Je crois que le fil conducteur entre ces 3 anecdotes est que l’une des prémisses que j’utilisais pour évaluer mes élèves est que, pour la résolution de problème exige une analyse qui repose sur la compréhension des principes fondamentaux en jeu. Une décennie d’anecdotes et d’observations a érodé cette prémisse!
Mes élèves sont-ils compétents?
Les compétences ciblées par les 3 cours de physique obligatoires en Sciences de la nature se situent toutes au niveau de l’analyse, dans la taxonomie de Bloom («Analyser des situations et des phénomènes physiques en recourant aux lois et aux principes fondamentaux de [tel ou tel domaine de la physique].»). Mais les élèves font-ils réellement de l’analyse quand ils et elles résolvent un problème de physique? Ce qui complique la chose, c’est que les processus cognitifs se déroulent dans la tête, et qu’on ne peut pas vraiment connaitre le raisonnement d’une personne simplement en regardant ce qu’elle a écrit sur sa feuille. J’ai identifié au moins 2 raisons de douter, par moments, du fait que les élèves font vraiment de l’analyse:
- Mes collègues enseignants et enseignantes de physique auront déjà constaté que, comme dans mon anecdote #3, les questions conceptuelles sont généralement moins bien réussies que les problèmes à développement, dans un examen. (Et les étudiants et les étudiantes des cours de physique performent souvent mal aux tests d’inventaires de concepts comme le Force concept inventory [en anglais].)
Pourtant, selon la taxonomie de Bloom, la compréhension est un processus cognitif inférieur à l’analyse. C’est censé être plus facile. L’analyse requiert la compréhension (de même que les connaissances et l’application) pour aller plus loin. Les questions de compréhension (les questions demandant simplement d’expliquer un concept sans avoir à l’intégrer à une situation-problème spécifique) devraient donc être les mieux réussies…
- Mes collègues confirmeront aussi que bien des élèves oublient une grande partie des notions évaluées dans les semaines qui suivent un examen. Pourtant, plus un processus cognitif se classe à un niveau élevé de la taxonomie de Bloom, meilleure devrait être la rétention. Une capacité d’analyse ne devrait pas disparaître pendant les vacances de Noël!
En physique, la séquence d’apprentissage typique est la suivante:
- L’élève se familiarise avec les contenus théoriques (principes, concepts, variables, équations, etc.) à l’aide des explications de l’enseignant ou de l’enseignante, de démonstrations, de lectures, etc.
- On présente des exemples de problèmes résolus à l’élève.
- L’élève doit résoudre des problèmes en exercice.
- L’élève consulte les réponses (ou les solutions) des problèmes qu’il ou elle a complétés.
Si l’élève a une mauvaise réponse à un exercice, il ou elle peut adopter différents comportements:
- Constater que sa réponse est, par exemple, 2 fois plus petite que la réponse attendue et se dire qu’il ou elle aurait dû multiplier quelque chose par 2 quelque part, sans pousser son questionnement plus loin.
C’est une posture métacognitive débutante; l’élève limite son analyse au niveau de la réponse.
- Se demander s’il ou elle a mal compris la question.
L’élève retourne au niveau des exercices.
- Se demander ce qui distingue l’exercice à faire de l’exemple sur le même sujet qui lui a été présenté.
L’élève retourne au niveau de l’exemple.
- Se demander s’il y a un concept qu’il ou elle a mal compris. L’élève retourne au niveau théorique.
C’est une posture métacognitive experte. C’est la posture qui mène au développement de la capacité d’analyse.
Je suis certain que tous les élèves gagneraient à se questionner davantage sur leur compréhension des concepts, mais la plupart semblent malheureusement voir une nette séparation entre les concepts vus en classe et les problèmes à résoudre. J’observe que les étudiants et étudiantes adoptent souvent une stratégie d’étude basée sur la mémorisation : ils apprennent par cœur la «bonne démarche» pour tous les cas de figure possible, et essaient de la reproduire à l’examen. Certains et certaines passent un nombre d’heures incalculable à refaire 3 fois les mêmes exercices pour s’assurer d’avoir mémorisé chaque variation possible des situations présentées!
J’ai toujours trouvé ce constat frustrant comme professeur puisque l’élève ne semble pas percevoir l’importance d’appuyer sa résolution sur des principes physiques bien maîtrisés. C’est facile de blâmer l’élève pour sa posture d’apprenant inadéquate, mais les discussions avec les étudiants et les étudiantes m’ont forcé à admettre 2 choses:
- Cette stratégie d’étude leur a permis d’obtenir d’excellents résultats aux examens au secondaire, et pour plusieurs aussi au cégep, donc pourquoi changer?
- Je dois me questionner sur le message que j’envoie avec le travail préparatoire aux examens que je leur donne. Lorsque je suggère une liste de 120 exercices du manuel pour se pratiquer à l’examen et que la seule rétroaction dont les élèves disposent, c’est la réponse numérique aux questions, ce n’est pas surprenant qu’ils et elles arrivent à la conclusion que l’objectif est de calculer la bonne réponse le plus rapidement possible.
Passer d’une posture d’enseignement à une posture d’apprentissage
Un cours que j’ai suivi à l’Université de Sherbrooke avec la professeure Judith Cantin m’a fait réaliser qu’en début de carrière, les enseignants et les enseignantes s’intéressent surtout au cours qu’ils et elles donnent. Ce n’est qu’avec le temps qu’ils et elles commencent à s’intéresser au cours que leurs élèves reçoivent. On passe d’une posture d’enseignement à une posture d’apprentissage.
J’ai longtemps eu l’impression que mon mandat d’enseignant était de fournir à mes élèves les pierres nécessaires pour qu’ils et elles construisent le glorieux «édifice du savoir», et je l’ai fait. Avec le temps, cependant, j’ai pris conscience que ce fameux édifice était souvent, après une session de cours, un taudis qui ne tenait pas debout.
Ainsi, pour améliorer la compréhension que mes élèves ont des concepts centraux du cours, j’ai commencé à réaliser des activités ConcepTest [en anglais] avec mes élèves. Je leur présente une question conceptuelle à choix multiples et les fait voter sur la réponse via Wooclap. Ensuite, les élèves ont 5 minutes pour discuter de leurs réponses ensemble. Ils et elles votent à nouveau, puis on explique la bonne réponse en groupe. (Les activités de ce genre avec les questions ConcepTest sont reconnues pour avoir un effet significatif sur les résultats du test Force Concept Inventory).

Schéma de la méthode d’enseignement par les pairs que j’utilise avec les questions conceptuelles ConcepTest. Cette méthode a été développée par Eric Mazur, de l’Université Harvard. Luc Tremblay, enseignant de physique au Collège Mérici, .
Cependant, cela ne réglait pas le problème lié au fait que, pour les élèves, il y a un mur entre les questions conceptuelles et les problèmes à résoudre. Les questions ConcepTest peuvent améliorer la compréhension que les élèves ont des notions vues dans le cours, mais ne suffisent pas pour améliorer leur capacité d’analyse.
Du point de vue des élèves, s’améliorer pour répondre aux questions conceptuelles qui sont posées lors des examens n’aide pas à résoudre les problèmes qui leur sont présentés lors des mêmes examens.
C’est donc sur les examens que j’ai décidé de porter mon attention…
Le besoin de renouveler la formule d’évaluation
Dans son rapport Évaluer pour que ça compte vraiment [PDF], en 2018, le Conseil supérieur de l’éducation (CSE) a identifié 2 finalités à l’évaluation:
- témoigner des acquis
- soutenir l’apprentissage
Or, en réfléchissant à ma propre pratique, j’en suis venu à douter du fait que les examens écrits que j’utilisais témoignaient réellement des acquis de mes élèves. Et je ne crois pas non plus qu’ils soutenaient l’apprentissage.
Suivant les recommandations du rapport du CSE, dans le but de mieux atteindre les 2 finalités visées, j’ai voulu rendre mes évaluations plus authentiques.
Le but de l’école n’est pas de devenir bon à l’école.
— Grant Wiggins
Grant Wiggins a identifié 5 caractéristiques de l’évaluation en situation authentique:
- porter sur une tâche essentielle (réelle)
- permettre l’accès aux ressources internes et externes
- ne pas impliquer de contrainte de temps
- favoriser les apprentissages profonds
- présenter un aspect collaboratif
Cependant, respecter le critère 1 n’est pas facile pour moi. Imaginer des situations-problèmes authentiques en physique préuniversitaire n’est pas évident. Les situations traitées dans les manuels sont souvent sursimplifiées. Des banques de problèmes authentiques existent,. mais ces problèmes contiennent souvent une très grande quantité d’informations contextuelles et peuvent nécessiter que l’élève fasse une recherche par lui-même pour complémenter les informations données, ce qui cadre plutôt mal avec un contexte d’examen typique.
Ainsi, plutôt que de tenter d’imaginer des problèmes authentiques, j’ai décidé de rendre le contexte d’évaluation plus authentique.
En plus de respecter les 4 autres critères établis par Wiggins, j’ai aussi tenu compte du modèle de la dynamique motivationnelle de Viau. Je voulais que les élèves puissent clairement percevoir:
- la valeur de l’activité
- leur compétence à réaliser la tâche
- leur contrôle sur leur propre performance
La solution que j’ai trouvée: remplacer les examens écrits par des entretiens individuels.
Déroulement des entretiens individuels
Avant les entretiens
D’abord, les élèves définissent leur propre objectif. Les personnes qui veulent potentiellement obtenir la meilleure note possible auront davantage de travail à faire.
- Les exercices fondamentaux sont essentiels à la réussite du cours et doivent être complétés et maîtrisés par tous les étudiants et toutes les étudiantes pour démontrer leur atteinte de la compétence du cours.
Les personnes qui ne font que les exercices fondamentaux ne pourront pas obtenir une note supérieure à 75%.
- Les exercices d’approfondissement apportent un complément au cours et doivent être maîtrisés par ceux et celles qui visent à démontrer une atteinte plus profonde de la compétence du cours.
Les personnes qui ne font que les exercices d’approfondissement et les exercices fondamentaux ne pourront pas obtenir une note supérieure à 85%.
- Les exercices d’intégration viennent lier les concepts les plus abstraits du cours entre eux et doivent être maîtrisés par ceux et celles qui visent à se démarquer par leur excellence dans la démonstration de la compétence du cours.
Les personnes qui font tous les exercices (fondamentaux, approfondissement et intégration) peuvent obtenir jusqu’à 100% pour le cours.
Les élèves doivent réaliser tous les exercices jusqu’au niveau visé avant de se présenter à l’entrevue.
Excellent article et merci du partage !