberprof (...des auteurs derrière l'artefact MiTIC): fournir la matière pour le questionnement.
- Tâches de l'élève: début de réflexion sur le sujet, écriture de mots-clés résumant à son sens le visionnement d'un artefact "neutre"
Phase 2 :
- Phase de familiarisation avec le logiciel. Les élèves mettent la main à la pâte en manipulant l’artefact. L'enseignant explique le fonctionnement du logiciel. Il distribue une activité qui contient 6 questions pour 6 paramètres modifiables lors de la simulation d'une épidémie.
Pour chacune de ces questions, la marche à suivre est la suivante. Les élèves doivent:
- émettre une hypothèse quant à l'importance du paramètre manipulé.
- tester leur hypothèse à l'aide du logiciel Epidoscope
- noter leurs résultats en recopiant les graphiques épidémiologiques crées par le logiciel
- écrire une conclusion en comparant leurs résultats à leurs hypothèses de départ.
- Tâches du maître: explication du fonctionnement du logiciel, explication de l'activité, guidage
- Tâches des cyberprof (...des auteurs derrière l'artefact MiTIC): fournir un support à l'investigation et définir le cadre au sein duquel se déroulent les apprentissages des élèves. Par les choix opérés par les concepteurs de l'artefact, ces derniers conditionnent ce que l'élève peut apprendre.
- Tâches de l'élève: appréhender activement les paramètres et leurs variations impliqués dans une épidémie. En tirer des conclusions, briques de leur modèle mental.
Articulation prof-médiation technologique
Dans notre cas, il semble clair que les rôles de l'enseignant et du cyber-prof ne sortent pas ou peu du cadre délimité par le tableau résumant "les compétences de l'enseignant et de la médiation TIC".
Le rôle du cyberprof est crucial dans cette triangulation média technologique - enseignant- élève.Comme dit précédemment, en effet, les concepteurs du logiciel ont procédé à des choix qui conditionnent l'apprentissage de l'élève.
Dans ce contexte-là, l'enseignant se positionne en tant que guide, qui peut modeler le cadre fixé par le cyberprof en fonction des besoins d'apprentissage des élèves.
Définitions des modalités de recueil des traces.
La liste de mots-clés et les activités distribuées aux élèves décrites précédemment serviront de traces.
Planification:
Passation en classe fin janvier et début février en 4x 45minObservations sur la passation en classe:
F.G. Alors même que j'ai souvent de la peine à motiver les élèves de cette classe, ils se sont montrés très motivés et impliqués dès le début de la séquence. La démonstration d'une épidémie sans légende tirée du logiciel Epidoscope a donné des résultats surprenants: les 14 élèves de cette classe ont tous compris de façon individuelle que la simulation visionnée symbolisait une épidémie (bien qu'ils n'aient pas tous utilisé ce terme pour la décrire). J'ai recueilli une quantité plus importante qu'attendue de mots-clés pertinents: épidémie, maladie, contagion, microbes, grippe, sida, vaccination et virulence. L'explication de la manipulation des facteurs impliqués dans une épidémie que le logiciel permet de manipuler a été beaucoup plus facile que je le craignais. Je pense que l'aisance avec laquelle les élèves sont parvenus à maîtriser le logiciel est en grande partie due à la symbolique utilisée pour représenter chacun des facteurs, qui permet une approche très intuitive. Lors de la libre utilisation du logiciel, j'ai rapidement (après environ 5 minutes) interrompu le travail de mes élèves pour leur demander s'ils avaient remarqué un point déterminant à respecter pour mener à bien leur activité. Deux élèves ont alors spontanément relevé l'importance de ne faire varier qu'un facteur à la fois par test. L'ensemble des élèves est parvenu à répondre à la première question de manière autonome à la fin de la première séance de 2x45 minutes. Le cours suivant fut donc consacré à la résolution des 5 dernières questions de l'activité. Malgré la relative longueur de cette séquence et ma crainte, à aucun moment les élèves ne m'ont semblé démotivés, et c'est dans un calme et une concentration assez inhabituels qu'ils ont mené à bien cette activité.
E.G. Entamer un nouveau chapitre (santé collective-santé individuelle) par une "démonstration anonyme" a, dans une certaine mesure, rendu perplexes mes élèves (2 classes de 15 élèves de regroupement A et B mélangés). Néanmoins, cette approche les a surtout rendus curieux et attentifs. Dans l'ensemble, tous sont arrivés, à leur manière, à parler d'épidémie, même si ce terme ne se retrouve pas chez beaucoup d'entre eux lorsqu'ils tentent de décrire la "démonstration". Majoritairement, les élèves ont été capables de mentionner des termes tels que "maladie", "propagation de maladie", "contamination", "transmission", "virus" et "grippe". D'une manière ou d'une autre, on peut considérer que ces termes font partie du champ sémantique se rapportant à l'épidémie. Une minorité d'élèves (1-2 par classe) ont évoqués d'autres scénarios "possibles": ils ont parlé de cancer, de mutations génétiques voire de taux de mélanine. Après leur avoir expliqué le fonctionnement du logiciel de simulation, étape qui semblait s'être déroulé sans accroc dans une atmosphère attentive , les élèves ont mis la mains à la pâte et ont été confrontés au logiciel et à sa compréhension. L'engagement des élèves dans l'activité a été laborieux pour tous, certainement dû à une appréhension face à un outil qu'ils n'ont jamais utilisé. Peu à peu, les élèves prennent possession du logiciel et se lancent dans l'activité. Contrairement à ce que j'anticipais, aucun n'élève n'a fait de remarque concernant la modification de deux paramètres en même temps. Intrigué, j'ai observé de plus près la pratique des élèves. J'ai pu observer que peu d'élèves ont systématiquement fait varier deux paramètres. Il m'a semblé alors important de préciser ce point avant de laisser les élèves aller plus avant. Le reste de l'activité s'est déroulé dans une atmosphère studieuse, même s'il m'a été difficile de maintenir l'attention de certains de mes élèves que la tâche semblait ennuyer après un certain temps. Néanmoins, la majorité des élèves confronte, par l'utilisation du logiciel, leurs hypothèses de départ, car celles-ci s'avèrent souvent judicieuses. Même si dans de rares occasions, certains élèves invalident leurs hypothèses de départ si celles-ci s'avèrent fausses, il est intéressant de noter que parfois certains valident leur hypothèse de départ après simulation, alors que l'hypothèse est imprécise voire fausse. Une analyse des traces, nous permet aussi de voir l'apparition de l'utilisation, parfois maladroite, du champ lexical lié à l'épidémie. La formulation bancale de certaines conclusions en est la parfaite illustration (ex: « L'efficacité du vaccin influe sur la résistance de la couverture vaccinale » ). Pour terminer, cette phase semble avoir été appréciée par les élèves, leur investissement en étant une preuve certaine.
D.P. J'ai procédé à la passation de la séquence dans mes 2 classes de 9ème A(10 et 13 élèves). J'ai d'abord demandé à chacun d'écrire sur des post-its au moins 3 termes que leur évoquait les démonstrations. L'exercice a révélé des résultats évocateurs. En effet, de nombreux termes censés ont été mentionnés tels que "épidémie" (3x), "maladie" (4x), "contagion" (2x), "transmission" (2x), "propagation" (2x), ou "vitesse de propagation/lenteur/rapidité" (3x), "dispersion" (1x), quelques élèves parmi les meilleurs ont même évoqué le rapport entre vitesse de propagation en fonction de la densité de la population "Population et densité" (4x), "Immunité et vaccin" (2x). Sont apparus aussi quelques termes isolés tels que "différence, anti-corps". D'autres ont parlé des différents vecteurs: "air, eau" ou d'agents infectieux: "bactérie, virus" ainsi que quelques suggestions de maladie: "cancer de la peau, obésité et peste". Ils ont non seulement fait preuve d'une attention particulière mais aussi d'une participation active (beaucoup de questions parfois même légèrement hors de notre séquence) tout au long de la séquence (avec tout de même un certain relachement pour certains lorsque le principe de la manoeuvre ne leur était plus un mystère: ne changer qu'un paramètre pour tester leur hypothèse de départ, observer la simulation et la décrire). Une fois ces termes mis en commun, j'ai laissé les élèves se débrouiller seuls pour répondre à la 1ère question. Ils ont eu passablement de mal à comprendre le fonctionnement du logiciel. J'ai alors procédé à une explication du fontionnement du logiciel en abordant les différents paramètres avec eux. Ils ont par la suite travaillé chacun de leur côté en ne changeant qu'un seul paramètre à la fois. Certains ont eu du mal à comprendre les énoncés des questions (virulence, faire le lien entre santé de la population et la variable immunité forte/faible de la population) et me demandaient systématiquement de valider le choix de leur variable. D'autres (approximativement la moitié) avaient du mal à formuler leurs idées. La difficulté était alors plus de l'ordre de la langue que de la logique explicative.
Analyse du dispositif et retour sur les conjectures
Sur la pertinence de la présentation de l'épidémie sans introduction préalable.
Initialement, nous craignions que le fait de projeter une simulation sans légende d'une épidémie tirée d'épidoscope en lieu et place d'une introduction plus traditionnelle à ce nouveau sujet ne soit une amorce trop ouverte et que seuls quelques rares élèves fassent le lien entre ce qu'ils voyaient et le concept d'épidémie. A notre grande surprise, l'énorme majorité des élèves (tous dans certains groupes classe) ont compris qu'ils étaient en train d'assister à une simulation modélisant une épidémie (nous en avons eu la preuve par leurs listes individuelles de mots clés demandées à cette étape de la séquence). Ce qui apparaît ici comme étant une réussite n'est certainement pas à généraliser pour l'utilisation future d'autres artefacts. En effet, la symbolique utilisée par l'auteur (au demeurant admirable :-)) du logiciel épidoscope pour la représentation d'une épidémie (silhouettes humaines changeant de couleurs selon qu'ils sont sains ou malades et agents infectieux représentés par de petites sphères rayonnant de chaque individu contaminé) est certainement significative pour les élèves. Commencer une séquence de la sorte impose de s'assurer que l'artefact soit pertinent pour nos élèves.
Du lien entre la simulation anonymisée et notre première conjecture.
Notre première conjecture stipulait l'influence de la simulation en qualité d'introduction pour l'émergence d'un réseau sémantique. Nous pensions pouvoir estimer la valeur de cette conjecture en analysant la liste de mots-clés que les élèves devaient écrire après avoir visionné cette simulation introductive. Après analyse, nous pensons nous être mépris sur notre instrument de mesure: nous n'avons pu appréhender l'émergence d'un tel réseau sémantique à l'aide de ces simples listes de mots-clés. Notre instrument de mesure ne nous permettait pas d'évaluer le niveau de compréhension par nos élèves des liens entre ces divers concepts. Ces listes nous ont permis de nous assurer que la majorité des élèves avaient bien compris avoir assisté à une simulation d'épidémie, et de recueillir des traces de formulations de concepts liées au phénomène épidémiologique. Il nous apparait aujourd'hui que ces réseaux sémantiques, s'ils sont apparus chez nos élèves au stade de la simulation, n'ont pu prendre réellement corps qu'à partir du moment où ils ont effectué les activités, c'est à dire lorsqu'ils ont pu manipuler individuellement le logiciel et tester alors les liens entre les différents facteurs épidémiologiques.
Du lien entre la construction d'un modèle mental transférable à d'autres maladies et notre deuxième conjecture.
Notre deuxième conjecture stipulait l'influence de la manipulation d'un seul paramètre à la fois sur l'émergence d'un modèle mental transférable à d'autres maladies. Cette séquence ne nous a pas permis d'y répondre de manière claire et indiscutable. Il nous aurait fallu en effet pour cela comparer les résultats des activités effectuées par des élèves chez qui nous n'aurions pas précisé qu'il ne faille faire varier qu'un paramètre à la fois avec celles d'élèves à qui nous aurions apporté cette précision. Sachant faire varier les paramètres pertinents sur l'épidoscope, nos élèves ont ainsi analysé sous l'angle épidémiologique l'effet individuel de chaque paramètre et de ce fait ont pu commencer à construire leur réseau sémantique.
Afterthoughts
C'est avec étonnement que nous nous sommes rendus compte ne pas être en mesure de vérifier nos conjectures après la passation de notre séquence. Après réflexion, il nous semble que même si nous étions convaincus que nos activités étaient en adéquation avec nos conjectures, la pratique nous a démontré le contraire.
Cette séquence nous a sensibilisé à un problème que nous n'avions pas envisagé. En effet, il semblerait que cette activité ou, tout du moins, la forme qu'elle a revêtue, ne semble pas convenir à des élèves peu sûrs de leurs choix et dont la durée de l'investissement cognitif est souvent relativement brève (majoritairement les élèves issus de regroupement B). Ils ont rapidement été confrontés à des difficultés à comprendre le logiciel et, plus que tout, ses implications pour une épidémie réelle. Il semble alors que, tout du moins pour ces élèves, l'intervention de l'enseignant en cours d'activité est fortement nécessaire pour permettre un certain recul vis-à-vis de la comparaison effective des résultats de la simulation avec l'hypothèse de départ.
Sources
- de Vries, E. (2001). Les logiciels d'apprentissage : panoplie ou éventail ? . Revue Française de Pédagogie, 137, 105-116
- Gauthier, P.-D. (2004). Taxonomies des outils TICE. Portail des Technologies Educatives de la GEV, Mission Outils TICE. Retrieved from http://gev.industrie.gouv.fr/article.php3?id_article=474
- Kobbe, L. (2006). Framework on multiple goal dimensions for computer-supported scripts: Knowledge Media Research Center (KRMC).
Sur les effets des simulations:
- Delahaye, Jean-Paul?, Rechenmann,François. (2006) La simulation par ordinateur change-t-elle les sciences ? Interstices 27/10/06
- Coquidé, M., & Le Maréchal, J.-F. (2007). Modélisation et simulation Aster, 43(43). INRP
- Revue de littératureLe potentiel de l’utilisation des simulations pour l’apprentissage des mathématiques et des sciences au secondaire
ENT
- La La gêne à exposer ses idées.
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- Ce que l'enseignant fait mieux et ce que la médiation TIC fait mieux (Fr)
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