Des environnements numériques pour étayer l'investigation scientifique et la conception expérimentale : de copex-chimie à LabBook

National audienceTwo computer environments whose aim is to scaffold inquiry learning and more specifically experimental design by learners are presented. In the first environment students are engaged in a particular task of experimental design in chemistry. In this environment, diverse strategies of scaffolding have been implemented. They are evaluated in a test with 39 first-year University students. The results show that experimental design is a complex task for students when they are working with minimal guidance and no computer environment. The outcome is a very imprecise procedure. A pre-structuring of the procedure by the computer environment forces the students to face the complexity of the experimental design but this is not sufficient for them to succeed. The students only succeed when they are provided with individualized feedbacks on the errors detected in their procedures by an artificial tutor. We mention a second computer environment, based on similar principles than the first one, that extends its area of application to any experimental activity that includes experimental design or not.Deux logiciels d'aide à la conception expérimentale au sein d'une démarche expérimentale sont présentés. Le premier encadre le travail des étudiants pour une tâche particulière de conception expérimentale en chimie. Diverses stratégies d'étayage sont implémentées dans le logiciel et testées sur la base d'une expérimentation avec 39 étudiants de Licence 1. Les résutats montrent la complexité de la conception expérimentale pour des étudiants n'ayant qu'une aide minimale sur la base de documents papier : les protocoles produits restent très imprécis. La pré-structuration de la tâche par le logiciel force les étudiants à se confronter à la complexité de la conception expérimentale, mais ne leur permet pas de mener à bien leur tâche. Seul l'apport de rétroactions sur les erreurs identifiées dans les protocoles leur permet d'aller au bout de la tâche de conception expérimentale. Un second logiciel est évoqué, qui reprend certains principes du premier, mais élargit son domaine d'utilisation à toute séance expérimentale, qu'elle comprenne ou non de la conception expérimentale

Introduction d’une plateforme numérique dans un dispositif APP – quelles adaptations, quelle influence sur la coopération/collaboration étudiante ?

Nous présentons dans cet article une analyse des gains constatés et des difficultés rencontrées lors de l’introduction d’une plateforme numérique dans un dispositif d’apprentissage sous forme d’Apprentissage Par Problèmes (APP). L’étude croise le bilan des enseignants, des retours d’étudiants et des traces d’activité enregistrées sur la plateforme. Une attention particulière est portée à l’influence de la plateforme sur la coopération/collaboration entre étudiants

Des environnements numériques comme supports intelligents aux pédagogies actives : rénover les travaux pratiques en sciences

International audienc

La construction de protocole expérimental : objet et moyen d'apprentissage

International audienceno abstrac

Copex-chimie, un environnement numérique pour aider les élèves à concevoir une expérimentation de dosage spectrophotométrique

National audienceCet article montre l’intérêt et les difficultés d’une activité de conception expérimentale pour des élèves de lycée ou de formations post-bac travaillant avec l’environnement informatique Copex-chimie. Il présente les différentes stratégies mises en place dans le logiciel pour apprendre aux élèves à concevoir une expérimentation de dosage du colorant E124 dans un sirop de grenadine et s’attache à comprendre l’influence de ces stratégies sur la réussite à la tâche et sur les apprentissages des élève

Scaffolding the students' activity of experimental design with a dedicated software: copex-chimie

International audienceno abstrac

Scaffolding a Complex Task of Experimental Design in Chemistry with a Computer Environment

International audienceWhen solving a scientific problem through experimentation, students may have the responsibility to design the experiment. When students work in a conventional condition, with paper and pencil, the designed procedures stay at a very general level. There is a need for additional scaffolds to help the students perform this complex task. We propose a computer environment (copex-chimie) with embedded scaffolds in order to help students to design an experimental procedure. A prestructuring of the procedure where the students have to choose the actions of their procedure among pre-defined actions and specify the parameters forces the students to face the complexity of the design. However, this is not sufficient for them to succeed; they look for some feedback to improve their procedure and finally abandon their task. In another condition, the students were provided withindividualized feedbacks on the errors detected in their procedures by an artificial tutor. These feedbacks proved to be necessary to accompany the students throughout their experimental design without being discouraged. With this kind of scaffold, students worked longer and succeeded better to the task than all the other students

Des environnements informatiques pour la conception expérimentale et l'investigation scientifique

National audienceL'objectif de cette présentation est de partager mon expérience autour de l'utilisation d'environnements informatiques et de la démarche d'investigation, auprès d'élèves de lycée et d'université. Mon exposé s'articulera autour de deux outls : - copex-chimie, un environnement informatique dédié au dosage du E124 dans un sirop de grenadine (conception de l'expérience et données expérimentales simulées). - LabBook, un environnement collaboratif qui structure l'ensemble de la démarche d'investigation via l'élaboration d'un rapport expérimental

Scaffolding a Complex Task of Experimental Design in Chemistry with a Computer Environment

International audienceWhen solving a scientific problem through experimentation, students may have the responsibility to design the experiment. When students work in a conventional condition, with paper and pencil, the designed procedures stay at a very general level. There is a need for additional scaffolds to help the students perform this complex task. We propose a computer environment (copex-chimie) with embedded scaffolds in order to help students to design an experimental procedure. A prestructuring of the procedure where the students have to choose the actions of their procedure among pre-defined actions and specify the parameters forces the students to face the complexity of the design. However, this is not sufficient for them to succeed; they look for some feedback to improve their procedure and finally abandon their task. In another condition, the students were provided withindividualized feedbacks on the errors detected in their procedures by an artificial tutor. These feedbacks proved to be necessary to accompany the students throughout their experimental design without being discouraged. With this kind of scaffold, students worked longer and succeeded better to the task than all the other students

Dans quelles conditions les apprenants peuvent-ils concevoir leurs expérimentations au cours d'investigations scientifiques ?

Communication orale - http://www.lcc-toulouse.fr/jirec2012JIREC 2012 : Journées de l'Innovation et de la Recherche dans l'Education en Chimie, May 22-25National audienceLa mise en place d'un apprentissage par investigation implique une plus grande responsabilité des apprenants dans la conduite de leur travail. Ils deviennent partiellement responsables de la démarche de résolution d'un problème scientifique. Cette autonomie entraîne de nouvelles pratiques à différents niveaux de la démarche scientifique. Nous étudions comment, une fois la question scientifique établie, les apprenants sont en mesure de produire une réponse expérimentale pour conforter ou invalider leurs hypothèses ou pour atteindre des objectifs expérimentaux fixés (prise de mesure, production d'un modèle matériel ou d'une substance chimique). La conception expérimentale, comme toutes les tâches de design, est une tâche complexe. Elle nécessite de produire, par anticipation, un plan : le protocole expérimental. Le premier apport de notre exposé sera de caractériser ce qu'est un protocole expérimental : nous proposons de décrire l'aspect opératoire du protocole par un arbre de tâches. Ce modèle nous a permis d'étudier la forme que prennent les protocoles dans les fascicules de travaux pratiques au lycée et à l'université ainsi que la place de la conception expérimentale laissée à la charge des apprenants au cours de ces travaux pratiques [1]. Nous avons enrichi l'aspect descriptif de notre modèle du protocole par un aspect normatif : une liste de critères permettant d'évaluer les protocoles expérimentaux produits [1]. Des auteurs ont montré l'intérêt pour les apprenants de concevoir par eux-mêmes leurs expérimentations en termes d'acquisition de nouvelles aptitudes scientifiques [2]. Nous avons mené différentes expérimentations en lycée et à l'université où les apprenants devaient concevoir leur expérimentation. Pour certaines, nous avons fourni des aides logicielles en ligne, conçues par notre équipe de recherche et spécifiquement dédiées à la conception expérimentale : copex-chimie, LabBook. La deuxième partie de notre exposé décrira les leçons que nous avons apprises au cours de ces expériences : à partir de l'identification des difficultés des apprenants, nous tenterons de décrire les conditions propices pour qu'ils puissent mener à bien leur tâche de conception expérimentale