Physique en ligne

Un nouvel outil pour les étudiants

Le 18 novembre, au Centre culturel de Gembloux, l'Académie universitaire Wallonie-Europe présentera un outil en ligne d'aide au diagnostic des difficultés en résolution de problèmes complexes pour les étudiants de première année en sciences naturelles (chimie, physique, agronomie, etc.). A priori, rien de révolutionnaire : il s'agit de proposer des exercices de physique en ligne aux étudiants, comme cela se fait depuis des années dans plusieurs matières. Mais l'outil développé sur la plateforme WebC, grâce au soutien de la commission "Réussite" du Conseil interuniversitaire de la Communauté française, présente des aspects inédits qui pourraient aider à surmonter bien des difficultés.

Analyse transversale des problèmes
Première nouveauté : l'absence d'indication quant à la nature de chaque exercice. Un oubli volontaire destiné à mettre les jeunes en condition d'examen : « On évite soigneusement de préciser s'il s'agit d'un problème de conservation de l'énergie, de cinématique ou de dynamique parce que chaque fois cela fait appel à des modèles différents avec lesquels les étudiants doivent faire les liens », explique Didier Salmon, chercheur à Gembloux Agro-Bio Tech-ULg.

Si l'outil se calque partiellement sur les échanges entre étudiants et assistants pédagogiques, il fait aussi appel à une méthode plus systématique, en contraignant l'étudiant à suivre un parcours linéaire : « Quel que soit le problème, l'étudiant devra toujours répondre aux mêmes questions, telles que "quel est le type de grandeur attendue comme réponse ?", ou "quelles sont dans l'énoncé les données utiles ?". Chaque question porte sur le même thème mais est adaptée au problème en cours. »

Chaque parcours se structure en quatre étapes : déterminer si l'étudiant a bien compris le problème, lui demander de projeter les étapes de résolution, mettre la théorie en pratique, et, enfin, s'atteler à la phase de calcul et de communication de la réponse. « Pas si facile, note Jean-Loup Castaigne, chercheur au Labset (faculté de Psychologie et des Sciences de l'éducation). L'étudiant devrait réussir toutes les questions pour résoudre le problème. S'il éprouve des difficultés, l'outil lui fournit des indications qui lui permettent de passer à la question suivante. L'outil guide l'étudiant en le faisant réfléchir et le pousse à être actif plutôt que de lui donner l'intégralité de la démarche. » Après une trentaine de problèmes, l'outil ne se limite pas à indiquer si l'étudiant a réussi ou échoué, mais il analyse transversalement son travail, c'est-à-dire qu'il décrypte son cheminement non pas uniquement à l'intérieur d'un problème, mais également d'un problème à l'autre. Grâce à ce rapport transversal, l'outil de diagnostic peut mettre en évidence des difficultés fréquentes et l'étudiant, avec ou sans l'aide de l'assistant pédagogique, sait où il devrait concentrer ses efforts.

L'étudiant dispose ainsi de ressources pour observer lui-même sa propre évolution et s'auto-améliorer. A la fin de chaque étape, une question de "métacognition" permet de mesurer la conscience qu'il a de ses connaissances et d'établir les stratégies efficaces. « En portant un regard critique sur sa propre démarche, l'étudiant pourra tirer un premier bilan de son efficacité mais aussi annoter et garder des traces des analyses qu'il fera de sa performance », conclut Jean-Loup Castaigne.

Autres applications
L'outil d'aide au diagnostic est toujours en phase de test. Plusieurs départements l'expérimenteront prochainement. S'il se révèle efficace et s'il convainc les enseignants, il pourrait être appliqué à d'autres matières que la physique, et être adapté pour favoriser la transition entre l'enseignement secondaire et l'université. « On pourrait très bien imaginer une démarche similaire en chimie où l'on peut résoudre un problème par le biais d'un certain nombre d'étapes communes identifiables », assure le chercheur.

Bérénice Vignol

* Cet outil est le fruit d'une étroite collaboration entre Gembloux Agro-Bio Tech et différents services de l'ULg : le Labset, le service guidance études et la faculté des Sciences.