Les classes « renversées » sont propices à l’enseignement de la physique, indique une nouvelle recherche

Montréal, le 15 décembre 2015 – Sur la lune, on fait tomber une plume d’une hauteur de 1,40 mètre. L’accélération gravitationnelle lunaire est de 1,67 m/s². Combien de temps prendra la plume pour atteindre la surface de l’astre?

Si l’idée d’avoir à résoudre un problème de physique vous donne des sueurs froides, vous n’êtes pas seul. Pourtant, chaque année, des milliers d’étudiants s’inscrivent à des cours d’université dans le but précis de répondre à des questions beaucoup plus complexes que celle-ci.

Et nombre d’entre eux ont du mal à maîtriser l’anxiété que leur cause l’apprentissage de la physique.

Or, un chercheur de l’Université Concordia a trouvé une solution à leurs tourments : mettre le modèle classique de la classe sens dessus dessous.

Dans un article paru récemment dans la revue Physical Review, Calvin Kalman, professeur au Département de physique, présente les résultats d’une étude que lui et son équipe de recherche* ont menée sur une période de cinq ans auprès de quelque 1 000 étudiants inscrits à quatre cours de physique dans deux universités.

À la suite de l’analyse de données recueillies dans le cadre d’évaluations écrites et d’entrevues ainsi qu’au moyen d’un questionnaire spécial, les chercheurs ont constaté que les étudiants peuvent améliorer leur capacité de réflexion et d’apprentissage grâce à l’écriture réflexive et à des activités interactives.

« Des travaux ont montré que dans les cours de physique types, l’idée que se font les étudiants de leur capacité d’apprentissage se détériore ou, au mieux, demeure la même. Je veux renverser cette tendance », affirme le P^r Kalman, qui est aussi directeur du Collège des sciences de l’Université Concordia.

« La présente étude révèle que si l’on ajoute une activité métacognitive à une activité interactive, les étudiants sont mieux en mesure de parfaire leurs aptitudes à la réflexion en contexte de cours. »

Vous avez dit « métacognitive »?

En termes simples, la métacognition consiste à penser à ses propres pensées.

« Quand des étudiants s’adonnent à l’écriture réflexive, qui est une activité métacognitive, ils expriment en leurs propres mots ce que signifient pour eux les concepts présentés dans les manuels de cours. Ils décrivent en outre les liens entre ces concepts et ceux qui sont abordés dans d’autres chapitres. Enfin, ils en analysent les implications concrètes en fonction de leur expérience de vie personnelle », explique le chercheur.

« Cette démarche est beaucoup plus captivante qu’un simple exercice cognitif, comme la rédaction d’un résumé, où l’on ne fait qu’énoncer l’essentiel des idées exposées dans le manuel en employant le même vocabulaire. »

L’importance de la collaboration

Selon l’étude du P^r Kalman, c’est lorsqu’ils entreprennent une activité collaborative – par exemple, lorsqu’ils travaillent en laboratoire avec leurs camarades et leur professeur – que les étudiants peuvent réellement constater les avantages de l’écriture réflexive.

« Cette combinaison d’activités engendre ce que l’on appelle une dissonance cognitive – ce sentiment de malaise que vous éprouvez lorsque la nouvelle information qui vous est présentée va à l’encontre de ce que vous croyez déjà », poursuit-il.

Lorsque les étudiants essayent en premier lieu de résoudre seuls un problème, il est possible qu’ils arrivent à la mauvaise conclusion. En découvrant la véritable solution dans un contexte de collaboration, ils améliorent leur compréhension et leur mode d’apprentissage.

Renverser le modèle classique

« Je souhaite que les enseignants intègrent d’autres approches que celle de l’exposé magistral traditionnel », lance le P^r Kalman.

« Je préconise ce qu’on appelle la classe “renversée”, où les étudiants tentent de comprendre les concepts avant de venir à leurs cours. Ensuite, ils explorent ces concepts en classe, épaulés par leurs pairs et guidés par un enseignant. »

* Partenaires de recherche : Financée en partie par le Conseil de recherches en sciences humaines du Canada, cette étude a été codirigée par Calvin S. Kalman – Université Concordia; Mandana Sobhanzadeh – Université Mount Royal; Robert Thompson, Université de Calgary; Ahmed Ibrahim – Université de la Californie à Riverside; et Xihui Wang, Université McGill.