Projets menés par les membres

Est-ce qu’une liste de mots clées pourraient permettre aux élèves d’inhiber un retour aux fausses conceptions qui resurgissent parfois lors des périodes anxiogènes (p. ex., examens, tests, etc.) ? Est-ce que cette liste créerait plutôt une surcharge cognitive et nuierait alors aux élèves ? Pour répondre à ces questions, la recherche divise des élèves en deux groupes où l’un d’entre eux passe un test sans liste de mots clées, alors que le second passe le même test avec la liste. Un pré-test et un post-test (espacement de deux semaines) est rempli par les deux groupes et est accompagné par des items permettant d’évaluer la certitude aux réponses.  

Est-ce possible pour les élèves de revoir leurs conceptions sur les organes faisant partie du système digestif en utilisant (a) une image générée par l’intelligence artificielle (IA), (b) une image retrouvée sur un moteur de recherche et (c) un texte de réfutation généré par l’IA ? Pour répondre à cette question, la recherche comparative invite les élèves de la 3e année du secondaire à suivre une séquence particulière comprenant un pré-test suivi d’une courte période de 20 minutes en suivant l’une des trois ressources ciblées. Trois autres passations du test ont lieu : directement après cette période (post-test #1), après avoir suivi 3 cours classiques sur le système digestif (post-test #2) ainsi deux mois plus tard, après avoir reçu l’enseignement sur les autres systèmes (post-test #3). Selon les résultats aux différents tests, il semble que l’IA soit la ressource la moins pertinente lorsque vient le temps d’en apprendre sur le système digestif par soi-même et que, par contraste, l’enseignement explicite peut être bénéfique pour un apprentissage pérenne.

La recherche diagnostique tente d’identifier les conceptions erronées concernant les étapes du processus de digestion, le rôle de certains organes, la transformation des aliments et la relation du système digestif et le système circulatoire dans un groupe d’élèves particuliers (c.-à-d. problèmes anxieux et difficultés d’apprentissages, de comportements et au niveau affectif). Grâce aux réponses aux questionnaires, quelques conceptions ressortent du lot : l’estomac est un lieu de stockage pour les aliments, l’estomac et la bouche sont les principaux organes d’absorption des nutriments et le système circulatoire pourrait être responsable de l’élimination des déchets. 

La recherche diagnostique tente d’investiguer les fausses conceptions possibles sur le thème de l’accélération gravitationnelle qui persistent après l’enseignement. À l’aide d’un questionnaire contenant 7 items préalablement validés distribué à la fin de la séquence habituelle d’enseignement, les conceptions des élèves sont passés sous le radar. Les résultats semblent indiquer que certaines conceptions erronées envisagées ne survivent pas à l’enseignement. Bien que l’enseignant-chercheur n’attribue pas certains succès à l’enseignement en tant que tel, force est d’observer que quelques sujets semblent plus instinctifs chez les élèves alors que d’autres, plus abstraits, semblent être propices aux conceptions alternatives (p. ex. l’accélération et la vitesse d’un objet sont toujours dans la même direction ou bien au sommet de sa trajectoire, l’accélération d’un objet est nulle).

Les ondes radio sont-elles dangereuses ? Les chiens produisent-ils plus d’ondes que les humains ? Afin de connaître les conceptions initiales erronées des élèves de la 3e année du secondaire au sujet des ondes, les personnes enseignantes-chercheuses ont mené des entrevues individuelles avec des élèves (n = 13) avant même de débuter l’enseignement sur ce sujet. Les entrevues dirigées semblent relever que les élèves, n’ayant pas reçu de formation sur ce sujet, se résoudent à leurs sens (p. ex. la vision, l’audition, le toucher, etc.) afin de décrire les phénomènes ondulatoires qui leur sont jusqu’alors inconnus. Les ondes pourraient ainsi effectivement leur sembler comme plus dangereuses qu’elles ne le sont vraiment. 

Cette recherche quasi-expérimentale s’intéresse au niveau de certitude des élèves lors d’un questionnaire sur les forces inspiré du Force Concept Inventory (FCI; Hestenes, Wells et Swackhamer, 1992). Une échelle de Likert de 1 à 6 sur leur niveau de certitude est ainsi acollé à chacun des items, autant au pré-test qu’au post-test. Les résultats semblent montrer que les élèves auraient de la difficulté et démontreraient moins de confiance avec le concept des forces lorsque l’objet à l’étude est en mouvement et que cette incertitude semble moins présente lorsque l’objet est immobile. Tel qu’observé lors d’une recherche menée antérieurement (Duranleau, 2024), une conception qui pourrait expliquer ces résultats est que, pour qu’un objet soit en mouvement, il doit constamment y avoir une force active. 

Le cours de science et technologie comporte inévitablement un vocabulaire technique propre aux sciences. Afin de s’assurer que les élèves soient en mesure de distinguer certains termes tels que la variable indépendante, la variable dépendante, l’unité de mesure et le symbole, l’enseignante-chercheuse s’intéresse aux apprentissages face à ce langage scientifique dans le cadre d’une séquence d’enseignement comportant trois expériences structurées en laboratoire. Un pré-test et un post-test permettent d’obtenir des résultats, et ceux-ci semblent indiquer que la séquence d’enseignement a eu un effet moyen sur les apprentissages des élèves et que les élèves bénéficient d’activités pratiques sur le vocabulaire propre au cours de science et technologie, mais qu’une certaine résistance est tout de même observable.

Bien que la discipline porte le nom de « Science » et de « Technologie », il est possible que les élèves ne sachent pas tout à fait ce que ces domaines impliquent. Cette recherche diagnostique tente de démystifier les perceptions qu’ont les élèves de la 1e année du secondaire quant à la démarche scientifique. Pour y arriver, un questionnaire original accompagné d’une échelle du niveau de confiance pour chaque item est distribué aux élèves. Grâce aux réponses au questionnaire, il est possible de relever certaines conceptions initiales chez les élèves concernant les concepts en science et en technologie telles que (1) la mesure n’est pas une observation et (2) qu’on ne parle de technologie qu’au moment où un objet contient de l’électronique (p. ex. cellulaire, ordinateur, automobile électrique, etc.), en omettant toutes les autres formes de technologies (p. ex. lunettes de vision, bicyclette, etc.).

La recherche diagnostique se base sur les apprentissages précédents des élèves concernant les solutions neutres et l’échelle de pH afin d’en faire ressortir les conceptions alternatives. Il semblerait que les élèves, avant d’arriver en 5e année du secondaire, aient généralement appris, par exemple, qu’une solution neutre doivent invariablement avoir un pH de 7,00. Grâce à des entrevues et à un questionnaire où les élèves du cours de Chimie peuvent également accorder un degré de confiance pour chaque réponse, plusieurs conceptions erronées (p. ex.: la température n’a aucun effet sur le pH d’une solution; lorsqu’en contact avec une solution basique, les indicateurs de pH doivent prendre une teinte bleutée) ont été rapporté par plusieurs élèves et pourraient, éventuellement, être neutralisées dans une recherche ultérieure.

Considérant les conceptions erronées sur les concepts des solutions, des solvants et des solutés (p. ex.: le volume de la solution est une addition du volume du solvant et de la masse du soluté), une séquence d’enseignement validée par des personnes expertes comprenant une représentation microscopique d’une solution, une activité virtuelle, un laboratoire sur les concentration ainsi que d’autres activités connexes fut mise en application dans le cadre de ce travail de recherche auprès d’élèves de la 4e secondaire. En prenant les réponses au pré-test et en les comparant à celle du post-test différé, la séquence d’enseignement semble permettre une certaine compréhension des concepts chez les élèves, mais celle-ci pourrait être attribuée à la force initiale du groupe (c.-à-d. résultats au pré-test).

Suite aux réflexions concernant les conceptions alternatives entourant les acides, les bases et les solutions neutres (Chaman, Gauvin et Paradis-Théberge, 2024), cette recherche comparative met en opposition l’enseignement traditionnel et l’enseignement explicite afin de voir s’il l’un d’entre eux dissout mieux ces conceptions que l’autre et si les apprentissages peuvent ainsi perdurer dans le temps. Pour y arriver, les groupes passent d’abord un pré-test, vivent la séquence d’enseignement (explicite ou traditionnelle) puis répondent à un post-test ainsi qu’à un post-test différé. Les résultats semblent montrer que la différence, s’il y en a une, n’est pas assez grande pour qu’elle soit significative.

Plusieurs fausses conceptions concernant l’électricité circulent chez les élèves lorsque vient le temps de créer des circuits électriques. Celles qui alimentent cette recherche comparative sont (1) qu’il suffit d’un seul fil pour faire allumer une ampoule et (2) que le courant électrique est consommé par les composantes du circuit. Afin de vérifier si le conflit cognitif peut générer un gain et si ce gain est plus important lors d’une approche inductive ou d’une approche déductive, les élèves de la 4e année du secondaire doivent, après avoir répondu au pré-test, participer aux défis électroniques (Potvin, 2005) puis à l’enseignement de l’enseignante-chercheuse (groupe test; approche inductive). En parallèle, le second groupe a d’abord assisté à l’enseignement magistral pour ensuite vivre les défis électroniques (groupe témoin; approche déductive). En analysant les réponses au post-test, il est possible de remarquer que, bien que les deux groupes aient significativement progressé, l’approche déductive semble avoir générer légèrement plus de gains chez les élèves. Il y a peu (voir aucune) différences notables entre les élèves en ST et les élèves en STE.

Dans cette recherche comparative, deux groupes d’élèves de la 4e année du secondaire suivent une séquence d’enseignement s’étalant sur seulement 75 minutes. Les gains sont ensuite évalués grâce à un pré-test et à un post-test. Alors que le groupe témoin (n = 30) assiste à un laboratoire virtuelle mené par l’enseignante, le groupe test (n = 49) manipule soi-même les composantes virtuelles pour guider leurs apprentissages. On peut alors ce demander si les élèves qui expérimentent les concepts de transfert de charge électrique avant même d’apprendre la matière auront une facilité lors de l’acquisition des ces nouveaux concepts ?  Les résultats de recherche semblent montrer qu’il n’y a pas de différences significatives quant aux apprentissages et au niveau de confiance entre les deux groupes à la suite des séquences.

Lors de cette recherche comparative, les élèves de 4e année du secondaire sont invités à participer aux défis électroniques élaborés par Potvin (2003) en utilisant soit (A) des fils électriques avec des pinces crocodiles ou (B) des panneaux de montage. En répondant d’abord à un pré-test, puis à un post-test, les personnes enseignantes-chercheuses ont pu comparer les gains quant aux conceptions liées aux circuits électriques à la suite de l’intervention. Aucune différence significative n’a été observée lors du pré-test et il n’y a pas non plus eu de différence significative lors du post-test, bien qu’un gain semble avoir été observé à la suite des deux interventions.

En s’appuyant sur une recherche antérieure (Yelle, 2024) et en planifiant une recherche future qui aura lieu lors de l’année scolaire 2025-2026, l’enseignante, dans un processus de recherche, a mis en place les ressources nécessaires afin de recueillir les conceptions alternatives des élèves du secondaire concernant l’éducation à la sexualité. Une séquence d’enseignement et un questionnaire adaptés et validés par un panel de personnes expertes ainsi que par des élèves ont été mis sur pied. Dans cette séquence d’enseignement, un groupe témoin assisterait à un enseignement magistral, alors que le groupe expérimental #1 participerait aussi à un laboratoire, le groupe expérimental #2 mènerait additionnellement une recherche menant à un court-métrage et, finalement, le groupe expérimental #3 vivrait tous ces moments éducatifs, en plus d’une discussion ouverte entre élèves.

Dans cette recherche diagnostique, les personnes enseignantes-chercheuses tentent d’analyser le chemin cognitif des élèves face aux conceptions en éducation à la sexualité. En cadrant l’étude autour de quatre grands paradigmes, des hypothèses sont émises afin de se positionner quant aux conceptions initiales des élèves du secondaire et l’influence des médias ainsi que de l’environnement familiale. Grâce à un questionnaire validé par un comité de personnes expertes, à des entrevues et une analyse des verbatims, la recherche semble montrer que l’influence des médias est bel et bien omniprésente dans la tête des élèves du 1e cycle du primaire, mais que certaines notions saines (p. ex., notion de consentement, de plaisir et de discussion) prennent aussi un place prisée dans les réponses des jeunes.

Afin de sensibiliser les générations futures sur les nombreux impacts de l’utilisation du numérique, une séquence pédagogique originale s’est vu montée par les personnes enseignantes-chercheuses dans le cadre de la recherche. Les élèves de la 1e et de la 2e année du secondaire ont passé un pré-test et, quelques semaines plus tard, d’un post-test où chacune des réponses est accompagnées d’une échelle de certitude. La séquence d’enseignement adaptée au niveau secondaire comprend une fresque sous forme d’une carte conceptuelle englobant les concepts directement liés aux impacts du numérique, en plus de lectures de texte et de discussions en équipe. Suite à l’analyse des résultats, la séquence d’enseignement semble démontrer un effet positif et considérable sur les apprentissages des élèves.

Malgré les efforts déployés dans le cours de Physique pour expliciter la nature algébrique des grandeurs cinématiques, une analyse de surface des résultats aux examens par les personnes enseignantes semble démontrer qu’une proportion des élèves conservent une conception erronées. Grâce à un pré-test et post-test, la recherche tente d’observer, auprès d’un groupe-témoin (n = 91) et un groupe-test (n = 125) d’élèves de la 5e année du secondaire, si l’interprétation d’analyses graphiques en temps réel d’un bolide sur un chariot pneumatique en fonction de la position, de la vitesse ainsi que de l’accélération diffère selon la séquence d’enseignement. Un effet large et significatif est noté lorsque les gains du groupe-témoin et du groupe-test suite au post-test sont pris en compte. 

La recherche diagnostique tente de vérifier la rétention des élèves au sujet des notions graphiques de la cinématique. Grâce à un questionnaire de 11 items traduits du test de Beichner, l’enseignante-chercheuse est en mesure de récolter les conceptions entourant la lecture des graphiques de vitesse par le temps, entre autres. L’étude semble démontrer que les élèves de 5e année du secondaire pourraient rencontrer des difficultés à donner un sens dynamique au graphique de vitesse, à déterminer sa pente ainsi que son aire sous la courbe.

Afin de s’attaquer aux conceptions mystérieuses et erronées (p. ex., masse, poids et volume sont synonymes, seuls les solides ont un masse, les liquides sont seulement un volume) recueillies lors d’une précédente recherche menée par l’enseignante-chercheuse (Liard-Arbour, 2024), cette recherche-développement propose une séquence d’enseignement évaluée par un panel d’experts. Elle est planifiée pour des élèves de la première année du premier cycle du secondaire et se déroule sur cinq cours.

Les enseignantes-chercheuses posent trois hypothèses de recherche afin d’évaluer le gain pédagogique des conflits cognitifs : (A) les conflits cognitifs géréneraient un meilleur gain d’apprentissage, (B) les conflits animés par la personne enseignante pourraient générer de meilleur gain et (C) le niveau de confiance augmenterait au fur et à mesure des activités d’apprentissage. L’étude comparative divise plusieurs groupes d’élèves de 3e année du secondaire (n = 198) en trois conditions (c.-à-d., démonstration sans conflit, démonstration avec conflit et expérimentation avec conflit cognitif) afin de confirmer (ou d’infirmer) les hypothèses ci-dessus.

En poursuivant le travail de recherche mené lors de l’année scolaire précédente, l’enseignante-chercheuse propose une séquence d’enseignement qui a pour but d’engendrer un changement conceptuel positif face au concept de la conservation de la matière. La séquence (c.-à-d., une situation conflictuelle, un enseignement explicite, des exercices, trois démonstrations et une expérience en laboratoire) est présentée à un comité d’experts, administrée aux élèves de 2e année du secondaire et ses retombés sont ensuite évalués grâce à un test soumis aux élèves. Il semblerait qu’un des obstacles observés soit l’imprécision des outils de mesure qui pourrait gêner l’élève lors du conflit conceptuel.

Malgré les nombreuses approches d’enseignements variées (p. ex., enseignement magistral, visionnement de vidéos, démonstration et laboratoire), il semble que les élèves de la 2e année du secondaire puissent avoir de la difficulté à expliquer et à représenter les phénomènes de l’osmose et de la diffusion. La recherche tente ainsi de relever les obstacles conceptuels rencontrés par les élèves lorsque vient le temps d’expliquer le rôle de la membrane cellulaire dans ces phénomènes. Un questionnaire comprenant six items (cinq questions à choix multiple et une question à développement), accompagné d’une échelle de Likert concernant leur niveau de certitude pour chacune des réponses, met en lumière les conceptions des élèves.

En continuation de la recherche menée lors de l’année scolaire précédente, l’enseignant-chercheur tente d’observer s’il est possible que la séquence d’enseignement originale ait une influence sur le résultat aux tests concernant les plaques tectoniques. Grâce à un groupe témoin n’ayant pas participé à l’activité d’enseignement, et grâce à un pré-test, à un post-test ainsi qu’à un post-test différé, des résultats ont pu être comparés à ceux des groupes participant à l’activité. Dû au faible échantillonage, le peu de résultats ne peut pas conclure que l’activité a un effet direct, mais celle-ci semble développer un intérêt pour le cours de sciences et pour les concepts concernant les plaques tectoniques vus en classes.

L’enseignant-chercheur pose la question : « Dans quelle mesure une approche pédagogique basée sur la manipulation des machines simples favorise-t-elle la compréhension du principe d’avantage mécanique ? » dans cette étude comparative. Afin de connaître les connaissances initiales d’élèves du premier cycle du secondaire (n = 123) et d’évaluer l’impact des manipulations, ceux-ci se voient attribuer un pré-test puis un post-test après avoir manipuler plusieurs machines simples. À noter qu’aucun enseignement magistral n’est compris dans cette séquence.

Suite à une récension de littérature sur les conceptions alternatives entourant l’énergie présentes chez les élèves d’âge du secondaire (p. ex., l’énergie peut être créée/détruite, les gaz n’ont pas d’énergie, l’énergie n’est pas tranférable d’un objet à un autre), les enseignantes-chercheuses tentent de vérifier si un changement conceptuel chez les élèves est possible grâce à leur enseignement. Un pré-test et un post-test sont attribués aux élèves afin d’analyser leurs réponses aux questions entourant ce concept souvent perçu comme complexe et énergivore.

Puisqu’ils sont invisibles, les gaz entraînent souvent la conception qu’ils n’ont pas de masse. Afin d’invalider cette conception erronée, la recherche-développement a pour but d’élaborer une séquence d’enseignement qui bombarde les élèves de 4e année du secondaire en ST de preuves grâce à quelques expériences surprenantes (p. ex., prises de mesure sur la masse sur la laine d’acier avant et après sa combustion; mélange de vinaigre et de bicarbonate de soude), grâce à lecture d’une bande dessinée originale, de textes informatifs et de textes de réfutation et grâce à une démarche d’investiguation, entre autres. Cette séquence est ensuite évalué par un panel d’experts.

La recherche tend à mesurer l’effet d’une séquence complexe d’enseignement sur un sujet propice aux conceptions alternatives : la pression. Les élèves (n = 130) ont passé aux travers d’un pré-test afin d’établir un niveau de référence, d’une séquence d’enseignement comprenant, entre autres, le visionnement de vidéos, des séances en laboratoire et la création d’une carte conceptuelle, puis d’un post-test. Les tests sont accompagnés d’une échelle de certitude envers chacun des items pour connaître le niveau de confiance des élèves envers leurs propres réponses.

Afin de se renseigner quant aux conceptions erronées des élèves de 3e secondaire sur le mécanisme de la respiration, cette recherche diagnostique interroge les élèves à l’aide d’un court questionnaire où chacun des choix de réponses est accompagné d’une échelle de niveau de certitude. Les élèves participants peuvent alors se positionner sur leur accord (ou désaccord) pour chacune des affirmations et, potentiellement, révéler une conception initiale surprenante sur le système respiratoire.

Alors que la désinformation concernant les vaccins semble se propager viralement, l’étude s’intéresse à l’éducation à la vaccination en milieu scolaire ainsi qu’au niveau d’aisance des élèves envers ce sujet parfois controversé. Cette recherche compare les réponses à un court questionnaire selon le sexe et l’âge des élèves de 3e secondaire en Science et technologie (ST) afin de dépister les potentielles conceptions alternatives possibles.

Les conceptions sur la génétique sont-elles innées chez les jeunes du secondaire ? La recherche, afin d’évaluer la tenacité des conceptions initiales des élèves, propose à quatre groupes d’élèves en 4e année du secondaire en de STE (n = 123) de répondre à un pré-test (c.-à-d. un questionnaire de 21 items à choix multiples), de participer à une séquence d’enseignement et de repasser aux travers du questionnaire en post-test.

On remarque parfois que certains élèves ont tendance à émettre un lien entre l’effet de serre et la couche d’ozone sans être en mesure de le justifier. Cette recherche diagnostique invite les élèves (n = 73) à se prononcer sur ces deux sujets grâce à un questionnaire de 10 items où l’on observe aussi leur niveau de confiance.

Cette étude comparative basée sur le modèle de Prédictions-Observations-Explications (POE) a pour but de faire émerger les conceptions initiales prédominantes en magnétisme et en électromagnétisme afin de favoriser les apprentissages des élèves de la 4e secondaire. Le groupe 1 (n = 24) passe un test et parcitipe au POE par la suite alors que le groupe 2 (n = 27) participe d’abord au POE puis à la passation du test. Des gains notables sont notés des deux côtés.

La recherche comparative tente d’établir une conceptualisation de la compréhension des élèves quant à la conductibilité électrique avant tout enseignement, afin d’identifier les préconceptions erronées qu’ils pourraient avoir (p.ex. tous les liquides conduisent l’électricité). Elle tente aussi de comparer, grâce à trois test (c.-à-d., pré-test, post-théorie et post-laboratoire), de comparer un groupe de Science et technologie (ST) et un groupe de Science et technologie de l’environnement (STE).

« Quelles sont les idées préconçues et persistantes chez les jeunes dans le domaine des circuits électriques ? ». C’est cette question qui sert de ligne directrice à la recherche où les élèves, en répondant à un pré-test et un post-test après avoir participer à l’activité des défis électroniques (Potvin, 2003), dévoilent leurs conceptions avant et tout au long de la recherche. Les résultats de la recherche montrent que l’expérimentation semble être profitable à la déconstruction des conceptions alternatives, en plus d’augmenter la confiance des élèves.  

En partant avec la conception initiale observée chez certains élèves que : plus on ajoute de l’énergie à une substance, plus on augmente automatiquement sa température (Thouin, 2009), la recherche-développement tente, à l’aide d’une SAÉ validée par un comité d’évaluation, de placer les élèves dans le processus du changement conceptuel de la courbe de température en fonction de l’énergie ajoutée au système. 

Qu’est-ce que le « froid » ? Est-ce que ça se mesure ? Puisque les élèves sont confrontés au concept de la chaleur, il est alors possible que celui du froid prenne une place tout aussi légitime que son « opposé ». Est-ce que les conceptions relatives au phénomène du « froid » sont assez persistantes pour résister à l’enseignement classique des notions de chaleur et de température ? Dans cette recherche diagnostique, les mesures d’enseignement du concept sont mises à l’épreuve pour évaluer les changements possibles entourant les conceptions initiales des élèves.