Projet de recherche

1
Projet de recherche

• 1 Contexte
• 2 Biologie change BIST
• 3 Lenseignement ne change pas
• 4 Comment enseigner BIST ?
• 5  Développement de modèles pour l'enseignement
  de la Biologie InStrumentée par les Technologies
  (BIST) 
• F. Lombard TECFA

2
Contexte

• Enseignant - Formateur - Chercheur
• Biologie Technologies Enseignement
• Formations
• RechercheenseignementBIST

3
Biologie Change

• Aristote -gt 1950
• Visuelle, spécifique
• Empirique, descriptive, Ontologique. 
•  Quest-ce que cest 
• Historique -gt explicative
• "Comment" et "Pourquoi"
• Moléculaire paradigme actuel
• Mécanismes sous-jacents
• "Comment ça fonctionne 
• Biocomp (CSTB, 2005)

4
Société en changement

• Société de linformation !

From the information society to knowledge
societies Network societies, knowledge and the
new technologies Learning societie Towards
lifelong education for all? Basic education for
all Lifelong education for all New inputs for
education institutional reform, pedagogical
research, Teacher training and quality of
education E-learning new technologies and
distance education The future of higher education
-gtSociété de la connaissance
5
Laccès aux connaissance change

• Web
• Wiki
• Blog
• Portable

6
Niveau de changement

• Changement des pratiques de la Biologie ?
• Changement de lenseignement ?

7
La biologie a changé

• Vie Organisme
• Vie Molécules
• Vie Information

8
BIST

• Définition l'activité d'un biologiste qui est
  InStrumentée par les Technologies de
  l'information.
• 4 Facettes
• Bioinformatique classique 'omics.
• GIS et autres bases de données biologiques.
• Simulations et biologie des systèmes.
• Gestion de lInformation.
• Exemples
• Insuline

9
4 Types

• Génomes et omics
• Geographical Info systems
• Simulations
• Info-Management 

10
De nouvelles manières de pratiquer la biologie

• BIST des nouvelles façons
• dexpérimenter Rodriguez / phéromones
• de traiter les données, pronostic-cancer
• de construire des connaissances en biologie Sophy
  Geum urbanum / rivale
• de publier HARF1

11
In vivo, in vitro, in silico

• Intégration des TIC à lenseignement/
  apprentissage (didactique, EAO, iTIC, etc) ?
• Evolution de la discipline de référence BIO -gt
  BIO BIST

12
La biologie sest accrue

• Biologie In vivo
• Biologie In Vitro
• Biologie In Silico

13
Lenseignement ne change pas !

• Programmes du secondaire GE
• Cursus UniGE
• Formations sur le tas
• Interviews 30- 70 ?biologie ?
• Hypothèses explicatives Préservation du
  paradigme dominant , exclusion paradigme
  dissident ? (Kuhn, 1972)

14
Comment enseigner la BIST

• Design
• un système prof-élève-ressources

15
Objectifs

• Objectifs dapprentissage
• Aussi bien ou mieux aux exams.
• Meilleure pensée scientifique ?science des
  conclusions
• Autonomie apprentissage autonomiser
• Objectifs de Recherche
• Développer des design pour la BIST
• Littérature, expérience -gt règles de design
• Incarner des conjectures, tester
• Modifier ces règles de design

16
IBL design

• Susciter des questions
• Expérimenter, observer, lire.
• Ecrire Q R
• Présenter / Discuter
• Redéfinir Q

• The crucial difference between current
  formulations of inquiry and the traditional
  "scientific method" is the explicit recognition
  that inquiry is cyclic and nonlinear.
• Sandoval 2004p. 216

17
Résultats stratigraphique

• Exemple immunologie
• Les question pilotent linvestigation
• Autonomiser

2 heurs 4 élèves sujet nouveau
18
Résultats stratigraphique

• Exemple immunologie
• Questions mécanisme
• Gérer infodense
• Les question pilotent linvestigation
• Autonomiser

3-4 sem. 4 élèves 2 IBL cycles
19
(No Transcript)
20
Pour aller plus loin
21
End of year questionnaires (link)

• Students perceived
• Efficient learning method,
• structuring, challenging, adequate to prepare
  for uni
• Autonomy, responsability pride.
• Mature view of resources,
• defiant of affirmative  scientifically proven 
  info.
• Aware of power of writing to structure, build K.
• Aware of k. assessing potetial of presentations
• Cooperation Mixed feelings
• Workload !

22
Anecdote

• En fait, (cette méthode) est proche de l'histoire
  de l'homme et du poisson. Si tu donnes un poisson
  un jour à une personne, il pourra manger qu'une
  fois alors que si tu lui apprends à pêcher...
  Personnellement, au collège, je préfère avoir
  notre poisson quotidien

23
Results

• Feed-back détudiant , un an après (link)
• j'ai commencé l'université de St Gall ce semestre
  et la méthode wiki est déjà très utile pour 4
  grandes raisons
• 1 chaque matière nous devons travailler en
  groupe.
• 2 LWA qui nous apprend a travailler et apprendre
  de manière scientifique. La méthode wiki va
  exactement dans ce raisonnement soit de réduire
  au maximum l'apprentissage passif.
• 3 travail / 2 mois. Ainsi, de savoir rapidement
  structurer un travail et savoir comment faire des
  recherches atout
• 4 J'écris des questions bien précises -gt
  étudiants plus avances dans le bachelor
  /programme de coaching.

24
des règles de design1

• Modèle Poupées Russes

Document Qui fait du sens
Trier, dans environnement infodense
Questions
Design
Design
25
des règles de design 2

• Intégrer le contrôle structurant dans le design
• Autonomise les étudiants.
• Libère lenseignant pour des interactions de haut
  niveau
• -gt Formaliser design donne plus de liberté?
• Exemple définir la structure du document, des
  présentations, le contrôle du temps.

26
des règles de design 3

• Apprendre aux étudiants des outils pour to gérer
  linformation complexe et abondante plutôt que
  vulgariser
• Une stratégie structurante IBL
• Rôle du prof. Coachindexeur
• Des ressources / activités qui suscitent des
  questions.
• Des ressources activités qui permettent de
  trouver les réponses.

27
Trade-offs

• Formal mastery of domain vs. developing student's
  ideas
• Document quality vs. quality of the learning
  supported by this document.
• Accessible, easy to understand resources vs.
  authentic resources.
• Popularizing science vs. empowering students to
  face complex information.
• Teacher authority vs. student empowerment.

28
A few variables

• Document status re. student goal. ?
• Effective role of questions ?
• Document ownership ?
• Teachers perception of profession
• Control ?
• Knowledge distribution
• Scientific competence

29
Conclusions

• Evidence suggests
• Effective design for building k in infodense
  resources
• Design might empowers students knowledge
  building
• "No longer is information itself power rather,
  power is gained from the ability to access the
  right information quickly. " (NSF 2006)
• And publish in relevant context.
• Design could develop better NOS.

30
BIST4 Infomanagement

• Rendre vivant le lien actualités savoirs de
  recherche - dexpérience ombilic 
• Faits nouveaux
• Actualisation des connaissances
• Processus Manières nouvelles scientifiques de
  construire la connaissance

31
Biologie

• Avant tout, les biosciences sont des sciences
  expérimentales et se définissent par les
  caractéristiques suivantes
• 1. Les connaissances sont fondées sur
  l'observation ou l'expérimentation.
• 2. C'est un ensemble de méthodes et de
  disciplines groupées autour des processus vivants
  et des interrelations entre les organismes
  vivants.
• 3. Elles existent dans un environnement
  d'hypothèses courantes plutôt que de certitudes.
• 4. Elles incluent des disciplines en changement
  rapide.
• 5. Ce sont des disciplines essentiellement
  pratiques et expérimentales .
• (Sears Wood, 2005, p.3 Traduction personnelle)

32
BIST4 Infomanagement

• Etre capable de trouver de l'information sur les
  biosciences depuis diverses sources et de
  l'évaluer. D'en communiquer les principes
  oralement et par écrit, d'une manière structurée,
  pertinente, et en référence aux hypothèses dans
  lesquelles elle s'inscrit.
• Savoir appliquer des compétences numériques
  avancées aux données biologiques (Notamment
  l'analyse statistique)
• Disposer de stratégies bien développées pour
  mettre à jour, et développer leurs connaissances
  rapport BioComp. (Wooley 2005)

33
Renversement de paradigme

• Sélectionné, organisé, prescrit
•  Au lieu de recevoir une information qui est
  sélectionnée, prescrite, préparée, dans des
  institutions clairement reconnues et lors
  d'études clairement délimitées, l'apprenant est
  inondé d'informations hétérogènes de sources
  informelles et acquiert des connaissance tout au
  long de son parcours. 
• Infobésité (information overload)
•  On demande ainsi à chaque individu de choisir
  des informations de sources diverses et de les
  intégrer en un ensemble cohérent et utile pour
  son travail ou sa vie en société.  Paquettte 2002

34
Complexité est à la Base

• La science nest pas simple.
• Contexte - desincarné
• Réalité simple ?
• "The greatest intellectual sin that we educators
  commit is to oversimplify most ideas that we
  teach in order t make them more easily
  transmissible to learners. In addition to
  removing ideas from their natural contexts for
  teaching, we also strip ideas of their contextual
  cues and information and distill the idea to
  their "simplest" form so that students will more
  readily learn them. But what are they learning?
  That knowledge is divorced from reality, and that
  the world is a reliable and simple place. But
  the world is not a reliable and simple place, and
  ideas rely on the contexts they occur in for
  meaning " (Jonassen, 2003)p.8

35
(No Transcript)
36
Quelques problématiques revisitées

• L'actualité comment faire sens avec ?
• Structurer  scaffolding  ou apprendre à
  structurer
• Amener les élèves à la science ou la science aux
  élèves ?
• Cohérence de lensemble donné ou produite ?
• Actualité motivation ou actualité puzzle ?
• Notion of Science ?
• Trier ou construire ?
• Questionnement ou réponses ?

37
Discuter un dispositifs Pédago

• Comprendre les biosciences 4BiOS
• Objectifs
• de vous apprendre une structure pour lire un
  article scientifique et lanalyser,
• de vous faire connaître la recherche, de vous
  montrer que la science avance,
• de vous confronter au rapport science société
• de vous rendre capables de distinguer les enjeux
  dune question scientifique.

38
Un exemple de dispositif

• 4BiOC complémentaire, terminale.
• Lire un article scientifique
• De SV à Nature ou Science
• 3 questions
• Techniques
• Potentiels
• Enjeux
• Article distribué.Technique préparée en classe
• Liens complémentaires fournis sur le site.
• 3-5 rapports écrits, évalués.

39
Options pédagogiques

• Complexité affrontée, accompagnée.
• Activité writing2learn,
• Evaluation cohérente
• Apprendre la science - de manière scientifique.
• Peu de pré-sélection abondance documents.
• Equilibrage

40
Conjectures

• Ecrire pour apprendre
• W2L (Scardamalia, 96)
• Sens pour lapprenant
• Motivation (Viau, 97 Perrenoud, 93, Ryan Deci,
  2000 etc.)
• Evaluation est consigne
• Minimalisme (Carroll, 98)
• Questionnement tri dans la construction
• Maulini (2004)
• Posture réflexive / métacogntion
• (Schön, 1994)
• DBR
• (Sandoval 2004)

41
Exemple

• Larticle distribué lien
• Compléments liens
• Technique IRMf , Placebo
• Potentiels
• Activité cérébrale - zones.
• Distinguer  moins douleur , gestion douleur,
  moins de  reporting 
• Lire lesprit ?
• Limites !

42
Exemple suite

• Enjeux
• Libre arbitre vs connaissance scientifique
• Libre arbitre vs bienfait thérapeutique potentiel
  
• Priorités recherche / priorités société.
• placebo.
• Conceptions
• Dualisme corps / esprit
• Matérialisme

43
Résultats

• Questionnaires étudiants finaux
• Synthèse lien
• Outil cognitif
• Image de la science mobilisée
• Réflexion éthique
• Rapports
• Outil cognitif
• Structure
• Info-management
• Liens -
• Conceptions -

44
Quelques problématiques revisitées I

• Authentique - scolarisé ?
• Brousseau, Situation a-didactique
• Chevallard Transposition didactique.
• 3 Niveaux Daprès Vanderbilt,(90)
• Données
• Démarches et outils.
• Epistémologie
• Exple Auth - Dida Phylo sc5

45
Quelques problématiques revisitées II

• Vulgarisation - Autonomisation
• Pari déducabilité,
• Compétence(Pygmalion effect, Rosenthal 1968)

46
Quelques problématiques revisitées III

• Rôle du maître
• Empowerment ?
• Autonomie  injonction paradoxale  (Linard,
  2000)
• Articulation avec le statut, limage de soi
  professionnelle ?
• Attentes parents, institution,
• Autorité intellectuelle et apprentissage ?

47
The End

• Quelques questions
• Ombilic de qui ?
• Science - école
• Vivre dincertitudes ?
• Autorité intellectuelle et apprentissage ?
• Complexité et Pygmalion ?

francois.lombard_at_tecfa.unige.ch
48
Références

• Joyce, B. R., Weil, M., Calhoun, E. (2000).
  Models of teaching (6th. ed.). Needham Heights,
  MA Allyn Abacon.
• Bindé, J. (2005). Towards knowledge societies
  UNESCO world report. Paris UNESCO.
• Brown, A. L., Campione, J. C. (1995). Concevoir
  une communauté de jeunes élèves. Leçons
  théoriques et pratiques. Revue Française de
  Pédagogie, 111, 11-33.
• CSTB. (2005). Catalyzing Inquiry at the Interface
  of Computing and Biology, Committee on Frontiers
  at the Interface of Computing and Biology,
  National Research Council Authoring
  Organizations National Academies Press.
• Huberman, M. (1986). Répertoires, recettes et vie
  de classe comment les enseignants utilisent les
  informations. In M. Crahay L. D. (Eds.), Lart
  et la science de lenseignement. (Vol. 2, pp.
  151- 185). Bruxelles De Boeck.
• Design Based Research Collective. (2003).
  Design-Based Research An Emerging Paradigm for
  Educational Inquiry. Educational Researcher,
  32(1), 5-8.
• IBL Workshop Collective, Robins, J., Snow, J.,
  Wiziecki, E. (2001, February 21, 2001). Our
  definition of Inquiry. Paper presented at the
  Inquiry Teaching Learning Workshop A Workshop
  for Educators, Librarians and Faculty in Teacher
  Education Programs, Champaign, IL,.
• Jonassen, D. H. (2003). Learning to Solve
  Problems with Technology A Constructivist
  Perspective. Upper Saddle River NJ USA Merrill
  Prentice Hall.
• Linard, M. (2000, 24 juin 2000). L'autonomie de
  l'apprenant et les TIC. Paper presented at the
  Réseaux humains / Réseaux technologiques Le
  portfolio numérique des concepts aux usages,
  Poitiers.
• Maulini, O. (2004). L'institution scolaire du
  questionnement. Interaction maître-élèves et
  limites de la discussion à l'école élémentaire.
  Unpublished Thèse de doctorat en sciences de
  l'éducation, Université de Genève.
• Morris, Desmond, (1980), La fête Zoologique,
  Calmann-Lévy
• Paquette, G. (2002). Modélisation des
  connaissances et des compétences. Québec Presse
  Universitaire du Québec.

49
Références

• Perrenoud, P. (1993). Sens du travail et travail
  du sens à l'école. Cahiers pédagogiques(314-315).
• Pollard, K. S., Salama, S. R., Lambert, N.,
  Lambot, M.-A., Coppens, S., Pedersen, J. S., et
  al. (2006). An RNA gene expressed during cortical
  development evolved rapidly in humans. Nature,
  443(7108), 167-172.
• Rodriguez, I. (2003). Nosing into pheromone
  detectors. Nature Neuroscience, 6(5), 438-440.
• Rosenthal, R., Jacobson, L. (1968). Pygmalion
  in the Classroom. New York Holt, Rinehart and
  Winston.
• Sandoval, W. A., Daniszewski, K. (2004 ).
  Mapping Trade-Offs in Teachers' Integration of
  Technology-Supported Inquiry in high School
  Science Classes. Journal of Science Education and
  Technology, 13(2).
• Sandoval, W. A. (2004). Developing Learning
  Theory by Refining Conjectures Embodied in
  Educational Designs. Educational Psychologist,
  39(4), 213-223.
• Scardamalia, M., Bereiter, C. (1993). Computer
  Support for Knowledge-Building Communities. The
  Journal of the Learning Sciences, 3(3), 265-283.
• Schön, D. A. (1994). Le praticien réflexif, à la
  recherche du savoir caché dans l'agir
  professionnel. Montréal Logiques.
• Sears, H., Wood, E. (2005). Linking Teaching
  and Research in the Biosciences. Bioscience
  Education e-journal (BEE-j), 5.
• Viau, R. (1997). La motivation en contexte
  scolaire. (2e ed.). Bruxelles De Boeck.
• Wooley, J. C., Lin, H. S. (2005). Catalyzing
  Inquiry at the Interface of Computing and
  Biology. Committee on Frontiers at the Interface
  of Computing and Biology, National Research
  Council National Academies Press.