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DIFFÉRENTES MÉTHODES D’APPRENTISSAGE ACTIF POUR UNE DIVERSITÉ D’APPRENANTS Yves

DIFFÉRENTES MÉTHODES D’APPRENTISSAGE ACTIF POUR UNE DIVERSITÉ D’APPRENANTS Yves Boudreault Catherine Carré Patrice Farand Polytechnique Montréal Polytechnique Montréal Polytechnique Montréal yves.boudreault@polymtl.ca catherine.carret@polymtl.ca patrice.farand@polymtl.ca Lina Forest Pierre G. Lafleur Annie Ross Polytechnique Montréal Polytechnique Montréal Polytechnique Montréal lina.forest@polymtl.ca pierre.lafleurt@polymtl.ca annie.ross@polymtl.ca Résumé - Pédagogie active, enseignement actif ou apprentissage actif, sont des termes qui ont comme point commun l’activité d’apprentissage proposée à l’étudiant, pour qu’il s’engage dans son processus d’apprentissage. La pédagogie active offre un défi intéressant à l’enseignant qui doit concevoir son enseignement comme une scénarisation de situations d’apprentissage. Depuis plusieurs années, les méthodes d’enseignement liées à la pédagogie active sont prisées à Polytechnique Montréal. Ainsi, à chaque année depuis 10 ans, des enseignants sont invités à présenter à leurs pairs leur expérience innovatrice d’enseignement dans le cadre d’une journée vouée à l’enseignement et à l’apprentissage. L’objectif de cet article est de présenter deux expériences de classe inversée et de souligner leur impact sur l’étudiant en ingénierie à l’aide d’observations. Mots clés : méthodes d’apprentissage; apprentissage actif; situations d’apprentissage; classe inversée; MOOC. 1. INTRODUCTION Nous concevons tous que l’enseignement ne se résume pas à une interaction entre l’enseignant, diffuseur de connaissances, et l’étudiant, récepteur de connaissances. Le passage d’un enseignement centré sur l’enseignant vers un enseignement centré sur l’apprenant modifie les rôles de l’enseignant et de l’apprenant. L’enseignant doit proposer des activités qui permettront à l’étudiant de s’investir dans un processus d’apprentissage fertile. L’étudiant devient ainsi responsable de son apprentissage en adoptant le rythme qui lui convient et en utilisant les techniques d’apprentissage qui lui sont appropriées. Les enseignants désirant s’engager dans une pédagogie active s’interrogent, pour la plupart, par le choix de la méthode d’enseignement à privilégier. De plus, ils se demandent comment un apprentissage actif se distingue d’un enseignement traditionnel en ingénierie puisque l’étudiant est actif lors des travaux pratiques en laboratoire ou lors des séances de travaux dirigés. En guise de réponse à ces interrogations, cet article présente deux expériences de classe inversée, en identifiant leurs caractéristiques et leur impact sur l’apprentissage de l’étudiant. DÉFINITIONS L’apprentissage actif s’inscrit dans une méthode d’enseignement qui engage l’étudiant dans son processus d’apprentissage. Pour ce faire, l’enseignant scénarise une ou des situations actives d’apprentissage. La situation d’apprentissage peut être réalisée par un groupe d’étudiants, ce qui est généralement le cas en classe, ou bien individuellement. Les méthodes d’enseignement actif se distinguent selon différents critères, dont l’accompagnement de l’enseignant et l’interaction entre les étudiants. L’accompagnement se définit, entre autres, par l’intensité, la nature et le moment d’intervention de l’enseignant. L’intensité précise le pourcentage de temps de disponibilité de l’enseignant par rapport à la durée totale de la situation. La nature précise comment l’enseignant soutient les étudiants dans leur démarche. Finalement, le moment indique à quelle période dans la situation d’apprentissage l’enseignant se manifeste. Pour ce qui est de l’interaction entre les étudiants, nous nous limiterons à distinguer s’ils adoptent une stratégie coopérative en divisant le travail entre les coéquipiers ou une stratégie collaborative en réalisant tous ensemble chaque étape du travail. Dans les deux cas, les capacités de communication et d’interaction entre les étudiants sont fortement sollicitées. 2. Deux cours en classe inversée 2.1 MEC2420 - Dynamique de l’ingénieur Le cours MEC2420 - Dynamique de l’ingénieur est un cours de deuxième année du programme de génie mécanique qui accueille environ 200 étudiants, au trimestre d’automne et au trimestre d’hiver, répartis en 3 groupes-cours et 5 groupes de travaux pratiques en laboratoire. Ce cours présente les concepts fondamentaux de la mécanique appliqués à l’analyse des mécanismes et des éléments de machine. L’horaire hebdomadaire de la classe traditionnelle est de cinq heures, trois heures sont consacrées à la théorie et deux heures sont consacrées à la pratique. À cela s’ajoutent quatre heures de travail personnel. Dans le mode de la classe inversée, les heures de travail personnel sont consacrées à l’assimilation des notions théoriques à l’aide, entre autres, du visionnement de capsules vidéo. Les cinq heures de cours hebdomadaire sont réparties différemment. Les activités de la première heure sont : un retour sur la ou les capsules, la réponse à un questionnaire formatif en ligne, constitué de questions de compréhension, et le dévoilement des «bonnes» réponses aux questions. À la deuxième et troisième heure, les étudiants doivent réaliser seuls ou en équipe des exercices d’application (environ 3 à 5 exercices) sous la supervision de l’enseignante. Cette activité est suivie d’une mise en commun des solutions, tout en explicitant les détails d’exécution et en soulignant les pièges et les erreurs fréquentes à éviter. Finalement, les quatrième et cinquième heures sont consacrées à la résolution de problèmes (généralement 2 à 3 problèmes), également en équipe, et se terminent par un exercice individuel évalué d’une durée de 15 minutes. Il nous apparaît ici nécessaire de distinguer la réalisation d’un exercice de la réalisation d’un problème. La réalisation d’un exercice correspond à appliquer une technique, un algorithme en fonction des données soumises. La réalisation d’un problème nécessite, quant à elle, la recherche de la technique ou de l’algorithme qui permettra de le résoudre. 2.1.1 Résultats et observations Les résultats de l’évaluation des apprentissages de l’automne 2015 (A2015) sont comparés à ceux de l’automne 2013 (A2013), parce qu’il s’agit de la même enseignante responsable du cours, et de l’automne 2009 (A2009) parce qu’il y avait également des exercices évalués à ce trimestre. Les résultats globaux démontrent une meilleure réussite des étudiants du point de vue de la moyenne (sur 4) de l’ensemble des étudiants inscrits et du nombre d’étudiants ayant réussi le cours. Le tableau 1 montre que le taux de réussite des étudiants de l’A2015 est supérieur de 9,4 points de pourcentage par rapport à celui de l’A2013 et de 10,2 par rapport à celui de l’A2009. Tableau 1. Moyenne et réussite au cours MEC2420 de chaque cohorte A2015 A2013 A2009 Moyenne (sur 4) 2,22 1,80 1,84 Réussite 86,6% 77,2% 76,4% À la figure 1, nous pouvons observer un nombre plus élevé d’étudiants dans l’intervalle [A*,B] et un nombre plus faible d’étudiants dans l’intervalle [D+,F], où F correspond à un échec, pour la cohorte de l’A2015 par rapport aux deux autres cohortes. Il s’agit, sans contredit, du résultat souhaité par l’enseignante qui incite les étudiants à s’investir dans leur apprentissage par divers moyens de la classe inversée. Soulignons que dans la figure 1, la note AB est attribuée aux étudiants ayant abandonné le cours. Figure 1. Répartition des notes pour chaque cohorte 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 A* A B+ B C+ C D+ D F AB Fréquence (%) Notes obtenues au cours A2015 A2013 A2009 La figure 2 et le tableau 2 présentent respectivement les notes obtenues par les étudiants à l’examen final et celles des exercices évalués. Dans le graphique de la figure 2, pour l’intervalle [61,70], on voit clairement la présence d’un plus grand nombre d’étudiants de la cohorte A2015 par rapport aux deux autres cohortes. Une augmentation du double et même du triple. À notre avis, il s’agit d’une donnée intéressante puisque cela correspond à un déplacement de la zone des étudiants qui ne réussissent pas le cours vers la zone des étudiants qui réussissent le cours. Figure 2. Notes obtenues à l’examen final Les résultats aux exercices évalués, pour les deux trimestres où cette évaluation a été réalisée, sont comparés au tableau 2. On observe 14 points de pourcentage de plus pour les étudiants de l’A2015 par rapport à ceux de l’A2009 pour l’intervalle [0,2] et 10 points de pourcentage de plus pour la note maximale de 5. Encore une fois, il s’agit d’un résultat à la faveur d’un enseignement où l’étudiant est profondément engagé dans son processus d’apprentissage. Il n’a pas le choix, il doit se présenter aux séances et réaliser les exercices. La dynamique de l’équipe et de l’ensemble du groupe peut favoriser l’appropriation des notions par l’étudiant. Tableau 2. Notes obtenues aux exercices évalués Note A2009 A2015 N % N % 5/5 32 23 57 33 3/5 – 4/5 45 32 62 36 0/5 – 2/5 63 45 54 31 Total 140 100 173 100 Dans l’ensemble, l’analyse préliminaire des résultats obtenus aux évaluations montre une meilleure réussite des étudiants de la cohorte 2015A, dont l’enseignement est réalisé en classe inversée. Cependant, les étudiants ont-ils apprécié l’approche de la classe inversée? Pour répondre à cette question, les étudiants ont répondu à un questionnaire, dont les résultats suivent. Tout d’abord, la figure 3 montre l’utilité, selon les étudiants, des différents dispositifs mis à leur disposition: capsules vidéo, manuel, exercices notés et exercices en classe. Sans surprise, le manuel apparaît inutile puisqu’il est remplacé par les vidéos. À l’opposé, les exercices en classe sont grandement appréciés. Les capsules vidéo et les exercices notés sont également considérés comme utiles par les étudiants. Figure 3 Utilité des dispositifs pédagogiques Le cours MEC2420 est un cours de 3 crédits, soit un cours nécessitant 135 heures d’investissement pour l’étudiant, ce qui correspond à la somme des heures de cours, plus les heures de travaux pratiques et les heures de travail personnel. Les étudiants ont indiqué à 64 uploads/Litterature/ 6455-article-text-14383-1-10-20170127.pdf