Isabelle Harpin, MATI Montréal Caroline Cormier, Cégep André- Laurendeau /UM

1. ConSOL • Conceptions in Science On-Line un outil informatisé pour le diagnostic de conceptions alternatives en sciences basé sur la méthode de two-tier multiple-choice test items Isabelle Harpin, MATI Montréal Caroline Cormier, Cégep André-Laurendeau/UM Alexandre Tremblay, Cégep Saint-Jean-sur-Richelieu /UM Jesús Vázquez-Abad, Université de Montréal

2. ConSOL • Conceptions in Science On-Line un outil informatisé pour le diagnostic de conceptions alternatives en sciences basé sur la méthode de two-tier multiple-choice test items Jesús Vázquez-Abad Isabelle Harpin Caroline Cormier Alexandre Tremblay Andoni Garritz David Treagust

3. Conceptions alternatives • construites par l’apprenant • en désaccord avec les visions ou idées acceptées par les scientifiques contemporains • plusieurs sources • tenaces • plusieursdéfinitions • obstacle à l’apprentissage • leur prise en compte est considérée une condition importante, bien que non suffisante, à la réussite de l’enseignement de la science • l’identification et le diagnostic des conceptions alternatives sont devenus d’importantes étapes préliminaires au développement d’interventions didactiques efficaces

4. On lance une balle verticalement vers le haut. Utilisez les options A à J pour décrire l’accélération de la balle dans chacun des cas ci-dessous. Prenez la direction vers le haut comme étant positive. Le frottement est négligeable. A L’accélération est constante et négative. B L’accélération augmente et elle est négative. C L’accélération diminue et elle est négative. D L’accélération est nulle. E L’accélération est constante et positive. F L’accélération augmente et elle est positive. G L’accélération diminue et elle est positive. J Aucun des choix A à G n’est correct

5. Considérez un bécher contenant de l’eau pure qui est à ébullition depuis plusieurs minutes. On observe des bulles dans le liquide qui bout. De quoi sont composées ces bulles? • D’air • D’oxygène gazeux et d’hydrogène gazeux • D’oxygène • De vapeur d’eau • De chaleur • Raison pour votre choix : • Sous l’action de la chaleur, les atomes d’hydrogène et d’oxygène de l’eau se séparent pour former des gaz. • La chaleur donne de l’énergie aux particules et elles peuvent échapper aux attractions qui les tiennent ensemble. Puisque les particules se séparent, l’air qui était contenu entre les particules est libéré. • La chaleur cause une perturbation physique du milieu, ce qui se traduit par des bulles. • Les forces qui retiennent les molécules ensemble sont dépassées et les molécules se séparent du liquide pour former un gaz.

6. Peut-on faire refroidir une chambre en y mettant un réfrigérateur et le faisant marcher avec la porte ouverte? • non, parce que cela violerait le principe de conservation de l’énergie • oui, parce que le transfert de chaleur est spontané d’un objet à un autre de température moins élevée • oui, parce que cela ferait augmenter l’entropie • non, parce que pour refroidir la pièce avec le réfrigérateur il faudra faire un travail qui dégagerait davantage de la chaleur • non, parce que cela violerait le principe de transfert de chaleur • Autre : oui si la pièce est petite et fermée la chaleur captée par le refrigérateur sera évacuée par les tuyaux en arrière du frigo

7. Diagnostic des conceptions – méthode « Two-Tier » • plusieurs techniques utilisées • Two-tier (Treagust 1988): • court temps d’application • résultats relativement faciles à interpréter • analyse didactique du contenu, revue de littérature et liste de propositions déclaratives • l'énoncé (first tier) évalue la connaissance suivi d’une justification de la réponse (second tier) • justifications habituellement construites à partir des analyses des réponses ouvertes (entrevues, compilation, organisation)

8. David F. Treagust Science and Mathematics Education Centre CurtinUniversity, Perth, Australie Jeudi 2 mai  2013, à 18h Université de Montréal Pavillon Marie-Victorin Salle D-452 Conférence présentée par la Chaire d’étude et de recherche en enseignement des sciences et technologies en milieu scolaire et collégial de l’Université de Montréal et l’Association des professeurs de physique du Québec (section québécoise de l’American Association of PhysicsTeachers)

9. Inconvénients de la méthode « Two-Tier » • typiquement versions papier • items montrent les deux paliers simultanément • tous les choix de justification montrés quoi qu’il en soit la réponse au premier palier • séquence d’items fixe – sans adaptation au patron de réponse • collecte des données nécessite transcription pour analyses ultérieures

10. Projet ConSOL • Objectif: comparaisons internationales • Québec, Mexique et Australie • programmes similaires des sciences au postsecondaire • équipes de recherche avec intérêts communs • Web-based, multi-plate-forme • Multi-langue

11. ConSOL –Principes de design • Structure: trois modules • Accepte graphiques, texte et formules • Bases de données (items) pour créer différents questionnaires • Flexibilité dans la spécification des items et de la gestion • Énoncé et choix (First Tier) montrés en premier; après réponse s’ajoutent les choix pour la justification

12. ConSOL –Module Data Editor • (Interface en Anglais seulement – pour l’instant) • Page d’item: • Énoncé, choix, justifications dans 1 à 3 langues • Attributs: sujet, niveau de représentation (e.g. en chimie), niveau de difficulté • Nombre de choix (1r et 2e paliers) • Possibilité de réponses ouvertes • Possibilité d’inclure des commentaries des chercheurs (e.g. pour analyses)

13. Example 1: Item in 2 languages Adapted from Irene Poh‐Ai Cheong , David Treagust , Iorhemen J. Kyeleve & Peck‐Yoke Oh (2010): Evaluation of Students' Conceptual Understanding of Malaria, International Journal of Science Education, 32:18, 2497-2519 Two samples were taken from different parts of a patient. Which sample should be examined to determine whether the patient was infected by the malaria parasite? A Lining of the small intestine. B Sample of human blood. The reason for my answer is: 1 As the blood circulates, the parasites end up living in this part where food is plentiful. 2 As the parasites are found in infected mosquito blood, when the mosquito bites, the parasites enter the human blood as well. 3 It is in this sample where the parasites reproduce sexually and infect other cells. 4 It is in this sample where the parasites reproduce asexually and infect other cells. 5 (Other) Se tomaron dos muestras provenientes de distintas partes de un paciente. ¿Cuál muestra debe analizarse para determinar si el paciente está infectado con el parásito de la malaria? A De la mucosa del intestino delgado B De la sangre del paciente Justificación: 1 A medida que circula la sangre, los parásitos terminan quedándose donde encuentran más alimento 2 Dado que los parásitos se encuentran en la sangre de mosquitos infectados, los parásitos entran en la sangre humana cuando estos pican 3 Esta muestra viene del lugar donde se reproducen sexualmente los parásitos e infectan otras células 4 Esta muestra viene del lugar donde se reproducen asexualmente los parásitos e infectan otras células 5 Otra:

14. ConSOL – Test Production Module • Tableau avec ordre de présentation • Quel item montrer en fonction de la réponse (énoncé + justification) donnée à chaque item • Construit par le chercheur ou l’enseignant-usager • Possibilité de l’ignorer • Choix de langage du questionnaire • Choix du premier item présenté • Option “Révision” • Option données sociodémographiques

15. ConSOL – Data Collection Module • Production d’un tableau avec données (spreadsheet)

16. ConSOL – Démo