Colloque collégial 2019

La relation avec l’environnement au coeur de la science… d’accord, mais comment l’enseigner.

La première question qu’une enseignante ou un enseignant doit se poser relativement aux enjeux environnementaux est la suivante : est-ce que j’accorde suffisamment d’importance à ces enjeux pour vouloir les intégrer à mon enseignement des sciences? C’est donc d’abord une question de volonté. Ce n’est qu’à partir de là que se posent les questions du comment et du pourquoi.

Comment enseigner les sciences relatives à l’environnement et pour faire apprendre quoi aux étudiantes et aux étudiants? La présentation tentera de répondre à ces interrogations pédagogiques et didactiques en commençant par préciser quels sont les objets d’apprentissage spécifiques au domaine de l’éducation à l’environnement et quels liens peuvent être établis avec l’enseignement des sciences.

Par la suite, quelques repères seront fournis afin de soutenir une réflexion sur la place de de l’enseignement des sciences pour faire face aux enjeux environnementaux et pour redéfinir les rapports entre l’être humain et la planète, en s’appuyant notamment sur l’exemple de Rachel Carson, pionnière de la lutte pour l’environnement, dont la vie a été marquée par la recherche constante d’un équilibre entre s’émerveiller, comprendre et agir. Enfin, quelques exemples d’intégration de préoccupations environnementales dans des institutions, des programmes et des cours en enseignement supérieur seront présentés.

Oubliez les QCM et les jeux-questionnaires, les exercices en ligne offrent des possibilités bien plus variées par exemple la construction à l’écran d’une équation chimique ou d’une configuration électronique en saisissant des caractères et en déplaçant des éléments pour les juxtaposer dans un ordre précis. Il est aussi possible d’assister un élève dans la résolution d’un problème complexe nécessitant plusieurs étapes de calcul, ce faisant l’exercice devient en quelque sorte un didacticiel guidant l’élève pas à pas tout en lui enseignant une méthode pour résoudre d’autres problèmes semblables.

La présentation montrera aussi l’importance fondamentale de la rétroaction explicative et des moyens permettant à l’élève d’obtenir de l’aide dans l’éventualité où il est incapable de fournir la bonne réponse. Seront aussi abordés la possibilité d’exploiter les codes HTML, le JavaScript et l’utilisation du CSS pour enrichir les tests. Applicable à tous les domaines d’étude, le logiciel Hotpotatoes vient de lancer une nouvelle version permettant entre autres une pleine compatibilité des exercices de type « glisser-déposer » (« drag and drop ») sur tablettes ou téléphones cellulaires.

Nous souhaitons tous que nos étudiants sachent définir un objectif de recherche, adapter ou développer une méthode pour l’atteindre et discuter de leurs résultats, à l’oral et à l’écrit. Toutefois, le degré d’autonomie souhaité n’est pas toujours atteint.

Notre département a cherché à améliorer la cohérence de l’enseignement des compétences nécessaires pour élaborer et mener un projet de recherche expérimental, en considérant les aspects touchant à la méthodologie et à la communication orale. Pour y arriver, nous nous sommes dotés de balises départementales pour nous assurer d’une progression des apprentissages tout au long du programme de Sciences de la nature. Ces balises visent l’atteinte d’un seuil minimal pour tous les étudiants, considérant que certains de nos cours sont obligatoires et d’autres non.

Dans cet atelier, nous vous présenterons comment nos étudiants deviennent de plus en plus autonomes en laboratoires grâce aux méthodes pédagogiques que nous avons mises en place. Vous aurez la chance de réfléchir aux compétences transversales qui méritent d’être travaillées dans votre discipline ou votre programme. Vous aurez également l’occasion de juger si notre approche pourra vous être utile dans le cadre de l’implantation du nouveau programme.

L’une de nos missions est d’informer et sensibiliser les étudiants aux enjeux de notre société. La physique couvre un vaste contenu, diversifié et pertinent notamment sur des questions socialement vives. Cependant, les ressources pédagogiques à l’usage des enseignants sont souvent peu nombreuses et mal adaptées.

L’Institut Périmètre a reçu comme mandat de produire des ressources pédagogiques pour aider les enseignants à offrir de nouvelles perspectives à leurs étudiants et d’intégrer l’apprentissage actif. Les ressources pédagogiques suivent la démarche prédire-observer-expliquer et visent à développer la capacité à résoudre des problèmes et l’esprit critique.

Ainsi, l’Institut Périmètre a développé des ressources pédagogiques portant sur les changements climatiques. Malgré les preuves scientifiques solides et un fort consensus parmi les scientifiques, certains étudiants demeurent climatosceptiques car ils sont notamment influencés par les arguments non fondés qui abondent dans les médias sociaux. À travers des données factuelles et démonstrations simples et efficaces, il est possible de faire l’observation de phénomènes qui permettent de vérifier les facteurs contribuant au réchauffement climatique.

L’atelier présentera d’abord les principaux arguments tenus par les climatosceptiques. Par la suite, des activités, inspirées de ressources gratuites et libres, comportant des éléments de manipulations et d’observation seront présentées.

Le développement durable est un enjeu très actuel au coeur de notre société. Peut-on l’appliquer dans nos laboratoires ? Or, en se basant sur le principe des 3RV, soit la réduction, la réutilisation, le recyclage et la valorisation, il est possible de modifier nos habitudes afin d’adopter des comportements plus écoresponsables, économiques et par le fait même plus sécuritaires.

Voici quelques un des thèmes qui seront abordés pendant la présentation : les achats responsables, l’élimination des déchets, la réutilisation de produits, le remplacement de produits chimiques par des produits moins toxiques, l’organisation d’évènements écoresponsables et bien plus encore.

Les chromosomes sexuels d’une femme sont XX tandis que ceux d’un homme sont XY. » Voici une affirmation claire que nous avons toutes et tous entendue à un moment ou un autre dans un cours de biologie. Pourtant, cette affirmation n’est vraie que si on spécifie qu’il s’agit d’une tendance statistique. En effet, il arrive par exemple que le caryotype avéré d’une femme soit plutôt XXX, ou même XY. Ces caryotypes sont plus rares, mais ces personnes existent tout de même. Bref, quand on étudie l’ensemble des caractéristiques liées au sexe, on se rend compte rapidement que la diversité humaine inclut aussi les personnes intersexuées et est donc beaucoup mieux représentée par un continuum entre deux pôles que par une simple catégorisation dichotomique hommes-femmes.

Cet exemple illustre que l’enseignement traditionnel de la biologie tend à perpétuer à la fois cette vision binaire simpliste des sexes, l’amalgame entre le sexe et le genre des personnes, de même qu’une vision strictement reproductive des relations sexuelles. Dans cet atelier, nous discuterons d’approches plus inclusives des personnes des minorités sexuelles et de genre dans les cours de biologie de façon à minimalement reconnaitre leur existence.

Edpuzzle est un logiciel en ligne avec une base gratuite suffisante pour atteindre des objectifs pédagogiques. Il permet d’utiliser une vidéo de son ordinateur personnel ou en ligne et de la personnaliser dans une activité vidéo interactive ou dans une vidéo recomposée. On peut, par exemple, insérer des questions à des endroits précis de la vidéo. Lorsque les étudiants la visionnent, elle s’arrête automatiquement à l’endroit de la question et ils sont obligés d’y répondre pour que la vidéo continue. Ils reçoivent aussi directement une rétroaction et peuvent continuer à visionner la suite de la vidéo.

Il est aussi possible de faire le suivi des étudiants. Par exemple, pour chaque étudiant, on peut savoir : Qui a regardé ? Combien de fois ? Et quelle est leur performance individuelle ? On peut également obtenir des données pour toute la classe, et ce, pour chaque question. Ces données permettent de faire une analyse des résultats, de donner une meilleure rétroaction aux étudiants ou de réguler son enseignement. Pour les étudiants, cet outil rend le visionnement des vidéos plus interactif, très stimulant et motivant, ce qui suscite un meilleur engagement de leur part.

Au Collège Vanier, des étudiants, dirigés par l’animateur, se sont engagés dans un projet d’ingénierie génétique de cellules de levure avec un gène impliqué dans la production d’un médicament appelé noscapine. Le but de ce travail est de mesurer l’efficacité de ce gène dans la réalisation de son étape limitante dans la voie de production de la noscapine. Le travail de biologie moléculaire a été effectué au collège et était relativement peu couteux. La microscopie à fluorescence, la spectrométrie de masse et la cytométrie en flux ont été réalisées dans des installations universitaires. Les résultats de ce travail seront présentés dans cet atelier de même que les défis présentés par l’offre d’un tel projet aux étudiants de premier cycle et les avantages perçus pour les étudiants.

Quatre étudiants finissants en sciences de la nature du Cégep André-Laurendeau ont réalisé un stage de deux semaines sur le terrain à Whapmagoostui-Kuujjuarapik (W-K) en juin 2018. Le stage a permis aux cégépiens d’appliquer sur le terrain, hors du laboratoire, l’expertise en détection et remédiation de plomb et de mercure acquise lors de leur cours de projet de fin d’études en chimie. C’était également l’occasion d’organiser des activités d’éveil scientifique avec les jeunes élèves de W-K. Par ailleurs, cette rencontre avec les jeunes Cris et Inuits fut l’occasion d’un choc culturel pédagogique qui permit aux cégépiens et à leur accompagnateur d’acquérir une saine sensibilité culturelle.

Ainsi, les concepts d’apprentissage holistique tout au long de la vie et de pédagogie du lieu se révèleront utiles pour organiser des activités pédagogiques ayant un réel impact auprès des jeunes Cris et Inuits. Enfin, sans remettre en question les particularités de l’apprentissage chez les Premiers Peuples, la possibilité de puiser dans certains aspects de la tradition pédagogique dite « eurocentrique » pour adapter les stratégies d’enseignement aux jeunes élèves inuits et cris sera démontrée.

Les recherches réalisées auprès d’élèves ayant suivi un cours de base sur les lois d’attraction et de répulsion électrostatique démontrent que leurs conceptions construites avant enseignement, donc de façon informelle, sont erronées comparativement à celles communément acceptées par les scientifiques et elles perdurent malgré l’enseignement dispensé. Comment expliquer ce phénomène de persistance ? Les didacticiens sont unanimes à l’expliquer par le fait que les enseignants n’en tiennent pas compte ou l’ignorent dans leur enseignement. Force est de constater qu’ils ne maitrisent pas les techniques pour les identifier.

En plus, leurs mises en évidence nécessitent du temps, ce qui n’est pas compatible avec celui dédié à l’enseignement dans la grille horaire et le nombre d’étudiants qui sont inscrits dans le cours. Pour les aider à identifier les conceptions de leurs élèves afin qu’ils en tiennent compte dans leur enseignement, de plus en plus de didacticiens développement des questionnaires à choix multiples (QCM) pour les diagnostiquer en peu de temps. Ainsi, dans cette communication, nous allons présenter un double QCM sur l’électrostatique que les enseignants du collégial pourront utiliser au début de leurs cours pour identifier les conceptions des élèves qui ont suivi un cours sur ce thème au secondaire.

Présentation de la plateforme REACTS (Remote Education, Augmented Communication, Training and Supervision) qui est une plateforme de collaboration numérique sécurisée, créée par l’entreprise québécoise Technologies innovatrices d’imagerie inc. (TII), qui offre de nombreuses fonctionnalités pour répondre aux multiples besoins de collaboration et de formation à distance. Bien que développée, à l’origine, pour des professionnels de la santé, Reacts trouve facilement sa place dans le coffre à outils d’un pédagogue qui souhaite aller au-delà des murs de sa classe.

Reacts intègre des outils novateurs et interactifs comme la réalité augmentée, la diffusion de vidéos multiples simultanées et la superposition de contenu multimédia interactif qui permettront aux enseignants de redéfinir leurs utilisations des supports visuels.

L’étude de la biologie nécessite la familiarisation avec de nombreuses structures en interaction dans le but de comprendre des processus complexes et intangibles. À ce défi s’ajoute la grande quantité de sujets diversifiés incluant une bonne dose de connaissances déclaratives (le fameux « par coeur »). C’est ainsi que le cours magistral est souvent la stratégie adoptée pour survivre, ce qui n’est pas toujours la meilleure combinaison par rapport aux besoins d’apprentissage. De plus, certains effets secondaires peuvent devenir des irritants (ex : prof au centre de l’action, stimuler la motivation des étudiants, ont-ils réellement compris ?).

Opérer une révolution pédagogique (ex : classe inversée) comporte plusieurs contraintes et risques qui peuvent constituer un frein pour plusieurs enseignants. La méthode des petits pas semble avoir été notre réponse naturelle à ces défis pédagogiques, en veillant à garder le cap sur l’objectif de mettre les connaissances en action et de viser une compréhension permettant le transfert des connaissances. En toute simplicité, nous souhaitons partager différentes activités que nous avons développées dans cette optique et qui nous permettent de diversifier notre enseignement. Non, la bio, ce n’est pas que du par coeur !

Dans la mythologie grecque, Hercules devait exécuter 12 travaux afin de purifier son crime commis sur sa femme. Bien entendu, c’est la légende d’Hercules qui circule dans l’imaginaire des gens depuis. Mais c’est une légende n’est-ce pas ? Et les conséquences de cette légende demeurent du point de vue philosophique. Donc, pas grands impacts sur l’homme et l’environnement.

Cependant dans la réalité d’aujourd’hui, l’industrie chimique s’est considérablement développée au cours du 20e siècle et surtout après la 2e guerre mondiale. Tout ce que nous consommons et utilisons provient de l’industrie chimique. Et ce, sans égard aux impacts sur l’environnement et sur l’homme. Les connaissances actuelles en toxicologie, en prévention des accidents de travail et les nouvelles règlementations environnementales imposent de meilleures pratiques au laboratoire. Le début du 21e siècle marque une plus grande préoccupation du public pour la SSE. Ainsi, la chimie verte et ses 12 pratiques sont le début de l’aventure…

Une présentation interactive où les participants joueront tour à tour le rôle d’enseignants-concepteurs et d’apprenants-expérimentateurs vous est proposé dans cet atelier. Les perceptions des étudiants jouent un rôle important à plusieurs niveaux. La valeur perçue des activités pédagogiques, ainsi que les sentiments de compétence et d’autonomie, influencent l’engagement et la persévérance académiques. En fonction de ces relations, par quels moyens bien utiliser le temps d’apprentissage ?

Cette présentation participative se veut une occasion d’échanger des idées et des stratégies pour favoriser la motivation et l’engagement. Nous aborderons les thèmes suivants : stratégies pédagogiques et perceptions, choix d’activités en classe et temps d’engagement académique, développement du sentiment de compétence/Flow ou flux.

Les contenus qui servent de fondement à cette présentation reposent sur les résultats de la recherche que menée par l’animatrice dans le cadre de sa récente maitrise en sciences de l’éducation à l’Université de Sherbrooke, sur la motivation et l’engagement des étudiants du collégial dans leur formation spécifique scientifique.

Dans un premier temps, seront brièvement présentés d’une part les enjeux de DD reliés au génie industriel et mécanique et d’autre part les défis éducatifs de l’intégration de ces enjeux dans lesdits programmes. Par la suite, seront décrites, analysées et discutées trois activités mises à l’essai dans le cadre de cours de technique de génie mécanique et industriel.

Dans un second temps, cette communication visera à initier une communauté de pratique sur l’éducation au développement durable (EDD) au collégial. Par conséquent, après la présentation de chaque étape de la démarche et son illustration par l’expérimentation en cours dans le département de technique de génie mécanique et industriel du Cégep de Granby, les participants seront appelés à non seulement commenter mais aussi à présenter des expériences similaires qu’ils vivent dans leur milieu. Ces expériences peuvent être de plusieurs niveaux, que ce soit dans le cadre d’une leçon, d’un cours, d’un programme, d’un département ou, même, d’un établissement. Elles n’ont pas à être nécessairement complétées, l’objectif étant de partager autant espoirs que succès. À la fin, les participants qui le désirent pourront s’inscrire à une communauté de pratique sur Moodle pour partager leurs activités, références, savoirs relatifs à l’EDD au collégial.

Edpuzzle est un logiciel en ligne avec une base gratuite suffisante pour atteindre des objectifs pédagogiques. Il permet d’utiliser une vidéo de son ordinateur personnel ou en ligne et de la personnaliser dans une activité vidéo interactive ou dans une vidéo recomposée. On peut, par exemple, insérer des questions à des endroits précis de la vidéo. Lorsque les étudiants la visionnent, elle s’arrête automatiquement à l’endroit de la question et ils sont obligés d’y répondre pour que la vidéo continue. Ils reçoivent aussi directement une rétroaction et peuvent continuer à visionner la suite de la vidéo.

Il est aussi possible de faire le suivi des étudiants. Par exemple, pour chaque étudiant, on peut savoir : Qui a regardé ? Combien de fois ? Et quelle est leur performance individuelle ? On peut également obtenir des données pour toute la classe, et ce, pour chaque question. Ces données permettent de faire une analyse des résultats, de donner une meilleure rétroaction aux étudiants ou de réguler son enseignement. Pour les étudiants, cet outil rend le visionnement des vidéos plus interactif, très stimulant et motivant, ce qui suscite un meilleur engagement de leur part.

Au Collège Vanier, des étudiants, dirigés par l’animateur, se sont engagés dans un projet d’ingénierie génétique de cellules de levure avec un gène impliqué dans la production d’un médicament appelé noscapine. Le but de ce travail est de mesurer l’efficacité de ce gène dans la réalisation de son étape limitante dans la voie de production de la noscapine. Le travail de biologie moléculaire a été effectué au collège et était relativement peu couteux. La microscopie à fluorescence, la spectrométrie de masse et la cytométrie en flux ont été réalisées dans des installations universitaires. Les résultats de ce travail seront présentés dans cet atelier de même que les défis présentés par l’offre d’un tel projet aux étudiants de premier cycle et les avantages perçus pour les étudiants.

Quatre étudiants finissants en sciences de la nature du Cégep André-Laurendeau ont réalisé un stage de deux semaines sur le terrain à Whapmagoostui-Kuujjuarapik (W-K) en juin 2018. Le stage a permis aux cégépiens d’appliquer sur le terrain, hors du laboratoire, l’expertise en détection et remédiation de plomb et de mercure acquise lors de leur cours de Projet de fin d’études en chimie. C’était également l’occasion d’organiser des activités d’éveil scientifique avec les jeunes élèves de W-K. Par ailleurs, cette rencontre avec les jeunes Cris et Inuits fut l’occasion d’un choc culturel pédagogique qui permit aux cégépiens et à leur accompagnateur d’acquérir une saine sensibilité culturelle.

Ainsi, les concepts d’apprentissage holistique tout au long de la vie et de pédagogie du lieu se révèleront utiles pour organiser des activités pédagogiques ayant un réel impact auprès des jeunes Cris et Inuits. Enfin, sans remettre en question les particularités de l’apprentissage chez les Premiers Peuples, la possibilité de puiser dans certains aspects de la tradition pédagogique dite « eurocentrique » pour adapter les stratégies d’enseignement aux jeunes élèves inuits et cris sera démontrée.

Les recherches réalisées auprès d’élèves ayant suivi un cours de base sur les lois d’attraction et de répulsion électrostatique démontrent que leurs conceptions construites avant enseignement, donc de façon informelle, sont erronées comparativement à celles communément acceptées par les scientifiques et elles perdurent malgré l’enseignement dispensé. Comment expliquer ce phénomène de persistance ?

Les didacticiens sont unanimes à l’expliquer par le fait que les enseignants n’en tiennent pas compte ou l’ignorent dans leur enseignement. Force et de constater qu’ils ne maitrisent pas les techniques pour les identifier. En plus, leurs mises en évidence nécessitent du temps, ce qui n’est pas compatible avec celui dédié à l’enseignement dans la grille horaire et le nombre d’étudiants qui sont inscrits dans le cours. Pour les aider à identifier les conceptions de leurs élèves afin qu’ils en tiennent compte dans leur enseignement, de plus en plus de didacticiens développement des questionnaires à choix multiples (QCM) pour les diagnostiquer en peu de temps.

Ainsi, dans cette communication, nous allons présenter un double QCM sur l’électrostatique que les enseignants du collégial pourront utiliser au début de leurs cours pour identifier les conceptions des élèves qui ont suivi un cours sur ce thème au secondaire.

En plus de visiter les nouveaux locaux accueillant les étudiants et le personnel des programmes de Technique de génie industriel (TGI) et Techniques du génie mécanique (TGM), les participants pourront observer le fruit du travail des étudiants de différentes cohortes de TGI. En effet, dans le cadre du projet pilote d’Apprentissage en milieu de travail, les étudiants ont développé à divers degrés des solutions qui ont été implantées dans le nouveau pavillon ou sont en voie de l’être. Gestion des travaux en cours et des outils, aménagement de locaux
et de postes de travail, gestion des matières résiduelles… Vous serez à même de conclure qu’ils n’ont pas chômé !

La Vitrine technologie éducation a présenté en janvier dernier le laboratoire : atelier de fabrication numérique, dans lequel plus d’une dizaine de spécialistes ont abordé les thèmes phares liés au monde des Fab Labs. Nous vous invitons à venir échanger et en apprendre davantage sur l’intégration pédagogique des ateliers de fabrication numérique.

Durant ce rendez-vous, nous aborderons les principaux thèmes du laboratoire. Nous en profiterons pour mettre en évidence les principaux concepts associés au monde des Fab Labs. Nous discuterons des similarités et différences entre les différents types d’ateliers et mettrons en lumière la force du réseau des Fab Labs. Nous ferons le portrait de l’atelier idéal pour votre milieu scolaire en présentant rapidement les principaux outils qu’on y retrouve. Nous profiterons de l’occasion pour visiter quelques-uns des ateliers présents dans certains établissements collégiaux et universitaires.

Enfin, nous présenterons quelques exemples de projets pédagogiques et d’activités de familiarisation qui ont été développés en vue de tirer avantage des possibilités qu’offre un Fab Lab sur le plan pédagogique.

Ayant constaté que l’enseignement traditionnel de la nomenclature en chimie organique (la présentation des règles en classe, avec des exercices à faire à la maison) s’avère peu efficace et plutôt démotivant pour les étudiants et les étudiantes, l’animatrice de cet atelier a conçu et optimisé un jeu didactique, Ludomenclature, dans une perspective de classe inversée. Le jeu se décline en 4 niveaux, de complexité croissante, chacun réinvestissant les niveaux précédents en termes d’apprentissages. Le jeu peut être utilisé avec n’importe quel ouvrage de référence (manuel, notes de cours, capsules vidéos…) comme source d’information pour
la préparation à la maison.

L’objectif est de stimuler l’intérêt et de favoriser des apprentissages durables, qui sont ensuite réinvestis dans les autres volets du cours de chimie organique. L’utilisation du jeu permet aussi de développer l’autonomie et les habiletés pour le travail d’équipe. La démarche de conception et d’optimisation du jeu sera d’abord présentée puis les participants pourront expérimenter eux-mêmes le jeu, au niveau qui leur convient.

Qu’en est-il en 2019 lorsque l’on recherche de l’information scientifique crédible et validée ? Dans un monde en mutation, soumis aux pressions des lobbys et des intérêts économiques, l’information scientifique est à la fois malmenée, vacillant entre les fausses nouvelles et des sources reconnues. Un échange sur les pratiques de recherche et de veille informationnelle des enseignants est proposé. Un survol de Google Scholar, des indices H et i10 pour les chercheurs et de l’usage des médias sociaux complètera les échanges.

Pourquoi faire de la recherche au collégial ? Est-ce que la recherche est la chasse gardée des professeurs d’université ? Au contraire, la recherche existe depuis la création des cégeps en 1967 et les raisons d’en faire, qui vont de la production des nouvelles connaissances à l’initiation des étudiants à la démarche scientifique, sont nombreuses. Venez explorer comment s’organise la recherche au collégial : l’élaboration d’un projet de recherche, les organismes subventionnaires, les politiques de recherche, l’intégrité et la conduite responsable, les comités d’éthique, l’intégration d’étudiants dans une équipe, la communication scientifique, etc. Vous en retirerez des astuces et des conseils fort utiles.

Vous avez récemment mis à jour votre inventaire de matériel ? Vous venez tout juste de compléter le ménage d’une armoire qui était trop encombrée ? Le matériel inutilisé doit sortir, mais votre conscience environnementale vous empêche de tout jeter aux ordures ?

Nous avons la solution pour vous ! Nous vous proposons une boutique éphémère visant le réemploi du matériel scientifique dont vous souhaitez vous départir. Ce sera le moment pour le donner, l’échanger ou le vendre. Si vous n’avez rien à donner, mais que vous êtes à la recherche de matériel ou de pièces, ce sera le moment pour nommer vos besoins ! Cette première édition de partage de matériel scientifique se veut un projet pilote pour tenter de faciliter le développement de cette pratique écoresponsable au sein de la communauté de l’AESTQ.