JIES 2013 F. Boucher-Genesse Mecanika

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  • annexe
  • Organisation for Economic Co-operation and DevelopmentTurns out students are loosing interest in science – you probably all know that. But it’s even worst in physics
  • Misconceptions: common sense intuitions based on observations of everyday life. 2 balls with different weight fall – which one hits the floor first?There has been a lot of research in the past 30 years to understand them
  • Teaching from formulas doesn’t work. Direct instruction doesn’t work. It doesn’t depend on the teacher. We think we’re teaching mechanics, but we’re mostly teaching formulas. Students’ conceptions in mechanics are resilient to change (Brown & Hammer, 2008; diSessa, 1993)
  • Allostérique
  • Mon but n’est pas de faire de l’argent, mais de rendre le jeu utileRapide à maîtriser – à ce que je me suis fait dire, vous avez beaucoup de chats à fouetter. Si j’Arrive avec un nouvel outil qui vous prends 10h à maîtriser, c’est pas viableFlexible – ne prescrit pas d’utiliser votre temps d’une façon autoritaire
  • Ce que vous avez vu de Mécanika à date n’est pas éducatif – simplement un jeu. Voici où ca devient intéressant pour vous.
  • The idea was to produce something that was actually going to be used in classrooms once the research was over. It has an ending, coherent gameplay mechanics, and it took 2 years to produce 50 levels. It is not something we intend to throw away after the experience is done, and in that sense it is a “real” game, not a “research” game. Levels are linked with misconceptions listed by the test authors. We’re trying to lure students into making mistakes, to bring their intuitions into focus (cognitive conflict).
  • YvonLapointe,lauréat 2004 du prestigieux Prix Raymond-GervaisYannick Bergeron, lauréat 2009 du Prix Michael Smith, Personnalité de la semaine La Presse
  • DiSessa did a lot of work in this area, but Hestenes created a test that was widely popular in the early 90s. The ball question misconception is in that testTeachers expect their passing students to perform well on this tests, and they’re flabbergasted when they see them achieving only around 24%. 20% is what you get if you answer randomly.
  • Goal was to study games where they would be used: in the classroom. If you see an effect in controlled labs conditions, but no effect when teachers use the game, that makes the game useless. Did this for 2 teachers, and a total of 8 groupsWe didn’t assign the game to randomly selected students, because we wanted teachers to do debriefings in the classroomGrandeur de l’effet, d de Cohen = 0.95
  • Nationwide project in 1995-98Modelers – after the first year. Similar difference between control/exp and modelers/traditional. Could we have pushed it further, for more than a month? What would happen if we gave our teachers 3 weeks of training on top of that?
  • It can’t only be something that the teacher does – the game has a concrete impact
  • Soulever ces conceptions – environ 30 conceptions erronées
  • annexe
  • This shows not only the gain, but the difference in gain from experimental to control. So if Exp got a 15% increase on a question, and the control group had a 5% increase, what you would see here is the difference between the two: 10%. No sign. diff. Not expecting people to increase here
  • Game design didn’t focus on all misconceptions: Would have been really hard to create a coherent and fun game design that would allow us to bring all misconceptions into focus.
  • JIES 2013 F. Boucher-Genesse Mecanika

    1. 1. La physique mécaniqueintuitive par le jeu vidéo :résultats d’une expériencesur Mécanika
    2. 2. Historique• Industrie du jeu vidéo• Maîtrise à l’UQAM en éducation (Martin Riopel etPatrice Potvin)• Consultant pour jeux vidéos éducatifs
    3. 3. Plan• Pourquoi la physique mécanique• Mécanika• Résultats de recherche
    4. 4. Pourquoi laphysiquemécanique?
    5. 5. L’enseignement de la science• OCDE (2008)– Étudiants en physique et en mathématique– Changer la façon d’enseigner• Plus attrayant• S’attarder aux conceptions• Corpus de recherche important
    6. 6. Conceptions erronées• Conceptions non-Newtoniennes• Nuisible à l’apprentissage des formules• Difficile de changer ces conceptions
    7. 7. Enseignement traditionnel
    8. 8. Mécanika
    9. 9. Mécanika• Objectifs– Outil amusant– Diverses utilisations possibles– Guides pédagogiques• Basé sur les conceptions erronées, pas sur lesformules• 5 séries de 10 niveaux, 3-5h• Partenariat UQAM-CREO– Graphisme, scénarisation– Hébergé dans Science-en-Jeu
    10. 10. Mécanika
    11. 11. Mécanika• Allumer toutes les étoiles avec les éclaireurs• Les éclaireurs sont produits par l’Aspir-o-matic• Les éclaireurs sont déplacés par d’autresrobots• Explore les notions de gravité, vitesse, et force
    12. 12. Conceptions erronées
    13. 13. Mécanika
    14. 14. G3. Heavier objects fall fasterMécanikaI5. Circular impetusCI3. Last force to actdetermines motionCI2. Force compromisedetermines motion
    15. 15. Guides pédagogiques• Dessine ta solution• Explique• Que se serait-ilpassé si?• Situation de la viecourante
    16. 16. La recherche
    17. 17. Expérience• 8 classes, 2 enseignants• Impact de différentes utilisations du jeu enclasse• Force Concept Inventory– Questionnaire à choix multiples– Pas de formules– Outils validé
    18. 18. MéthodologieFCIprétestFCIposttestGroupe de contrôleGroupe expérimental+9.2%+1.9%
    19. 19. 051015202530gain(%)ControlExperimentalComparé à d’autres expériences• Compare différence de gain• Modeling Instruction Project– “an intensive 3-weekModeling Workshop thatimmerses them inmodeling pedagogy andacquaints them withcurriculum materialsdesigned expressly tosupport it.”– Élèves: N = 3394, 66enseignants7.4%10%
    20. 20. FCI post-posttestMéthodologie, 2e partieFCIpretestFCIposttest+9.2%+1.9%-0%+7.3%
    21. 21. Résumé de la recherche• Le jeu semble marcher de par lui-même• Bonne rétention• Intégration en classe
    22. 22. La suite• Mécanika sur iOS• La recherche continue• Partenariats
    23. 23. Francois Boucher-Genessefrancoisbg@gmail.comDirecteurs à l’UQAMMartin RiopelPatrice PotvinMyriam Verzat (CREO)mverzat@creo.ca
    24. 24. Guides pédagogiques (enseignant)• Corrigés• MELS• Conceptionerronée (erreurdans le jeu)• Démarched’intervention
    25. 25. Série A-5%0%5%10%15%20%25%Kinematics 1st Law 2nd Law 3rd Law Grav. Force ContactForceDifférencedegain(exp-ctrl)
    26. 26. Série B-5%0%5%10%15%20%25%Kinematics 1st Law 2nd Law 3rd Law Forces -GravitationForces -ContactDifférencedegain(exp-ctrl)
    27. 27. Série C-5%0%5%10%15%20%25%Kinematics 1st Law 2nd Law 3rd Law Forces -GravitationForces -ContactDifférencedegain(exp-ctrl)
    28. 28. Série D-5%0%5%10%15%20%25%Kinematics 1st Law 2nd Law 3rd Law Forces -GravitationForces -ContactDifférencedegain(exp-ctrl)
    29. 29. Expérimentation libre• Page pour enseignant: http://goo.gl/LKpi1– Utilisateur: profmecanika– Mot de passe: acr5892– Vidéos explicatives– Vidéos solutionnaires
    30. 30. Mécanika
    31. 31. CI3 - la dernière force à agir impose latrajectoire
    32. 32. I4 - la trajectoire changeprogressivement vers la bonnedirection
    33. 33. I2 - limpetus original seraprogressivement récupéré
    34. 34. K3: Composition de la vélocité nonvectorielle
    35. 35. AF2. Un mouvement implique uneforce active
    36. 36. I4. Augmentation graduelle del’impetus
    37. 37. CI2 - il y a un compromis quidétermine la trajectoire tant quuneautre force ne rentre pas en jeu
    38. 38. I2 - Conservation du mouvement initial
    39. 39. K4. Système de référenceégocentrique
    40. 40. Utilisation suggérée• Série A en laboratoire• Série B à E– À la maison– Avant l’introduction de la théorie• Réponses aux questions en classe• Intégration en classe - exemples• Jouer avec d’autres?

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