Deux projets sont développés par le Laboratoire de Didactique des Sciences (LDS) de l’Université catholique de Louvain (UCL) en Belgique, Diagnosciences et Réflexsciences[1], pour répondre à des enjeux essentiels : mieux se connaître, mieux jauger ses connaissances et compétences en sciences, mieux se regarder penser, découvrir les modes de pensée des autres,… pour poser des choix responsables, argumentés, aiguiser son esprit critique et le faire évoluer pour mieux aborder le complexe… Tout un programme !

Myriam De Kesel et Jim Plumat

Diagnosciences, un site web d’autoévaluation en Sciences

L’objectif de ce projet est d’offrir aux élèves de l’enseignement secondaire des deuxième et troisième degrés (équivalant au collège en France), la possibilité d’estimer leur niveau de maîtrise des concepts fondamentaux en sciences et leurs compétences scientifiques, langagières et personnelles pour une orientation optimale dans des études supérieures et/ou universitaires, et ce via une plateforme web. Ce projet a démarré en janvier 2014.

En effet, les élèves éprouvent souvent des difficultés à estimer leur niveau de connaissances et compétences et plus particulièrement en sciences ; en sortant des études secondaires, les élèves peuvent s’interroger sur le niveau jugé suffisant pour entamer des études supérieures et/ou universitaires, la disparité entre les écoles secondaires étant souvent importante.

Le site d’autoévaluation – en cours de conception – proposera des exercices conventionnels et des questions afin d’évaluer :

  • leurs connaissances disciplinaires en biologie, chimie, physique,
  • leurs compétences transversales (comme celle de passer d’une relation mathématique à sa représentation graphique et inversement ou de repérer dans un énoncé les éléments indispensables ou superflus à sa résolution, etc.),
  • leurs compétences personnelles comme la persévérance, la confiance en soi, l’autonomie, etc.,
  • leurs compétences langagières (comme repérer des idées essentielles dans un texte, résumer, présenter une réponse claire et structurée, etc.),

Au terme du test, l’apprenant recevra un diagnostic lui permettant de mieux s’estimer et de s’orienter de façon plus responsable dans les études à caractère scientifique.

L’identification des rubriques du site s’est basée sur l’analyse des nouveaux référentiels de compétences de l’enseignement secondaire et sur les compétences transversales requises pour entamer des études supérieures à caractère scientifique et ce, afin de donner aux internautes toutes les chances de pouvoir réussir une première année de baccalauréat. Pour ce faire, deux questionnaires ont été conçus et envoyés à des professeurs d’université et leurs assistants de premier bac en biologie, chimie et physique et à des professeurs de sciences de l’enseignement secondaire du 3è degré. Sur base de l’analyse des résultats, une carte des concepts à évaluer, a été conçue.

Quelques questions ciblant différentes compétences transversales ont été prioritairement conçues et analysées en équipe ; ces questions ont été évaluées par des professeurs de sciences du 3è degré avec qui nous avons initié une collaboration.

L’arborescence du site en fonction du parcours que devra suivre l’internaute, a ensuite été conçue avec l’aide d’un informaticien. La plateforme informatique choisie « MOODLE », est active sur le serveur de l’Université catholique de Louvain (UCL).

Au jour d’aujourd’hui, plus de 400 questions en chimie et physique ont été générées et validées pour le deuxième degré. Celles-ci présentent des niveaux de difficulté croissante : certaines testent des connaissances de base, d’autres testent l’aptitude de l’internaute à appliquer ses connaissances et enfin les dernières testent sa capacité à transférer. La plupart traitent de chimie ou de physique mais aussi de problèmes interdisciplinaires, de culture scientifique ou de réflexion en lien avec des expériences présentées sur de courtes séquences vidéo. Durant cette année, de nombreuses vidéos ont été réalisées à cet effet. Chaque question a été relue soigneusement par plusieurs membres de notre équipe pluridisciplinaire. Une cinquantaine de questions en biologie ont également été conçues pour le deuxième degré et ont été encodées. Les questions en ligne générées pour le deuxième degré vont être testées auprès de classes d’écoles pilotes dans les prochaines semaines ; pour ce faire, des tests regroupant des questions sont actuellement conçus. Dès l’année scolaire prochaine, des questions pour le troisième degré en biologie, chimie et physique seront conçues, validées et testées.

Développer l’esprit critique des étudiant-e-s de premier Bac avec RéflexSciences

L’esprit critique, c’est un peu comme le serpent de mer, le monde éducatif est sensé le développer chez chacun et à tous les âges mais généralement on ne sait pas trop comment faire… Certains affirment même qu’il est difficile, sinon impossible, de le faire !

Une enquête rapide menée auprès de collègues nous indique différentes stratégies quant à la possibilité de le développer chez les étudiants engagés dans des études scientifiques. L’option la plus souvent mentionnée consiste à attendre que la maturité des étudiants s’installe naturellement au fil des années, celle-ci étant bien soutenue par l’étude intensive d’un contenu disciplinaire substantiel. Ainsi donc, l’esprit critique augmenterait progressivement avec l’âge et les connaissances scientifiques…

Nous ne partageons pas cette option pédagogique que nous jugeons obsolète et nous soutenons l’idée, avec quelques chercheurs, que l’esprit critique peut se développer à tout âge et même dès l’école primaire.

Le projet RéflexSciences vise à faire développer l’esprit critique des étudiants de première année à l’université en sciences (biologie, chimie et géographie) dans le cadre du cours de physique. L’esprit critique – ou la pensée critique – se caractérise, lors de réponses à une problématique, par une prise de position, par l’utilisation de critères, la sensibilité au contexte (adaptabilité des règles) et par le fait que la pensée est capable de se modifier, de s’autocorriger.

L’évolution des compétences liées à la pensée critique se base sur l’hypothèse que le développement de la métacognition chez un individu induira également celui de sa pensée critique. De fait, lorsqu’une personne s’attarde sur sa démarche mentale, sur la manière avec laquelle elle comprend (ou pas) sa pensée et donc porte un regard sur la conscience de ses propres pensées, alors, cette personne peut comparer sa méthode avec celle des autres, en dégager les forces et les faiblesses et l’améliorer. Mieux se connaître sur le plan métacognitif, permet donc d’envisager les idées des autres autrement.

Au niveau du dispositif RéflexSciences, les réflexions des étudiants se porteront à propos d’une expérience de physique présentée sur la forme d’une capsule vidéo, celle-ci étant accompagnée de questions à choix multiples, le tout déposé sur une plateforme Intranet. L’expérience de physique présentée, au demeurant toujours correcte, mais parce qu’elle est contre-intuitive, induit l’usage de conceptions premières fausses et provoque l’usage de raisonnements souvent erronés. C’est lors de la séance d’exercices qui suivra la présentation de cette capsule vidéo que la confrontation des idées pourra alors avoir lieu ; c’est la mise en place du processus métacognitif. Certains étudiants découvriront, lors de ces échanges, le mode de pensée particulier mis en place par d’autres pour aboutir à la solution correcte. Enfin, quelques jours après la séance d’exercices, une nouvelle capsule vidéo (sur le même thème mais dans un contexte nouveau) accompagnée de QCM, permettra aux étudiants d’aiguiser leur esprit critique. Ce processus sera mis en place chaque semaine, présentant chaque fois un nouveau défi aux étudiants, les amenant à se positionner, à utiliser des critères issus d’un référent théorique, critères nécessairement adaptés au contexte et amenant parfois les étudiants à revoir leur position et faire évoluer leur esprit critique.

[1] Six personnes contribuent au développement de ces deux projets : Stéphane Canard, Gaëtane Coppens, Myriam De Kesel, Matthieu Dontaine, Jim Plumat et Valérie Wathelet.