Thèses de doctorat achevées et en cours

Modèles et modélisation dans les pratiques d’enseignement d’enseignant-e-s canadien-ne-s de physique du secondaire : le cas de la cinématique
Doctorant: Patrick Roy
Directeur de thèse : Prof. Abdelkrim Hasni
Université : Sherbrooke (Canada)
Période: 2011-2018

Cette thèse de doctorat, soutenue le 20 septembre 2018, porte sur l’analyse des pratiques d’enseignement effectives ordinaires des modèles et de la modélisation de deux enseignant-e-s québécois-e-s de physique de 5ème secondaire. Elle s’inscrit dans une double visée : caractériser et comparer la singularité des pratiques de ces enseignant-e-s de manière à dégager leur potentiel sur la compréhension de divers phénomènes de la physique (ex. : chute libre, mouvements d’objets matériels sur des plans inclinés, mouvements balistiques, etc.), d’une part, identifier les caractéristiques de ces pratiques qui favorisent les acquisitions conceptuelles des élèves dans le domaine de la cinématique, d’autre part. Sur la base de la théorie de l’action conjointe du/de la professeur-e et des élèves, les analyses menées sous l’angle de la dimension opérationnelle aux échelles macroscopique, mésoscopique et microscopique mettent en évidence des configurations symétriques de ces pratiques sur plusieurs indicateurs qui touchent la chronogénèse, la topogénèse et la mésogénèse du savoir. Nos résultats montrent qu’une meilleure acquisition des savoirs conceptuels de cinématique par les élèves s’explique par un enseignement de la physique dont : 1) la continuité et la densité du savoir sont élevées ; 2) les thèmes disciplinaires sont traités dans laboratoires plutôt que dans des moments de théorisation ou d’exercisation ; 3) le savoir émerge de situations expérimentales plutôt que de manière décontextualisée, de ressources didactiques, de situations fictives ou de démonstrations expérimentales ; 4) le savoir est construit par les élèves ou conjointement par l’enseignant-e et les élèves plutôt que transmis uniquement par l’enseignant-e. Nos résultats confirment l’intérêt pour les enseignant-e-s d’engager les élèves dans des démarches de modélisation constructivistes favorisant l’élaboration conceptuelle plutôt que dans des démarches de modélisation inductivistes s’inscrivant dans une logique transmissive et privilégiant la mémorisation des connaissances.

Construction d’une méthodologie à l’aide d’une recherche collaborative, ayant pour but de guider les enseignant·e·s dans la création d’un escape game centré sur une compétence mathématique
Doctorante : Charlotte Bertin 
Directeur·trice·s : Christian Mercat (UCBL 1), Patrick Roy (HEP|PH FR), Jana Trgalova (UCBL 1)
Institutions partenaires : Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL 1) et HEP|PH FR
Programmes : programme doctoral du 2Cr2D (Suisse) et école doctorale EPIC (Lyon)
Financement : HEP|PH FR
Période : 2021-2024

Les escape games sont des jeux où les participant·e·s sont amené·e·s à résoudre des énigmes afin d’atteindre un objectif (le plus souvent s’échapper d’une salle) en un temps limité.
Des études sont menées sur le dispositif et soulignent l’engagement et l’engouement des élèves pour ces jeux (Bucaille & Levenq, 2018). En mathématiques, la majorité des escape games créés par des enseignant·e·s (cf. les sites d’Escape n’Games et S’CAPE) sont une succession d’exercices "classiques" où les réponses conduisent à l’accomplissement de la mission principale. Finalement, le scénario et la structure des escape games sont utilisés comme prétextes pour travailler les mathématiques ; les exercices sont alors considérés comme des énigmes et s’éloignent souvent de la résolution de problèmes qui est pourtant au cœur du dispositif. Une double préoccupation apparait entre les enseignant·e·s qui souhaitent intégrer les jeux d’évasion au sein de leur classe, et celle du chercheur·e qui s’interroge sur les conditions pour maximiser, autant que possible, le développement des connaissances et leur lien avec le scénario dans un tel dispositif, d’où l’intérêt de faire une recherche collaborative (Bednarz, Rinaudo, & Roditi, 2015). En France, dès l’entrée dans le secondaire, les élèves sont évalué·e·s suivant six compétences mathématiques : chercher, modéliser, représenter, raisonner, calculer et communiquer. En Suisse, les visées prioritaires du Plan d’Études Romand se rapportent également à ces compétences transversales, qui peuvent être intégrées dans des activités interdisciplinaires suivant différentes configurations (Roy, Schubnel, & Schwab, 2019).  Ce projet de thèse consiste à construire une méthodologie dans le cadre d’une approche de type design based research visant la création de jeux d’évasion centrés sur une compétence mathématique et destinés à des élèves de l’école primaire. Une étude approfondie sur les compétences mathématiques permettra de préciser la compétence principale qui sera la plus prometteuse pour les jeux d’évasion.