Production semi-automatisée d’une carte conceptuelle en science et technologie

Thèse présentée en vue de l’obtention du grade de Philosophiae Doctor

LES MODALITES DE FORMATION

Malgré qu’il soit largement reconnu que la formation à la cartographie conceptuelle est un incontournable pour assurer la qualité des productions des individus (Horton et coll., 1993), il faut bien se rendre compte que les bonnes pratiques dans ce domaine sont très variables et très peu documentées, en comparaison aux modalités de notation, par exemple. Parmi les 150 textes recensés, 33 (22 %) n’ont même pas fait mention des modalités de formation dans leur texte et parmi les études restantes, les informations sont parfois sommaires et morcelées et les modalités sont hétéroclites.
Les retombées de la formation dépendent en partie du temps consacré à l’acquisition de connaissances de base au sujet de la cartographie conceptuelle et au développement de certaines habiletés liées à cette technique de représentation des connaissances. Or, la durée de la phase de formation est très variable d’une étude à l’autre. La formation la plus courte répertoriée dure huit minutes (Herl, O’Neil, Chung et Schacter, 1999), alors que d’autres modalités de formation se sont étalées sur plusieurs séances de cours, durant lesquelles les apprenants ont réalisé différentes activités de cartographie conceptuelle (Bell, 2018; Liu et Hinchey, 1996; Novak, Gowin et Johansen, 1983; Rice et coll., 1998). Cela dit, comme l’indique le Tableau VII, près du tiers (32 %) des modalités de formation recensées ont duré moins de trente minutes, et environ 59 % ont pris moins d’une heure, ce qui équivaut à peu près à une période de classe. Il ne faut pas oublier que la majorité des études recensées ont été faites auprès d’étudiants post secondaires, ce qui explique peut-être que la formation a été relativement courte. Évidemment, il va de soi que celle-ci doit être adaptée à l’âge des individus (Novak et Gowin, 1984). La durée de la formation est fort probablement aussi tributaire des contenus traités et des activités pédagogiques proposées.

Les activités de formation peuvent être séparées en activités d’ordre théorique et en activités d’ordre pratique. D’une part, un peu plus des deux tiers des études (N = 102, 68 %) ont offert une présentation magistrale lors de laquelle une personne, soit un chercheur ou un enseignant, a fait un court exposé aux participants afin de leur expliquer les principes de la cartographie conceptuelle et de leur donner des consignes relatives à la construction d’une carte. Dans certaines de ces études, le présentateur a aussi consacré un peu de temps à des éléments de contenu plus spécifiques, comme la formation au logiciel permettant de tracer la carte (N = 17, 11 %). D’autre part, à peu près la moitié des études (N = 75, 48 %) ont aussi proposé des activités préparatoires, permettant aux individus de s’exercer à construire une carte conceptuelle et à développer les habiletés spécifiques à cette technique de représentation des connaissances.

Ces activités peuvent se faire selon plusieurs modalités. En s’inspirant de la thèse de Bartels (1995), Bell (2018) a proposé, par exemple, un plan de formation réparti en sept séances qui intègre une grande variété d’activités préparatoires. Son plan comprend une activité de cartographie conceptuelle réalisée en grand groupe (enseignant et élèves), des activités en dyades et des activités individuelles. Son objectif était ainsi de varier les activités et d’amener tous les élèves à maîtriser peu à peu cette technique de représentation des connaissances.
Quelques rares études ont également présenté un protocole d’évaluation de la qualité de la formation. Plus précisément, six d’entre elles ont analysé de manière informelle les cartes produites par les étudiants lors des activités préparatoires et sept d’entre elles l’ont fait de manière plus formelle, en vérifiant, par exemple, que les liens étaient effectivement étiquetés, que chaque carte contenait au moins une proposition juste et valide ou qu’il y avait au moins un niveau hiérarchique dans la carte de chaque répondant. Dans chacune de ces études, les chercheurs ont conclu que la formation a rempli sa mission.
Même si la formation préalable à la cartographie conceptuelle est parfois négligée, le choix des modalités de formation peut avoir un effet véritable sur les productions des individus évalués. Il y a déjà plusieurs années, Anderson et Huang (1989) ont montré que des élèves qui reçoivent une formation « détaillée » composée d’un exposé magistral et d’exercices préparatoires obtiennent de meilleurs résultats lors de tâche de cartographie conceptuelle que des élèves qui reçoivent une formation « brève », composée seulement d’un exposé magistral. Et Yin et coll. (2005) ont peut-être raison d’affirmer que leur modèle de formation de 20 minutes est suffisant pour amener les répondants à respecter les règles de construction d’une carte conceptuelle, mais une telle formation ne donne pas nécessairement à ces individus l’occasion de développer certaines habiletés spécifiques à cette technique de représentation des connaissances, comme dans les modalités de formation échelonnées sur plusieurs séances. En toute logique, la formation doit être adaptée aux besoins et au contexte de la situation d’évaluation des apprentissages.

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Table des matières

Résumé
Abstract
Table des matières
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des équations
Liste des sigles
Remerciements
Chapitre 1 Introduction
1.1 Le renouvellement de l’instrumentation en évaluation des apprentissages
1.2 La cartographie conceptuelle et l’évaluation des apprentissages
1.3 Objectif et structure de la thèse
Chapitre 2 Cadre conceptuel
2.1 Un bref historique au sujet de la cartographie conceptuelle
2.2 Les fondements théoriques de la cartographie conceptuelle
2.3 Les définitions de la carte conceptuelle
2.4 Les deux principales composantes d’une carte conceptuelle : les concepts et les propositions
2.5 Les autres composantes d’une carte conceptuelle
2.6 Synthèse
Chapitre 3 Recension des écrits
3.1 Considérations méthodologiques de la recension des écrits
3.2 Les caractéristiques des études
3.3 Les objets d’évaluation
3.4 Les modalités de formation
3.5 Les modalités de passation
3.6 Les modalités de correction et de notation
3.7 Appréciation des propriétés psychométriques d’une tâche de d’évaluation
3.8 Synthèse
3.9 Un bref rappel au sujet des problématiques ciblées dans les articles de la thèse
Chapitre 4 Le cadre méthodologique de la collecte de données
4.1 Plan et contraintes de la recherche
4.2 Les participants
4.3 Le matériel informatique
4.4 L’instrumentation
4.5 La procédure de collecte de données
4.6 Quelques précisions au sujet de la collecte de données de la deuxième étude
4.7 La synthèse des données
4.8 La relation entre la collecte de données et les trois articles
Les articles de recherche
Chapitre 5 Étude des démarches déployées par des élèves de quatrième secondaire en science et technologie lors de la production d’une carte conceptuelle sur support papier ou à l’ordinateur
5.1 Introduction
5.2 Cadre théorique
5.3 Objectif de la recherche
5.4 Méthodologie
5.5 Analyse des résultats
5.6 Discussion
5.7 Conclusion
Chapitre 6 Production semi-automatisée d’une carte conceptuelle en science et technologie
6.1 Introduction
6.2 Cadre théorique
6.3 Contexte
6.4 Objectif de la recherche
6.5 Démarche de production d’une carte conceptuelle
6.6 Méthodologie
6.7 Résultats
6.8 Discussion
6.9 Conclusion
Chapitre 7 Modélisation des scores issus de cartes conceptuelles à l’aide de modèles de Rasch
7.1 Introduction
7.2 Cadre théorique
7.3 Objectif de la recherche
7.4 Méthodologie
7.5 Résultats
7.6 Discussion et Conclusion
Chapitre 8 Discussion et Conclusion
8.1 Retour sur le premier article
8.2 Retour sur le deuxième article
8.3 Retour sur le troisième article
8.4 Les limites de la recherche
8.5 Les retombées et les recommandations pour des recherches potentielles
8.6 Réflexion quant au contexte d’évaluation des apprentissages
8.7 Réflexion au sujet du processus de validation
8.8 Conclusion générale
Bibliographie

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