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Lentraînement à la résolution de problèmes

• Atelier pédagogique Colloque APOP-AQPC 2003
• donné par Eric Lavigneprofesseur de
  physiqueCollège André-Grasset

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(No Transcript)
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Plan

• Un peu de théorie
• La cognition et lapprentissage
• La résolution de problèmes
• Lentraînement
• Les besoins
• Les stratégies
• Les résultats dune petite étude
• Conclusion

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Quelques éléments de théorie
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Le triangle de Legendre
Enseignant
didactique
pédagogie
Apprenant
Contenus
apprentissage
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Modèle de la cognition
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Les catégories de connaissances

• Connaissances déclaratives
• Connaissances procédurales
• Connaissances conditionnelles
• (Schémas épisodiques)
• Stratégies cognitives
• Stratégies métacognitives

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Les stratégies cognitives

• Stratégies organisationnelles (chunking)
• Stratégies spatiales (schéma, simulation)
• Stratégies de raccord (transfert, analogies)
• Stratégies de représentation (images mentales,
  simulation)
• Stratégies de résolution (progression par
  similitudes, division en sous-problèmes,
  résolution à lenvers, simplification préalable
  du problème)

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Les stratégies métacognitives
Planification
Révision
Vigilance
Jugement
Évaluation
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 Cest le moment que jaime le moins. 
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La résolution de problèmes
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Une résolution
Représentation
Final
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Résolution de problèmesen physique
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Lapprentissage en 5 phases

1. Réactivation de schémas existants
2. Présentation des schémas à acquérir
3. Consolidation des schémas présentés
4. Évaluation des apprentissages réalisés
5. Transferts des schémas acquis

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Lexpertise

• La base de connaissances spécifiques
• Lanalyse du problème
• Les processus métacognitifs mis en branle
• Lefficacité de lapplication des règles
  procédurales
• Un déplacement de lexplicite vers limplicite

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Lexpert-apprenant
Être conscient de la différence entre connaître
et comprendre
Être conscient quil faut faire les problèmes et
les exemples du livre dans le désordre
Savoir quand on na pas compris et demander de
laide
Reconnaître quil est difficile de distinguer ce
qui est important
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Petite pause pour des questions...
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Les besoins
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Petit exercice...

• Par groupes de trois
• Identifiez des dimensions de lapprentissage sur
  lesquelles il est possible de travailler avec un
  étudiant

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Six besoins en apprentissage

• Lexactitude des réponses
• La rapidité dexécution
• Lorganisation de la démarche de résolution
• Lutilisation correcte des outils mathématiques
• La compréhension des phénomènes physiques
• La rétention des données importantes

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Lexactitude des réponses

• Répéter systématiquement au moins deux fois les
  sections de la résolution où il faut trouver une
  valeur numérique
• Résoudre la majorité du problème sans donner de
  valeur numérique aux variables
• Séparer les longue série dopérations en petits
  groupes, calculer la valeur de chaque petit
  groupe en refaisant les plus complexes
• Séparer les puissances de 10 et calculez-les
  séparément(2 x 108) x (4 x 10-6) / (5 x 103)
  (2 x 4 / 5) x 10(8-6-3))

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La rapidité dexécution
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Lorganisation de la démarche de résolution

• Identifier une liste détapes à réaliser et se
  servir souvent de cette liste afin de lintégrer
• Chercher les variables, les phrases-clés qui vous
  donnent en même temps dautres informations
• Réaliser des schémas clairs, gros, montrant
  linformation donnée et celle recherchée
• Vérifier le nombre déquations et dinconnues
• Ajouter de courtes phrases descriptives
• Numéroter les étapes de résolution
• Déterminer les principales étapes de résolution
  avant de commencer

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Lutilisation des outils mathématiques

• Refaire systématiquement toutes les parties de la
  résolution dun problème comportant des
  manipulations déquations algébriques.
• Noter les éléments se retrouvant dans la
  formulation de la question qui vous indiquent
  quil faudra dériver ou intégrer.
• Dégager la méthode utilisée dans un problème et
  lappliquer à dautres problèmes du même genre
• Modifier un problème étudié et le résoudre à
  nouveau en adaptant la même méthode

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La compréhension des phénomènes

• Lire les sections du livre avant le cours
• Formuler des questions suite à la lecture
• Essayer dexpliquer à quelquun et de répondre à
  ses questions
• Organiser les connaissances présentées dans les
  lectures sous forme de schémas/résumés
• Faire des fiches résumant les phénomènes étudiés
  (définitions des termes importants, des effets,
  des conditions pour que le phénomène se produise
  et des applications)

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La rétention des données importantes

• Étudier à intervalles réguliers!!!
• Faire des résumés des sections les plus
  importantes en reformulant
• Faire une liste des questions types qui
  reviennent souvent en y joignant la façon normale
  de les résoudre, les pièges habituels et les
  trucs pour accélérer la résolution
• Résumer avec des schémas
• Chercher des ressemblances entre les nouveaux
  concepts étudiés et ceux déjà connus

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Les besoins identifiés

• Un petit questionnaire simple, associé à chaque
  intra
• Un outil danalyse pour le professeur
• Une prise de conscience par létudiant
• Deux expérimentations
• 201, A01 intra avec choix de réponses
• 101, H03 approche par compétences

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201 besoins après le premier intra
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201 besoins après le deuxième intra
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101 besoins après le premier intra
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101 besoins après le deuxième intra
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La réception par les étudiants

• Le modèle de létudiant les contraintes et
  léconomie dénergie
• Les résultats préliminaires
• 50 en 201, A01
• 78 en 101, H03
• Les étudiants sont intéressés, mais jusquà quel
  point?
• Mais peu de liens entre les besoins identifiés et
  les méthodes utilisées
• Prochaine étape?

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201 utilisation des conseils
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101 utilisation des conseils
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Petite pause pour des questions...
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Conclusion

• Les étudiants travaillent
• Les étudiants veulent réussir
• La forme de lévaluation influencera leur
  préparation
• On peut évaluer facilement leurs besoins
• On peut optimiser leur travail
• On peut optimiser le matériel
• Il y a encore beaucoup de chemin à faire...