Des ateliers interdisciplinaires en Sciences de la nature
Présenté par : Alexandre LerouxContact : [email protected]
38e colloque de l’AQPC – Vendredi 8 juin 2018
En un regard
Ateliers interdisciplinaires - Résumé
ChimieBio Math Et autres!Physique
Intégration
Activités
pédagogiques
Aujourd’hui…
Ateliers interdisciplinaires - Plan
Pourquoi? Problématique et contexte théorique
Comment? Réflexions réalisées et processus
Quoi? Plusieurs exemples d’activités réalisées
Et donc? Retombées et idées
Ensemble dans un monde en mouvement…
Ateliers interdisciplinaires - Introduction
Analyse
comparative
R-9 Le renforcement de liens interdisciplinaires
entre les disciplines de la formation spécifique et
entre les disciplines de la formation générale et de
la formation spécifique ainsi que l’intégration
des savoirs (transfert des apprentissages).
Insatisfaction
Ateliers interdisciplinaires - Problématique
Activité d’intégration
tardive…
Q. Serait-il possible
d’organiser des activités
d’intégration inter-
disciplinaires dès la
première année?
Interdisciplinarité : c’est quoi?
Ateliers interdisciplinaires - Théorie
L'interdisciplinarité c’est l'utilisation, l'association et la
coordination des disciplines appropriées, dans une
approche intégrée des problèmes. (Clary et Giolitto, 1994)
Autrement dit, c’est faire travailler
ensemble deux ou plusieurs disciplines!
Monodisciplinaire
Bidisciplinaire
Tridisciplinaire
N-disciplinaire
Multidisciplinaire
Pluridisciplinaire
Interdisciplinaire?
Un peu de taxonomie…
Ateliers interdisciplinaires - Théorie
MultidisciplinaireMulti = Nombreux
• Juxtaposé
• Séquentiel
• Complémentaire
• Thème commun
Juxtaposition de
deux ou plusieurs
disciplines.
(Lenoir, 2003)
PluridisciplinairePluri = Plusieurs
InterdisciplinaireInter = Entre
• Intégré
• En interaction
• Combiné
• Simultané
Intégration de
deux ou plusieurs
disciplines.
(Lenoir, 2003)
IntradisciplinaireIntra = À l’intérieur
TransdisciplinaireTrans = Par-delà
• Transcendant
• Transversal
• Holistique
Aller au-delà
des disciplines.
(Lenoir, 2003)
Avantages de l’interdisciplinarité
Ateliers interdisciplinaires - Théorie
• Apprentissage plus réel et concret (Lowe, 2002)
• Met en évidence les liens entre les matières
• Meilleur apprentissage global (Lenoir, 1998)
• Transferts de connaissance et d’habiletés
• Nouveau regard sur les contenus (Camel, 2009)
• Décloisonne les disciplines (Duchastel, 1999)
• Rend la matière plus significative (McDonald, 1994)
• Aide à résoudre des problèmes quotidiens (Duchastel, 1999)
L’approche interdisciplinaire présente de
nombreux avantages bien documentés.
Ce qu’on faisait déjà
Ateliers interdisciplinaires - Réflexion
Sorties et visites
éducatives
Très bien, mais
pas assez fréquent
Problèmes
multi disciplinaires
Très bien, mais
pas assez ensemble
Conférences
scientifiques
Très bien, mais
pas assez actif
But
Ateliers interdisciplinaires - Objectif
3) Doit se dérouler au collège durant les heures régulières
2) Disciplines doivent être intégrées et non séquentielles
4) Les étudiants doivent être actifs
5) Le contexte doit être authentique
6) Il doit y avoir un aspect ludique
Concevoir des activités d’intégration
interdisciplinaires en première année
du programme de Sciences de la nature.
1) Doit combiner plusieurs profs de plusieurs disciplines
Contraintes
Défi #1 : Quand?
Ateliers interdisciplinaires - Processus
Déjà surchargé
d’activités!
En classe? (Team teaching)
Trou
horaire
commun
Trou horaire?
Horaires
variables et peu
compatibles.
Étudiants plus
âgés concilient
travail-famille.
Après les cours?
Trou
horaire
commun
Défi #1 : Quand?
Ateliers interdisciplinaires - Processus
• Tous les
étudiants de 1ère
année en SN
Caractéristiques
• 2 heures sur
l’heure du midi
• Tous les profs
de ces étudiants
(dans la mesure
du possible)
Nous avons créé notre propre trou horaire de SN!
Trou
horaire
Premières retombées positives!
Ateliers interdisciplinaires - Processus
Pour meubler le trou horaire, nous avons
créé un calendrier complet d’activités!
• Activités sociales
profs et étudiants
• Conférences scientifiques
• Périodes d’aide
avant les examens
• Activités d’orientation (visite des universités, etc.)
• Activités d’enrichissement (Rapports de labo, Antidote, etc.)
• Activités d’intégration
Défi #2 : Qui?
Ateliers interdisciplinaires - Processus
Des profs passionnés sont chargés de créer des
activités d’intégration et de gérer le trou horaire.
• Deux disciplines
différentes (rotatif).
Règles internes :
• Choisis en comité
de programme.
• Pas les mêmes
que les RCD et
RCP de SN.
Dégrèvement
annuel
0,30 ETC
DEUX profs
pour superviser
le projet!
Défi #3 : Où?
Ateliers interdisciplinaires - Processus
Il a fallu réserver un local assez grand pour accueillir en
même temps tous les étudiants de première année en SN!
Occasionnellement, nous avons aussi utilisé plusieurs classes
adjacentes en divisant les étudiants en sous-groupes.
Environ 100
étudiants
attendus par
activité
Défi #4 : Comment?
Ateliers interdisciplinaires - Processus
Plusieurs stratégies ont été utilisées pour
favoriser une bonne participation.
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415
Participation aux activités optionnelles
ExamensProf
insistant
Prix de
présence
Matière
à examen
Bonus ou
faible %
Activités obligatoires en fin de session.
Obligatoire
Ateliers interdisciplinaires - Processus
Rappel par
courriel MIO
Calendriers remis
lors de l’accueil
Inclus dans les
plans d’études
Calendrier
sur Moodle
Rappel en classe
par les profs
Messages sur le
fil de nouvelles
Varier les moyens de communication est
très important pour informer les étudiants.
Défi #4 : Comment?
Défi #5 : Quoi?
Ateliers interdisciplinaires - Processus
Il a fallu marier les disciplines...
Évolution et diversité Chimie générale Calcul différentiel
Chimie des solutions Calcul intégralPhysique mécanique
Ces cours n’ont pas (encore) pu être intégrés…
Chimie organiqueÉlectricité et magn.
Biologie humaine Algèbre linéaire
Statistiques en santé
Onde et physique mod.
Grande variabilité de grille de cours en deuxième année…
20 activités créées de 2011
à 2018 (1 à 3 par session)
• 40-100 étudiants par activité
• 2-6 profs par activité
• 1-2 heures par activité
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Analyse élémentaire spatialeExoplanètes
Déroulement
• Lecture préalable d’un guide
• Équipes de 8 étudiants
• Tous les projets sont différents
• Accompagnement par les profs
Évolution et diversité Chimie générale+
Astrobiologie : Vie extra-terrestre
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
A) Dessinez la structure de Lewis de
cette molécule biologique.
B) Remplacez tous les atomes par des
analogues pour former une molécule
extra-terrestre. Dessinez-la en 3D sur
le chevalet.
Exemple :
Constat : Les équipes de 8 sont trop
grandes et se fragmentent d’elles-
mêmes. Nous recommandons des
équipes de 4 étudiants maximum.
Évolution et diversité Chimie générale+
Astrobiologie : Vie extra-terrestre
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Peter et Rosemary Grant
Géospize à bec moyen
Îles Galapagos
Génétique des populations aux îles Galapagos
Évolution et diversité Calcul différentiel+
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Constat : Former des équipes
prédéfinies permet une meilleure
hétérogénicité et entraide.
A) Calculez la
vitesse d’évolution.
t
P(t)
(bec mince)
(bec épais)
P (t)M
EP (t)
2500
0
(1980)
Exemple : Nombre de Géospize à bec épais ou
bec mince après une sécheresse
Cahier de l’élève
à remplir
B) Comment
Lamarck expliquerait
ce phénomène?
Évolution et diversité Calcul différentiel+
Génétique des populations aux îles Galapagos
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
La fin de l’ère du pétrole
Déroulement • Bref exposé
• Rôles variables dans les équipes
• Fabrication de molécules
• Aspect compétitif (jeu)
Optimisation
Chimie générale Calcul différentiel+
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
A) Déterminez le nombre
d’atomes de carbone dans
l’essence qui permet de
maximiser les revenus.
Exemple :
Constat : L’aspect manuel
et compétitif est très
apprécié par les étudiants.
B) Fabriquez des molécules en
3D pour obtenir le maximum
d’argent!
Chimie générale Calcul différentiel+
La fin de l’ère du pétrole
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Tyrolienne en folie!
Déroulement • Un problème réel sous la forme d’un défi
• Aucun cahier ni formules
• Étudiants en mode découverte
• Étudiants en mode collaboration
Uniquement avec
le film GoPro
d’une descente en
tyrolienne de 1
km, calculez la
vitesse maximale.
Physique mécanique Calcul intégral+
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Exemple :
Constat : Le mode découverte est bien
adapté aux petits groupes d’étudiants.
Physique mécanique Calcul intégral+
Tyrolienne en folie!
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Archéochimie : Datation au carbone-14
Cycle du carbone Archéologie
Déroulement
• Contexte réel (musées)
• Objets différents par équipe
• Méthode graphique
• Méthode mathématique
Chimie des solutions Calcul intégral+
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Constat : Les thématiques avec accessoires et
costumes augmentent la motivation des étudiants.
A) Résolvez l’équation différentielle.
Exemple :
Chimie des solutions Calcul intégral+
B) Trouvez l’ordre de la réaction.
C) Calculez l’âge de l’échantillon.
Archéochimie : Datation au carbone-14
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
La course à l’ébullition
Déroulement
• Étudiant NYA + Étudiant NYB
• Les questions alternent entre les deux cours
• Les étudiants s’entraident
• C’est une course pour trouver la solution!
Course
Chimie générale Chimie des solutions+
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Exemple :
Eau (1 L) Sel (117 g) Sucre (361 g)
A) Prédisez quelle
solution va bouillir à la
plus haute ToC.
B) Trouvez la réponse
à l’aide des forces
intermoléculaires.
C) Trouvez la réponse
à l’aide des propriétés
colligatives.
Constat : Le mentorat est profitable
pour les deux étudiants.
Chimie générale Chimie des solutions+
La course à l’ébullition
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
L’intelligence artificielle dans les jeux
Intelligence artificielle Théorie des jeux
Déroulement
• Expérimentation
de concepts
• Jeux de sociétés
Analyse
combinatoire
Informatique+Mathématiques
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Exemples : Dilemme du prisonnier
Constat : Ce modèle a
été particulièrement
populaire auprès des
garçons!
Course à l’armement AlphaGoJeu du douanier
Informatique+Mathématiques
L’intelligence artificielle dans les jeux
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Les Palmes de M. Schutz
Chimie générale Littérature+
Déroulement• Lecture de la pièce de théâtre
• Visionnement du film
• Analyse par les profs experts
• Retour en classe
Marie et Pierre Curie
1898
1989
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
B) Illustrez les problèmes associés
à la recherche scientifique à l’aide
d’exemples tirés du film.
Constat : La collaboration avec la
formation générale est non
seulement possible, mais efficace!
A) Montrez comment l’auteur
humanise les chercheurs.
Exemple :
Chimie générale Littérature+
Les Palmes de M. Schutz
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Bio + Chimie + Math+Physique
GIEC vs Climatosceptiques
Déroulement Analyse de données Affrontement
d’arguments
négationnistes
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Exemple :
« Les ''scientifiques'' ne
mentionnent jamais
l'activité solaire. En
1858-1860, il y a eu la
plus grosse tempête
solaire. Me semble qu’il
y a en eu plusieurs
autres depuis 50 ans. »
– Darwin Jonas
Constat : Le contexte réel
et très authentique a
vraiment plu aux étudiants.
Bio + Chimie + Math+Physique
GIEC vs Climatosceptiques
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Méthode scientifique : Life!
Sciences de la nature + Sciences info-math.
Méthode scientifique
Déroulement
• Technicien de laboratoire
• Analyste scientifique
• Vulgarisateur scientifique
• Directeur scientifique
Mise en situation Conway’s
Game of Life
Ateliers interdisciplinaires - Résultats
Exemple : Logiciel Golly A) Formulez une hypothèse
sur l’apparition des carrés.
B) Proposez un test d’hypothèse.
C) Mesurez les résultats.
D) Écrivez les lois identifiées.
E) Faites un
échange
d’information
avec une
autre table.
Constat : Il est
intéressant de diviser
la tâche des équipiers
en rôles distincts.
Sciences de la nature + Sciences info-math.
Méthode scientifique : Life!
Casse-tête!
Ateliers interdisciplinaires - Discussion
Avez-vous des idées d’activités interdisciplinaires?
1) Écrivez votre discipline sur
un morceau de casse-tête.
2) Choisissez un cours préféré.
3) Trouvez un voisin d’une
autre discipline.
4) Collez vos morceaux.
5) Réfléchissez ensemble et
écrivez une idée d’activité
interdisciplinaire au centre.
Mais, est-ce que ça fonctionne?
Ateliers interdisciplinaires - Discussion
Nous avons sondé les étudiants après chaque activité.
0
10
20
30
40
50
60
4 3.5 3 2.5 2 1.5 1
Moyenne : 3,67
(Très en accord!)
Commentaires des étudiants
Ateliers interdisciplinaires - Discussion
« L’atelier consolide la matière vue en classe. »
« C’est une autre façon d’apprendre. »
« Ça permet d’avoir des points de vue différents. »
« Ça aide à comprendre les notions des deux matières. »
« L’atelier m’a permis de découvrir de nouvelles forces. »
« L’atelier montrait bien comment appliquer la théorie. »
« Le partage de connaissances était très apprécié. »
« C’était intéressant et le fun d’être mixé avec d’autres. »
« C’était une bonne préparation pour les examens. »
« C’était cool à l’os! »
« J’ai apprécié le travail d’équipe. »
Résumé : Facteurs de réussite
Ateliers interdisciplinaires - Discussion
Planification
• Regrouper plusieurs profs
• Libérer un temps commun
• Réserver un grand local
• Rassembler plusieurs groupes
• Associer un faible pourcentage
Contenu
• Contexte authentique
• Mise en scène ludique
• Difficulté moyenne
• Pas trop de nouveau contenu
• Contenus bien agencés
• Petites équipes (4-5)
• Favoriser l’entraide
Réalisation
• Inclure un aspect compétitif
• Étudiants dans l’action
• Durée de ~1 heure
Cette méthode est
applicable à toutes
les disciplines et tous
les programmes!
Mot de la fin
Ateliers interdisciplinaires - Conclusion
Réalité
Rêve
Avec la révision du programme de SN qui
s’en vient… on peut se permettre de rêver!
Questions et collaboration
Ateliers interdisciplinaires - Conclusion
Contactez-moi par courriel au
[email protected] si vous êtes
intéressés à utiliser une de nos activités!
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