L'outil pédagogique : Résolution de problèmes

1. Equipping the Next Generation for Active Engagement in Science
Online Course: EngagingScience.eu/en/mooc
La résolution de problèmes
Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences

2. Introduction
• L’outil « résolution de problèmes » est fondé sur l’apprentissage par
problèmes, une approche centrée sur les apprenants
• Les apprenants vont étudier une question liée aux sciences par le biais de
la résolution d’un problème
• Ils s’entraîneront à la démarche d’investigation et développeront leurs
connaissances dans le domaine

3. • Dans ENGAGE, une leçon Résolution de problèmes comprend un sujet
suscitant la réflexion, provenant d’une question rencontrée dans la vie
quotidienne. Les conditions pour sélectionner le problème ressemblent
aux 6 critères définissant un « dilemme socio-scientifique », et
comprennent en plus le « besoin de savoir ».
• La leçon présente tout le processus d’investigation et les contenus dans
le domaine des sciences permettant aux apprenants de résoudre le
problème.
• Les apprenants vont acquérir du savoir non seulement sur les
compétences requises, mais aussi sur les notions scientifiques et les
principes d’investigation nécessaires pour mener les processus à terme
(par exemple l’analyse de données)
Introduction

4. Deux leçons
Leçon 1 - SCIENCE
Engager : concentrer l’attention des apprenants sur l’apprentissage,
après avoir capté leur attention
Analyser : les aider à se rappeler des concepts clés à appliquer dans
le nouveau contexte
Envisager : les aider à identifier les preuves concernant le thème de
la discussion
Leçon 2 – COMPETENCES
Réengager : leur rappeler les points clés, par exemple la question et les
concepts
Jouer : processus de prise de décision avec investigation par le biais d’un jeu
Décider : justifier la décision sur la base des connaissances, compétences et
valeurs

5. Concepts clés
Les stratégies de réflexion éthique (adapté à partir de Fieser, 2002) désignent :
• L’utilitarisme : une action est moralement acceptable si les conséquences de cette action sont
plutôt favorables que défavorables pour toutes les parties prenantes.
• Les droits et les devoirs : systèmes composés de règles morales inflexibles
• L’éthique des vertus : l’accent est davantage mis sur l’importance de développer des aspects
positifs de la personnalité telle que la bienveillance, plutôt que sur l’apprentissage des règles.
• L’éthique de l’empathie : on prend les décisions en prenant en compte les sentiments des
autres. On se met à la place des autres.
La question dans la leçon 1 est placée dans un contexte
spécifique : les médicaments contre l’asthme. Cela permet aux
apprenants d’appliquer leurs connaissances en matière de
respiration dans ce nouveau contexte.
La leçon 2 présente quatre stratégies de réflexion
éthique : l’utilitarisme, les droits et devoirs, l’éthique des
vertus et l’empathie.
La preuve scientifique est une information fiable (par exemple,
résultats d’une étude, avis d’un expert et exemples de bonne
pratique) qui étaie une affirmation (Sanna et al., 2005).

6. Le projet européen GEP (Getting Evidence into Practice, mettre les preuves en
pratique, Sanna et al., 2005) s’appuie sur une définition générale de ce que sont
les « preuves ».
Les preuves ne se limitent pas aux résultats des recherches scientifiques
« tangibles » mais peuvent comprendre des éléments d’un périmètre plus large
qui répondent à la question de façon pertinente.
Cette définition autorise également l’utilisation d’autres sources d’information
valables, y compris l’avis d’experts et les exemples de bonnes pratiques.
Ainsi, les preuves peuvent être des données dérivées d’autres sources diverses,
fruits de recherches et de pratiques, qui peuvent être combinées et comparées.
La preuve scientifique

7. La prise de décision éthique
Qui se préoccupe de la sûreté de l’examen ?
Qui a un point de vue éthique ?
Qui pense à l’impact économique sur la société ?
Duncan apprend qu’il porte l’allèle responsable de la maladie de Huntington. Sa femme, Sarah,
est enceinte. Un test peut être fait sur le fœtus de Sarah à 15 semaines de grossesse. Si le test est
positif, Sarah peut interrompre sa grossesse. (Reiss , 2009)
Il est indéfendable
de terminer une
vie, même celle
d’une personne
handicapée
Après cet examen,
la femme risque de
faire une fausse
couche, et de
perdre son bébé
en bonne santé
Une personne atteinte de
la maladie de Huntington
sera en bonne santé
pendant une bonne partie
de sa vie, jusqu’à
l’apparition des
symptômes
Une interruption
au bout de 15
semaines de
grossesse, c’est
une décision très
difficile à prendre
Les personnes
handicapées
requièrent beaucoup
d’assistance, et cette
assistance coûte cher
Nikki
Ruth
Mark
William
Tony

8. Leçon 1

9. Première leçon:
Dans la première partie de la leçon, le but est de créer l’ENGAGEMENT :
• Utiliser des images émouvantes, et laisser les apprenants réagir
• Présenter le problème de manière générale, ainsi les apprenants peuvent réfléchir à leur avis de manière
plus rationnelle.
• Les apprenants expriment leur premier avis, instinctivement, pour comparer avec les autres, et utiliser ceci
comme point de départ pour la réflexion ultérieure, une fois qu’ils en sauront plus.
Poser la question-problème, définir les objectifs pédagogiques et expliquer la structure de la leçon
Dans la seconde partie de la leçon, le but est d’ANALYSER le problème en appliquant les sciences :
• Explorer les faits scientifiques et les idées derrière le problème
• Les apprenants appliquent leurs propres connaissances pour évaluer les conséquences
Dans la troisième partie de la leçon, il s’agit d’ENVISAGER les preuves scientifiques :
• laisser les apprenants répondre à la question initiale en prenant en compte les preuves
scientifiques
• Les encourager à vérifier les résumés et les conclusions pour évaluer leur importance

10. Exemples – Les tests sur les animaux

11. 1. Laisser les apprenants réagir aux images éprouvantes
Que va-t-il se passer/comment s’y prendre ?
• Définir le contexte autour de la question
• Utiliser des images éprouvantes montrant des animaux utilisés pour la mise au point de médicaments
• Faire une liste des raisons pour lesquelles les chercheurs doivent tester sur les animaux

12. • Amener les apprenants vers la question-problème, ou leur demander de suggérer quel est le
problème
• Demander à ce qu’ils se positionnent à ce stade avec un avis pour ou contre, vous pouvez
ainsi demander les raisons, et remarquer plus tard dans le processus s’ils ont changé d’avis.
2. Les apprenants vont considérer leur opinion
de manière plus rationnelle

13. 3. Les apprenants expriment leur opinion
et la compare avec leurs pairs
Vous pouvez expliquer que les
leçons sont séparées de façon
à se concentrer sur un objectif
à la fois :
• d’abord les notions en
sciences nécessaires pour
comprendre la
problématique
• ensuite envisager comment
prendre une décision.

14. 4. Poser la question-problème, donner les objectifs
et la structure de la leçon

15. 5. Explorer les faits et les idées scientifiques derrière le problème
• Dans les Tests sur les animaux, la question est liée directement au sujet de la
respiration et, en particulier, à la mise au point des médicaments contre l’asthme

16. 6. Les apprenants appliquent leurs connaissances
antérieures pour évaluer les conséquences
• Les apprenants appliquent leurs connaissances sur les effets de
l’asthme sur la respiration

17. 7. Laisser les apprenants répondre en utilisant
les preuves scientifiques
• A ce stade, les apprenants vont
répondre à la question de la
leçon 1 en prenant en compte
les preuves scientifiques pour
déterminer l’importance des
tests sur les animaux.
• Dans les tests sur les animaux,
les preuves sont présentées sous
forme de recherches résumées
sur des cartes, les apprenants en
évalueront l’importance.

18. 8. Les encourager à vérifier les résumés et les conclusions

19. Leçon 2

20. Seconde leçon:
Engager – Jouer – Décider
La première partie de la leçon vise à engager l’intérêt des apprenants
• récapituler la leçon précédente pour activer les connaissances antérieures des
apprenants
Dans la seconde partie, les apprenants jouent dans une activité de prise de décision pour
développer leurs compétences d’investigation
• vivre le processus de prise de décision/d’investigation
• réfléchir sur comment suivre le processus
Dans la troisième partie, le but est d’aider les apprenants à décider grâce à leurs
compétences d’investigation
• résumer le processus dans un guide de raisonnement
• utiliser le processus pour prendre une décision
• s’entraîner au processus d’investigation

21. 1. Récapituler la leçon précédente pour activer les
connaissances antérieures des apprenants
• Revoir la question et les points clés de la leçon 1 pour activer les
connaissances des apprenants
Allez-vous signer la pétition
pour interdire les tests sur les
animaux ?

22. 2. Vivre le processus de prise de décision / d’investigation
• Nous utilisons le jeu comme technique d’enseignement engageante,
pour présenter les différents aspects de la prise de décision aux
apprenants.

23. 3. Réfléchir à comment suivre le processus
• Présenter la compétence et ses concepts dans un contexte connu (plutôt que dans un contexte
scientifique compliqué) demande moins d’effort, et sera plus simple à assimiler pour les
apprenants.
• Une mise en commun rapide permet aux apprenants de réfléchir au processus, et de mettre en
avant les points clés de cette expérience. Dans Les tests sur les animaux, ils vont penser aux quatres

24. 4. Résumer le processus dans un guide de
raisonnement
• Les apprenants vont recevoir un « guide de raisonnement » (voir la
section ci-dessous) qui résume les étapes du processus
d’investigation en un visuel.

25. 5. Utiliser le processus pour prendre une décision
• Les apprenants utilisent le processus d’investigation pour prendre une
décision. Dans Les tests sur les animaux, ils identifieront les stratégies de
réflexion éthique utilisées dans les diverses opinions présentées sur des
cartes.

26. 6. S’entraîner au processus d’investigation
• Dans l’idéal, les apprenants vont s’entraîner une deuxième fois en
utilisant le processus. Dans Les tests sur les animaux, une question
supplémentaire est posée

27. Références bibliographiques
• Fieser, J. (2002) Ethics. http://www.iep.utm.edu/ethics/
•Kirschner, Paul A.; Sweller, John; Clark, Richard E. (2006). "Why Minimal Guidance During Instruction Does Not
Work: An Analysis of the Failure of Constructivist, Discovery, Problem-Based, Experiential, and Inquiry-Based
Teaching". Educational Psychologist 41 (2): 75. doi:10.1207/s15326985ep4102_1.
•Merrill, M. David (2002). "A pebble-in-the-pond model for instructional design". Performance Improvement 41
(7): 41. doi:10.1002/pfi.4140410709.
•Reiss, M. (2009). Assessing Ethics in Secondary Science: a report of a seminar held at the Nuffield Foundation.
http://www.nuffieldfoundation.org/sites/default/files/files/Assessing_Ethics_in_Secondary_Science(1).pdf
•Sanna, R Anastasiya,R. *& Aro A. (2005) Getting Evidence into Practice (GEP)
http://ec.europa.eu/health/ph_projects/2003/action1/docs/2003_1_15_a02_en.pdf
•Schmidt, H. G. (1993). "Foundations of problem-based learning: Some explanatory notes". Medical Education 27
(5): 422–32. doi:10.1111/j.1365-2923.1993.tb00296.x. PMID 8208146.
•Schmidt, H. G. (1983). "Problem-based learning: Rationale and description". Medical Education 17 (1): 11–6.
doi:10.1111/j.1365-2923.1983.tb01086.x. PMID 6823214.

28. Le CONSORTIUM ENGAGE comprend
14 institutions de 12 pays avec une
grande expérience en IBSE, RRI,
formation des enseignants et création des
programmes

29. Equipe du cours en ligne
Coordination : Alexandra Okada
Cadre CPD : Yael Schwartz
Plateforme EDX : Elisabetta Parodi
Analytique de l’apprentissage : Mihai Bizoi
Collaborateurs : Ignacio Monge
Andy Bullough
Gemma Young
Consultant : John Wardle
Management : Andy Bullough
Evaluation : Dury Jacobs
Engaging.Science.eu
Contacts: Tony Sherborne (Coordinateur du projet)
tonysherborne@gmail.com