Changement de pratique pédagogique – Cheminement personnel d’un professeur de physique

Le billet suivant est une traduction, par Valérie Drouin, d’un portrait du professeur de physique Chris Whittaker (Collège Dawson) fait dans le cadre du projet SALTISE. Vous trouverez l’article original ici.

Vous voulez transformer votre classe en un environnement d’apprentissage actif – c’est-à-dire un environnement où les élèves comprennent la matière, construisent des connaissances et les appliquent, analysent, évaluent et créent au lieu de passer la plupart du temps à écouter l’enseignant – mais vous êtes craintifs et vous manquez d’assurance? À quoi le processus de changement ressemble-t-il? Comment pouvez-vous obtenir le soutien et les outils dont vous avez besoin? À quoi pouvez-vous vous attendre?

Fonction sigmoïde
Fonction sigmoïde

Chris Whittaker, professeur de physique au Collège Dawson, a changé ses propres méthodes pédagogiques et a observé quelques-uns de ses collèges qui ont emboîté le pas à leur tour. Qui plus est, il a vu une communauté de pratique dynamique croître autour du projet et il est convaincu que cela peut se produire dans différents établissements d’enseignement et dans divers niveaux scolaires, y compris dans les collèges et les universités.

Chris assimile son processus de changement personnel à une courbe en marche d’escalier adoucie ou, en termes mathématiques, à une fonction sigmoïde.

Au départ, le changement se fait de manière graduelle et expérimentale puis un seuil critique est atteint et le rythme de changement s’accélère, suivant une sorte de cercle vertueux, jusqu’à l’atteinte d’un nouvel équilibre. Tout au début, il se souvient très bien d’un moment où il faisait partie d’un comité d’embauche pour le département de physique et où le doyen des études préuniversitaires de l’époque posait à un candidat une question qui semblait toute innocente : « qu’est-ce qu’un bon enseignant? » La personne répondait alors de manière typique, passant par tout l’éventail des réponses classiques : quelqu’un qui prépare des notes claires, qui présente clairement la matière, qui donne des devoirs appropriés, qui résout des problèmes en classe, etc. Le doyen, toutefois, n’était pas satisfait de la réponse et demandait au candidat de prouver que la pédagogie traditionnelle d’enseignement fonctionne. Le candidat n’avait aucune preuve et recourait alors à des réponses personnelles et anecdotiques. Le doyen lui répondait en lui demandant si une telle réponse non scientifique tiendrait la route dans un domaine scientifique. La réponse était bien évidemment « non » et le pauvre candidat embarrassé n’avait d’autre choix que d’écouter le doyen lui faire la leçon sur l’application de la méthode scientifique à l’enseignement. Cette expérience a amené Chris à se questionner sur sa propre approche pédagogique et sur ses fondements scientifiques. Il a commencé à réfléchir à une question de son cru : « comment savons-nous ce qui fonctionne le mieux en classe? »

Une fois sa curiosité piquée, Chris a commencé à creuser la question et à explorer. Dans la littérature sur le sujet, il a lu sur une communauté dynamique de chercheurs et d’enseignants actifs dans le domaine de la recherche en enseignement de la physique et, près de chez lui, il a trouvé des pairs qui se posaient les mêmes questions que lui. Il a vite découvert plusieurs mesures robustes, notamment l’inventaire du concept de force (« Force Concept Inventory » [FCI]) qui a montré que la compréhension des concepts dans les cours d’introduction à la physique au collège et à l’université augmentait à peine avec les méthodes d’enseignement traditionnel. Les gains conceptuels normalisés, mesurés d’après la différence entre la compréhension conceptuelle initiale et finale divisée par le changement total possible, produite par l’enseignement traditionnel de type « présentation au tableau » étaient faibles (de 20 % à 30 %) peu importe combien les élèves appréciaient l’enseignant ou l’enseignante ou croyaient que cette personne était un bon enseignant. En outre, même les élèves qui avaient bien réussi l’examen final échouaient souvent au test FCI à la fin du cours. La balance a penché en faveur du changement lorsque des données ont montré que les pédagogies d’apprentissage actif – même les méthodes simples comme l’enseignement par les pairs par Eric Mazur de l’Université Harvard – amenaient clairement une augmentation dans l’apprentissage conceptuel qui doublait pratiquement les gains FCI par rapport aux approches traditionnelles.

Chris était peut-être convaincu, mais certains de ses collègues étaient hésitants : après tout, certains d’entre eux avaient enseigné pendant nombre d’années et il leur semblait que ce qu’ils faisaient fonctionnait. Lorsqu’il faisait pression, il y avait de la résistance, voire du ressentiment. Il a donc modifié son approche et s’est concentré sur son propre enseignement. Il a commencé à incorporer un nombre limité de stratégies d’apprentissage actif dans son enseignement et presque immédiatement, il a commencé à remarquer de meilleurs gains conceptuels chez ses élèves.

À mesure que les données ont commencé à montrer que l’apprentissage actif fonctionnait, le scepticisme autour de lui s’est déplacé vers d’autres domaines. Est-ce qu’il était en mesure de couvrir le même contenu? Est-ce que ses élèves devaient travailler davantage? Est-ce que ses élèves étaient toujours aussi bons en résolution de problèmes selon l’approche traditionnelle? Au début, il a dû admettre qu’il avait des obstacles sur la route et que la capacité de ses élèves à résoudre des problèmes semblait en avoir pris un coup, mais il a ensuite appris comment se concentrer et orienter soigneusement ses activités pour régler rapidement le problème. Maintenant, il passe moins d’un quart du temps qu’il consacrait à la résolution de problèmes ou à la présentation d’exposés. Il rapporte que ses élèves réussissent systématiquement à faire des gains conceptuels cohérents avec ce qui a été observé ailleurs selon la littérature de recherche dans des environnements d’apprentissage actif et que ses élèves réussissent aussi bien ou mieux que leurs pairs dans toutes leurs évaluations, y compris à l’examen final.

Laboratoire de physique traditionnel au Collège Dawson
Laboratoire de physique traditionnel au Collège Dawson

Une fois bien établi parmi les tenants de l’apprentissage actif, Chris a commencé à remarquer des limites dans la conception et la fonctionnalité de la salle de classe traditionnelle. Il voulait avoir une classe où il pourrait conjuguer les approches d’apprentissage actif à des espaces qui maximiseraient les affordances de cette approche pédagogique. Comme en ce qui a trait à l’apprentissage actif lui-même, il a fallu peu de temps pour constater que la roue avait déjà été inventée ailleurs. Il a donc convaincu ses collègues de partir visiter d’autres établissements d’enseignement dont les classes avaient été conçues en fonction des principes d’apprentissage actif. Il a organisé une visite dans quelques facultés jusqu’à des endroits comme le MIT, Harvard et Dickinson College afin d’examiner l’aménagement des classes. La disposition classique (un tableau à l’avant et ensuite des rangées d’élèves bien alignées) ne conviendrait plus.

Laboratoire de physique réaménagé au Collège Dawson
Laboratoire de physique réaménagé au Collège Dawson

À son retour, il a alors lancé l’idée de changer l’organisation des laboratoires dans le département de physique de manière à permettre d’enseigner plus facilement tant selon des méthodes traditionnelles que selon des méthodes d’apprentissage actif. En fin de compte, deux des quatre laboratoires d’enseignement ont été rénovés pour faire en sorte que les élèves puissent s’asseoir en petits groupes dans ces salles, en se faisant face les uns les autres au lieu d’être orientés face à l’enseignant.

Laboratoire de physique réaménagé au Collège Dawson en cours d’utilisation
Laboratoire de physique réaménagé au Collège Dawson en cours d’utilisation

Fait important à remarquer, l’aménagement était flexible : les tables pouvaient donc être replacées selon une disposition classique de rangées orientées vers l’avant. La situation était donc gagnant-gagnant : « Nous faisons savoir aux tenants de l’approche traditionnelle qu’ils n’ont rien à perdre, et ceux qui veulent utiliser les stratégies d’apprentissage actif ont quelque chose à gagner », a-t-il déclaré.

Pendant que tous ces changements se produisaient à l’échelle locale, Chris s’engageait aussi dans une communauté élargie d’enseignants et de chercheurs du milieu universitaire. Il est devenu membre de l’American Association of Physics Teachers (AAPT) et est devenu le représentant de la section provinciale (Association des profs de physique du Québec [APPQc]). Il a aussi commencé à assister à des conférences de recherche en enseignement de la physique et, ce qui est peut-être le plus important dans tout ça, a commencé à collaborer à des projets de recherche avec des collègues comme la professeure Elizabeth Charles. Dans un environnement de recherche, il a vu l’occasion en or de conjuguer la théorie à la pratique, mais la mise en pratique dans son propre enseignement était difficile par moments. Il se décrit comme quelqu’un qui recule d’un pas avant d’avancer : « Ça m’a pris un certain temps pour trouver l’équilibre entre la théorie de l’enseignement et la pratique de celui-ci en classe. » Toutefois, il a fini par trouver son rythme de croisière.

Son approche de l’apprentissage actif repose maintenant sur plusieurs piliers.

  • Le modelage met en jeu la démonstration d’une tâche ou l’application de la théorie pour les élèves. Tout comme un mannequin essaiera des choses pour montrer à quoi cela pourrait ressembler, l’enseignant peut agir en tant que modèle pour montrer une procédure, une analyse ou la solution à un problème.
  • L’étayage est le processus d’aide et de soutien aux élèves – ou l’offre à ceux-ci des outils appropriés qui les aideront à bâtir leur compréhension. Comme le mot le suggère, il est important que ces échafaudages de soutien puissent être enlevés à mesure que le niveau de compétence de l’apprenant augmente.
  • L’encadrement est la rétroaction, l’encouragement et la communication personnalisés entre l’enseignant et l’élève en ce qui concerne les progrès de celui-ci et les techniques de résolution de problèmes.
  • L’orchestration est le processus d’organisation d’une série d’activités signifiantes et ciblées de manière précise pour maximiser l’apprentissage des élèves. Comme pour tout chef d’orchestre, la somme des notes de musique est bien plus que du bruit, elle devient plutôt une riche collection d’harmonies et de rythmes qui s’appuient sur la compétence et l’expertise du chef d’orchestre pour s’unir dans une seule musique.
  • L’apprentissage collaboratif. Les élèves construisent leurs connaissances de manière efficace dans un environnement social positif où ils peuvent travailler en collaboration avec des pairs et où la prise de risques est considérée comme correcte. Ils peuvent développer une compréhension approfondie et riche de sens lorsqu’ils travaillent, argumentent, explorent et créent de manière collaborative.

Chris en a fait du chemin depuis les débuts! Il est bien loin de sa vague compréhension de l’apprentissage actif et de son ensemble (limité) de trucs – comme l’enseignement par les pairs. Sa classe est complètement différente de ce qu’elle a déjà été. Il est loin le temps des exposés sans fin : maintenant, ce sont les élèves qui réfléchissent, qui analysent et qui apprennent!

Des élèves utilisent un tableau numérique informatique dans la classe d’apprentissage actif de Dawson
Des élèves utilisent un tableau numérique informatique dans la classe d’apprentissage actif de Dawson

Mais tout cela ne s’est pas produit dans le vide. Chris a eu de l’aide et certains de ses collègues l’observaient. D’ailleurs, certains ont commencé à faire leurs premiers pas vers tout ce changement logistique. Avec le temps, quelques-uns de ses collègues – tant en physique que dans d’autres spécialités de sciences – ont commencé à explorer et à adopter l’apprentissage actif. À mesure que leur intérêt s’est accru, la demande de salles de classe conçues spécifiquement pour l’apprentissage actif a augmenté. Armé d’une meilleure compréhension de la théorie et de la pratique et accompagné d’une large communauté d’enseignants qui souhaitaient utiliser un tel espace, Chris a dirigé la conception d’une classe d’apprentissage actif à usage général qui a été inaugurée en janvier 2012.

Des élèves au travail dans la classe d’apprentissage actif de Dawson
Des élèves au travail dans la classe d’apprentissage actif de Dawson

Ce nouvel environnement d’apprentissage collaboratif et actif était semblable aux laboratoires de physique réaménagés, mais est allé plus loin en mettant les technologies interactives à la disposition des groupes d’élèves. Dans cette classe, chaque table d’élèves a son propre tableau numérique interactif, ce qui permet de réaliser des activités d’apprentissage riches, transférables et qui mettent pleinement à profit la technologie du 21e siècle.

La classe d’apprentissage actif du Collège Dawson
La classe d’apprentissage actif du Collège Dawson

Aujourd’hui, la conception d’une autre classe d’apprentissage actif est en train d’être finalisée et un groupe varié d’environ 20 enseignants provenant d’une vaste gamme de disciplines se rencontre chaque semaine pour échanger des ressources, des stratégies, de l’expertise et des expériences d’apprentissage actif. Chris fait remarquer que tant le développement de classes que la communauté dynamique de pratique ont permis de boucler la boucle : ils l’inspirent à en faire plus et à toujours apprendre davantage.

La communauté de pratique de la classe d’apprentissage interactif du Collège Dawson
La communauté de pratique de la classe d’apprentissage interactif du Collège Dawson

Bref, courage, chers collègues enseignants! Vous croyez peut-être que vous vous battez seuls contre des idées fermement enracinées, mais avec un peu de patience, d’application et de subtilité, vous serez surpris de la rapidité à laquelle les changements se produisent.

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