L’intégration de la science et de la technologie 

L’intégration de la science et de la technologie 

La faute à l’approche ‘top down’ dans l’élaboration des programmes d’études

Les programmes d’études actuels, quelle que soit la discipline, sont essentiellement construits par des spécialistes de cette discipline. Ce programme est normalement le fruit d’un consensus entre des spécialistes qui déterminent le contenu des programmes. Lors de l’élaboration d’un programme, le point de départ est, plus souvent qu’autrement, les prérequis universitaires. Ensuite, par réduction, on détermine les programmes d’études des niveaux antérieurs jusqu’au primaire. Ainsi, comme le souligne Fourez (1992) (Giordan et Girault, 1994 b):
Nos manières d’enseigner les sciences sont-elles centrées sur des théories et des modèles intéressants pour les élèves; ou, au contraire, notre enseignement est-il centré sur les intérêts des scientifiques ? Parfois nos cours de sciences ne sont-ils pas plus une manière de les faire entrer dans le monde des scientifiques, qu’une façon de les aider à explorer leur monde à eux ? Autrement dit, enseignons-nous la biologie, la chimie, la physique, les mathématiques ou enseignons-nous aux jeunes à se débrouiller dans le monde?”
Selon Giordan (1994), les programmes devraient plutôt être conçus afin de développer chez les jeunes un esprit d’observation et d’émerveillement face aux phénomènes « de la nature» et favoriser l’autonomie et la liberté de chacun en lui fournissant les clés de son environnement actuel (Giordan et Girault, 1994 c). La réforme, par son accent mis sur l’acquisition de compétences transversales, ouvre une porte en ce sens, tout comme notre projet de robotique.

Le cloisonnement des disciplines et le découpage des objectifs

Une seconde lacune des anciens programmes d’enseignement scientifique dans nos écoles secondaires est la compartimentation des disciplines ainsi que le découpage de leurs objectifs principaux en une multitude de sous-objectifs. Même s’il est vrai qu’un tout petit objectif est plus facile à atteindre, celui-ci devient généralement si étroit et spécialisé à une discipline et un contexte particulier que, pour l’élève, il perd toute sa signification et n’est donc plus transférable. Ce que l’élève vient d’apprendre en réussissant ce tout petit objectif, minces sont les chances qu’il le réinvestisse ailleurs, faute de signification. De plus, selon Martel (1996), il est inexact de croire que dans tous les cas, la réussite d’une série de sousobjectifs par l’élève équivaut à l’atteinte d’un objectif plus global. D’autant plus que les programmes scientifiques comportent tellement d’objectifs à atteindre que les enseignants sont souvent plus préoccupés par l’atteinte des objectifs que par l’intérêt de susciter le goût des sciences chez les élèves. Notre projet, en se conformant à l’actuelle réforme de l’éducation, tire un trait sur les apprentissages par objectifs et cherchera plutôt à inculquer des compétences chez les élèves.

Le ghetto scientifique

Un autre élément nuisible à la poursuite d’études en sciences est que les sciences sont largement perçues comme un ghetto réservé à une certaine élite. Une croyance populaire très répandue veut que seuls les plus intelligents de notre société puissent prétendre réussir en sciences et mener une carrière à caractère scientifique. Cette croyance est, évidemment, fausse. Quiconque possède une curiosité pour le monde qui l’entoure, le désir d’en savoir toujours plus et de comprendre pourquoi la nature est ainsi faite peut faite une carrière en science. Le but des sciences à l’école devrait être de développer chez les jeunes cette curiosité afin de les inciter à faire carrière en science. Malheureusement, les sciences font souvent partie des nombreux critères d’admission pour plusieurs programmes collégiaux ou universitaires contingentés. Conséquemment, un trop grand nombre de jeunes choisissent l’option scientifique par obligation afin de remplir les critères d’admissions, et pas nécessairement pour l’amour des sciences. Nous croyons que le thème de notre projet, la robotique, créera un intérêt pour tous les élèves envers ce cours, ce qui devrait les inciter à s’inscrire et venir faire des sciences et de la technologie. Le projet a été conçu afin d’intéresser le plus grand nombre d’élèves possible, et nous croyons que les apprentissages nécessaires pour accomplir chacun des projets sont à la portée de tous les élèves de 3e secondaire.

Les méthodes d’enseignement et d’apprentissage

Les moyens, les méthodes et les stratégies d’enseignement de la science et de la technologie ne semblent pas adaptées à motiver une génération pour laquelle la télévision et les nouveaux médias jouent un grand rôle.
Les écoles disposent de très peu d’équipements afin d’enseigner les sciences et la technologie, tout en faisant face au défi de l’autoroute de l’information (Martel 1996). Dans son rapport sur les aspects qualitatifs de l’enseignement des sciences dans les pays francophones, Giordan (1994 c) expose plusieurs études révélant le triste constat de la réduction des séances de travail expérimental. Au secondaire et surtout au deuxième cycle, l’enseignant utilise principalement une approche déductive. La démonstration est souvent privilégiée au dépend de l’expérimentation, la démonstration étant normalement retenue comme preuve suffisante. De plus, toujours selon Giordan, la plupart des maîtres font plus confiance aux exercices théoriques qu’aux observations expérimentales, afin d’assurer le succès des élèves aux examens, et qu’à la hiérarchisation des concepts et à la résolution des multiples et riches problèmes que posent la réalisation de toute expérience. Les cours de sciences sont donc perçus comme un lieu où l’on empile des notions, où l’on apprend des recettes, mais où l’on applique très peu la science. Règle générale, on met beaucoup plus l’accent sur la théorie que sur la pratique. Cette façon de faire ne contribue en rien à
accroître l’intérêt des jeunes pour les sciences. Les rares expérimentations que les jeunes peuvent pratiquer, lorsque l’équipement le permet, sont alors perçues comme des distractions plutôt que des moyens d’apprentissage de la science et de la démarche scientifique. (Martel 1996). Par son emphase sur l’apprentissage en projet, le projet de robotique cherche donc à renverser cette tendance.
Mais au Québec, rien ne laisse croire que la sous-utilisation de l’expérimentation est due à un manque de moyens techniques. Depuis le rapport Parent, toutes les nouvelles polyvalentes disposent de locaux et du matériel adéquat nécessaire à l’expérimentation.
Alors si la faute ne revient pas au manque de facilité ou aux moyens techniques, pourquoi les enseignants se rabattent-ils trop souvent sur un enseignement traditionnel magistral au lieu de faire de l’expérimentation? Une partie de la réponse se trouve dans la taille des groupes. Au Canada, dans les classes de secondaire 2e cycle, la moyenne des élèves par classe se situe à 27 (Orpwood, 1984). lI est alors évident que la pratique de réels travaux d’expérimentation représente une lourde tâche que l’enseignant décide d’affronter le moins souvent possible, car celui-ci ne dispose, la plupart du temps, d’aucun technicien de laboratoire pour l’appuyer. De plus, la trop grande quantité de contenu notionnel et le manque de temps pour tout voir en classe incitent les enseignants à privilégier un enseignement magistral.

Table des matières

Résumé
Summary
Table des matières
Liste des tableaux
Liste des figures
Dédicace
Chapitre 1: Idée de recherche et méthodologie 
1.1 Contexte dans lequel s’insère cette recherche 
1 .2 Idée de recherche 
1.3 La recherche en éducation 
1.3.1 La recherche développement de Van Der Maren (1995)
1.3.2 Le modèle de recherche-développement de Nonnon (1993)
1.4 Démarche spécifique à cette recherche 
Chapitre 2 : Considérations théoriques et pratiques 
2.1 Définitions utiles 
2.2 Utilisation des techniques et naissance de la science 
2.3 Relations entre la technologie et la science 
2.4 Relations entre la science, la technologie et la technique 
2.5 L’intégration de la science et de la technologie 
2.5.1 Raison économique
2.5.2 Raison sociale et politique
2.5.3 Raison pratique
2.5.4 Raison opératoire
2.6 Considérations théoriques sur l’intégration disciplinaire 
2.6.1 La multidisciplinarité
2.6.2 L’interdisciplinarité
2.6.3 La transdisciplinarité
2.6.4 Les avantages de l’intégration disciplinaire
2.6.5 Évaluation d’un projet interdisciplinaire
2.7 Considérations sur la motivation en classe 
2.7.1 La motivation en science : un constat d’un échec
2.7.2 Comment accroître la motivation
2.8 Considérations sur le constructivisme 
2.9 La réforme de l’éducation
2.9.1 Premier point marquant: Le développement de compétences transversales
2.9.2 Deuxième point marquant: Les domaines généraux de formation
2.9.3 Troisième point marquant: Les domaines d’apprentissage
2.9.4 Le programme disciplinaire : science et technologie
2.10 La démarche scientifique et la démarche technologique 
2.10.1 La démarche scientifique en classe
2.10.2 Le modèle du Ministère de l’Éducation du Québec
2.10.3 Le modèle du Centre de développement pédagogique
Chapitre 3 : Élaboration de l’idée et modèle opérationnel 
3.1 L’idée de ce projet de recherche
3.2 L’environnement 
3.3 Les activités
3.3.1 Premier projet: la construction d’un manège
3.3.2 Deuxième projet: La réalisation d’un capteur de température
3.3.3 Troisième projet: Conception d’un système automatisé
Chapitre 4 : Les mises à l’essai et l’évaluation 
4.1 La mise à l’essai fonctionnelle 
4.2 Mise à l’essai empirique
4.3 Évaluation du projet 
4.3.1 Évaluation d’un projet interdisciplinaire
4.3.2 Évaluation de la richesse du projet pour les élèves et de la qualité de la concertation pour l’équipe
4.3.3 Évaluation du projet face au programme de formation
Conclusion et perspective 
Annexes

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