Analyse et interprétation des résultats de la mise à l’essai fonctionnelle

empirique en trois parties distinctes pour évaluer : 1) la réalisation d’un apprentissage interdisciplinaire en situation adidactique par les élèves, 2) les améliorations à apporter sur les plans didactique et technologique à l’environnement d’apprentissage des systèmes MicrolabExAO et 3) la perception des sujets sur les savoirs et savoir-faire mobilisés pendant la réalisation d’un instrument de mesure et sur l’intervention didactique.

5.1. Analyse et interprétation des résultats de la mise à l’essai

fonctionnelle

Dans cette section, nous analyserons les données recueillies lors de la mise à l’essai fonctionnelle. Celle-ci a été effectuée avec un enseignant de Science et technologie (expert 1) et une technicienne en travaux pratiques (expert 2). Ils ont testé l’environnement en tant qu’experts des sciences expérimentales au secondaire. Comme nous avons adapté un environnement d’apprentissage des systèmes MicrolabExAO, mis à jour régulièrement au Laboratoire de robotique pédagogique de l’Université de Montréal, la mise à l’essai fonctionnelle n’aura pas comme fonction de déterminer s’il y a des modifications technologiques à apporter à l’environnement, mais permettra plutôt de vérifier si la progression et le caractère de plus en plus adidactique des activités proposées dans notre intervention sont réalistes et pertinents pour l’apprentissage des élèves.

5.1.1. Commentaires des experts sur l’environnement d’apprentissage

Les experts ont réalisé les quatre instruments de mesure en suivant le cheminement décrit dans la section modèle d’action. Ainsi, nous leur fournissions un protocole complet pour la réalisation du thermomètre et un protocole partiel pour celle du luxmètre. Ils ont rédigé leur propre protocole pour réaliser le détecteur de position ainsi que le manomètre. Tout au long de la mise à l’essai fonctionnelle, les experts ont émis spontanément des commentaires sur l’activité. De plus, pour alimenter leur réflexion, nous leur avons posé

124 des questions sur leur perception de l’activité. Suite à la réalisation des deux derniers instruments de mesure, le détecteur de position et le manomètre, nous leur avons présenté la liste des manipulations attendues. Les experts devaient alors nous indiquer si ces manipulations attendues correspondaient à leurs actions dans l’environnement d’apprentissage et si elles sont réalisables par des élèves du secondaire. Leurs commentaires sont disponibles à l’annexe VIII.

Tout d’abord, nous avons demandé à un expert s’il constatait la progression de la première à la troisième expérience. Il a répondu qu’au « niveau de la démarche, on voit vraiment une amélioration de la première expérience à la troisième expérience. C’est moins long de faire toutes les étapes » (expert 1). Concernant la réalisation autonome du dernier instrument de mesure, ce même expert soulignait que les élèves pourront faire le montage expérimental adéquat, qu’ils comprendront « qu’il est nécessaire de comparer la mesure de l’étalon avec celle du transducteur pour réussir la construction de leur capteurl» (expert 1). Il mentionnait aussi que « c’est très bien comme examen de laboratoire que de construire le manomètre. Le niveau de difficulté de l’examen est assez juste. L’élève qui fait les trois autres expériences et qui a compris ce qu’il faut retenir dans l’utilisation de l’ExAO pour chacune de ces expériences devrait normalement pouvoir le faire sans problème » (expert 1). Ainsi, par ce commentaire, nous constatons que la progression prévue pour la réalisation des quatre instruments de mesure par les apprenants semble adéquate, tout comme le nombre de balises données à l’élève pour l’amener à développer son autonomie.

Ensuite, concernant les manipulations attendues des élèves lors de la réalisation du détecteur de position et du manomètre sans protocole, les deux experts nous ont dit que leurs démarches étaient similaires à celles prévues dans la section modèle d’action. Ainsi, lors de la mise à l’essai empirique, nous pourrons comparer les actions des apprenants avec les manipulations attendues.

Pour continuer, nous constatons que les experts ont trouvé les activités pertinentes pour l’apprentissage des élèves. Par exemple, ils ont mentionné que la réalisation du thermomètre permettait de comprendre des instruments de mesure utilisés au quotidien, comme « le fonctionnement du thermomètre électronique qui est vendu en pharmacie »

125 (expert 2), que la réalisation du manomètre était « une expérience réaliste et intéressante pour les élèves du secondaire » (expert 1).

Concernant le logiciel, ces experts ont mentionné que « l’ergonomie du logiciel est user-friendly » (expert 2), que « le logiciel est facile d’utilisation étant donné qu’il est transparent » (expert 2), qu’il « est très facile d’utilisation une fois que tu le connais : les paramètres, le retour à la page d’accueil, la modélisation, etc. » (expert 1).

Avec les commentaires des experts, nous considérons que les activités prévues dans notre intervention didactique ainsi que les manipulations attendues dans la section modèle d’action peuvent maintenant être mises à l’essai empiriquement par plusieurs apprenants.

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5.2. Analyse et interprétation des résultats de la mise à l’essai empirique

5.2.1. Évaluation de l’apprentissage interdisciplinaire en situation adidactique

Dans cette section, nous évaluerons si les sujets ont réalisé, lors de la mise à l’essai empirique, un apprentissage interdisciplinaire en situation adidactique, ce qui correspond à notre premier objectif de recherche. Rappelons d’abord que cet apprentissage est la manifestation par l’apprenant d’une expertise de traitement interdisciplinaire dans la résolution d’un problème complexe de la façon la plus autonome possible. Lors de la réalisation du manomètre, cette expertise faisait appel à deux compétences que l’apprenant devait manifester dans l’action, c’est- à-dire la compétence de résolution de problèmes13 _{et la compétence d’exploitation de l’ExAO en} situation nouvelle142. Elle supposait la mobilisation de savoirs et savoir-faire en sciences

expérimentales, en mathématique et en technologie pour réaliser son instrument de mesure, ainsi que l’atteinte d’un nouveau niveau de compréhension difficile à établir sans la contribution de ces différentes matières. Ce nouveau niveau de compréhension correspond à la résolution d’un problème complexe par l’utilisation d’une démarche interdisciplinaire ainsi qu’à la compréhension du fonctionnement d’un instrument de mesure électronique.

Notre analyse de l’apprentissage interdisciplinaire en situation adidactique s’appuie sur la triangulation de deux méthodes de collecte de données : 1) nous avons filmé les sujets lors de l’examen pratique de laboratoire et 2) nous avons recueilli les réponses écrites des sujets aux trois examens, soit l’examen préalable, l’examen final et le rapport écrit d’examen pratique de laboratoire. Pour évaluer les différentes facettes de cet apprentissage, nous avons développé des outils d’évaluation, nous permettant de recueillir des données diversifiées, que nous avons classés en quatre catégories :

Catégorie 1 : Construction autonome du manomètre