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La communication pédagogique dans les exposés de chimie
à l’université
Mireille Houart, Nathalie Warzée,
François Reniers, Johan Wouters et Marc Romainville
Recherche financée par le Fond National de la Recherche Scientifique (FNRS)
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 2/21
PlanProblématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 3/21
Problématique
En 1re année universitaire, dans les sections scientifiques
Constats Taux d’échec (60%) Cours magistraux (±70% du programme horaire)
mode de communication principal En chimie, difficulté majeure et transversale =
passages, associations entre trois niveaux de savoir
Hypothèse
Qualité de la communication pédagogique =facteur déterminant pour l’apprentissage
facteur contrôlable
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
Modèle des trois niveaux de savoirDifficulté transversale en chimie
Domaine abstrait modélisation
Domaine concretExpériences
Expérience Film Photo Schéma Graphique Tableau Langage naturel
NiveauMacroscopique
ModèleGraphiqueLangage naturel
Niveaumicroscopique Symbolisme
• chimique• mathématiqueLangage naturel
Niveausymbolique
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
Cl2
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 5/21Mireille Houart - Université de Namur
Objectifs (1)
En première année universitaire,
dans le cadre des cours magistraux,
de chimie générale
Analyser la difficulté du passage et des associations entre les trois niveaux de savoir
Améliorer la communication pédagogique
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 6/21
Objectifs (2)
Valider deux hypothèses (Gabel, 1993)
Hypothèse1Expliciter clairement et fréquemment le niveau du message, les passages et les rapports dialectiques qu’ils entretiennent entre eux devrait augmenter la compréhension profonde des étudiants des concepts de base en chimie
Hypothèse 2Mettre l’accent sur le niveau microscopique devrait augmenter la compréhension profonde des étudiants des concepts de base en chimie
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 7/21
Méthodologie (1)
Recueil de données Enregistrement du message de 12 cours
magistraux (2 universités - 3 matières)
Distribution de questionnaires aux étudiants à l’issue de chaque cours magistral
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 8/21
Méthodologie (2)
Groupe témoin Hypothèse 1 Hypothèse 2
Solutions aqueuses
Thermodynamique
Cinétique
FUNDP ULB FUNDP ULB FUNDP ULB
2006-
2007
Message classique
Message classique
Message classique
2007-
2008
Message classique
Message• expliciter les
niveaux • expliciter les liens entre les
niveaux
Message • insister sur le
niveau microscopique
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 9/21
Méthodologie (3)
Analyse du message du point de vue de la difficulté transversale
Analyse des questionnaires des étudiants primo inscrits
Mesure de la compréhension en profondeur des concepts de base en chimie
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives
100 %
50 %
ULB FUNDP
Solutions aqueuses
ULB FUNDP ULB FUNDP
Thermo-dynamique
Cinétique
Pro
port
ion
du
niv
eau
de
sa
voir
Caractéristiques du message (1)
macroscopique microscopique symbolique
625
11 415
17
Le niveau microscopique est très peu mis en évidence dans les 6 cours analysés
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
• Caractéristiq. du message
• Acquis des étudiants
• Actions pédagogiques
• Impacts sur les acquis des étudiants
Perspectives
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
• Caractéristiq. du message
• Acquis des étudiants
• Actions pédagogiques
• Impacts sur les acquis des étudiants
Perspectives
Caractéristiques du message (2)
Groupe témoin Hypothèse 1 Hypothèse 2
FUNDP ULB FUNDP ULB FUNDP ULBDurée d’enregistrement 66 57 50 76 90 45
Changement de niveau (nombre/minute)
132± 2,0
76± 1,3
130± 2,6
80± 1,0
133± 1,5
48± 1,0
Identification du niveau de savoir
1 9 2 5 0 1
Etablissement de liens entre 2 niveaux
23 20 38 21 32 13
Explicitation de liens entre 2 niveaux
0 1 1 0 0 0
Acquis des étudiants (1)
Niveaumacroscopique
Niveausymbolique
Niveaumicroscopique
(52 12) %(N=664)
(21 6) %(N=300)
29 %(N=286)
(24 2)%(N = 988)
(38 15)%(N = 684)
2%(N = 83)
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
• Caractéristiq. du message
• Acquis des étudiants
• Actions pédagogiques
• Impacts sur les acquis des étudiants
Perspectives
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 13/21
Actions pédagogiques menées la 2e année (1)
Cours magistraux de thermodynamique pour valider l’hypothèse 1 Décrire le modèle des 3 niveaux de savoir
et de leurs modes de représentationDécrire le logo d’identification des niveaux
SYMBOLMICROH2O
MACRO
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
• Caractéristiq. du message
• Acquis des étudiants
• Actions pédagogiques
• Impacts sur les acquis des étudiants
Perspectives
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 14/21
Actions pédagogiques menées la 2e année (2)
Identifier le ou les niveau(x) sur certaines dias-clés
Établir des liens entre les différents niveaux
H2O H2O H2O
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
• Caractéristiq. du message
• Acquis des étudiants
• Actions pédagogiques
• Impacts sur les acquis des étudiants
Perspectives
H2O
ex: NaCl, NH4NO3
H > 0
U = 0
(PV = cst)
Exemples de processus spontanés
Dissolution d’un soluté ionique
Évaporation, sublimation
Détente isotherme d’un gaz
H2O
solide
liquide gaz
H2O
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 16/21
Actions pédagogiques menées la 2e année (3)
Cours magistraux de cinétique pour valider l’hypothèse 2
Illustrer le niveau microscopique par des modèles moléculaires sur certaines diapositives et fournir des explications
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
• Caractéristiq. du message
• Acquis des étudiants
• Actions pédagogiques
• Impacts sur les acquis des étudiants
Perspectives
A + B 2 C
E < Ea
E Ea
La réaction ne peut se produire que si deux molécules entrent en collision avec une énergie au moins égale à l’énergie d’activation de la réaction
Sinon, elles rebondissent simplement l’une sur l’autre
Énergie des collisions
• Introduction• Méthodologie• Résultats• Actions• Impact
Complexe activé
Mécanisme réactionnel – complexe activé - intermédiaire – étape déterminante
Réactifs
O3 O2 + OO + O3 O2 + O2
Produits
intermédiaire
Complexe activé
Complexe activé
LENTRAPIDE
20/21
Impacts sur les acquis des étudiants (ULB)
20
14
10
5
0
Solutions
Année 1 Année 2
p<0,01
Thermo-dynamique
p<0,0001
Cinétique
p<0,0001
Analyse des résultats en cours…
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
• Caractéristiq. du message
• Acquis des étudiants
• Actions pédagogiques
• Impacts sur les acquis des étudiants
Perspectives
Mireille Houart – FUNDP & Nathalie Warzée – ULB 21/21
Perspectives
Déterminer les acquis des étudiants aux FUNDP
Mettre en relation les acquis des étudiants et les caractéristiques du message de la 2e année
Rechercher un lien entre les acquis à court terme et les performances académiques en chimie
Problématique
Objectifs
Méthodologie
Résultats
Perspectives