Cours Intra Lettre

Marc Bernard

Informations

• Publié par: Zuib
• Nombre de lectures: 37
• Langue: Français

Extrait

Méthode active d’enseignement de la physique en grand auditoire

avec support audiovisuel disponible sur internet

Introduction

Le présent projet pédagogique s’inscrit dans le contexte de l’enseignement de la physique en

première année d’études d’ingénieur à la Faculté des Sciences appliquées de l’ULB ainsi qu’à

l’Ecole Interfacultaire de Bioingénieurs de l’ULB. Il concerne donc chaque année un nombre

d’étudiants avoisinant les 450.

La physique est une discipline particulièrement exigeante en première année car elle mobilise

inévitablement chez l’étudiant plusieurs compétences de nature différente.

Elle exige

effectivement l’utilisation de l’outil mathématique pour la résolution de problèmes basés sur

des concepts souvent abstraits, difficiles à appréhender et à identifier. Autrement dit,

l’étudiant doit pouvoir articuler intuition et rigueur. Cette double compétence est essentielle à

l’ingénieur, c’est pourquoi le cours de physique de première année en école d’ingénieur revêt

une importance particulière.

Au cours de leurs études secondaires les élèves ne sont pas formés à la résolution de problème

en physique car les cours de mathématiques et de physique y sont dissociés. Si l’élève peut

résoudre un problème de mathématiques basé sur un concept mathématique donné, bien

souvent, il ne peut pas pour autant identifier et appliquer le même concept dans le cadre de la

résolution d’un problème pratique contextualisé. Il est donc essentiel en étude d’ingénieur de

travailler les compétences propres à la résolution de problèmes dès la première année.

Or, le format de cours traditionnel à l’université n’est pas propice au développement de ces

compétences. Les étudiants sont très nombreux dans les salles de cours, ce qui réduit

fortement le contact avec le professeur et engendre ainsi chez eux une attitude passive. De

même, les cours sont consacrés traditionnellement à la théorie et ne sont illustrés que de façon

différée au travers de séances de travaux pratiques dispensées par des assistants et des chargés

d’exercices dont les messages ne sont pas toujours en bonne concordance avec ceux du

professeur, ce qui engendre une difficulté à faire des liens entre théorie et pratique, et par là,

conduit à une baisse de motivation

avec toute les conséquences que cela peut entraîner sur le

plan de la réussite.

Le dispositif pédagogique

L’objectif de mon projet pédagogique était de remédier à cette situation en mettant sur pied

une méthode d’enseignement innovante inspirée des méthodes actives – telles que

l’apprentissage par projets – développées en Belgique depuis une dizaine d’années au niveau

universitaire. Ma démarche a consisté à supprimer les cours magistraux et à les remplacer par

des séances de résolution de problèmes en grand auditoire ; la préparation des étudiants aux

concepts théoriques nécessaires à la résolution de ces problèmes se faisant grâce à une version

audiovisuelle du cours disponible sur internet.

Les nouvelles connaissances sont donc abordées par l’étudiant de façon autonome, ce qui

présente un certains nombres d’avantages dont celui du respect du rythme de l’étudiant. La

version audiovisuelle étant disponible sur internet, elle permet effectivement à l’étudiant de

suivre le cours à son rythme aux horaires qui lui conviennent le mieux. Si quelque chose n’est

pas compris immédiatement l’étudiant a tout le loisir de faire une pause ou même de revenir

en arrière. De plus, il peut visionner le cours autant de fois qu’il le désire.

La séance de cours proprement dite (100 minutes) débute par une « restructuration », d’une

durée moyenne de l’ordre de 20 minutes, au cours de laquelle je revois sous forme de

synthèse la matière vue de façon autonome pour la séance. J’en profite pour présenter la

matière sous d’autres perspectives et pour attirer l’attention des étudiants sur les difficultés et

les pièges éventuels.

La restructuration est suivie de la séance de résolution de problèmes (~80 minutes). Cette

séance est conçue de façon à mobiliser le plus efficacement possible les nouvelles

connaissances acquises de façon autonome par les étudiants. A cette fin, je veille d’une part à

ce que les étudiants résolvent des problèmes au sens strict du terme (et non simplement des

exercices), c'est-à-dire que je propose des situations non connues pour lesquelles une méthode

est à acquérir. D’autre part, je veille à ce que la séance soit la plus interactive possible en

demandant aux étudiants de me proposer les éléments de réponse. De la sorte, les étudiants

maintiennent un haut niveau d’attention.

La forme des problèmes proposés peut se limiter par exemple à une question fermée de type

vrai ou faux dont la réponse est fournie sous forme d’un « vote » à main levée. Des problèmes

plus longs exigeant des développements sont bien sûr également proposés. Durant le temps de

réflexion je peux me déplacer parmi les étudiants pour prendre connaissance de leur réaction

devant la difficulté. Les solutions des problèmes sont véritablement construites par les

étudiants à qui les éléments de réponse sont demandés. Je restructure les réponses des

étudiants en insistant particulièrement sur les aspects méthodologiques. En particulier, je

profite des mauvaises réponses pour souligner les difficultés, les « pièges » et les aspects

délicats de la matière.

Intérêt de la méthode

L’appréciation des étudiants

Plusieurs évaluations de la méthode dans sa version préliminaire (cours audiovisuel limité aux

diapositives powerpoint synchronisées sur une bande son, le tout limité à un module de cours)

ont été faites dont une a été réalisée et traitée par un conseiller pédagogique indépendant

(2005, Alain Lamé, CAP-ULB). Globalement, les premières évaluations de la méthode

montrent une réaction très positive de la part des étudiants. Le taux d’adhésion des étudiants à

la méthode est très bon ; ils l’apprécient beaucoup pour son caractère « actif » et semblent

prendre bien conscience de son intérêt pédagogique. Le taux de présence au cours a

significativement augmenté. Depuis novembre 2008, la méthode a été étendue à la totalité du

cours et le cours audiovisuel consiste depuis lors en des prises de vue de l’enseignant

présentant ses diapositives powerpoint animées par méthode d’incrustation d’images

(technique des présentateurs de bulletin météo télévisés).

Le développement des compétences

Cette méthode d’enseignement a permis d’axer l’apprentissage sur la résolution de problèmes

ce qui est particulièrement bien adapté à une école d’ingénieurs dont on attend naturellement

qu’elle développe les compétences de ses étudiants et non pas seulement leurs connaissances.

Les résultats de la méthode en termes de réussite et de niveau d’exigence atteint montre un

progrès certain.

Le contrat pédagogique

Cette méthode d’enseignement permet de préciser le « contrat pédagogique » que le cours

implique entre l’enseignant et les étudiants. La résolution interactive des problèmes (parmi

lesquels se trouvent des questions d’examens des années précédentes) permet d’informer

précisément l’étudiant quant au niveau d’exigence de maîtrise de la matière. Ainsi, au fil du

temps, le « contrat pédagogique » se précise et les étudiants abordent la préparation à

l’examen en sachant précisément ce qui sera exigé d’eux. Ceci renforce l’efficacité de leur

étude par rapport à ce que peut offrir le schéma classique du cours magistral suivit de séances

d’exercices et de laboratoires données par des assistants. De même, la méthode permet au

professeur de mieux connaître ses étudiants, ce qui lui permet d’adapter son cours à leurs

difficultés.

Le rythme d’étude

La méthode impose un rythme d’étude à l’étudiant car celui-ci doit prendre connaissance de la

matière avant le cours s’il veut pouvoir le suivre. De ce point de vue, la méthode offre un

véritable accompagnement de l’étudiant et permet ainsi une transition souple et progressive

entre les études secondaires et les études universitaires. De plus, la matière est vue deux fois

pendant l’année : une fois de façon autonome et une fois au cours sous forme de synthèses et

au travers d’illustrations par résolution de problèmes. L’étudiant arrive ainsi à la période

d’examen avec un bon « recul » sur la matière et l’efficacité de la préparation à l’examen s’en

trouve bien entendu fortement renforcée. Je me permets de répéter ici que, d’autre part,

l’apprentissage autonome offert par les versions audiovisuelles du cours offre à l’étudiant la

possibilité d’avancer dans la matière à son propre rythme. Ceci constitue un des points forts

de la méthode dans la mesure où peu d’étudiants ont la vivacité d’esprit nécessaire au suivi

efficace d’un cours magistral de physique en 1

ère

année.

Technique audiovisuelle

La version audiovisuelle est réalisée par la technique d’incrustation d’images. Je suis filmé

sur fond vert et mon image est incrustée dans les diapositives powerpoint animées, ce qui me

permet de pointer les éléments dont je parle au fur et à mesure qu’ils apparaissent à l’écran.

Un exemple de film est disponible en mode streaming à l’URL donné ci-dessous. Cette

technique a pu être mise au point à l’aide d’un budget de l’ordre de 2000 €. Les trois images

ci-dessous illustrent d’elles-mêmes la technique.

Exemple de cours audiovisuel :

http://www.ulb.ac.be/polytech/spg/PHYS-H-100/Videos/Conjecture%20Maxwell.wmv