Stratégies d’étude et utilisation d’un manuel : pour une amélioration des supports à l’apprentissage et une augmentation de la réussite

Stratégies d’étude et utilisation d’un manuel : pour une amélioration des supports à l’apprentissage et une augmentation de la réussite

Rapport sur les activités de recherche effectuées en lien avec une subvention du

Programme de recherche et d’expérimentation du réseau de l’enseignement collégial

privé, pour l’année 2001-2002

par Éric Lavigne, professeur de physique au Collège André-Grasset

Document remis le 25 novembre 2002

p. 2

TABLE DES MATIÈRES

Remerciements .................................................................................................................... 3

1. Introduction ................................................................................................................. 4

2. Objectifs du projet ....................................................................................................... 5

2.1 Les stratégies d’étude .......................................................................................... 5

2.2 L’utilisation du manuel ....................................................................................... 5

3. Méthodologie employée .............................................................................................. 7

3.1 Les stratégies d’étude .......................................................................................... 7

3.2 L’utilisation du manuel ....................................................................................... 8

4. Résultats .................................................................................................................... 11

4.1 Les stratégies d’étude ........................................................................................ 11

4.2 L’utilisation du manuel ..................................................................................... 22

5. Discussion ................................................................................................................. 25

5.1 Les stratégies d’étude ........................................................................................ 25

5.2 L’utilisation du manuel ..................................................................................... 28

6. Conclusion ................................................................................................................ 39

7. Références et bibliographie ....................................................................................... 41

Annexe 1 : Questionnaire sur les objectifs et besoins après le premier intra .................. 46

Annexe 2 : Questionnaire sur les objectifs et besoins après le deuxième intra ............... 48

Annexe 3 : Questionnaire sur les objectifs et besoins après l’examen final .................... 50

Annexe 4 : Programme d’entraînement ........................................................................... 52

Annexe 5 : Grille d’évaluation de l’utilisation du manuel ............................................... 58

p. 3

REMERCIEMENTS

Je tiens à remercier chaleureusement le service des études du Collège André-Grasset,

pour son support logistique ; mes collègues de travail, pour leurs conseils et leurs

critiques constructives ; les étudiants qui, comme à l’habitude, on su faire preuve de

souplesse, d’indulgence, de compréhension et d’intérêt envers mes activités de

recherche ; mon directeur de thèse, qui sait mettre le doigt sur les faiblesses de mes

travaux et qui me permet ainsi de grandir et de devenir un meilleur chercheur.

Finalement, je tiens à remercier le CREP, qui a accepté de me faire confiance et de me

libérer un peu de mon travail de professeur pour faire avancer mes activités de recherche.

p. 4

1. INTRODUCTION

Le monde de l’éducation vit un changement profond. D’un enseignement par objectifs,

on cherche maintenant le développement de compétence. Ce véritable changement de

paradigme devrait toucher toutes les sphères de l’éducation, en forçant une centralisation

des efforts autour de l’apprentissage.

Il convient donc de se questionner sur les outils de l’apprentissage, notamment les

stratégies d’étude et l’utilisation d’un manuel. Dans quelle mesure l’utilisation de tels

outils participe et peut participer davantage à l’apprentissage de compétences de niveau

collégial, dans une discipline comme la physique ?

Le présent document rapporte les résultats d’une recherche subventionnée par le

Programme de recherche et d’expérimentation du réseau de l’enseignement collégial

privé ayant eu lieu au cours des années 2001 et 2002. L’étude portait sur deux

dimensions importantes de l’apprentissage : l’utilisation de stratégies et l’utilisation d’un

manuel.

Les objectifs de l’étude seront d’abord présentés. Suivra une description de la

méthodologie utilisée pour arriver aux résultats présentés ensuite. Finalement, ces

résultats seront discutés en relation avec les objectifs visés par l’étude.

p. 5

2. OBJECTIFS DU PROJET

Les travaux de recherche effectués s’organisèrent autour de trois grands thèmes : les

stratégies d’étude, l’utilisation du manuel et la charge mentale de travail. Ces activités

furent réalisées dans le cadre de cours de physique de niveau collégial, dispensés au

Collège André-Grasset.

2.1 LES STRATÉGIES D’ÉTUDE

Les objectifs visés par les travaux de recherche effectués en lien avec les stratégies

d’étude étaient les suivants :

• définir les principales dimensions sur lesquelles un étudiant doit travailler pour sa préparation à une évaluation ;

• pour chacune de ces dimensions, développer des stratégies d’étude permettant à un étudiant de s’améliorer ;

• identifier, chez les étudiants, les besoins ressentis en apprentissage ;

• proposer aux étudiants ces stratégies d’étude ;

• évaluer leur réceptivité quant à de telles stratégies.

Le questionnaire servant à recueillir les données fera aussi l’objet d’une critique visant à

en faire un outil simple et utile pour des professeurs.

2.2 L’UTILISATION DU MANUEL

Liée de très près aux stratégies d’étude employées par les étudiants, l’utilisation réelle du

manuel par ceux-ci et l’évaluation de cette utilisation constituait une partie importante de

nos objectifs de recherche.

En ce qui concerne l’utilisation du manuel, nos objectifs de recherche étaient les

suivants :

p. 6

• identifier, dans les manuels couramment utilisés pour l’apprentissage de la physique au niveau collégial, les structures favorisant l’apprentissage et les utilisations probables de ces structures ;

• définir un outil d’évaluation simple, permettant d’obtenir une mesure de l’utilisation d’un manuel ;

• évaluer, à l’aide de cet outil, l’utilisation d’un manuel de physique par les étudiants.

Comme pour les stratégies d’étude, le questionnaire fera l’objet d’une évaluation critique,

afin de déterminer s’il peut facilement servir d’outil d’évaluation simple pour des

professeurs.

p. 7

3. MÉTHODOLOGIE EMPLOYÉE


Dans un premier temps, quelques dimensions liées à l’apprentissage de la physique et à la

performance lors d’une évaluation furent identifiées. Cette identification se fit sur la base

de l’expérience personnelle d’enseignant des chercheurs, des résultats de la recherche, en

psychologie cognitive, dans le domaine de la résolution de problèmes.

À la suite de cette identification, différentes stratégies pouvant être proposées à des

étudiants furent développées de manière à, possiblement, améliorer la performance d’un

étudiant à une évaluation. Ces différentes stratégies se basent sur l’expérience des

chercheurs comme enseignant, mais aussi comme apprenant, et sur les résultats de la

recherche dans les domaines de l’apprentissage et de l’expertise.

Une fois ces stratégies développées, trois courts questionnaires, fournis en annexe

(annexes 1, 2 et 3), furent distribués après chacun des deux examens intratrimestriels et

de l’examen final à des étudiants de deuxième année, inscrits dans le programme

Sciences de la nature, suivant le cours Physique NYB (Électricité et magnétisme) et

utilisant le manuel Physique 2 : Électricité et magnétisme de Benson et al. (1999a). Les

premières questions visaient à amener l’étudiant à se questionner sur ses objectifs et sur

la possibilité qu’il a de les atteindre. Ces questions le préparent donc à identifier ses

besoins. La deuxième partie du questionnaire lui demandait alors d’évaluer pour quelle

dimension de son apprentissage ses besoins étaient les plus importants.

Le questionnaire était remis aux étudiants lors du cours suivant le premier examen

intratrimestriel. Ils avaient de cinq à dix minutes pour répondre aux questions. Un

questionnaire semblable fut distribué, de la même manière que le premier, à la suite du

deuxième examen intratrimestriel. Pour l’examen final, le questionnaire accompagnait

leur copie d’examen.

p. 8

Après le premier examen intratrimestriel, au même moment où on leur distribuait le

premier questionnaire sur leurs objectifs et besoins, un court texte sur les stratégies

d’apprentissage leur était aussi remis. Ce texte est disponible en annexe (annexe 4).

L’enseignant qui distribuait le document ne devait pas expliquer le contenu du document,

mais simplement identifier l’objectif visé : c.-à-d. fournir aux étudiants des stratégies

pour améliorer leur performance lors des évaluations. Les stratégies proposées étaient en

lien direct avec les besoins d’apprentissage apparaissant sur le questionnaire concernant

les objectifs et besoins.

Dans le dernier questionnaire sur les objectifs et besoins, on demandait à l’étudiant s’il

avait cherché à utiliser au moins une des stratégies présentées au cours de la session. On

lui demandait, dans l’affirmative, d’identifier ces stratégies parmi une liste identique à

celles montrées dans les questionnaires distribués après les deux examens

intratrimestriels.


Pour évaluer l’utilisation du manuel par les étudiants en physique de niveau collégial, une

grille fut distribuée à des étudiants du programme Sciences de la nature, inscrits au cours

Physique NYC (Ondes, optique et physique moderne). Ils utilisent tous le manuel

Physique 3 : ondes, optique et physique moderne de Benson et al. (1999b).

Ces étudiants sont séparés selon leur profil d’étude à l’intérieur du programme. Les deux

profils d’étude sont : Sciences pures et appliquées et Sciences de la santé et de la vie.

L’étudiant devait cocher s’il avait utilisé le manuel d’une certaine façon pour chaque

section à l’étude, pour la période déterminée. Cette période couvrait environ 5 semaines

et se situait entre les deux examens intratrimestriels. La grille comptait ainsi dix

colonnes, correspondant à dix différents types d’utilisation du manuel, et un nombre de

rangées correspondant au nombre de sections à l’étude pour la période déterminée. Un

exemple de cette grille est disponible en annexe (annexe 5).

p. 9

À chaque type d’utilisation est associé un code. Les codes ont été modifiés, à la suite de

l’étude, mais pas les types d’utilisation. Le tableau 3.1 présente les types d’utilisation

évalués et les codes qui leur sont associés.

Tableau 3.1 : Présentation des types d’utilisation d’un manuel de physique évalués dans

l’étude et leurs codes associés.

Code du type

d’utilisation Type d’utilisation du manuel

L-AV Lire la section avant le cours.

L-AP Lire la section après le cours.

L-IN Lire la section avant l’intra.

L-EX Lire des exemples résolus de la section.

L-S Lire le solutionnaire.

F-EX Faire des exemples résolus de la section.

F-R Faire des questions de révision.

F-Q Faire des questions de compréhension.

F-E Faire des exercices.

F-P Faire des problèmes.

Ces dix types d’utilisation sont regroupés en deux grandes catégories : les utilisations

plus passives (lire : L-) et les utilisations plus actives (faire : F-).

Des grilles à peu près semblables furent distribuées aux sessions Hiver 2001 et Hiver

2002, à des étudiants du programme Sciences de la nature, inscrits au Collège André-

Grasset. Ces étudiants suivaient tous le troisième et dernier cours de physique du niveau

collégial, et avaient comme manuel le livre de Benson et al. (1999b) intitulé Physique 3 :

ondes, optique et physique moderne. Les étudiants suivaient le cours avec des

professeurs différents. C’est pour cette raison que les grilles à remplir ne comportaient

pas tout à fait le même nombre de sections. Elles comportaient cependant les mêmes

types d’utilisation.

p. 10

Cette grille, une fois remplie, permet d’évaluer combien d’étudiants ont utilisé le manuel,

pour chaque type d’utilisation, pour chacune des sections couvertes entre les deux

examens intratrimestriels.

Il est possible que les étudiants, en remplissant la grille, aient surévalué leur utilisation du

manuel. Ils pouvaient avoir peur que ces résultats influencent leur évaluation pour le

cours. La première année d’étude, les étudiants devaient inscrire leur nom sur la feuille.

Pour la deuxième année, ils devaient maintenant n’inscrire que les chiffres de leur code

permanent. Les résultats obtenus montrent cependant qu’il n’y a pas d’effet apparent

notable lié à l’identification.

p. 11

4. RÉSULTATS


4.1.1 Dimensions de l’apprentissage et de la performance

L’objectif principal étant de fournir des stratégies d’étude aux étudiants, une revue de la

littérature permis de faire ressortir les dimensions les plus importantes pour lesquelles on

était en mesure de fournir aux étudiants des stratégies pour qu’ils améliorent leur

performance. Deux champs du savoir en psychologie cognitive sont particulièrement

intéressant pour l’apprentissage de la physique : la résolution de problèmes et le

développement de l’expertise.

La résolution de problèmes

La résolution de problèmes, selon les cognitivistes, devrait se situer au centre de la

démarche d'apprentissage (Anderson, 2000a ; Tardif, 1997 et 1999). Elle permet à

l'étudiant d'intégrer directement ses apprentissages à l'intérieur d'un contexte et de les

confronter immédiatement à des situations réelles.

La résolution de problèmes est définie comme la recherche d'une séquence d'opérations

cognitives orientées vers un but (Anderson, 2000a ; Perkins, 1995 ; Perkins et Salomon,

1989 ; Glaser, 1991 ; Tardif, 1997).

p. 12

Pour qu'il y ait problème, selon Tardif (1997), il faut essentiellement que celui-ci possède

quatre caractéristiques :

1. qu'un état initial soit défini ;

2. que le but (état final) soit défini ;

3. que l'ensemble des solutions possibles se situe à l'intérieur d'un espace de dimensions finies (c.-à-d. que ce ne sont pas toutes les démarches de résolutions qui permettent de résoudre le problème) ;

4. qu'il y ait plus d'une opération à effectuer pour aller de l'état initial à l'état final (résoudre le problème).

La figure 4.1 représente schématiquement la résolution de problèmes.

Représentation

Espace du problème

Initial Final

Évaluation

Recherche dans l’espacedu problème

Base de connaissances

Représentation

Espace du problème

Initial Final

Évaluation

Recherche dans l’espacedu problème

Base de connaissances

Figure 4.1 : Représentation schématique de la résolution de problèmes

Après s'être représenté le problème, l'apprenant consulte sa base de connaissances

déclaratives, procédurales et conditionnelles afin de sélectionner des stratégies globales

de résolution. Il cheminera ensuite le long d'une de ces stratégies en faisant le point, à

chaque étape, afin de rediriger continuellement sa progression (Glaser, 1991). Cette

p. 13

réévaluation continuelle de sa démarche constitue une stratégie métacognitive. Dans

certains cas, il aura recours, dans le cas de problèmes plus complexes, à différentes

stratégies cognitives comme, par exemple, la division d’un problème en sous-problème.

La résolution de problèmes en physique est malheureusement considérée, par les novices,

comme la recherche de la bonne formule pour résoudre le problème. Cette perception

provient du type d’évaluation à laquelle sont souvent soumis les apprenants. Trop

souvent, les évaluations de la performance reposent sur la résolution de problèmes

simples, où on n’a qu’à identifier l’équation contenant à la fois les variables connues et

celle recherchée. On vérifie plutôt, dans ce genre d’évaluation, la capacité à activer et à

utiliser une connaissance procédurale.

La résolution de problèmes est la recherche, dans l’espace d’un problème, d’une série

d’opérations qui permettront, à partir de l’état initial, d’atteindre un état final.

L’apprenant doit donc se déplacer à travers cet espace. Pour ce faire, il doit

essentiellement :

• maîtriser les notions de base en lien avec l’espace du problème, soit utiliser des connaissances déclaratives et procédurales ;

• savoir, à partir d’un endroit donné de l’espace du problème, quelles connaissances il peut utiliser pour aller à un autre endroit, soit l’utilisation de connaissances conditionnelles ;

• connaître l’étendue de cet espace et le modifier au besoin, soit utiliser des stratégies cognitives ;

• évaluer si sa démarche l’amène à l’état final, soit utiliser des stratégies métacognitives.

En somme, la résolution de problèmes demande l’utilisation de chacune des catégories de

connaissances. En physique, certains éléments de la résolution ont une importance

vitale : la représentation schématique du problème, la maîtrise de connaissances en

mathématiques et le modèle mental du problème.

La représentation schématique d’un problème permet, dans le domaine de la physique,

une résolution rigoureuse du problème. En faisant apparaître les différentes dimensions

p. 14

physiques du problème, représentées par des variables, il devient possible de voir plus

aisément des relations entre ces variables et, ainsi, de « mathématiser » le problème.

La maîtrise des connaissances déclaratives et procédurales devient alors vitale pour la

suite de la résolution. Il faut aussi que l’apprenant soit en mesure d’évaluer si un outil

mathématique particulier doit être ajouté à l’espace du problème. Par exemple, si on

cherche une valeur optimale dans un problème, on doit savoir que la dérivée d’une

fonction donne la variation de cette fonction et que, lorsque celle-ci vaut zéro, on a trouvé

un maximum ou un minimum.

Le développement de l ’expertise

Selon Dreyfus et Dreyfus (1986), on peut définir cinq étapes pour passer de novice à

expert : novice, débutant avancé, compétent, doué, expert.

Glaser (1991) définit en détail les différences entre un novice et un expert. On les

retrouve principalement :

• dans la base de connaissances spécifiques au domaine d’expertise ;

• dans l’analyse d’un problème, c’est-à-dire dans la perception, l’organisation et la représentation des éléments du problème ;

• au niveau des processus métacognitifs mis en branle ;

• au niveau de l’efficacité de l’application des règles procédurales.

Salthouse (1991) ajoute que l’expertise permet à un individu de dépasser les limites

habituelles de traitement de l’information. L’expert sait reconnaître des structures plus

globales d’information. Sa perception est plus sélective et il est moins distrait par des

éléments d’importance secondaire.

Selon Rasmussen et al. (1994), le développement de l’expertise s’accompagne d’un

déplacement des connaissances de l’explicite vers l’implicite. Ce changement peut

amener le futur expert à commettre des erreurs au moment où il doit réagir rapidement. Il

aura tendance, pour des passages difficiles, à revenir aux connaissances explicites alors

qu’il fonctionne au niveau implicite.

p. 15

On retrouve des éléments semblables chez les experts-apprenants.

L’expertise en apprentissage

Glaser (1991) décrit les différences entre les experts et les novices dans l’acquisition de

connaissances. D’abord, un expert-apprenant, ou encore un bon novice, sait :

• qu’il sait ou qu’il ne sait pas quelque chose ;

• l’étendue de ses connaissances ;

• l’étendue de son ignorance ;

• ce qu’il devrait connaître ;

• qu’il existe des stratégies pour connaître plus efficacement.

De plus, pour devenir rapidement un expert, l’expert-apprenant :

• est conscient de la différence entre connaître et comprendre et utilise de bonnes stratégies d’apprentissage ;

• est conscient qu’il faut réaliser les problèmes et les exemples du livre dans le désordre et tente de décontextualiser les problèmes et de réfléchir sur ses solutions ;

• sait reconnaître quand il n’a pas compris et demande de l’aide et sait déterminer si l’aide a répondue à son problème ;

• reconnaît qu’il est difficile de distinguer ce qui est important et cherche à faire des synthèses et des analyses des contenus.

D’autres recherches ont permis d’identifier les différences entre experts et novices dans le

domaine de la physique et de son apprentissage.

Les travaux de Larkin et al. (1980), sur des modèles informatiques de résolution de

problèmes en physique, ont permis de dégager deux distinctions fondamentales entre les

novices forts et les novices faibles en physique soit :

• les stratégies employées pour choisir les principes physiques ;

• le degré d’automatisation dans l’exécution des tâches.

p. 16

S’intéressant aussi aux différences entre novices forts et novices faibles, DeJong et

Fergusson-Hessler (1986) ont cherché à déterminer les différences entre ceux-ci quant à

leurs structures cognitives. Ils ont, pour ce faire, étudié comment ces novices classaient

différents problèmes de physique. Les novices forts classaient les problèmes selon le

type de solution requise, alors que les novices faibles les classaient en fonction de leurs

caractéristiques apparentes.

En ce qui concerne les différences entre novices et experts, Chi et al. (1981) ont exploré

comment ceux-ci catégorisaient et se représentaient les problèmes. Ils ont découvert que

les experts partaient des principes physiques utilisés pour se représenter et résoudre le

problème, alors que les novices se fiaient aux caractéristiques apparentes du problème

pour construire leur représentation ainsi que leur solution.

Snyder (2000) est allé plus loin en étudiant comment des novices, des experts et des

compétents, classaient des problèmes de physique. Les classifications des experts étaient

hiérarchisées selon les théories requises pour la résolution. Celles des novices étaient

davantage dirigées par les modèles conceptuels présentés dans chaque problème.

Ces différences peuvent être exploitées pour favoriser l’apprentissage de la physique. Par

exemple, Mestre et al. (1993) ont amené des étudiants à utiliser un canevas de résolution

exploitant les caractéristiques des résolutions de problèmes d’experts. Ils ont observé une

amélioration importante dans la qualité des solutions des apprenants qui avaient adopté le

canevas. Ils ont aussi noté de meilleurs résultats lors de la résolution de problèmes.

p. 17

Ces résultats de la recherche, ainsi que l’expérience d’enseignement en physique des

chercheurs, ont permis d’identifier six dimensions pour lesquelles on était en mesure de

fournir à des étudiants des stratégies d’étude pouvant leur permettre d’améliorer leur

performance lors d’évaluations, soient :

§ l’exactitude des réponses : commettre moins d’erreurs de calcul ou être plus à l’aise pour trouver une valeur numérique à l’aide de la calculatrice ;

§ la rapidité d’exécution : diminuer le temps nécessaire pour résoudre un problème ;

§ l’organisation de la démarche de résolution : rédiger des solutions mieux structurées ou élaborer plus rapidement une stratégie globale de résolution pour un problème donné ;

§ l’utilisation correcte des outils mathématiques : commettre moins d’erreurs d’algèbre dans une résolution ou être plus à l’aise avec l’utilisation du calcul différentiel ou intégral pour résoudre un problème ;

§ la compréhension des phénomènes physiques : posséder une meilleure compréhension des phénomènes physiques et de leurs applications ;

§ la rétention des données importantes : améliorer la mémorisation de données importantes.

Les stratégies développées sont élaborées à la section suivante.

4.1.2 Stratégies développées

L’ensemble des stratégies développées se retrouve résumé dans le programme

d’entraînement fourni aux étudiants, disponible en annexe (annexe 4).

p. 18

4.1.3 Besoins identifiés

La compilation des questionnaires a permis de faire ressortir clairement certains besoins

d’apprentissage. Les graphiques 4.1 et 4.2 résument ces résultats, à la suite du premier et

du second examen intratrimestriel.

Exactitude6% Rapidité

3%

Organisation17%

Mathématisation1%

Compréhension66%

Rétention5%

Abstentions2%

Graphique 4.1 : Répartition en pourcentage des besoins identifiés chez 109 étudiants à la

suite du premier examen intratrimestriel.

p. 19

Exactitude10%

Rapidité6%

Organisation16%

Mathématisation5%

Compréhension59%

Rétention3%

Abstentions1%

Graphique 4.2 : Répartition en pourcentage des besoins identifiés chez 109 étudiants à

la suite du deuxième examen intratrimestriel.

On voit tout de suite que deux dimensions ressortent clairement, en ce qui a trait aux

besoins identifiés après les examens intratrimestriels. Les résultats sur les stratégies

utilisées sont maintenant présentés.

4.1.4 Utilisation des stratégies

Dans un premier temps, les résultats du questionnaire sur l’utilisation de stratégies au

cours de la session furent compilés. Ensuite, la répartition des stratégies utilisées chez les

étudiants utilisant ces stratégies fut compilée. Le tableau 4.1 présente le pourcentage

d’étudiant ayant utilisé une ou plusieurs de ces stratégies.

p. 20

Tableau 4.1 :

Nombre de

stratégies

utilisées

Pourcentage d’étudiant ayant

utilisé ce nombre de stratégies au

cours de la session

(Ntot = 86)

% (N)

0 59 (51)

1 17 (15)

2 27 (23)

3 9 (8)

4 8 (7)

5 2 (2)

6 0 (0)

Il ressort que 41 % des étudiants ayant participé à l’étude ont utilisé une ou plusieurs des

stratégies présentées.

Le graphique 4.3 présente la répartition, en pourcentage, des stratégies employées par les

étudiants.

p. 21

Exactitude9%

Rapidité16%

Organisation17%

Mathématisation13%

Compréhension30%

Rétention13%

Abstentions2%

Graphique 4.3 : Répartition en pourcentage des stratégies utilisées, pour les étudiants en

ayant utilisé, au cours de la session Automne 2002.

On distingue rapidement, sur ce dernier graphique, que l’utilisation des stratégies semble

répartie beaucoup plus également que les besoins identifiés par les étudiants après chacun

des examens intratrimestriels. L’ensemble de ces résultats sera cependant analysé plus en

détail dans la section Discussion.

p. 22


Pour l’année 2001, 111 étudiants ont participé à cette étude : 48 du profil Sciences pures

et appliquées et 63 du profil Sciences de la santé et de la vie. Pour l’année 2002, 113

étudiants ont participé à l’étude, mais répartis de manière fort différente : 22 du profil

Sciences pures et appliquées et 91 du profil Sciences de la santé et de la vie.

Les résultats obtenus pour cette partie de l’étude sont ici présentés, pour chaque année.

4.2.1 Résultats pour l’année 2001

Le tableau 4.2 permet de voir combien d’étudiants ont choisi un type d’utilisation pour au

moins 50 % des sections à l’étude, lors de la première année de l’étude.

p. 23

Tableau 4.2 : Pourcentage d’étudiants de chaque profil, pour le cours Physique NYC de

la session Hiver 2001, ayant utilisé le manuel, pour chaque type d’utilisation, pour au

moins 50 % des sections couvertes au deuxième examen intratrimestriel.

Modes

d’utilisation

Sciences pures et

appliquées

(Ntot = 48)

Sciences de la santé

et de la vie

(Ntot = 63)

Total

(Ntot = 111)

% (N) % (N) % (N)

L-AV 4 (2) 6 (4) 5 (6)

L-AP 17 (8) 33 (21) 26 (29)

L-IN 52 (25) 92 (58) 75 (83)

L-EX 54 (26) 81 (51) 69 (77)

L-S 29 (14) 57 (36) 45 (50)

F-EX 25 (12) 56 (35) 42 (47)

F-R 15 (7) 35 (22) 26 (29)

F-Q 23 (11) 73 (46) 51 (57)

F-E 52 (25) 68 (43) 61 (68)

F-P 13 (6) 25 (16) 20 (22)

Moyenne 28 (14) 53 (33) 42 (47) L-AV : lire la section avant le cours ; L-AP : lire la section après le cours ; L-IN : lire la section avant l’intra ; L-EX : lire des exemples résolus de la section ; L-S : lire le solutionnaire ; F-EX : faire les exemples résolus de la section ; F-R : faire les questions de révision ; F-Q : faire les questions de compréhension ; F-E : faire les exercices ; F-P : faire les problèmes.

Les résultats obtenus pour l’année suivante seront maintenant présentés. Ils pourront être

comparés dans la Discussion.

4.2.2 Résultats pour l’année 2002

Le tableau 4.3 résume les résultats obtenus et permet de distinguer les types d’utilisation

préférés par les étudiants, qui les ont choisis pour au moins 50 % des sections à l’étude.

p. 24

Tableau 4.3 : Pourcentage d’étudiants de chaque profil, pour le cours Physique NYC de

la session Hiver 2002, ayant utilisé le manuel, pour chaque type d’utilisation, pour au


Modes

d’utilisation

Sciences pures et

appliquées

(Ntot = 22)

Sciences de la santé

et de la vie

(Ntot = 91)

Total

(Ntot = 113)

% (N) % (N) % (N)

L-AV 9 (2) 4 (4) 5 (6)

L-AP 45 (10) 26 (24) 30 (34)

L-IN 68 (15) 80 (73) 78 (88)

L-EX 68 (15) 81 (74) 79 (89)

L-S 45 (10) 55 (50) 53 (60)

F-EX 45 (10) 59 (54) 57 (64)

F-R 64 (14) 75 (68) 73 (82)

F-Q 68 (15) 87 (79) 83 (94)

F-E 36 (8) 45 (41) 43 (49)

F-P 41 (9) 48 (44) 47 (53)

Moyenne 49 (11) 56 (51) 62 (55) L-AV : lire la section avant le cours ; L-AP : lire la section après le cours ; L-IN : lire la section avant l’intra ; L-EX : lire des exemples résolus de la section ; L-S : lire le solutionnaire ; F-EX : faire les exemples résolus de la section ; F-R : faire les questions de révision ; F-Q : faire les questions de compréhension ; F-E : faire les exercices ; F-P : faire les problèmes.

L’ensemble de ces résultats fera l’objet d’une analyse détaillée dans la Discussion.

p. 25

5. DISCUSSION

Dans un premier temps, les résultats obtenus pour les besoins concernant l’apprentissage

chez les étudiants, et leur utilisation des stratégies d’étude, seront analysés et discutés.

Ensuite, les résultats en ce qui concerne l’utilisation d’un manuel de physique seront

comparés, selon les années et les profils d’étude, puis analysés et discutés.


Les stratégies d’étude développées possèdent, en raison des résultats de la recherche en

psychologie cognitive, une validité apparente forte. L’effet réel de leur utilisation

systématique par des étudiants dans le cadre d’un cours de physique devrait néanmoins

faire l’objet d’activités de recherche.

Les besoins identifiés par les étudiants, à la suite d’un examen intratrimestriel, peuvent

être fortement influencés par la forme que prend cette évaluation. Les deux examens

ayant à peu près la même forme, on s’attend à ce que les besoins identifiés soient les

mêmes.

Une baisse notable pour un de ces besoins pourrait nous indiquer soit qu’il a été comblé

par l’utilisation adéquate d’une stratégie d’étude, soit que l’examen suivant exigeait une

moins grande maîtrise de cette dimension.

Le tableau 5.1 met en relation les résultats obtenus après chacun des examens

intratrimestriels et l’utilisation, par les étudiants, des stratégies d’étude fournies par les

chercheurs.

p. 26

Tableau 5.1 : Comparaison entre les besoins identifiés après chacun des deux examens

intratrimestriels et de l’utilisation de stratégies, pour chacune des dimensions de

l’apprentissage à l’étude.

Dimensions

Besoins identifiés après le premier

examen intratrimestriel

(Ntot = 109)

Besoins identifiés après le deuxième

examen intratrimestriel

(Ntot = 109)

Utilisation d’une

stratégie au cours de la

session (Ntot = 127)

% (N) % (N) % (N) Abstentions 2 (2) 1(1) 2 (2)

Exactitude des réponses 6 (6) 10 (11) 9 (12)

Rapidité d’exécution 3 (3) 6 (7) 16 (20)

Organisation de la démarche 17 (19) 16 (17) 17 (22)

Utilisation des outils

mathématiques 1 (1) 5 (5) 13 (16)

Compréhension des phénomènes

physiques 67 (73) 60 (65) 30 (38)

Rétention des données importantes

5 (5) 3 (3) 13 (17)

On note d’abord que les besoins identifiés varient très peu à la suite de chacun des

examens intratrimestriels. Ces résultats indiquent donc une certaine stabilité quant aux

exigences de ces évaluations, et une constance dans la perception des étudiants, à propos

de leurs besoins.

Les étudiants identifient la compréhension des phénomènes physiques comme leur besoin

le plus important. La baisse de sept pour cent observée entre les deux évaluations peut

être attribuée à l’adaptation après le premier examen. En effet, ce dernier les surprend

très souvent. Ils s’attendent en général d’un examen de physique qu’il demande de

résoudre des petits problèmes, en incorporant simplement des chiffres dans des formules.

Ils découvrent, lors du premier examen, qu’il faut aussi très bien comprendre les

p. 27

phénomènes physiques et leurs relations pour pouvoir répondre adéquatement aux

questions qui leurs sont posées.

Les résultats obtenus ont d’ailleurs confirmé l’opinion des chercheurs qu’il est plus que

nécessaire d’indiquer clairement ce qui est attendu d’eux à l’évaluation et qu’il faut

redoubler d’effort en ce qui concerne ce cours.

Ces résultats indiquent qu’il y a lieu de se questionner sur ce qui est exigé des étudiants

lors des examens intratrimestriels de ce cours. En effet, ceux-ci semblent évaluer

principalement, et peut-être seulement, la compréhension des phénomènes et peut-être

pas assez les autres aspects de la discipline.

Les résultats du tableau 4.1, indiquant que 41 % des étudiants ayant participé à l’étude,

sont prometteurs. Les stratégies n’ayant pas été vantées outre mesure, il est intéressant de

voir qu’un aussi grand nombre d’étudiants, soucieux de leur réussite, ait fait l’effort de

s’approprier ces stratégies, sans qu’elles n’aient été présentées ou utilisées en classe.

L’utilisation en classe de telles stratégies permettrait d’augmenter l’adhésion des

étudiants et d’en améliorer l’utilisation.

Même si 67 et 60 % des étudiants ont identifié la compréhension des phénomènes

physique comme leur besoin prioritaire, on ne note, chez les étudiants ayant utilisé des

stratégies, que 30 % d’utilisation. On remarque une nette différence quant à la répartition

des besoins et l’utilisation de stratégies associées directement à ces besoins. Cette

différence s’explique mal, mais serait atténuée dans le cadre d’une utilisation explicite,

dans le cadre d’un cours, avec la participation active du professeur.

Retour sur le questionnaire

L’utilisation, en classe et après les examens intratrimestriels et finaux, s’est avéré simple

et les résultats faciles à compiler. Le questionnaire est donc un outil simple et pratique,

pouvant être utilisé par des professeurs à l’intérieur d’une session pour obtenir différents

résultats.

p. 28

Le questionnaire concernant les besoins peut servir aussi aux étudiants. Il leur offre la

possibilité de se questionner sur leurs besoins comme apprenants, face à des évaluations.

Il agit ainsi comme aide à la métacognition. Il les oriente vers une utilisation

personnalisée des stratégies d’étude fournies.

Il peut être utilisé par les professeurs. Il permettra d’évaluer les besoins des étudiants en

relation avec les évaluations auxquelles ils doivent faire face. Il fournira aussi des

renseignements sur les dimensions évaluées par les moyens d’évaluation utilisés et

permettra d’identifier certains déséquilibres.

Finalement, le questionnaire sur les stratégies employées permettra d’évaluer dans quelle

mesure les étudiants utilisent les stratégies présentées. Selon les résultats obtenus, ils

pourront décider de modifier la présentation de certaines stratégies ou encore les

stratégies elles-mêmes.


Les résultats obtenus à l’aide des grilles d’utilisation des manuels et résumés par les

tableaux 4.2 et 4.3 seront maintenant discutés en comparant d’abord, pour chaque profil,

les résultats de chaque année. Ces résultats permettront d’identifier si les utilisations du

manuel demeurèrent stables sur deux ans et de caractériser l’utilisation du manuel par des

étudiants appartenant à des profils différents.

Seront ensuite discutés les résultats compilés de chaque année, pour chacun des profils.

Ceux-ci permettront une comparaison pour deux années, des différences entre les

utilisations du manuel selon le profil des étudiants.

Le résultat de ces comparaisons mènera à une comparaison globale, pour l’ensemble des

deux années, de l’utilisation du manuel faite par les étudiants des profils Sciences pures

et appliquées et Science de la santé et de la vie.

Finalement, un portrait global de l’utilisation du manuel sera dressé et discuté.

p. 29

5.2.1 Comparaison, pour chaque profil, entre les années 2001 et 2002

Les profils Sciences pures et appliquées et Sciences de la santé et de la vie n’utilisent pas

nécessairement le manuel de la même façon. Mais avant d’étudier les différences entre

ces profils, il importe de confirmer si l’utilisation du manuel demeure relativement stable

d’année en année. L’étude ne portant que sur deux années, les conclusions que l’on peut

en tirer ici demeurent limitées.

Le profi l Sciences pures et appliquées

Ce profil s’adresse à des étudiants se dirigeant vers des études en mathématiques, en

physique, en chimie, en architecture et en génie. On retrouve aussi quelques étudiants se

dirigeant vers des études en finances et en commerce. Ce profil compte un peu moins

d’étudiants que le profil Sciences de la santé et de la vie.

p. 30

Le graphique 5.1 présente les résultats obtenus pour les années 2001 et 2002.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

L-AV L-AP L-IN L-EX L-S F-EX F-R F-Q F-E F-P

Type d'utilisation

Pour

cent

age

d'ét

udia

nts

20012002

Graphique 5.1 : Pourcentage d’étudiants du profil Sciences pures et appliquées, pour le

cours Physique NYC, pour les sessions Hiver 2001 et Hiver 2002, ayant utilisé le manuel,

pour chaque type d’utilisation, pour au moins 50 % des sections couvertes au deuxième

examen intratrimestriel.

La première différence majeure entre ces deux années consiste en une utilisation plus

élevée du manuel, et ce pour tous les types d’utilisation. Le groupe de l’année 2002 étant

très petit (22 étudiants), il est très difficile de tirer des conclusions générales à propos de

leur utilisation du manuel.

Les étudiants préfèrent lire les exercices résolus plutôt que les faire. Cependant, une

assez grande proportion d’entre eux fait des exercices, des problèmes, des questions de

révision ou de compréhension.

Le groupe de 2002 travaille, quant à lui, beaucoup plus sur les questions de révision et de

compréhension que celui de l’année précédente. Cette différence marquée vient du fait

que le professeur de l’année 2002 a mis l’accent sur la réalisation de ce type de question

p. 31

dans le cadre du cours. Ainsi, beaucoup de ces questions furent exécutées en classe, avec

le professeur.

Le profi l Sciences de la vie et de la santé

Les étudiants de ce profil se dirigent principalement vers des études en biologie, en

microbiologie, en biochimie, en médecine et en physiothérapie.

Le graphique 5.2 présente les résultats obtenus pour les années 2001 et 2002.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Type d'utilisation

Pour

cent

age

d'ét

udia

nts

20012002

Graphique 5.2 : Pourcentage d’étudiants du profil Sciences de la vie et de la santé, pour

le cours Physique NYC, pour les sessions Hiver 2001 et Hiver 2002, ayant utilisé le manuel,

pour chaque type d’utilisation, pour au moins 50 % des sections couvertes au deuxième

examen intratrimestriel.

L’utilisation du manuel par les étudiants de ce profil est relativement stable sur les deux

années. On remarque cependant deux différences majeures pour les types d’utilisation

Faire les questions de révision et Faire les problèmes. Cependant, cette dernière hausse

est compensée par une baisse pour le type d’utilisation Faire des exercices. Ces deux

p. 32

catégories étant très proches, les professeurs de ce profil ont peut-être déplacé légèrement

leurs exigences entre ces types d’utilisation.

Une très forte proportion d’étudiants utilise le manuel pour la majorité des types

d’utilisation, en particulier pour Lecture avant l’intra, Lecture des exemples résolus et

Faire les exercices.

5.2.2 Comparaison entre les profils

Existe-t-il des différences importantes entre les deux profils ? Les graphiques 5.4, 5.5 et

5.6, présentant ces différences pour les années 2001, 2002 et pour les deux années réunies

permettront de répondre à cette question.

p. 33

L’année 2001

Le graphique 5.4 permet de bien voir les différences d’utilisation entre les deux profils

pour l’année 2001.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Type d'utilisation

Pour

cent

age

d'ét

udia

nts

Pures et appliquéesVie et santé

Graphique 5.4 : Pourcentage d’étudiants de chaque profil, pour le cours Physique NYC

de la session Hiver 2001, ayant utilisé le manuel, pour chaque type d’utilisation, pour au


Pour cette année, une différence marquée existe entre les deux profils. Les étudiants du

profil Sciences pures et appliquées utilisent beaucoup moins le manuel que ceux du profil

Sciences de la santé et de la vie, et ce, pour l’ensemble des types d’utilisation.

La différence la plus faible entre les deux profils se trouve dans Faire des exercices.

p. 34

L’année 2002

Le graphique 5.5 permet de bien voir les différences d’utilisation entre les deux profils

pour l’année 2002.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Type d'utilisation

Pour

cent

age

d'ét

udia

nts



de la session Hiver 2002, ayant utilisé le manuel, pour chaque type d’utilisation, pour au


Les différences d’utilisation par les deux profils sont beaucoup moins marquées que pour

la session Hiver 2001. Le profil Sciences pures et appliquées présente toutefois une

utilisation moindre du manuel, sauf pour Lecture après le cours.

Pour cette année, l’utilisation du manuel pour les catégories Faire les questions de

révision et Faire les questions de compréhension est cependant un peu plus élevée, pour

les deux profils, que pour les catégories Lire avant l’intra et Lire les exemples résolus.

Ce comportement est fort différent de celui de l’année précédente où une utilisation plus

passive du manuel était fort apparente.

p. 35

Pour l ’ensemble des deux années

L’ensemble des résultats des deux profils peut maintenant être compilé pour voir si, sur

deux années, l’utilisation du manuel comporte toujours des différences.

Le graphique 5.6 permet de voir les différences d’utilisation entre les deux profils pour

les années 2001 et 2002 réunies.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Type d'utilisation

Pour

cent

age

d'ét

udia

nts



des sessions Hiver 2001 et Hiver 2002 réunies, ayant utilisé le manuel, pour chaque type

d’utilisation, pour au moins 50 % des sections couvertes au deuxième examen

intratrimestriel.

Comme dans l’étude pour chaque année, le profil Sciences pures et appliquées présente

une utilisation moindre du manuel que le profil Sciences de la santé et de la vie, pour

l’ensemble des types d’utilisation.

Les profils de leur utilisation du manuel présentent des allures très semblables, avec

comme exception Faire des questions de compréhension. Cet écart vient principalement

des résultats de l’année 2001.

p. 36

Peut-on dire, à partir de ces résultats comparés, que le profil Sciences de la santé et de la

vie travaille davantage que le profil Sciences pures et appliquées? Les étudiants du

premier profil cherchent à se diriger, pour la plupart, vers des facultés contingentées. Ils

se doivent donc d’obtenir de meilleurs résultats, même si leur intérêt pour la discipline

devrait, normalement, être moindre que pour les étudiants du profil Sciences pures et

appliquées. Ces étudiants montrent une utilisation beaucoup plus pragmatique du

manuel, surtout pour les étudiants de l’année 2001.

On ne peut cependant comparer leurs résultats obtenus aux évaluations, puisqu’elles sont

différentes pour chaque profil.

L’ensemble des résultats obtenus pour les deux profils permet maintenant de dresser un

profil global de l’utilisation du manuel, qui sera ensuite discuté.

5.2.3 Profil global d’utilisation du manuel

Le tableau 5.7 présente les résultats globaux obtenus quant à l’utilisation du manuel par

des étudiants du programme Sciences de la nature, pour les sessions Hiver 2001 et Hiver

2002. On y présente, une fois de plus, le pourcentage d’étudiants ayant utilisé le manuel

Physique 3 : ondes, optique et physique moderne de Benson et al. (1999b), pour chaque

type d’utilisation, pour au moins 50 % des sections couvertes au deuxième examen

intratrimestriel.

p. 37

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Type d'utilisation

Pour

cent

age

d'ét

udia

nts

Graphique 5.7 : Pourcentage d’étudiants du programme Sciences de la nature, les deux

profils réunis, pour le cours Physique NYC des sessions Hiver 2001 et Hiver 2002, ayant

utilisé le manuel, pour chaque type d’utilisation, pour au moins 50 % des sections

couvertes au deuxième examen intratrimestriel.

Les types d’utilisation les plus populaires sont : la lecture des sections avant l’intra, la

lecture des exemples résolus et la résolution de questions de compréhension. Les moins

populaires sont la lecture des sections avant le cours et après le cours.

On conseille généralement aux étudiants de lire les sections avant le cours, afin de mieux

intégrer les contenus présentés en classe. On observe clairement que cette consigne n’est

pas du tout suivie par les étudiants. On conseille aussi de lire les sections couvertes en

classe peu de temps après le cours et ce, afin d’augmenter la rétention. Encore une fois,

les étudiants ne suivent pas cette consigne.

Ils se fient davantage à la lecture de solutions, présentées dans les exemples résolus, qu’à

la réalisation d’exercices. D’ailleurs, même si le pourcentage d’étudiants exécutant des

exercices est élevé, celui représentant la lecture du solutionnaire, contenant les solutions à

ces exercices, l’est aussi.

p. 38

Cependant, les étudiants prennent le temps de faire des questions de compréhension. Ils

mettent ainsi les efforts, et sont dirigés vers des questions qui assurent qu’ils

comprennent les contenus, plutôt que d’être simplement en mesure de mettre des chiffres

dans des formules. Leurs évaluations contiennent justement une fraction assez élevée (de

20 à 50 %) de questions de compréhension.

Ainsi, les résultats observés indiquent que les étudiants n’utilisent pas le manuel de

manière très rentable.

Retour sur le questionnaire

Le questionnaire était, dans l’ensemble, facile à utiliser. Les directives pour le remplir

correctement sont peu nombreuses et simples. Les étudiants prenaient une dizaine de

minutes pour le remplir. Il ne pourrait cependant pas être rempli à la fin d’un examen,

due sa longueur, mais plutôt au cours suivant.

Il ne pourrait non plus être rempli de semaine en semaine ; puisque les étudiants ont

l’habitude de bachoter, la majorité du travail effectué ne serait disponible que le matin de

l’examen.

La compilation des résultats sur chaque copie est très simple. Cependant, le traitement

des résultats pour l’ensemble des copies est un peu plus ardu, et mériterait qu’on s’attarde

au développement d’un petit logiciel, consacré au traitement et à l’affichage des résultats.

Le questionnaire apporte des résultats intéressant sur l’utilisation du manuel et peut servir

à un professeur pour évaluer, dans une certaine mesure, s’il y a lieu de prendre du temps

pour les amener à l’utiliser correctement. Il peut aussi servir aux concepteurs de

manuels, qui pourraient adapter la présentation des contenus en fonction des modes

d’utilisation privilégiés par les étudiants.

p. 39

6. CONCLUSION

Les objectifs de cette étude, subventionnée par le Programme de recherche et

d’expérimentation du réseau de l’enseignement collégial privé, étaient de développer des

stratégies d’étude et d’évaluer l’utilisation d’un manuel de physique par des étudiants.

La première étude a permis de définir six domaines où on pouvait fournir aux étudiants

des stratégies d’étude. Ces domaines étaient :

• l’exactitude des réponses ;

• la rapidité d’exécution ;

• l’organisation de la démarche de résolution ;

• l’utilisation correcte des outils mathématiques ;

• la compréhension des phénomènes physiques ;

• la rétention des données importantes.

Des stratégies d’étude furent alors développées et présentées aux étudiants. Les résultats

ont montré qu’ils étaient très réceptifs et adhéraient à l’idée de suivre un programme

d’entraînement, même si celui-ci ne faisait pas partie explicitement du cours suivi. Ils

montrèrent aussi que leurs besoins se concentraient autour de la compréhension des

phénomènes physiques. Cependant, leur utilisation des stratégies d’étude ne montrait pas

une telle concentration ; elle était plutôt répartie également sur l’ensemble des stratégies.

L’étude sur l’utilisation d’un manuel de physique a montré que les modes d’utilisation les

plus répandus étaient, dans l’ordre :

• la lecture des sections avant l’examen ;

• la lecture des exemples résolus ;

• l’exécution des exercices suggérés ;

• l’exécution des questions de compréhension.

Ces comportements étaient présents dans les deux groupes. Cependant, les profils

d’utilisation différaient ; les apprenants du groupe Sciences de la santé et de la vie

p. 40

utilisaient beaucoup plus le manuel et semblaient investir beaucoup plus de temps dans

leur apprentissage.

Ces résultats viennent appuyer les travaux, de Chi et al. (1989) et de Mestre et al. (1993),

sur l’apprentissage de la résolution de problèmes à partir d’exemples résolus. En effet,

une majorité d’apprenants se fie sur cette lecture pour apprendre à résoudre des

problèmes de physique. Cette découverte est importante. Les exemples résolus

devraient, si on veut que leur utilisation favorise davantage l’apprentissage de la

résolution de problèmes, permettre d’apprendre :

• comment identifier les caractéristiques importantes d’un problème ;

• à reconnaître s’il s’agit d’un problème classique, requérant une solution directe, ou

d’un problème inusité, requérant une solution complexe, pouvant nécessiter un

transfert de connaissances ;

• comment représenter correctement, à l’aide d’un schéma ou autre, le problème ;

• à sélectionner correctement les bonnes relations physiques permettant de résoudre

le problème ;

• à sélectionner les bons outils mathématiques permettant de résoudre le problème ;

• comment résoudre efficacement le problème ;

• à réfléchir sur le problème résolu, afin d’apprendre de ses erreurs.

On remarque, finalement, que les apprenants utilisent principalement les manuels dans un

mode passif de réception d’informations. Or, cette manière de traiter l’information ne

favorise pas du tout la rétention (Anderson, 2000b). Les manuels devraient tout mettre en

oeuvre pour rendre l’apprenant actif, sans toutefois ralentir de beaucoup sa progression à

travers le contenu.

À la suite de ce travail, il serait pertinent dans un premier temps, de vérifier si l’utilisation

de stratégies d’étude a un effet réel sur les résultats obtenus lors des évaluations. Ensuite,

de vérifier si un manuel présentant une structure mieux adaptée aux besoins des étudiants

verrait son utilisation augmenter, ou permettrait aux étudiants d’atteindre un niveau plus

élevé de maîtrise.

p. 41

7. RÉFÉRENCES ET BIBLIOGRAPHIE

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p. 46

ANNEXE 1 : QUESTIONNAIRE SUR LES OBJECTIFS ET BESOINS APRÈS LE PREMIER INTRA

Chiffres du code permanent : ________________________________

Note : ce questionnaire sera traité de façon anonyme et confidentielle

Quel objectif vous étiez-vous fixé pour le premier intra?

(par exemple : je souhaite obtenir un peu au-dessus de la moyenne)

Croyez-vous avoir atteint cet objectif?

Quel est votre objectif pour le deuxième intra?

Quel est votre objectif pour le cours PHY 201?

p. 47

Parmi les points suivants, cochez celui que vous souhaitez améliorer le plus au cours de

la session :

l’exactitude des réponses : vous souhaitez commettre moins d’erreurs de

calcul ou être plus à l’aise pour trouver une valeur numérique à l’aide de

votre calculatrice.

la rapidité d’exécution : vous souhaitez diminuer le temps que vous

prenez pour résoudre des exercices.

l’organisation de la démarche de résolution : vous souhaitez rédiger des

solutions mieux structurées ou chercher moins longtemps comment

commencer un problème.

l’utilisation correcte des outils mathématiques : vous souhaitez

commettre moins d’erreurs d’algèbre dans vos résolutions ou être plus à

l’aise avec l’utilisation du calcul différentiel ou intégral pour solutionner

un problème.

la compréhension des phénomènes physiques : vous souhaitez posséder

une meilleure compréhension des phénomènes physiques et de leurs

applications.

la rétention des données importantes : vous souhaitez améliorer votre

mémorisation de données importantes.

p. 48

ANNEXE 2 : QUESTIONNAIRE SUR LES OBJECTIFS ET BESOINS APRÈS LE DEUXIÈME INTRA



Quel objectif vous étiez-vous fixé pour le deuxième intra?



Quel est votre objectif pour le final?

Quel est votre objectif pour le cours PHY 201?

p. 49

Parmi les points suivants, cochez celui que vous souhaitez améliorer le plus au cours de

la session :

l’exactitude des réponses : vous souhaitez commettre moins d’erreurs de


votre calculatrice.

la rapidité d’exécution : vous souhaitez diminuer le temps que vous


l’organisation de la démarche de résolution : vous souhaitez rédiger des



l’utilisation correcte des outils mathématiques : vous souhaitez



un problème.

la compréhension des phénomènes physiques : vous souhaitez posséder


applications.

la rétention des données importantes : vous souhaitez améliorer votre


p. 50

ANNEXE 3 : QUESTIONNAIRE SUR LES OBJECTIFS ET BESOINS APRÈS L’EXAMEN FINAL



Quel objectif vous étiez-vous fixé pour l’examen final?



Avez-vous utilisé les méthodes d’entraînement qui vous ont été présentées au milieu de la

session (dans une enveloppe brune)?

p. 51

Si oui, cochez, parmi les éléments de la liste suivante, ceux pour lesquels vous avez

utilisé les techniques d’entraînement présentées :

l’exactitude des réponses : vous souhaitiez commettre moins d’erreurs de


votre calculatrice.

la rapidité d’exécution : vous souhaitiez diminuer le temps que vous


l’organisation de la démarche de résolution : vous souhaitiez rédiger des



l’utilisation correcte des outils mathématiques : vous souhaitiez



un problème.

la compréhension des phénomènes physiques : vous souhaitiez posséder


applications.

la rétention des données importantes : vous souhaitiez améliorer votre


p. 52

ANNEXE 4 : PROGRAMME D’ENTRAÎNEMENT

Dans votre plan de cours, on retrouve des listes d’exercices à réaliser. Nous nous

proposons ici de chercher à donner un peu de structure à ces exercices. Nous cherchons

ainsi à déterminer l’effet de l’entraînement sur différentes dimensions de la réussite.

Détermination des besoins

La première chose à faire pour vous est d’identifier vos besoins. Parmi les points sur

lesquels il est possible de travailler, nous vous suggérons les suivants :

- l’exactitude des réponses : vous souhaitez commettre moins d’erreurs de calcul ou être

plus à l’aise pour trouver une valeur numérique à l’aide de votre calculatrice.

- la rapidité d’exécution : vous souhaitez diminuer le temps que vous prenez pour

résoudre des exercices.

- l’organisation de la démarche de résolution : vous souhaitez rédiger des solutions

mieux structurées ou chercher moins longtemps comment commencer un problème.

- l’utilisation correcte des outils mathématiques : vous souhaitez commettre moins

d’erreurs d’algèbre dans vos résolutions ou être plus à l’aise avec l’utilisation du calcul

différentiel ou intégral pour résoudre un problème.

- la compréhension des phénomènes physiques : vous souhaitez posséder une meilleure

compréhension des phénomènes physiques et de leurs applications.

- la rétention des données importantes : vous souhaitez améliorer votre mémorisation de

données importantes.

Pour chacun de ces points à améliorer possibles, nous allons maintenant vous suggérer

quelques stratégies d’étude qui permettraient des améliorations notables. Lorsque vous

utilisez ces stratégies pour votre étude, nous vous demandons de le consigner dans votre

cahier de bord.

p. 53

L’exactitude des réponses

Vous devez, lors de la résolution d’exercices, vous concentrer sur cette partie de la

résolution. Nous vous conseillons les exercices suivants :

§ lors de la résolution d’un problème, répétez systématiquement au moins deux fois les

sections de la résolution où il faut trouver une valeur numérique ;

§ essayez, dans la mesure du possible, de résoudre la majorité du problème sans

donner de valeur numérique aux variables ; cela vous permettra d’avoir moins de

calculs à faire ;

§ lorsque vous avez une longue série d’opérations, séparez-la en petits groupes,

calculez la valeur de chaque petit groupe en refaisant les plus complexes et calculez la

valeur finale à partir des petits groupes ;

§ lorsque vous avez une longue série d’opérations, séparez les puissances de 10 et

calculez-les séparément en additionnant (multiplication) ou en soustrayant (division)

les puissances (ex. : (2 x 108) x (4 x 10-6) / (5 x 103) = (2 x 4 / 5) x 10(8-6-3)).

La rapidité d’exécution

Il n’y a pas de secret, la rapidité augmente avec la répétition. Nous vous recommandons

d’abord d’identifier quelques exercices représentatifs. Certains devraient comporter

plusieurs étapes. Chronométrez le temps que vous prenez la première fois que vous les

réalisez. Répétez ensuite ces exercices jusqu’à ce que votre temps de résolution diminue

suffisamment (par exemple, de moitié).

Pour augmenter la vitesse avec laquelle vous effectuez des calculs, n’hésitez pas à

employer les stratégies d’entraînement proposées pour améliorer l’exactitude des

réponses.

p. 54

L’organisation de la démarche de résolution

Il vous faut travailler la structure de vos résolutions. Essayez d’identifier une liste

d’étapes à réaliser et, chaque fois que vous résolvez un problème, servez-vous de cette

liste afin de l’intégrer. Nous vous proposons ici quelques étapes importantes et des

stratégies associées.

La première étape est de lire et de relire attentivement le problème. Cherchez les

variables, les phrases-clés qui vous donnent en même temps d’autres informations (par

exemple : on débranche alors la pile). Notez à part les éléments que vous retrouvez

souvent lors de votre étude ainsi que leur signification. Ces éléments vous mettront sur la

piste et vous aideront à trouver comment résoudre le problème.

Deuxièmement, travaillez vos schémas. Ils doivent être clairs, gros, montrer

l’information donnée et celle recherchée. Votre schéma devrait vous permettre d’écrire

des équations qui décrivent le problème. Vérifier toujours si vous avez autant

d’équations que d’inconnues. Si c’est le cas, résolvez. Sinon, cherchez à l’intérieur du

schéma ou encore, relisez le texte. Parfois, une phrase anodine cache une équation (par

exemple : à vitesse constante signifie qu’il n’y a pas de force nette agissant sur l’objet).

Ajoutez à vos solutions de courtes phrases descriptives comme « alors », « en remplaçant

dans l’équation 2 » ou « cette équation représente la conservation de la charge ». Ces

petites phrases vous aident à vous retrouver dans votre solution. Elles servent aussi

lorsque vous relirez cette solution quelques semaines plus tard. Lors d’un examen,

placez-les si cela vous vient naturellement. Elles aideront le correcteur à suivre votre

démarche et déterminer votre niveau de compréhension.

Numérotez les étapes de votre démarche de résolution. Cela vous aidera à retenir les

étapes importantes de vos résolutions.

Finalement, avant de commencer à résoudre un problème, cherchez à déterminer les

principales étapes qui vont vous mener à la solution. Cette planification vous évitera de

vous lancer sur une mauvaise piste ou simplement d’effectuer des calculs sans but précis.

p. 55

L’utilisation correcte des outils mathématiques

En ce qui concerne l’algèbre, nous vous suggérons de refaire systématiquement toutes les

parties de la résolution d’un problème comportement des manipulations d’équations

algébriques. Plus spécialement celles qui comportent plus d’étapes. Refaites-les jusqu’à

ce que votre temps d’exécution diminue beaucoup. Ensuite, prenez un autre exercice

semblable et vérifiez si vous vous êtes amélioré.

Pour ce qui est de l’utilisation des outils du calcul différentiel et intégral. Il vous faut

étudier les questions qui demandent leur utilisation ; en général, des problèmes plus que

des exercices. Notez les éléments se retrouvant dans la formulation de la question qui

vous indiquent qu’il faudra dériver ou intégrer (par exemple : on cherche le maximum).

Parfois, l’utilisation de l’outil est liée à une définition (par exemple : le potentiel).

Essayez alors de déterminer dans quelles conditions il est nécessaire d’utiliser les outils

du calcul différentiel et intégral. Déterminez, de la même manière, les conditions qui

permettent de ne pas les utiliser (par exemple : si le champ est constant entre les plaques

d’un condensateur).

Finalement, lorsqu’on doit utiliser la dérivée ou l’intégrale, l’étape la plus difficile est

d’exprimer correctement le problème physique en une équation qu’on pourra ensuite

manipuler mathématiquement. Étudier soigneusement les problèmes où on retrouve cette

étape. Dégagez la méthode utilisée et appliquez-la à d’autres problèmes du même genre,

ou encore modifiez le problème étudié et tentez de le résoudre à nouveau en utilisant

cette méthode.

N’oubliez pas qu’une intégrale désigne le calcul d’une somme. Il vous faut toujours

identifier l’élément que vous désirez sommer. Cet élément doit être identifié par une

variable et être borné. Un bon système d’axes est, en général, très utile dans ce cas.

p. 56

La compréhension des phénomènes physiques

Il vous faut résumer vos idées et les confronter. Nous privilégions, dans ce cas, trois

stratégies d’apprentissage.

La première, c’est de lire les sections du livre avant le cours. Cette lecture préalable vous

permettra de retirer davantage des explications de votre professeur et vous permettra

d’avoir des questions avant le cours, plutôt qu’après. La lecture des sections après le

cours est un tout de même un bon moyen pour réviser la matière.

La deuxième, c’est, une fois votre lecture effectuée, d’organiser une discussion à ce sujet

avec votre professeur ou des partenaires d’étude. La meilleure façon de vérifier si vous

avez compris quelque chose, c’est d’essayer de l’expliquer à quelqu’un et de répondre à

ses questions. N’hésitez pas à prendre des notes comme suite à ces discussions. Les

questions de révision et de compréhension suggérées dans le plan de cours devraient vous

aider à choisir les points à traiter lors de ces rencontres.

La troisième, c’est de vous faire des fiches résumant les phénomènes étudiés. On devrait

y retrouver des définitions des termes importants, des effets, des conditions pour que le

phénomène se produise et des applications de ce phénomène dans la vie courante.

La rétention des données importantes

Pour améliorer la rétention des concepts étudiés, il importe de leur donner du sens, de les

organiser et de les mettre en relation entre eux et avec votre expérience.

Nous vous conseillons d’abord de vous faire des résumés des sections les plus

importantes. D’y ajouter les définitions des termes importants. Faites vous aussi une

liste des questions types qui reviennent souvent en y joignant la façon normale de les

résoudre, les pièges habituels et les trucs que vous connaissez pour accélérer la

résolution.

Après avoir fait ces résumés, tentez de les résumer, une fois de plus, mais sous forme de

schéma utilisant des flèches. Cette technique permet de montrer plus facilement les

p. 57

relations entre divers concepts, ou encore de représenter les grandes étapes de résolution

d’un problème.

Finalement, cherchez des ressemblances entre les nouveaux concepts étudiés et ceux que

vous connaissez déjà (par exemple : le champ électrique c’est comme...). Ceci devrait

vous permettre de vous en rappeler plus facilement.

D’autres ?

Il existe plusieurs façons d’améliorer ses performances. Nous vous en avons proposé

quelques-unes. Si vous en connaissez d’autres, n’hésitez pas à nous en faire part. Vous

pouvez aussi nous contacter si vous avez des questions au sujet des stratégies présentées.

N’oubliez pas de noter dans votre cahier de bord l’utilisation que vous faites de ces

stratégies. Les résultats obtenus nous permettront de mesurer l’efficacité de celles-ci à

l’intérieur d’un contexte réel d’apprentissage.

Eric Lavigne : [email protected], ou au local C-319

p. 58

ANNEXE 5 : GRILLE D’ÉVALUATION DE L’UTILISATION DU MANUEL

Indiquez, pour chaque section couverte entre le premier et le deuxième intra, si vous avez effectué les tâches suivantes en inscrivant un crochet : § lecture des sections avant le cours (L-AV); § lecture des sections après le cours (L-AP); § lecture de la section avant l’intra (L-IN); § lecture des exemples résolus suggérés dans le plan d’étude (L-Ex); § exécution des exemples résolus suggérés dans le plan d’étude (Ex-Ex); § exécution des question de révision (R) suggérées dans le plan d’étude; § exécution des questions (Q) suggérées dans le plan d’étude; § exécutions des exercices (E) suggérés dans le plan d’étude; § exécution des problèmes (P) suggérés dans le plan d’étude; § lecture des solutions (S) produites dans le solutionnaire.

Section L-AV L-AP L-IN L-Ex Ex-Ex R Q E P S L’effet Doppler

La réflexion de la lumière

La réfraction de la lumière

La réflexion totale interne

L’interférence L’expérience de Young

Les pellicules minces

La diffraction Le réseau Systèmes à N fentes

L’expérience de Michelson et Morley

La dilatation du temps

La contraction des longueurs

L’effet Doppler relativiste

p. 59

Documents

Stratégies d’étude et utilisation d’un manuel : pour une amélioration des supports à l’apprentissage et une augmentation de la réussite