lundi 26 juillet 2021

Évaluation formative en sciences : des activités et des questions qui stimulent l’apprentissage

L’évaluation formative en sciences vient s’intégrer dans un enseignement explicite des contenus qui prend en compte directement le développement des compétences et l’apprentissage des élèves tout en les responsabilisant. Au-delà de tâches ciblées, elle prend la forme de multiples occasions de dialogue en classe entre les élèves et l’enseignant ou entre pairs.


Elles permettent aux élèves de creuser leur réflexion et fournissent un retour d’information à l’enseignant qui peut adapter les activités qu’il leur propose et fournir une rétroaction formative.




Des activités qui mettent les élèves au défi


L’enjeu est de favoriser un apprentissage et une compréhension des contenus qui sont à la fois approfondis et durables et éviter que les élèves ne développent que des connaissances superficielles et rapidement oubliées. 

Afin de stimuler un apprentissage génératif, les élèves doivent être mis au défi par des activités qui les font réfléchir au-delà d’un développement d’automatismes qui en lui-même est également nécessaire.

Nous devons pour cela leur permettre :

  • D’appliquer les concepts scientifiques vus dans un contexte légèrement différent ou d’un autre point de vue. 
  • D’utiliser leurs connaissances actuelles pour anticiper l’évolution de phénomènes ou résoudre des problèmes

Lorsque nous demandons aux élèves d’appliquer leurs connaissances et de tester leur compréhension face à un contexte donné, nous travaillons et questionnons leur compréhension conceptuelle et ses limites. Nous l’aidons à se développer. 

Ce qui est essentiel dans ces activités, c’est que l’enseignant indique clairement aux élèves que l’activité consiste à explorer ce qu’ils pensent plutôt que de leur faire deviner la réponse. L’enjeu n’est pas de trouver la réponse, mais d’entrainer et d’exercer les processus mentaux qui y amènent et que nous cherchons à développer.

Nous allons maintenant passer en revue trois formes d’activités qui peuvent s’inscrire dans ces démarches : la comparaison, la catégorisation et la prédiction. 



La comparaison 


Qu’est-ce qui est semblable et qu’est-ce qui change dans deux contextes différents ? 

Par exemple, nous pouvons examiner la croissance d’un végétal donné dans deux environnements différents, comparer la combustion et la respiration, les cellules eucaryotes et procaryotes, etc. De même, l’état d’équilibre d’une réaction va changer en fonction de divers facteurs en chimie.

Ces types d’activités encouragent les élèves à observer plus attentivement et à trouver des raisons et des explications aux similitudes et aux différences. Ce type de démarche leur permet de mieux structurer leurs connaissances et conduit à de meilleures capacités de discrimination par la suite.

En réfléchissant aux similitudes et aux différences, la question de comprendre pourquoi elles existent et se manifestent s’impose. Plus de sens et de cohérence sont introduits dans leurs apprentissages.



La catégorisation


La catégorisation comprend le regroupement ou la séparation d’éléments de connaissance, de processus et d’expériences, de même que la mise en évidence des exceptions et des cas particuliers.

Pourquoi est-ce que… ? Dans quels cas… ? Est-il toujours vrai que… ?

Ces types d’activités permettent aux élèves de tester les règles et les théories qu’ils rencontrent en science. Les élèves observent et découvrent dans quelle mesure elles sont généralisables et en reconnaissent les limites. 

Elles permettent à l’enseignant de vérifier l’adéquation des modèles de compréhension et de réflexion utilisés par leurs élèves et qui les amènent à interpréter une situation.

Les critères sur lesquels se base la catégorisation sont plus importants que la catégorisation elle-même. Un apprentissage à long terme est dépendant de la qualité de ceux-ci tandis que les éléments catégorisés au moment de l’exercice sont plus de l’ordre de la performance à un moment donné. 

Nous devons inciter les élèves à traiter et à manipuler des informations plutôt que de se les rappeler uniquement. Ainsi, donner une réponse ne suffit pas. Il importe de justifier comment la réponse a été est établie. C’est l’élaboration qui accompagne la récupération de connaissances qui permet d’approfondir et de rendre durables les apprentissages.

Une bonne question amène les élèves à s’en poser d’autres pour trouver, construire et structurer une réponse. Ce processus favorise la réflexion. Les questions à éviter, sauf lorsqu’il s’agit d’installer des automatismes, sont celles du simple rappel d’une information antérieure.



La prédiction


Que pourrait-il se passer si… ? 

Ce type d’activité encourage les apprenants à appliquer leurs connaissances, leurs capacités de raisonnement et de modélisation face à des situations nouvelles. 

Grâce à celles-ci, ils peuvent ensuite tester à la fois leurs connaissances et leur raisonnement. 

Cette approche encourage les élèves à mettre leurs idées en avant, à émettre des hypothèses et à les justifier. Ces démarches permettent à l’enseignant d’évaluer ce qu’ils savent, ce qu’ils savent en partie et ce qu’ils ne savent pas. L’enseignant vérifie la qualité de la compréhension de ses élèves.




Des questions qui stimulent l’apprentissage


Dans le cadre de l’évaluation formative, les questions ont plusieurs rôles à jouer dans le cours de sciences. 

Pour exploiter la dimension formative, il est nécessaire de s’éloigner de la routine des questions factuelles limitées et de recentrer l’attention sur la qualité et les différentes fonctions des questions posées en classe.

La collaboration et le partage entre les enseignants pour échanger des idées et des expériences sur les bonnes questions et leur conception seront très précieux. 

La conception de bonnes questions en sciences n’est pas chose aisée et la profusion des contenus enseignés rend la question plus cruciale encore. Régulièrement, un enseignant de sciences a besoin de questions pour vérifier les connaissances de ses élèves sur un concept, une loi, un exemple ou l’usage d’une unité. 

Dans la précipitation, il peut se retrouver à générer ou à utiliser des questions qui ne sont pas riches de sens. Elles se contentent de déboucher généralement sur des réponses qui se limitent à quelques mots et ne demandent que de récupérer des réponses préétablies. Le défaut de celles-ci est qu’elles ne demandent pas à l’élève d’approfondir sa compréhension conceptuelle. Cependant, elles restent nécessaires dans une première phase lors des apprentissages, car elles aident les élèves à apprendre le langage scientifique. 

En voici quelques exemples :

  • Quelle unité dois-je utiliser pour mesurer la force ?
  • Comment appelle-t-on les substances qui ne conduisent pas l’électricité ?
  • Quelle est la structure de l’ADN ?

Mais nous ne pouvons pas nous arrêter là. En science, nous avons plus souvent besoin de questions qui demandent réflexion et ouvrent le dialogue en classe. 

Ces questions sont souvent ouvertes et demandent aux élèves :

  • Soit de relier ou d’appliquer des idées
  • Soit d’expliquer et de modéliser un phénomène observé

Parfois, ces questions obligent l’élève à développer et poser un cadre plus large que ce que la question initiale lui demande réellement d’expliquer. Pour justifier un phénomène, parfois des modèles doivent être invoqués ou expliqués. Dès lors, les réponses à ces questions vont généralement nécessiter plusieurs phrases et plusieurs étapes. 

En voici quelques exemples :

Une question riche de sens est une question à laquelle l’élève ne peut pas répondre immédiatement et brièvement.

Elle ne peut pas être posée d’emblée dans le cadre d’une nouvelle matière. Elle exige plutôt que l’élève ait déjà la capacité de répondre à une série de questions et d’activités plus directes et simples avant d’y arriver et de tenter d’y répondre. 

  • Pourquoi les rayonnements bêta sont-ils plus dangereux que les rayonnements alpha ?
  • Est-il toujours vrai que l’augmentation de la température accélère une réaction ?
  • En cas de plaie souillée chez un blessé, pourquoi un médecin s’intéresse-t-il à son statut de vaccination au niveau du tétanos? Comment devrait-il réagir en fonction de la réponse apportée ? 

L’intérêt de traiter de telles questions complexes en classe est qu’elles peuvent mobiliser une réflexion prolongée chez un grand nombre d’élèves. Elles impliquent de mobiliser et d’agencer différents éléments d’information.




Bibliographie


Paul Black and Christine Harrison, Science inside the black box—Assessment for learning in the science classroom, GL Assessment, London, 2004

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