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Projet de recherche

Projet de recherche . 1 Contexte 2 Biologie change : BIST 3 L’enseignement 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 . Contexte .

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Projet de recherche

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  1. Projet de recherche • 1 Contexte • 2 Biologie change : BIST • 3 L’enseignement 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 Lombard F. 29 XI 07

  2. Contexte • Enseignant - Formateur - Chercheur • Biologie Technologies Enseignement • Formations • RechercheenseignementBIST Lombard F. 29 XI 07

  3. Biologie Change • Aristote -> 1950 • Visuelle, spécifique • Empirique, descriptive, Ontologique.  • « Qu’est-ce que c’est » • Historique -> explicative • "Comment" et "Pourquoi" • Moléculaire : paradigme actuel • Mécanismes sous-jacents : • "Comment ça fonctionne » • Biocomp (CSTB, 2005) Lombard F. 29 XI 07

  4. Société en changement • Société de l’information ! 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 ->Société de la connaissance Lombard F. 29 XI 07

  5. L’accès aux connaissance change • Web • Wiki • Blog • Portable Lombard F. 29 XI 07

  6. Niveau de changement • Changement des pratiques de la Biologie ? • Changement de l’enseignement ? Lombard F. 29 XI 07

  7. La biologie a changé • Vie = Organisme • Vie = Molécules • Vie = Information Lombard F. 29 XI 07

  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 l’Information. • Exemples : • Insuline Lombard F. 29 XI 07

  9. 4 Types • Génomes et ‘omics’ • Geographical Info systems • Simulations • Info-Management  Lombard F. 29 XI 07

  10. De nouvelles manières de pratiquer la biologie • BIST : des nouvelles façons • d’expérimenter Rodriguez / phéromones • de traiter les données, pronostic-cancer • de construire des connaissances en biologie Sophy : Geum urbanum / rivale • de publier HARF1 Lombard F. 29 XI 07

  11. In vivo, in vitro, in silico… • Intégration des TIC à l’enseignement/ apprentissage (didactique, EAO, iTIC, etc) ≠ • Evolution de la discipline de référence BIO -> BIO + BIST Lombard F. 29 XI 07

  12. La biologie s’est accrue • Biologie In vivo • Biologie In Vitro • Biologie In Silico Lombard F. 29 XI 07

  13. L’enseignement 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) Lombard F. 29 XI 07

  14. Comment enseigner la BIST • Design : • un système prof-élève-ressources Lombard F. 29 XI 07

  15. Objectifs • Objectifs d’apprentissage • 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 -> règles de design • Incarner des conjectures, tester • Modifier ces règles de design Lombard F. 29 XI 07

  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 Lombard F. 29 XI 07

  17. Résultats : stratigraphique • Exemple : immunologie • Les question pilotent l’investigation • Autonomiser 2 heurs : 4 élèves sujet nouveau Lombard F. 29 XI 07

  18. Résultats : stratigraphique • Exemple : immunologie • Questions mécanisme • Gérer infodense • Les question pilotent l’investigation • Autonomiser 3-4 sem. : 4 élèves 2 IBL cycles Lombard F. 29 XI 07

  19. Lombard F. 29 XI 07

  20. Pour aller plus loin Lombard F. 29 XI 07

  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 ! Lombard F. 29 XI 07

  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 Lombard F. 29 XI 07

  23. Results • Feed-back d’étudiant , 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 -> étudiants plus avances dans le bachelor /programme de coaching. Lombard F. 29 XI 07

  24. …des règles de design1 • Modèle Poupées Russes Document Qui fait du sens Trier, dans environnement infodense Questions Design Design Lombard F. 29 XI 07

  25. …des règles de design 2 • Intégrer le contrôle structurant dans le design • Autonomise les étudiants. • Libère l’enseignant pour des interactions de haut niveau • -> Formaliser design donne plus de liberté? • Exemple : définir la structure du document, des présentations, le contrôle du temps. Lombard F. 29 XI 07

  26. …des règles de design 3 • Apprendre aux étudiants des outils pour to gérer l’information 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. Lombard F. 29 XI 07

  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. Lombard F. 29 XI 07

  28. A few variables • Document status re. student goal. ? • Effective role of questions ? • Document ownership ? • Teacher’s perception of profession • Control ? • Knowledge distribution • Scientific competence • … Lombard F. 29 XI 07

  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. Lombard F. 29 XI 07

  30. BIST4 Infomanagement • Rendre vivant le lien actualités savoirs de recherche - d’expérience« ombilic » • Faits nouveaux • Actualisation des connaissances • Processus : Manières nouvelles scientifiques de construire la connaissance Lombard F. 29 XI 07

  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) Lombard F. 29 XI 07

  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) Lombard F. 29 XI 07

  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 Lombard F. 29 XI 07

  34. Complexité est à la Base • La science n’est 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 Lombard F. 29 XI 07

  35. Lombard F. 29 XI 07

  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 l’ensemble donné ou produite ? • Actualité motivation ou actualité puzzle ? • Notion of Science ? • Trier ou construire ? • Questionnement ou réponses ? Lombard F. 29 XI 07

  37. Discuter un dispositifs Pédago • Comprendre les biosciences 4BiOS • Objectifs • de vous apprendre une structure pour lire un article scientifique et l’analyser, • 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 d’une question scientifique. Lombard F. 29 XI 07

  38. Un exemple de dispositif • 4BiOC : complémentaire, terminale. • Lire un article scientifique • De S&V 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. Lombard F. 29 XI 07

  39. Options pédagogiques • Complexité affrontée, accompagnée. • Activité : writing2learn, • Evaluation cohérente • Apprendre la science - de manière scientifique. • Peu de pré-sélection : abondance documents. • Equilibrage… Lombard F. 29 XI 07

  40. Conjectures • Ecrire pour apprendre • W2L (Scardamalia, 96) • Sens pour l’apprenant • 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) Lombard F. 29 XI 07

  41. Exemple • L’article distribué lien • Compléments : liens • Technique : IRMf , Placebo • Potentiels • Activité cérébrale - zones. • Distinguer « moins douleur », +gestion douleur, moins de « reporting » • Lire l’esprit ? • Limites ! Lombard F. 29 XI 07

  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 Lombard F. 29 XI 07

  43. Résultats • Questionnaires étudiants finaux • Synthèse : lien • Outil cognitif +++ • Image de la science mobilisée ++ • Réflexion éthique ++ • Rapports • Outil cognitif +++ • Structure +++ • Info-management ++ • Liens - • Conceptions - Lombard F. 29 XI 07

  44. Quelques problématiques revisitées I • Authentique - scolarisé ? • Brousseau, Situation a-didactique • Chevallard Transposition didactique. • 3 Niveaux D’après Vanderbilt,(90) • Données • Démarches et outils. • Epistémologie • Exple : Auth - DidaPhylosc5 Lombard F. 29 XI 07

  45. Quelques problématiques revisitées II • Vulgarisation - Autonomisation • Pari d’éducabilité, • Compétence(Pygmalion effect, Rosenthal 1968) Lombard F. 29 XI 07

  46. Quelques problématiques revisitées III • Rôle du maître • Empowerment ? • Autonomie « injonction paradoxale » (Linard, 2000) • Articulation avec le statut, l’image de soi professionnelle ? • Attentes parents, institution, … • Autorité intellectuelle et apprentissage ? Lombard F. 29 XI 07

  47. The End • Quelques questions • Ombilic… de qui ? • Science - école : • Vivre d’incertitudes ? • Autorité intellectuelle et apprentissage ? • Complexité et Pygmalion ? francois.lombard@tecfa.unige.ch Lombard F. 29 XI 07

  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.), L’art et la science de l’enseignement. (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. Lombard F. 29 XI 07

  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. Lombard F. 29 XI 07

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