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Département de génie électrique et de génie informatique
© 2008 Université de Sherbrooke - Département de génie électrique et de génie informatique
L'APPRENTISSAGE PAR PROBLÈMES ET PAR PROJETSEN INGÉNIERIE (APPI)
Présentation résumée
Département de génie électrique et de génie informatiqueFaculté de génie, Université de Sherbrooke
http://www.usherbrooke.ca/gelecinfo/
Mars2008
Daniel Dalle ing.Noël Boutin ing.
Philippe Mabilleau ing.
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Baccalauréat en génie électriqueBaccalauréat en génie informatique
• Intégralement redéfinis en 2001 : approche par compétences
•Apprentissage Actif: Apprentissage par Problèmes et par
Projets
APPI : Apprentissage par Problèmes et par Projets en Ingénierie
•Unités d’apprentissage par Problèmes (APP):
Construction et intégration des connaissances
•PROJETS: essentiellement pour les compétences de conception
•Accrédités par le BCAPI (Bureau Canadien d’Accréditation des
Programmes en Ingénierie)
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Compétences terminales des programmes
Compétences scientifiques
Compétences en conception
Compétences professionnelles
Compétences personnelles
http://www.usherbrooke.ca/programmes/bacc/ginform.html
http://www.usherbrooke.ca/programmes/bacc/gelectri.html
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Une compétence, c’est…
Une compétence
Un systèmede connaissances
Déclaratives
Procédurales
Quoi
Comment
PourquoiConditionnelles
c’est
detype
RésolutionIdentification
ProblèmesActions efficaces
Schémasopératoires
permettantOrganisées en
depar
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Les problèmes et les projets sont complémentairesLes problèmes et les projets sont complémentaires
Apprentissage par
Problèmes
•Apprentissage individuel
•Apprentissage collaboratif
•Problèmes authentiques
durée limitée
•Évaluation principalement
individuelle
•Développe des
compétences en ingénierie
Apprentissage par Projets
•Travail d’équipe
•Apprentissage coopératif
•Projets majeurs de durée
relativement longue
•Une part de l’évaluation est
pour l’équipe, une partie
d’évaluation par les pairs
•Vise particulièrement des
compétences de conception
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Structure type d’une session
1, 2
Chaque session est organisée sur un thème
Unité APP No 1
3, 4 Unité APP No 2
Unité APP No 3
Unité APP No 4
Unité APP No 5
Unité APP No 6
Unité APP No 7
5, 6
7, 8
9
10, 11
12, 13
14, 15
Évaluation
Évaluation
Évaluation
Évaluation
Évaluation
Évaluation
Évaluation finale
Semaines #
Projet
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Les phases de l’APP
4-BilansÉvaluation
Bilan personnelÉvaluationRétro-action
Acquisition et construction de connaissances,Apprentissage collaboratif
Activer, valider connaissances antérieures,Hypothèses solution,Objectifs apprentissage.
1TutoratOuverture
Étudiant
SynthèseTransfertMétacognition
2Étudepersonnelleplanifiée
3TutoratValidation
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Un problème d’APP…
•Provoque l’intérêt
•Requiert des prises de décision
•Est suffisamment complexe
•Est partiellement fondé sur des connaissances antérieures
•Englobe les objectifs d’apprentissage
•Est authentique
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En pratique: horaire type - unité de 2 semaines
Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi
Tutorat
Étude
Formationprocédurale
FormationLaboratoire
Revue deprojets
Travailcollaboratif
Évaluationsommative
ÉvaluationFormative
Semaine 1
Semaine 2
Étude
Validationde la solution
Tutorat
Formationprocédurale
Séminaire
Étude
Étude Étude
Rétroaction
Travailavec supportÉtude
Étude
Consultation
Projets
Travail enlaboratoire
Étude
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Le tutorat d’ouverture
•Lecture individuelle – formulation initiale du problème
•Lecture systématique – indices et mots clefs - reformulation
•Interaction avec le tuteur – validation des connaissances
antérieures – identification des hypothèses et pistes de
solution
•Identification des connaissances nouvelles à acquérir
•Priorisation des hypothèses de solution
•Revue des connaissances nouvelles
•Retour en groupe sur l’unité antérieure avec l’intendant
Rôles: scribe (notes), secrétaire (au tableau), intendant
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Le procédural (2 occurrences par unité)
•Le formateur propose un ensemble d’exercices à réaliser
en groupe collaboratif
•Les exercices visent à rendre opérationnelles les
connaissances dans des contextes choisis pour cibler des
connaissances spécifiques
•Exercices planifiés et minutés
•Les solutions sont apportées par le groupe et validées par
le formateur
•Il n’y a pas de corrigé distribué…
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Le laboratoire (2 occurrences par unité)
•Développe des connaissances opérationnelles pratiques
requises
•Comprend des exercices pratiques choisis
•Est réalisé individuellement ou en petite équipe
•Permet de valider une solution pratique de la
problématique s’il y a lieu
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Le tutorat de clôture
•Le scribe rappelle la formulation et les hypothèses de
solution
•Le tuteur questionne, confronte et valide les
connaissances acquises
•On valide son schéma de concept
•On valide les connaissances conceptuelles, on
décontextualise
•Bilan en groupe sur les apprentissages réalisés et les
stratégies d’apprentissage
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L’évaluation
•Formes multiples
- Examens théoriques
- Examens pratiques
- Rapports de solution et livrables
•Une évaluation formativeformative pour autoévaluation
•Une évaluation sommativesommative
•Plusieurs éléments de compétences sont évalués distinctement
et doivent être démontrés à un niveau déterminé
•Une validation supplémentaire peut être exigée après la fin de
la session pour quelques éléments de compétence non
démontrés
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Fin de la présentation
Annexes…
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Une compétence, c’est…
Un système de connaissances déclarativesdéclaratives (le quoi)
ainsi que conditionnellesconditionnelles (le quand et le pourquoi)
et procéduralesprocédurales (le comment),
organisées en schémas opératoires,
qui permettent, à l’intérieur d’une famille de situations, non
seulement l’identification de problèmes,
mais également leur résolution par une action efficace.
Toute compétence intègre plusieurs connaissances.
Adapté de [GILLET 1991]
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Les schémas de concept
Pour identifier les concept important et les liens sur un
sujet
Ils sont suggérés comme outil (personnel) pour:
•Résumer et organiser ses connaissances
•Permettre un processus métacognitif: est-ce je maîtrise
bien les nouvelles connaissances?
•Être soumis à un tuteur pour une rétroaction formative
•Procurer une synthèse pratique
http://www.gel.usherbrooke.ca/APPI/Les_Schemas.pdf
http://cmap.ihmc.us/
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L’APP (problèmes) décrite par un schéma de concept
Analyse
Tutorat d’ouverture
Problème APP
Connaissances antérieures
Nouvelles connaissances
Construit et organise
Apprentissage
Évaluation sommative
Solution
Étudiant(Apprenant)
Responsable de ses Agit comme
guide, expert, évaluateur
Ressource
Groupe collaboratif
(pairs)
Valide
Construites par le moyen
Évalue
En partie fondé sur
ValideActivités
d’apprentissage(personnelles et collaboratives)
Détermineobjectifs
d’apprentissage
Valide et décontextualise
Stimule
Mène à
Équipe de formateurs
Exige Mène à
Tutorat de cloture
Auto-évalue
validation(instructeur
et pairs)metacognition
Formative
Mène à Mène à
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Terminologie des activités à l'horaire d’une unité APP (résumé)
• Premier tutorat: rencontre en petit groupe avec un tuteur pour valider les connaissances antérieures, définir la
problématique et déterminer les objectifs d'apprentissage;
• Second tutorat: rencontre en petit groupe avec le tuteur pour valider la solution et les connaissances nouvelles, faire
un bilan des apprentissages et des stratégies d'études utilisées;
• Formation procédurale: rencontre collaborative de pratique de résolution de problèmes sous la supervision d'un
formateur;
• Formation en laboratoire: atelier de formation pratique en laboratoire sous la supervision de formateurs;
• Travail collaboratif: rencontre facultative, sous la supervision d'un formateur, pour lever des difficultés éventuelles
rencontrées lors de la résolution de la problématique;
• Validation de la solution: sous la supervision d'un formateur, mise en œuvre et validation de la solution à la
problématique;
• Revue de projet: rencontre de suivi du projet de session avec le superviseur;
• Travail avec support: sous supervision technique, rencontre de travail au laboratoire pour la réalisation du projet
d'équipe;
• Rétroaction: rencontre systématique du coordonnateur de la session avec les représentants étudiants des groupes de
tutorat (intendants);
• Évaluation formative: auto-évaluation des compétences visées par l'unité à l'aide d'un outil mis à la disposition des
étudiants;
• Période de consultation: rencontre facultative pour lever des difficultés d’apprentissage subsistant encore à la fin de
l’unité, suite au second tutorat et à l’évaluation formative;
• Évaluation sommative: activités formelles et individuelles d'évaluation des compétences visées par l'unité. Elles
peuvent être de forme théorique et pratique.
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Quelques références (1)
[DALLE 2002] Dalle D., Denis G., Lachiver G., Hivon R., Boutin N., Bourque S., "L’apprentissage par
problème et par projets en ingénierie, nouveaux programmes de génie électrique et de génie
informatique, document d’information", Département de génie électrique et de génie
informatique, 31 pages, novembre 2002.
http://www.usherbrooke.ca/gelecinfo/programmes/informationAPPI.pdf
[DALLE 2003] Dalle D., Lachiver G., "L’intégration des formations par problèmes et par projets dans
les programmes de génie électrique et de génie informatique: un défi pour les étudiants et pour
les professeurs", communication au 20e Congrès international de l’AIPU, Sherbrooke, Canada, 27-
30 mai 2003.
[DUCH 2001] Barbara J. Duch, Susan E. Groh, and Deborah E. Allen, “The power of problem-based
learning : a practical "how to" for teaching undergraduate courses in any discipline”, 1st ed.,
Sterling, Va. : Stylus Pub., 2001, 274 p. ISBN 1579220371
[GUILBERT 1997] Louise Guilbert, Lise Ouellet, « Étude de cas, apprentissage par problèmes »,
Collection Formules pédagogiques, Presses de l'Université du Québec, Sainte-Foy, 1997, 136 p ,
ISBN 2760508919
[GILLET 1991] Gillet P. « Construire la formation », ESF éditeur, Paris 1991 158 p.
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Quelques références (2)
[HUBA 2000] M.E. Huba and J.E. Freed, Learner-Centered Assessment on College Campus, Allyn and
Bacon, © 2000, ISBN 0-205-28738-7
[KOLMOS 2004] Anette Kolmos, Flemming K. Fink and Lone Krogh (eds.), “The Aalborg PBL model --
progress, diversity and challenges”, Aalborg : Aalborg University Press, © 2004, 402 p. : ill. ; ISBN
8773077003
[LACHIVER 2002] Lachiver G., D. Dalle D., Competency-Based and Project-Based Program in
Computer Engineering at the Université de Sherbrooke, Canadian Conference on Electrical and
Computer Engineering, Winnipeg, Canada, May 16-17, 2002.
[LACHIVER 2002b] Lachiver G., Dalle D. , Boutin N., Clavet A., Michaud F., Dirand J-M., Competency-
and Project-Based Programs in Electrical & Computer Engineering at the Université de
Sherbrooke, IEEE Canadian Review, No 41, Summer 2002.
http://ieee.ca/canrev/cr41/source/41_5.pdf, http://ieee.ca/canrev/cr41/source/41_5_fr.pdf
[LACHIVER 2004] Lachiver G., Dalle D., Boutin N., Clavet A., Mabilleau P., Cherkaoui S., Gonzalez-
Rubio R., Hivon R., The Computer Engineering Program at Université de Sherbrooke, Canadian
Conference on Computer an Software Engineering Education, C3SEE 2004, Calgary, Alberta,
Canada, March 29-30.
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Quelques références (3)
[LE BOTERF 2002] Le Boterf, G. Développer la compétence des professionnels, Éditions
d'Organisation, Paris 2002 ISBN 2-7081-2759-4
[LINGE2006] Linge, N.; Parsons, D., Problem-based learning as an effective tool for teaching
computer network design, IEEE Trans. Educ., vol. 49, no. 1, pp. 5-10, February 2006.
[SCHÖN 2001] Donald Schön, The crisis of Professional Knowledge and the Pursuit of an
Epistemology of Practice, chap 13, pp 183-207, from “Competence in the Learning Society”
edited by John Raven & John Stephenson, Peter Lang publisher, ISBN 0-8204-5164-9 © 2001
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Documentation
Documentation disponible sur l’intranet à l’adresse
http://www.gel.usherbrooke.ca/APPI/
•Information générale sur l’APP
•Documentation rédigée par le professeur Noël Boutin pour
le guide de l’étudiant en première session,
•Information générale sur l’APP
•Autres documents sur les schémas, l’APP, les
compétences et l’évaluation