UNIVERSITÉ DU MANITOBA CENTRE DE RECHERCHE SUR L ENSEIGNEMENT ET L APPRENTISSAGE DES SCIENCES

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1 UNIVERSITÉ DU MANITOBA CENTRE DE RECHERCHE SUR L ENSEIGNEMENT ET L APPRENTISSAGE DES SCIENCES Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner Brian Lewthwaite Directeur de la rédaction de ce numéro Réseau des recherches en éducation du Manitoba (RREM) Série de monographies Numéro 4 Printemps 2011

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3 UNIVERSITÉ DU MANITOBA CENTRE DE RECHERCHE SUR L ENSEIGNEMENT ET L APPRENTISSAGE DES SCIENCES Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner Brian Lewthwaite Directeur de la rédaction de ce numéro Réseau des recherches en éducation du Manitoba (RREM) Série de monographies Numéro 4 Printemps 2011

4 Université du Manitoba, Centre de recherche sur l enseignement et l apprentissage des sciences : applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner / Brian Lewthwaite, directeur de la rédaction de ce numéro. [ressource électronique] (Série de monographies du Réseau des recherches en éducation du Manitoba (RREM); 4, printemps 2011) Comprend des références bibliographiques : p ISBN : Bronfenbrenner, Urie, Enfants -- Développement. 3. Psychologie du développement. 4. Psychopédagogie. 5. Écologie humaine. I. Réseau des recherches en éducation du Manitoba. II. Lewthwaite, Brian. III. Collection : Réseau des recherches en éducation du Manitoba. Série de monographies ; n o Droits d auteur 2011, Série de monographies du Réseau des recherches en éducation du Manitoba (RREM) et l auteur. Les points de vue exprimés dans cette monographie sont ceux de l auteur et pas nécessairement ceux des organisations membres du Réseau des recherches en éducation du Manitoba. Cette publication peut être reproduite sans permission, à condition de mentionner l auteur et l éditeur. Le Réseau des recherches en éducation du Manitoba a comme mission d améliorer l éducation dans les écoles du Manitoba en formant des partenariats en vue d études de recherche. Il cherche à collecter et analyser des données liées à l éducation et à soutenir d autres formes d activités de recherche. Le réseau est une collaboration dirigée par les cinq facultés d éducation et le ministère de l Éducation du Manitoba. Vous trouverez de plus amples renseignements à Vous pouvez aussi consulter ce document sur le site Web du Réseau des recherches en éducation du Manitoba Les sites Web sont sous réserve de modifications sans préavis. This document is available in English.

5 La Série de monographies du Réseau des recherches en éducation du Manitoba (RREM) En 2008, le Réseau des recherches en éducation du Manitoba a lancé, avec l appui du Manitoba Council for Leadership in Education (MCLE), sa Série de monographies. L objet de cette série de monographies est de publier en anglais et en français dans le domaine de l éducation des recherches examinées par des pairs, en version imprimée et électronique, au moins deux fois par an. Chaque monographie porte normalement sur une recherche en éducation au Manitoba, c est-à-dire une recherche qui a été effectuée par des chercheurs manitobains au Manitoba, ou qui est d actualité, accessible et pertinente pour un vaste public d éducateurs manitobains et leurs partenaires. Un appel de propositions est affiché sur le site web du réseau, et diffusé à large échelle dans toute la province deux fois par an, avec échéances à l automne et au printemps. Comité éditorial Alan Gardiner (Collège universitaire du Nord) Heather Hunter (Éducation Manitoba) Paul Little (Red River College) Ken McCluskey (Université de Winnipeg) Léonard Rivard (Collège universitaire de Saint-Boniface) Jerry Storie (Université de Brandon) John VanWalleghem (Manitoba Council for Leadership in Education) Jon Young, éditeur principal (Université du Manitoba) Vous pouvez obtenir de plus amples renseignements sur la présente monographie, ainsi que d autres exemplaires, auprès de la personne suivante : Jon Young Faculté d éducation Université du Manitoba Winnipeg (Manitoba) R3T 2N2 Courriel : youngjc@ms.umanitoba.ca Série de monographies RREM v

6 Remerciements Centre de recherche sur l enseignement et l apprentissage des sciences de l Université du Manitoba : Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner Personnes ayant contribué à la monographie : Anthony Bartley, Université Lakehead Shannon Gadbois, Université de Brandon Jennifer Holm, Université Lakehead Ann Kajander, Université Lakehead Brian Lewthwaite, Université du Manitoba Mona M. Maxwell, Université du Manitoba Barbara McMillan, Université du Manitoba Janet McVittie, Université de la Saskatchewan Harvey Peltz, Division scolaire River East Transcona Robert Renaud, Université du Manitoba Léonard P. Rivard, Collège universitaire de Saint-Boniface Gordon G. C. Robinson, Université du Manitoba Danette Senterre, Université de la Saskatchewan Rodelyn Stoeber, Collège universitaire de Saint-Boniface Amanda Tétrault Freedman, Université du Manitoba Rick Wiebe, Université du Manitoba vi Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

7 TABLE DES MATIÈRES Sommaire 1 Introduction 1 Partie 1 : Théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner 1 Partie 2 : Le Centre de recherche sur l enseignement et l apprentissage des sciences (CREAS) de l Université du Manitoba 2 Partie 3 : Applications en matière de recherche : huit études appliquant la théorie de Bronfenbrenner 2 Partie 4 : Résumé et recommandations 7 Introduction 9 Partie 1 : Théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner 11 Partie 2 : Le Centre de recherche sur l enseignement et l apprentissage des sciences (CREAS) de l Université du Manitoba 14 Partie 3 : Applications en matière de recherche : huit études appliquant la théorie de Bronfenbrenner 17 Système A : L individu 17 Étude numéro 1 : Promouvoir le développement professionnel des enseignants de chimie vers une orientation tétraédrique de l enseignement de la chimie Brian Lewthwaite et Rick Wiebe 17 Étude numéro 2 : Apprenants et apprentissage dans des classes des années intermédiaires au Nunavut Brian Lewthwaite, Barbara McMillan et Robert Renaud 24 Système B : La classe et le système scolaire 36 Étude numéro 3 : Développement des connaissances des mathématiques pour l enseignement au niveau élémentaire : défis et mesures de soutien Ann Kajander, Anthony Bartley et Jennifer Holm 36 Étude numéro 4 : Intégration de la technologie du tableau blanc interactif à l enseignement en classe - Une étude sur la transition écologique Shannon Gadbois 43 Étude numéro 5 : Favoriser le développement des candidats à l enseignement Brian Lewthwaite and Rick Wiebe 49 Série de monographies RREM vii

8 Système C : Le système local 59 Étude numéro 6 : Soutien au perfectionnement professionnel des enseignants francophones de sciences dans des contextes linguistiques minoritaires Rodelyn Stoeber et Léonard Rivard 59 Étude numéro 7 : L importance du milieu local pour promouvoir la motivation des élèves vis-à-vis de l apprentissage Janet McVittie et Danette Senterre 69 Système D : Le système global 77 Étude numéro 8 : Durabilité et sciences - Une démarche systémique Mona Maxwell, Gordon Robinson et Amanda Tétrault Freedman 77 Partie 4 : Résumé et recommandations 85 Utilité de la théorie bioécologique de Bronfenbrenner : synthèse de nos conclusions 86 L utilité du modèle pour organiser les activités du CREAS 86 L utilité du modèle pour définir le développement 87 L utilité du modèle pour déterminer les facteurs influant sur le développement 87 L utilité du modèle pour conceptualiser un programme de recherche afin de favoriser le développement 88 L utilité inhérente de plusieurs des éléments conceptuels de la théorie de Bronfenbrenner 89 Recommandations 91 Bibliographie 93 Annexes 107 Annexe A : Inventaire des enseignants de chimie 107 Annexe B : Inventaire des enseignants de chimie - Données issues des prétests et postests du CREAS 108 viii Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

9 SOMMAIRE Introduction La présente monographie décrit les résultats de certaines des recherches réalisées de 2005 à 2010 par le Centre de recherche sur l enseignement et l apprentissage des sciences (CREAS) de l Université du Manitoba. Le principal fondement théorique du CREAS est le modèle bioécologique du développement humain d Urie Bronfenbrenner un modèle qui, comme le regrettait Bronfenbrenner lui-même quelque temps avant son décès en 2005, a eu peu d application et d incidence en ce qui concerne le développement éducatif. Les activités de recherche du Centre comptaient au total dix-sept projets de recherche, mais la présente monographie est centrée sur huit de ces projets dont les contextes éducatifs divers permettent d évaluer l utilité de la théorie bioécologique du développement humain de Bronfenbrenner. La première partie de la monographie présente le modèle bioécologique d Urie Bronfenbrenner. La deuxième partie se penche sur l objectif, l organisation et les activités du CREAS de l Université du Manitoba. La troisième rend compte des résultats de huit études réalisées par les auteurs concernant l utilité du modèle de Bronfenbrenner. Enfin, un résumé fait la synthèse des résultats des huit études, en s attachant à évaluer l utilité du modèle de Bronfenbrenner pour les efforts de développement éducatif. Des recommandations sont présentées à partir de l utilité ainsi constatée. Partie 1 : Théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner La théorie bioécologique ou des systèmes bioécologiques de Bronfenbrenner considère les influences agissant sur le développement d un enfant dans le contexte du système complexe de relations qui forme le milieu de l individu. Selon cette théorie, le développement d un enfant est le produit d une variété d éléments essentiels, dont le contexte, le processus, le temps et les attributs personnels de l individu. S inspirant des travaux novateurs du psychologue social Kurt Lewin, la théorie de Bronfenbrenner met l accent sur la «fonction conjointe» exercée par les attributs personnels et les caractéristiques du milieu parmi les influences qui agissent sur le développement de l individu. En résumé, la théorie de Bronfenbrenner définit le concept de développement et les couches multisystème du milieu qui influent sur le développement d un enfant. De plus, Bronfenbrenner décrit la nature des processus qui, au sein du milieu, influencent le développement. Ce faisant, la théorie bioécologique de Bronfenbrenner va au-delà de l établissement d un cadre théorique pour recenser et conceptualiser les facteurs multisystème qui influent sur le développement. Elle tient compte de la topologie de l individu, c est-à-dire son cadre, et de l influence des interactions des forces externes et individuelles sur le développement. Plus important encore, cette théorie tente de souligner les processus et la dynamique de ces processus qui pourraient Série de monographies RREM 1

10 influencer le développement. Par cette monographie, nous avançons que le modèle de Bronfenbrenner apporte un nouvel éclairage aux intervenants dans certains contextes pour favoriser réellement le développement individuel et collectif. Partie 2 : Le Centre de recherche sur l enseignement et l apprentissage des sciences de l Université du Manitoba Même si le modèle bioécologique de Bronfenbrenner a été le fondement d un nombre peu élevé de projets centrés sur le développement, l équipe de gestion responsable de la conceptualisation du CREAS de l Université du Manitoba a estimé que la théorie de Bronfenbrenner procurait un cadre théorique utile pour les recherches du Centre, dont les travaux étaient par nature axés sur le développement. Globalement, les recherches du CREAS ont été organisées en dix-sept projets de recherche et développement, dont huit sont décrits ici. Partie 3 : Applications en matière de recherche : huit études appliquant la théorie de Bronfenbrenner Étude numéro 1 : Promouvoir le développement professionnel des enseignants de chimie vers une orientation tétraédrique de l enseignement de la chimie Brian Lewthwaite et Rick Wiebe Cette étude répond à une évolution récente des programmes d études du Manitoba mettant de l avant une orientation tétraédrique (Mahaffy, 2006) pour l enseignement de la chimie, une orientation pédagogique qui va probablement à l encontre des pratiques traditionnellement appliquées dans cette matière. Le modèle bioécologique de Bronfenbrenner sert principalement de cadre pour conceptualiser et organiser l initiative de développement (aussi appelé «perfectionnement») professionnel et pour suivre le développement des pratiques pédagogiques de trois cohortes d enseignants de chimie. Le modèle est également utilisé pour recenser et appliquer les influences multisystème favorables qui poussent l enseignant à adopter une orientation tétraédrique. Rendue possible par l utilisation d un Inventaire des enseignants de chimie et les réponses fournies à cette occasion par les enseignants, une analyse statistique des perceptions à l égard de leur propre enseignement et des observations faites par les enseignants semble montrer des progrès limités vers une orientation tétraédrique, même si cela se produit d une manière conforme au programme d études. De plus, les enseignants ont pu déterminer les influences favorables sur leur pratique modifiée. En conclusion, le modèle bioécologique de Bronfenbrenner sert à conceptualiser les principaux facteurs de motivation, résidant essentiellement aux niveaux de l individu et du microsystème, qui favorisent des changements pédagogiques. 2 Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

11 Étude numéro 2 : Apprenants et apprentissage dans des classes des années intermédiaires au Nunavut Brian Lewthwaite, Barbara McMillan et Robert Renaud Cette étude examine les perceptions d élèves de classes intermédiaires (de la 5 e à la 8 e année) inuites de la région nord de Qikiqtani (île de Baffin), au Nunavut, à l égard de la réussite scolaire et des processus pédagogiques et interactifs appliqués en classe qui influent sur leur réussite. Elle est centrée sur l hypothèse selon laquelle les milieux d apprentissage en classe qui favorisent la réussite et qui se situent au niveau de l individu et du microsystème dans le modèle bioécologique de Bronfenbrenner s adaptent aux normes et aux schémas interactifs sociaux de la communauté de l école, c est-à-dire l exosystème et le mésosystème. Cette étude tente de déterminer, à partir des perceptions des élèves autochtones, les pratiques pédagogiques qui contribuent à leur réussite en tant qu apprenants. Les résultats de cette analyse sont ensuite utilisés pour remettre en question les protocoles des classes traditionnelles et, en retour, pour promouvoir des liens dynamiques et synergiques entre la culture du foyer et de la communauté et celle de l école (Ladson- Billings, 1995). En fin de compte, ce questionnement «problématise» volontairement l enseignement en bousculant l orthodoxie qui règne dans les salles de classe et en encourageant les enseignants à s interroger sur la nature de leurs relations avec les élèves, leur propre mode d enseignement, les programmes d études et la scolarité. Cette remise en question pousse les éducateurs à rechercher des réponses permettant à leurs classes de progresser vers une plus grande adaptation culturelle par l application de méthodes pédagogiques plus axées sur la culture. Au moyen de diverses méthodes de collecte de données, les élèves inuits et, dans une moindre mesure, leurs enseignants inuits et non inuits recensent des processus pédagogiques et interactifs variés qui influent sur la réussite scolaire et l apprentissage des élèves, et en particulier sur leur apprentissage en sciences. On constate que la plupart des processus qualifiés de propices à l apprentissage semblent ancrés dans la culture locale. Fait significatif, il est important pour les élèves que les enseignants se préoccupent d eux non seulement en tant que personnes, mais aussi du point de vue de leur réussite comme apprenants. À partir de l information ainsi communiquée par les élèves, l étude présente un profil retraçant les caractéristiques d un enseignant favorisant efficacement la promotion de l apprentissage au sein d un milieu d apprentissage favorable dans les écoles inuites. Étude numéro 3 : Développement des connaissances des mathématiques pour l enseignement au niveau élémentaire : défis et mesures de soutien Ann Kajander, Anthony Bartley et Jennifer Holm Les connaissances en mathématiques des enseignants du niveau élémentaire ont été désignées comme un facteur essentiel pour la réussite des élèves. Les réformes pédagogiques proposées dans les normes du National Council of Teachers of Mathematics (NCTM) soutiennent la construction des concepts mathématiques Série de monographies RREM 3

12 chez les élèves plutôt que la maîtrise des règles et des procédures. Cette nouvelle vision de l apprentissage des mathématiques met beaucoup de l avant la démarche d enquête et de résolution de problèmes, dont l encadrement exige de la part de l enseignant des connaissances poussées en mathématiques. Notre étude quinquennale se penche sur le développement des connaissances du contenu pédagogique nécessaires à cet effet (les «mathématiques pour l enseignement») pour les enseignants aguerris et les futurs enseignants à Thunder Bay et aux alentours. Des groupes d apprentissage professionnel (GAP) formés d enseignants de classes de la 7 e à la 10 e année ont été étudiés en vue d examiner la croissance chez les membres de ces groupes et entre eux. Ici, la première proposition du modèle bioécologique de Bronfenbrenner (1979) est pertinente, car les «processus proximaux» des GAP se sont déroulés régulièrement et sur une longue période. Les délibérations des GAP et les résultats développementaux qu ils cherchaient à atteindre variaient selon la composition du groupe ainsi que le développement personnel, le milieu professionnel et les besoins déclarés de chacun de ses membres. La deuxième proposition de Bronfenbrenner met ces interactions en évidence au sein d un modèle processus-personne-cadre-temps. À ce sujet, Bronfenbrenner relève que «dans ce modèle bioécologique, les caractéristiques de l individu sont à la fois un producteur et le produit du développement» (1979, p. 5). Le modèle bioécologique de Bronfenbrenner et le modèle de résilience en évolution de Rutter ont influencé notre programme dans la mise en place d un nouveau cours axé sur «les mathématiques pour l enseignement» à l intention des futurs enseignants; ces éléments sont reflétés dans les facteurs de protection d un milieu d apprentissage favorable et de l enseignement focalisé. Pour les deux populations, les résultats de nos recherches, tant qualitatifs que quantitatifs, ont révélé un renforcement de la compréhension conceptuelle des mathématiques nécessaire à l enseignement ainsi qu une évolution positive des croyances concernant les mathématiques, avec une diminution des niveaux d anxiété. Étude numéro 4 : Intégration de la technologie du tableau blanc interactif à l enseignement en classe - Une étude sur la transition écologique Shannon Gadbois Cette étude longitudinale avait pour but d examiner les attentes et les expériences de neuf enseignants du niveau intermédiaire à l occasion de la mise en œuvre de tableaux blancs interactifs (TBI) dans leur salle de classe. Les données recueillies ont été examinées à la lumière du cadre bioécologique de Bronfenbrenner (1979; 2005) et, en particulier, de son concept de transitions écologiques, l intégration des TBI dans les salles de classe constituant une transition écologique qui provoque chez les enseignants une modification de leur rôle et des attentes en matière de comportement. Les résultats de l étude montrent que les enseignants relèvent des exigences propres à l utilisation de cette technologie ainsi que des expériences uniques illustrant une modification du rôle des élèves. Plus précisément, en cas d utilisation des TBI pour l enseignement, les enseignants ont constaté sur le terrain 4 Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

13 que les élèves ont une occasion unique de mettre en évidence leurs aptitudes en technologie. En effet, ces enseignants ont montré que l utilisation des TBI peut changer les rôles fonctionnels en classe en y instaurant deux genres d experts différents, les spécialistes du contenu et les spécialistes de la technologie. De ce fait, cette transition écologique touchant les enseignants pourrait aussi permettre aux élèves d acquérir un sentiment d auto-efficacité scolaire susceptible d influer sur l intérêt et la motivation à l égard de leurs études, ce qui constituerait un produit dérivé de l utilisation des TBI. Étude numéro 5 : Favoriser le développement des candidats à l enseignement Brian Lewthwaite et Rick Wiebe Cette étude se penche sur les facteurs influant sur le développement des candidats à l enseignement de chimie au cours de leur stage de longue durée. Les principes soutenant le modèle bioécologique de Bronfenbrenner jettent une lumière nouvelle pour la détermination des facteurs influant sur les progrès des candidats à l enseignement de chimie et sur les méthodes permettant de soutenir et de documenter systématiquement les réflexions issues de l expérience des stages, tant des candidats à l enseignement que des intervenants ayant pour rôle d appuyer leur développement. Les réflexions des candidats servent à promouvoir des améliorations de l expérience des stages pour les groupes de candidats ultérieurs. La théorie de Bronfenbrenner sur les éléments qui contribuent à des milieux constructifs et au développement, en particulier pour ce qui a trait au concept des processus proximaux et de l attribution des rôles, est utilisée pour favoriser le développement des enseignants de chimie. Étude numéro 6 : Soutien au perfectionnement professionnel des enseignants francophones de sciences dans des contextes linguistiques minoritaires Rodelyn Stroeber et Léonard Rivard Cette étude longitudinale répond aux demandes complexes auxquelles les enseignants francophones sont confrontés dans des contextes de langue minoritaire relativement à l influence croissante de la langue et de la culture de la majorité anglophone au Canada. Ces défis ont une portée particulièrement forte hors du Québec dans les petites collectivités rurales isolées où résident souvent de petits groupes de francophones, mais sont également présents de nos jours dans les communautés urbaines de tout le pays. En réponse à ce dilemme, ce projet évalue l influence d un programme de perfectionnement (ou «développement») professionnel répondant aux besoins définis de ces enseignants de sciences, et soutient le recours à des stratégies pédagogiques encourageant la lecture et l écriture pour l apprentissage des sciences. Le modèle bioécologique de Bronfenbrenner est utilisé pour conceptualiser un programme favorisant le développement des Série de monographies RREM 5

14 enseignants en fonction de ces défis. Selon le modèle d écologie du développement humain de Bronfenbrenner, l être humain ne se développe pas isolément, mais en fonction de sa famille et son foyer, de l école, de la communauté et de la société. Chacun de ces milieux dynamiques et en évolution constante, ainsi que les interactions entre ces milieux, est important pour le développement de l individu. L adaptation du modèle à l intention des enseignants de sciences francophones décrite ci-avant illustre les différentes couches de l écosystème d un individu qui ont une incidence sur son développement et révèle à quels endroits des interventions liées au perfectionnement professionnel peuvent être mises en œuvre, améliorées ou entravées. À l évidence, chacune des différentes couches interagit avec les enseignants de sciences et a une incidence sur leur apprentissage professionnel. Les résultats de cette étude confirment que la théorie de Bronfenbrenner procure un cadre permettant de planifier et de mettre en œuvre efficacement des stratégies de perfectionnement professionnel afin d apporter des changements au niveau des pratiques de l enseignant et de soutenir l expérimentation lors de la mise à l essai de stratégies au niveau de la classe. Étude numéro 7 : L importance du milieu local pour promouvoir la motivation des élèves vis-à-vis de l apprentissage Janet McVittie et Danette Senterre Ce projet d élaboration et d évaluation de programmes répond à un appel d une communauté autochtone en vue de promouvoir la participation de la communauté à l élaboration et la mise en œuvre des programmes d études de sciences, de manière à renforcer la motivation des élèves et leur participation à l égard des sciences. Il répond à la question suivante : quel genre de programme de sciences et de mathématiques une communauté mettrait-elle sur pied si on lui en donnait la possibilité? Menée dans une collectivité autochtone du nord de la Saskatchewan, l étude décrit les processus employés dans l élaboration d un tel programme. On a demandé leur avis à trois groupes de personnes différents : des dirigeants communautaires (notamment des aînés et des conseillers municipaux), des dirigeants scolaires (dont des enseignants et des administrateurs) et des élèves. Un programme pilote de 10 e année a été élaboré et mis en œuvre à partir des entrevues réalisées et d une analyse documentaire. Dans la description de ce projet, le programme et son potentiel en matière de motivation des élèves sont présentés à la lumière de l examen du modèle du développement humain de Bronfenbrenner. L aspect le plus important de la théorie de Bronfenbrenner pour cette étude a été son aspect conceptuel, en particulier la conceptualisation des influences multisystème agissant sur les élèves ainsi que sa théorie concernant les zones de transition. Comme le montrent les résultats de cette étude, les planificateurs de l enseignement, en particulier ceux participant à l élaboration de programmes axés sur la communauté, doivent avoir une perspective dépassant le microsystème de la classe et incluant d autres microsystèmes dont les élèves font partie. Il est tout particulièrement important de 6 Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

15 déterminer et de comprendre la nature des zones de transition, qui sont des facteurs essentiels influant sur la motivation des élèves à l égard des sciences à l école. Étude numéro 8 : Durabilité et sciences - Une démarche systémique Mona Maxwell, Gordon Robinson et Amanda Tétrault Freedman Si l on veut qu un monde durable devienne une réalité, il est nécessaire de procurer aux élèves les outils et la conscience critique nécessaires pour devenir des citoyens du monde à part entière. Cette étude est une réponse modeste à ce défi qui correspond, quoiqu en partie seulement, au modèle écologique de Bronfenbrenner, les résultats escomptés étant principalement (mais pas exclusivement en raison de la complexité) une réponse à l interaction entre l apprentissage et l enseignement des sciences et le milieu global, à savoir le «macrosystème». L étude porte également sur l utilité des sciences dans l enseignement lié à la durabilité. Nous présentons ici deux études l une réalisée dans les années intermédiaires (8 e année) et l autre au cycle secondaire (11 e année) dans lesquelles des ressources curriculaires liées à la durabilité ont été enseignées à des échantillons de classes (voir la page Les prétests et les postests effectués sur la conscience critique des liens entre l être humain et la nature et entre les sciences et la durabilité ont révélé des hausses significatives dans l étude réalisée en 8 e année, bien que le programme d études ait été conçu de manière à adhérer totalement aux résultats autorisés du programme provincial. Dans l étude sur la 11 e année, qui était limitée par les résultats d apprentissage du programme d études (de chimie) pour certaines classes, et dans une moindre mesure seulement dans d autres cours (sujets actuels en sciences), seul un renforcement de la conscience des liens entre l être humain et la nature a pu être attribué à l intervention curriculaire, ce qui semble indiquer que les particularités du programme scientifique du secondaire, de plus en plus délimité par matière, pourraient ne pas être très propices à un enseignement efficace sur la durabilité. En supposant que les résultats visés des deux études sont les nouvelles propriétés de nombreuses interactions dynamiques (Senge, 1990), l application stricte du modèle de Bronfenbrenner semble présenter peu d avantages, et d autres modèles systémiques plus simples (Meadows, 2008) pourraient mieux convenir. Partie 4 : Résumé et recommandations Les résultats de ces huit études laissent penser que le modèle bioécologique de Bronfenbrenner a plusieurs applications utiles dans le développement éducatif. Tout d abord, le modèle de Bronfenbrenner a facilité la conceptualisation de la recherche, en particulier la détermination des résultats développementaux que l on veut cibler et donc mesurer. Les études ont pu confirmer que le développement est un résultat mesurable. En deuxième lieu, le modèle a aidé à comprendre et à déterminer les facteurs multisystème influant sur le développement. Grâce et en réponse à cette compréhension, plusieurs des projets ont pu concevoir et mettre en Série de monographies RREM 7

16 œuvre des mécanismes visant à favoriser le développement. La sensibilisation à ces facteurs favorables et défavorables probables a permis d améliorer les résultats en matière de développement. Troisièmement, le modèle a aidé à déterminer et promouvoir des processus précis, en particulier en vis-à-vis, qui, probablement, contribuent au développement éducatif, ou qui peuvent l entraver. En quatrième lieu, on a jugé que le modèle est un fondement simpliste pour la compréhension des facteurs multisystème qui influent sur le développement. Même si les chercheurs ont souligné les limites du modèle liées au fait qu il soit centré sur le développement de l enfant et, par conséquent, à son manque évident de spécificité à l égard du développement éducatif au delà du niveau individuel, nous reconnaissons son utilité inhérente pour les personnes qui travaillent dans le domaine du développement éducatif. Pour les auteurs de la présente monographie, le principal avantage du modèle bioécologique de Bronfenbrenner réside en sa fonction essentielle, à savoir sa capacité à faciliter la détermination des facteurs favorisant ou entravant le développement éducatif. À notre avis, son utilité réside essentiellement dans la conceptualisation de programmes ayant pour objectif d enregistrer des résultats mesurables dans les aspects associés à l individu. Nous préconisons son utilisation dans les activités de développement éducatif, en particulier dans les contextes où des relations dyadiques constructives sont au cœur du changement proposé. 8 Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

17 INTRODUCTION Quelque temps avant son décès en 2005, Urie Bronfenbrenner s est exprimé sur ce qu il percevait comme une application limitée de sa théorie ou son modèle bioécologique du développement humain dans le contexte de l éducation (Bronfenbrenner, 2005). On peut facilement être d accord avec Bronfenbrenner, car le développement est au cœur de l éducation. L éducation n est pas statique. Comme l affirmait Dewey, l éducation devrait être, en tant que phénomène de croissance et de maturation, un processus permanent (1907). Il s agit d un processus continu de développement du fait qu il s adapte ou devrait s adapter au contexte. Les conversations liées à l éducation sont souvent axées sur des aspects situés au cœur du concept de «développement». On entend souvent parler de développement professionnel (ou de «perfectionnement professionnel») du personnel enseignant et de développement (ou d «élaboration») de programmes d études en réponse à des besoins définis ou à des changements proposés. Nous savons que les écoles se préoccupent des élèves et de leur développement en tant qu apprenants, ainsi que du développement de l éducation et des enseignants en fonction de leurs élèves afin de favoriser le développement des apprenants. Nous entendons parler du développement éducatif aux échelons scolaire et divisionnaire, ici encore souvent en réponse à des problèmes détectés. Les programmes scolaires, les programmes d études et les politiques sont élaborés en vue essentiellement de favoriser le développement des élèves comme apprenants. Aux niveaux national et international, nous faisons également référence au développement éducatif, avant tout en réponse aux objectifs éducatifs importants et souvent en évolution qui reflètent les opinions exprimées par la population. L éducation évolue en fonction de ces opinions et il est raisonnable de penser que celles-ci reflètent principalement ce qui est important pour la population en particulier nos enfants. Comme l affirme Dewey, il nous appartient d instaurer les conditions qui permettront aux expériences du présent d influer favorablement sur l avenir (1907). La théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner est également une réponse visant à mettre de l avant le développement le développement de l être humain en particulier celui des enfants. Elle a été proposée comme fondement théorique permettant de comprendre, puis de favoriser le développement, tout spécialement des enfants. Il semble donc qu il y ait un lien inextricable entre le développement éducatif et la théorie bioécologique de Bronfenbrenner La création en 2004 du Centre de recherche sur l enseignement et l apprentissage des sciences de l Université du Manitoba reposait sur la volonté d aider les partenaires en éducation du centre du Canada dans leur développement. Il était nécessaire d aider le personnel enseignant et les écoles, collectivités, divisions scolaires, provinces et territoires à répondre aux besoins recensés de leurs apprenants. À partir de cette nécessité, le Centre s est attaché à formuler sa réponse de recherche à partir des fondements théoriques du modèle de Bronfenbrenner. Nous présentons dans cette monographie un échantillon des résultats de cette réponse, en nous Série de monographies RREM 9

18 centrant essentiellement sur une description des principes appliqués de la théorie bioécologique de Bronfenbrenner et sur les processus employés au cours des recherches. De plus, la monographie évalue l utilité du modèle de Bronfenbrenner en fonction de ces résultats. 10 Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

19 PARTIE 1 : LA THÉORIE BIOÉCOLOGIQUE D URIE BRONFENBRENNER Pour comprendre la théorie bioécologique de Bronfenbrenner, il faut d abord saisir le contexte historique à partir duquel elle a été développée. On sait que les travaux novateurs de Kurt Lewin ont fortement influencé Bronfenbrenner, qui était au début de sa carrière un collègue de Lewin dans ses fonctions de psychologue social. Lewin, souvent cité comme le précurseur de la recherche sur le milieu d apprentissage (Fraser, 1994), est surtout connu pour sa «théorie des champs», une proposition selon laquelle le comportement humain dépend de la personne et du milieu (Lewin, 1935; Deaux et Wrightsmann, 1988). Cela signifie que le comportement d une personne est lié aux caractéristiques personnelles de celle-ci et à la situation sociale dans laquelle elle se trouve. Pour Lewin, le comportement était déterminé par l ensemble de la situation d une personne. Dans sa théorie des champs, un «champ» est défini comme «la totalité des faits qui coexistent et qui, de par leur conception, sont interdépendants» (Lewin, 1951, p. 240). Pour Lewin, qui connaissait bien la physique, les forces vectorielles ainsi que leur direction et magnitude étaient des déterminants de premier plan du comportement humain. Cette prémisse est toujours soutenue par des chercheurs contemporains comme Harvey (2002), qui affirme que l individu est un produit de codétermination découlant de la dialectique entre l individu et la société. Soulignant que le développement est intrinsèquement lié au contexte, Lewin soutient que l individu se comporte et se développe différemment selon la réaction aux tensions entre les perceptions de soi et du milieu. Il est essentiel de saisir la nature de cette topologie pour comprendre les processus qui influent sur le développement. Les travaux précurseurs de Lewin sur la théorie des champs ont servi de fondement au développement de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner, qui n est appliquée que depuis peu à l enseignement des sciences (voir par exemple Lewthwaite, 2006, 2008). Dans sa théorie bioécologique, le développement est défini comme le phénomène de continuité et de changement des caractéristiques biopsychologiques des êtres humains, en tant qu individus et collectivement. Nous l avons déjà indiqué, et ce point est au cœur de notre programme de recherche, Bronfenbrenner décrit le développement comme les interactions et les activités soutenues de plus en plus complexes avec le milieu immédiat et en son sein (Bronfenbrenner, 2005, p. 97). Ces descriptions du terme «développement» sont au centre même de nos études du CREAS, car s il existe bien un développement éducatif, on devrait relever les signes d une complexité de plus en plus élevée des interactions avec le milieu de la personne et des activités au sein de ce milieu. Pour Bronfenbrenner, le milieu écologique, propre à la situation de chacun, est vu comme une série de structures emboîtées et interreliées. L individu constitue la structure la plus interne. Selon Bronfenbrenner, les individus possèdent des caractéristiques propices au développement ou liées aux attributs personnels qui encouragent, restreignent ou empêchent la participation aux interactions et Série de monographies RREM 11

20 activités soutenues de plus en plus complexes avec le milieu immédiat et en son sein (Bronfenbrenner, 2005, p. 97). Les quatre autres structures emboîtées vont du cadre immédiat en vis-à-vis au cadre plus distant de la culture dans son sens plus large. Bronfenbrenner soutient que la sphère ou le cadre le plus proximal et le plus important est le microsystème de l individu : le schéma des activités, des rôles et des interrelations vécus par la personne en développement dans un cadre en vis-à-vis donné, aux caractéristiques matérielles et physiques précises et englobant d autres personnes avec leurs propres caractéristiques, leur personnalité et leurs systèmes de croyances (Bronfenbrenner, 2005, p. 148). Les trois autres structures emboîtées sont plus distantes de l individu, mais demeurent importantes. Les processus de développement qui se produisent dans le microsystème sont en grande partie définis et restreints par les croyances et les pratiques du mésosystème, la deuxième des quatre structures emboîtées. Le mésosystème renferme le schéma de la société pour une culture ou une sous-culture précise. La troisième structure, l exosystème, concerne les influences du milieu qui ne touchent pas directement la personne en développement, mais qui influent tout de même sur le cadre de manière indirecte. Enfin, la structure la plus distante de l individu, le macrosystème, représente les idéologies sociales et culturelles et les lois qui ont une incidence sur la personne. Un élément important de cette recherche est la reconnaissance du fait que, comme l avance Bronfenbrenner, les processus connexes au sein de ces milieux qui se superposent parfois sont des «moteurs» de développement. De plus, selon Bronfenbrenner (2005), ces moteurs varient en fonction du contexte, du temps et des processus. Cela suppose que les facteurs influant sur le développement d un individu ne peuvent pas être généralisés et qu ils sont plutôt multisystème par nature et uniques à chaque cadre. Ainsi, pour favoriser efficacement le développement, il faut tenir compte des attributs personnels de la personne, du contexte dans lequel se produit le développement, du moment où a lieu le processus de développement et des processus vécus par chaque personne. En somme, pour le bon développement d un individu, certaines choses doivent être réunies au bon moment. De même, des facteurs individuels ou multisystème peuvent enrayer toute tentative pour que cette aspiration se réalise. La théorie bioécologique de Bronfenbrenner va au-delà de l établissement d un cadre théorique pour déterminer et conceptualiser les facteurs multisystème qui influent sur le développement. Autrement dit, elle dépasse la détermination des forces qui, aux niveaux individuel et microsystémique, influent sur le développement d un individu. La théorie tient aussi compte de la topologie de l individu, c est-à-dire son contexte, et de l influence des interactions des forces externes et individuelles sur le développement. Plus important encore, elle tente de souligner les processus et leur dynamique qui pourraient influencer le développement. Son modèle met particulièrement l accent sur les processus proximaux survenant généralement dans le microsystème d un individu c est-à-dire les schémas d activation les plus proches de l individu qui stimulent ou contrecarrent la stabilité et l évolution toute la vie durant. 12 Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

21 Même si l on pourrait en dire bien plus à ce stade sur le modèle de Bronfenbrenner, les auteurs jugent ces premiers commentaires suffisants pour décrire l organisation globale du Centre, puis ses activités. Cette description sera suivie d une autre description, celle des huit projets de recherche, qui permettra d examiner plus en détail le modèle de Bronfenbrenner. Série de monographies RREM 13

22 PARTIE 2 : CENTRE DE RECHERCHE SUR L ENSEIGNEMENT ET L APPRENTISSAGE DES SCIENCES (CREAS) DE L UNIVERSITÉ DU MANITOBA Le CREAS de l Université du Manitoba a été créé à titre de programme pilote national financé principalement par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG). Le Centre met à contribution les chercheurs de sept universités (Brandon, Winnipeg, Saskatchewan, Regina, Lakehead, Manitoba et le Collège universitaire de Saint-Boniface) ainsi que des partenaires en éducation du Nunavut, des Territoires du Nord-Ouest, de la Saskatchewan, du Manitoba et du Nord de l Ontario. Même si le modèle bioécologique de Bronfenbrenner a été jusqu ici le fondement d un nombre peu élevé de projets centrés sur le développement dans le domaine de l éducation, l équipe de gestion responsable de la conceptualisation du CREAS de l Université du Manitoba estimait que la théorie de Bronfenbrenner procurait un cadre théorique utile pour les recherches du Centre, les travaux du Centre étant par nature axés sur le développement. Dans la présente section, nous décrivons l orientation des recherches entreprises relativement à la théorie de Bronfenbrenner et le mode d organisation des recherches menées par le Centre. En bref, les initiatives du CREAS de l Université du Manitoba sont guidées par deux questions centrales. Quels facteurs entravent ou favorisent chez les élèves la réussite développementale en sciences et en mathématiques et ont la plus grande incidence sur ce développement? De quelle façon le CREAS peut-il s appuyer sur cette compréhension pour donner à la communauté d utilisateurs les moyens de contribuer à une plus grande réussite développementale en sciences et mathématiques pour les élèves? Dans ce projet, la «réussite» est un terme développemental défini de manière globale comme un résultat positif ou une fin souhaitée (p. ex., une meilleure compréhension conceptuelle ou une amélioration du concept de soi en tant qu élève ou enseignant de la matière en question). À partir des théories de Bronfenbrenner, pour déterminer les facteurs contribuant à la réussite, il est indispensable de comprendre l individu et la dynamique entre l élève de sciences et de mathématiques et son milieu. En comprenant comment le milieu éducatif en sciences et mathématiques influe sur l individu à mesure qu il avance dans le système éducatif, nous serons en mesure d aider les communautés d utilisateurs à établir des environnements favorables pour les élèves. Il est admis que l on accroîtra la réussite des élèves en déterminant les «facteurs de risque» et en les minimisant, et en établissant les «facteurs de protection» et en les optimisant (Rutter, 1987a). Les facteurs de risque sont des processus marquant le milieu de l individu (p. ex., un enseignement en classe de mauvaise qualité) qui contribuent à des trajectoires négatives en sciences et en mathématiques. Les facteurs de protection sont des processus marquant le milieu de l individu (p. ex., la motivation d un membre de la famille) qui contribuent à des résultats scolaires positifs en sciences et mathématiques. Une mesure qualitative des effets combinés des facteurs de risque et de protection est souvent appelée «résilience». Le Centre vise à accroître la 14 Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

23 résilience tout en reconnaissant que les élèves interagissent en tant que systèmes dynamiques avec au moins trois autres systèmes dynamiques interreliés leur milieu immédiat (enseignant, famille, etc.), le milieu plus large de la communauté locale, et l environnement global (Bronfenbrenner, 2005). Il s agit essentiellement d un modèle de systèmes dynamiques axé sur une propriété émergente précise : le degré de réussite en sciences ou en mathématiques déterminé par l interaction des facteurs de risque et de protection qui influent sur l individu. L initiative du CREAS a mené ses travaux dans quatre systèmes reflétant ces quatre genres d interactions à travers divers gradients culturels (p. ex., anglophone, francophone et autochtone) et géographiques (p. ex., milieu urbain, milieu rural, régions du Nord) caractéristiques de la région du Centre et du Nord du Canada visée par l initiative du CREAS. Celle-ci s est attachée à recenser les facteurs de risque et de protection en vue d influer favorablement sur la réussite émergente en sciences et mathématiques par une variété d initiatives. L interaction des systèmes dynamiques sur lesquels sont centrées les recherches du CREAS peut être illustrée comme suit. La figure 1 décrit le mode d organisation des recherches et la structure de gestion et de communication du Centre. Figure 1 INTERACTIONS ENTRE LES SYSTÈMES Propriété émergente = Réussite accrue en sciences et mathématiques A = l apprenant individuel en tant que système B = le système de la classe et de l école C = le système local D = le système global Les recherches du CREAS sont structurées selon les systèmes écologiques définis par Bronfenbrenner (1979). Le premier système étudié est le milieu écologique de l apprenant individuel, qu il s agisse d un enseignant, d un candidat à l enseignement Série de monographies RREM 15

24 ou d un élève. Ce système utilisé dans l initiative du CREAS est centré sur les facteurs relevant des attributs personnels qui influent sur l interaction de l individu avec les sciences et les mathématiques. Ces facteurs sont par exemple les perceptions de l enseignant vis-à-vis de son rôle d éducateur et sa perception des facteurs influant sur son apprentissage professionnel. Le deuxième système étudié concerne l incidence des relations proximales du microsystème sur le milieu écologique de l individu : enseignants, famille et pairs. Les travaux relatifs à ce système sont axés sur l apprentissage des sciences et des mathématiques en classe et sur l influence de facteurs sociaux comme les enseignants, la famille et les pairs sur l apprentissage et la réussite dans ces matières. Le troisième système porte sur l apprentissage des sciences dans le contexte de la communauté et étudie de quelle façon la communauté locale peut, généralement en tant que part de l exosystème ou du mésosystème, travailler de manière collaborative pour accroître la réussite de l élève individuel en sciences et mathématiques. Enfin, le système global au niveau macrosystémique examine les interrelations entre la société et la réussite en sciences et mathématiques par la participation à des initiatives globales dans ces deux matières. Les activités et les recherches à court et long terme ont été centrées sur un ou plusieurs des degrés d interaction entre l individu et son milieu décrits dans les sections suivantes (p. ex., l apprenant individuel; l apprenant individuel et le système de la classe et de l école; l apprenant individuel et le système de la communauté locale; l apprenant individuel et le système global). Pour ces travaux, les recherches visaient à fournir une compréhension globale de l influence que les processus existant dans chacun des systèmes interreliés et entre ces systèmes et vécus par un individu peuvent avoir séparément et ensemble sur le développement et la réussite de l individu dans l enseignement des sciences et des mathématiques. La section suivante décrit en détail les recherches menées par certains des chercheurs. 16 Applications et utilité de la théorie bioécologique d Urie Bronfenbrenner

25 Partie 3 : Applications en matière de recherche : huit études appliquant la théorie de Bronfenbrenner Globalement, les recherches du CREAS de l Université du Manitoba ont été organisées en dix-sept projets de recherche et développement, dont huit sont décrits ici. Pour le Centre, chacun des projets relevait essentiellement de l un des systèmes décrits à la section précédente. De ce fait, les projets qui sont décrits plus loin seront situés dans l un de ces systèmes. Chaque projet est décrit sous les facettes suivantes : le contexte; son application au regard de la théorie bioécologique de Bronfenbrenner; ses résultats; l utilité évaluée du modèle de Bronfenbrenner. Les projets de recherche sont organisés selon les quatre systèmes décrits à la section précédente et leurs interactions. Système A : L individu Étude numéro 1 : Promouvoir le développement professionnel des enseignants de chimie vers une orientation tétraédrique de l enseignement de la chimie Brian Lewthwaite et Rick Wiebe Contexte Les programmes d études élaborés récemment pour l enseignement de la chimie au Manitoba mettent explicitement l accent sur le passage souhaité d un enseignement à orientation plutôt algorithmique à un enseignement plus axé sur l apprenant et conforme à une perspective «tétraédrique» de l enseignement de la chimie. Pour l équipe chargée de l élaboration des programmes d études au Manitoba, même si cette orientation tétraédrique n est pour l instant le fondement explicite d aucun autre programme d études de chimie sur le plan international, elle deviendra courante et évidente dans un avenir prévisible. Une orientation tétraédrique souligne que le meilleur moyen de promouvoir la compréhension de la chimie est de recourir à des stratégies pédagogiques qui favorisent une «congruence» parmi les quatre dimensions représentatives de la chimie : macroscopique (expériences en laboratoire); inframicroscopique (représentations moléculaires utilisant du matériel pédagogique visuel comme des simulations par ordinateur ou du matériel de manipulation); symbolique ou logique (représentations abstraites sous la forme de symboles chimiques, d équations et de calculs); humaniste (situant les concepts chimiques, les représentations symboliques et les substances et processus chimiques dans les contextes authentiques des êtres humains qui créent les substances, des cultures qui les utilisent et des élèves qui tentent de les comprendre). En résumé, Série de monographies RREM 17