Chaque année, jusqu’à 60 étudiant-e-s du cours de master « How People Learn » (cours offert dans le cadre du programme de Sciences Humaines et Sociales) réalisent des projets de recherche sur des aspects spécifiques de l’enseignement et de l’apprentissage des sciences ou de l’ingénierie. Ces projets sont conçus pour fournir des informations utiles à l’EPFL, aux enseignant-e-s ou aux sections. Ce programme de recherche transforme en quelque sorte l’école en un laboratoire dans lequel les étudiant-e-s apprennent à mener des projets de recherche en sciences humaines et sociales au service de la qualité de l’enseignement et de l’apprentissage, faisant de l’EPFL un « smart learning space ».
L’EPFL en tant que ‘Smart Learning Space’
Il existe dans l’enseignement supérieur un consensus croissant sur le fait que nous devrions fonder notre enseignement des sciences et de l’ingénierie sur des données scientifiques de la même façon que notre recherche dans ces même disciplines. Mais si la recherche en sciences de l’éducation peut donner des directions générales à suivre, appliquer ces résultats à un contexte spécifique nécessite des efforts de recherche et développement.
Nos enseignant-e-s ont besoin de données sur l’enseignement, mais nos étudiant-e-s ont également besoin d’apprendre à collecter ce type de données. Le cours “How People Learn” est donné à environ 60 étudiant-e-s de master de l’EPFL chaque année et s’appuie sur la recherche en sciences de l’éducation pour permettre aux étudiant-e-s de mieux comprendre les processus sociaux et psychologiques de l’apprentissage. Au cours du semestre de printemps, les étudiant-e-s mènent des projets de recherche conçus pour générer des données permettant de répondre à des questions ou des problèmes posés par les enseignant-e-s et les étudiant-e-s.
Cette approche est basée sur un cycle vertueux : ces recherches génèrent des données qui peuvent améliorer l’enseignement et l’apprentissage à l’EPFL, et dans le même temps les étudiant-e-s qui les réalisent apprennent à mener des recherches en sciences sociales de haute qualité scientifique. Ce programme appelé “Smart Learning Space” transforme en quelque sorte l’EPFL en laboratoire de R&D pour l’amélioration de la qualité de l’enseignement.
Exemples de projets du programme ‘Smart Learning Space’
La méthode
Les nombreuses études qui montrent les avantages de faire discuter les étudiant-e-s ensemble pendant les cours (méthode appelée “peer instruction”) ont été réalisées aux Etats-Unis où les discussions entre étudiant-e-s semblent a priori faire plus partie de la culture académique qu’en Europe. L’objectif de cette étude est de comparer les effets sur l’apprentissage de l’enseignement traditionnel et de la méthode “peer instruction”. Les résultats montrent une augmentation notable de l’apprentissage des étudiant-e-s avec la méthode “peer instruction”.
Les étudiants ingénieurs développent-ils la capacité de raisonner de façon éthique ?
Cette méta-analyse d’études quantitatives sur le raisonnement moral dans la formation des ingénieur-e-s fournit des repères par rapport auxquels le raisonnement moral des étudiant-e-s peut être évalué. De façon inquiétante, elle suggère que la formation des ingénieur-e-s semble avoir un impact sur leur raisonnement moral moins positif que dans d’autres disciplines comparables, telles que l’informatique par exemple.
Identification des erreurs des étudiants dans l’apprentissage de la mécanique classique
Dans cette étude, les copies d’examen de mécanique classique de 136 étudiant-e-s de première année ont été analysées afin d’identifier leurs erreurs et leurs idées fausses les plus répandues. Les résultats montrent que les étudiant-e-s n’ont tenté de répondre qu’à deux tiers des questions en moyenne, et que 79% des erreurs concernaient la physique plutôt que le raisonnement mathématique. Cela tend à suggérer que le manque de bases en mathématiques n’est pas la cause principale de l’échec des étudiant-e-s en physique.
Le stress lié à la charge de travail affecte la façon d’apprendre des étudiants
Des études internationales ont établi que le fait qu’un-e étudiant-e essaie de comprendre le cours ou simplement de l’apprendre par coeur dépend en partie de la perception qu’a l’étudiant-e de sa charge de travail. Dans cette étude, un test psychométrique existant a été traduit en français puis validé par analyse factorielle. Les résultats montrent que les étudiant-e-s de première année qui se sentent stressé-e-s du fait de la charge de travail sont plus susceptibles d’essayer d’apprendre par coeur plutôt que de comprendre le cours.
Les étudiants sont-ils capables de penser à leur propre façon de penser ?
La métacognition, autrement dit le fait de penser à sa propre façon de penser ou d’apprendre, est un trait psychologique qui est lié au succès académique. Dans cette étude, deux tests psychométriques conçus pour évaluer la capacité des étudiant-e-s à penser à leurs propres processus mentaux ont été traduits en français et validés. Les résultats montrent qu’une majorité des étudiant-e-s semble avoir une faible capacité à surveiller et contrôler ce qu’ils font lorsqu’ils étudient, mais qu’ils ne sont pas particulièrement conscients de cette faiblesse.
Enseignement de la physique et apprentissage conceptuel des étudiants
Cette étude compare les résultats obtenus par les étudiant-e-s en Physique Générale en première année avec leur taux de réussite à un test psychométrique internationalement reconnu (test appelé “Force Concept Inventory”). Elle a permis à plusieurs enseignant-e-s de première année d’évaluer si leur examens testent effectivement la compréhension conceptuelle des étudiant-e-s en physique et de comparer les résultats de leurs étudiant-e-s par rapport à des références internationales.
Les MOOC et le fait d’être consciencieux dans son apprentissage
L’un des bénéfices attribués aux MOOC est qu’ils permettent une grande flexibilité dans l’organisation de l’apprentissage. Dans le même temps, des études montrent que l’apprentissage est favorisé par le fait d’être consciencieux, en particulier en matière de planification, d’auto-discipline et d’organisation. Dans cette étude, l’impact du comportement consciencieux sur le fait de mener un MOOC à son terme est exploré en s’appuyant sur les données d’un MOOC avec 27 993 apprenants.