DidacBiol

Juste avant d’entrer dans le vif du sujet, je vais faire une courte présentation de Mike Klymkowsky, professeur de biologie moléculaire, cellulaire et développement à l’Université du Colorado Boulder (voir ici pour plus d’info sur ses travaux de recherche et d’enseignement). Il était membre de mon comité de thèse (la présentation de mon projet est ici) et est souvent invité par l’ETH Zürich (Suisse), à présenter ses idées concernant l’enseignement et le design de curricula en biologie. Sa conception de la biologie est très holistique, c’est-à-dire que la compréhension des processus biologiques ne peut se faire sans l’appui de connaissances issues de la physique, de la chimie et des mathématiques. Son équipe participe au développement d’activités éducatives qui intègrent cette perspective interdisciplinaire (Klymkowsky, Rentsch, et al. 2016; Klymkowsky, Koehler, et al. 2016). Ils s’intéressent notamment aux idées reçues (Klymkowsky et al. 2010) et aux obstacles didactiques (Clément 2015).

Tout récemment, Mike (ouais, comme je le connais bien, pour moi il est amicalement Mike!) a publié un billet intéressant sur la «littéracie» et l’«illittéracie» scientifique, des expressions encore très peu utilisées dans la francophonie (pour lire la version originale, cliquer ici). La définition classique de la littéracie est la capacité à lire et à écrire. Cette définition s’est quelque peu élargie du côté anglo-saxon, et fait aussi référence à la culture scientifique. En effet, selon le programme PISA (Program for International Student Assesment) de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE), la littéracie scientifique (ou biolittéracie, spécifiquement pour la biologie) englobe les connaissances et les compétences acquises par l’étudiant nécessaires à l’analyse de problèmes sociaux, environnementaux ou de santé publique. Ces savoirs devraient donc l’amener à prendre position sur un sujet donné et sur les meilleurs comportements à adopter, «en tant que citoyen réfléchi» (lire ici l’enquête PISA sur la culture scientifique). Toutefois, cette définition est plutôt large et est difficilement mesurable dans un contexte d’enseignement (Roberts 2007). De plus, certaines études montrent qu’il y a très peu ou pas de liens significatifs entre une «bonne» connaissance scientifique et les attitudes «d’un citoyen réfléchi» (Gaskell et al. 2004; Allum et al. 2008; Priest et al. 2003). Mike, suggère plutôt de tourner le problème et de s’intéresser aux conséquences l’illittéracie scientifique.

Par exemple, en Suisse par son système de démocratie directe, un citoyen a la chance de participer à l’établissement des lois et des règlements qui sont obligatoirement soumis au vote populaire.

Un vote à main levée (“Landsgemeinde”) dans la ville de Glaris, en Suisse.

Une question soulevée pourrait être: comment des citoyens «illettrés» en sciences peuvent prendre des décisions éclairées sur des questions environnementales ou de santé publique? Selon Mike, la littéracie scientifique intègre deux compétences essentielles: 1- la personne doit être capable de comprendre la question, et 2- la personne doit posséder les connaissances pour répondre à la question. Si elle ne possède pas les connaissances nécessaires, elle doit tout d’abord reconnaître qu’il y a un manque et ensuite trouver des sources d’information fiables pour combler ses lacunes. Ces compétences se développent par la pratique et par un système de rétroactions («feedbacks» en bon français!). L’illettré scientifique va présenter des erreurs théoriques importantes, va exposer un manque de logique ou des contradictions. Il peut aussi ne pas reconnaître les limites des connaissances scientifiques, un principe phare de la nature de la science (le développement des savoirs scientifiques). Mike cite en exemple les effets secondaires des médicaments qui varient d’une personne à une autre, principalement attribuables à des variabilités génétiques, environnementales ou physiologiques. Les savoirs relatifs aux effets secondaires des médicaments sont, on pourrait dire dans une zone grise, car ceux-ci sont quasiment imprévisibles. Une personne qui comprend cette limite de la science a développé une certaine habileté de raisonnement et lui permet alors de prendre position de manière la plus réfléchie possible. L’enseignement des sciences devrait donc se faire, non pas dans l’apprentissage par coeur de connaissances en vrac dénudées de tous contextes, mais plutôt dans la perspective de promouvoir le développement de la culture scientifique, qui intègre l’analyse de problème et la prise de décision.

Je vais donc dans la même direction que Mike en suggérant de tenir compte des idées reçues ou des lacunes de compréhension des étudiants en (ré)- établissant la discussion en classe comme le faisait Socrate à une autre époque. On ne pourra peut-être pas mesurer directement le lien entre leur littéracie scientifique et leurs actions citoyennes, mais on pourra au moins diagnostiquer des lacunes de compréhension qui nuisent à leur culture scientifique.

En passant, je viens tout juste de publier le même billet (ici) sur Medium dans le but d’élargir mon lectorat.

Références

Allum, N. et al., 2008. Science knowledge and attitudes across cultures: a meta-analysis. Public Understanding of Science, 17(1), pp.35–54.

Clément, P., 2015. Le Délai de Transposition Didactique (DTD) dans les Livres du Maître. Exemples en Biologie., pp.1–27.

Gaskell, G. et al., 2004. GM foods and the misperception of risk perception. Risk Analysis, 24(1), pp.185–194.

Klymkowsky, M.W., Koehler, K. & Cooper, M., 2016. Diagnostic assessments of student thinking about stochastic processes, Cold Spring Harbor Labs Journals.

Klymkowsky, M.W., Rentsch, J.D., et al., 2016. The design and transformation of Biofundamentals: a non-survey introductory evolutionary and molecular biology course. CBE-Life Science Education.

Klymkowsky, M.W., Underwood, S.M. & Garvin-Doxas, K., 2010. Biological Concepts Instrument (BCI): A diagnostic tool for revealing student thinking. arXiv.org.

Priest, S.H., Bonfadelli, H. & Rusanen, M., 2003. The “trust gap” hypothesis: Predicting support for biotechnology across national cultures as a function of trust in actors. Risk Analysis, 23(4), pp.751–766.

Roberts, D.A., Scientific literacy/science literacy. I SK Abell & NG Lederman (Eds.). Handbook of research on science education (pp. 729–780). 2007, Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum.

Didactics of sciences in Switzerland

Until recently, I followed a doctoral study path conducting me in different regions of Switzerland to get insights into the misconceptions in biology held by Swiss students (Champagne Queloz et al. submitted manuscript; Champagne Queloz et al. 2016). In parallel, I have discovered many organizations involved in educational research contributing to promote sciences teaching and learning.  I have compiled some groups of research or associations promoting STEM education (science, technology, engineering and mathematics) in Switzerland. Don’t hesitate to suggest others that are missing in this list.

1. Académie suisse des sciences naturelles. This academy is financing some projects related to scientific education. The Network for Transdisciplinary Research (td-net) is one of them. http://www.sciencesnaturelles.ch/topics/co-producing_knowledge
2. Académies suisses des sciences. The Swiss scientific academies are committed in promoting dialogue between scientific researchers and citizens and offering advice services to politicians in all scientific issues affecting society. http://www.academies-suisses.ch/fr/index/Aktuell/News.html
3. Center for Active Learning. ETH Zürich. Prof. Ernst Hafen and his group are developing many online tools and different learning approaches for ETH biology lectures. http://www.cal.biol.ethz.ch.
4. Department Geistes-, Sozial-, und Staatswissenschaften. Professur für Lehr- and Lernforschung. ETH. Zürich. Professor Elsbeth Stern and her colleagues are working on different project related to MINT at different level of education. http://www.ifvll.ethz.ch
5. Educa MINT. Plateform offering different tools for people involved in teaching sciences. http://mint.educa.ch/fr/sommes-4
6. Edu ETH. ETH Zürich. This group, supervised by Peter Greutmann and Prof. Elsbeth Stern, aims to optimize scientific research knowledge on education and practical contexts of teaching and learning. http://www.ifvll.ethz.ch/weitere-projekte/educ-eth.html
7. Institut Universitaire de Formation des Enseignants. Didactique de la Biologie. Université de Genève. This group is directed by Prof. Bruno J. Strasser. The team is active in many different research projects, for example, how manage the production of knowledge in life sciences and their consequences in teaching, how history of science can influence understanding of students or by publishing the blog, Bio-Tremplins. https://www.unige.ch/iufe/recherches/groupes/didactiquebiologie/
8. Lab2Rue. Université de Fribourg. This group of research is offering experimental protocols to initiate students (secondary 1 and 2) to different scientific projects. http://www.unifr.ch/biology/research/mullerwicky/outreach
9. Laboratoire de Didactique et d’Epistemologie des Sciences. Université de Genève. The members of the LDES mainly focus their work on the development of educational tools. Interestingly, they suggest conferences adapted to specific public. http://www.unige.ch/fapse/ldes/unites-du-laboratoire-de-didactique-et-depistemologie-des-sciences-ldes/
10. Lehrstuhl für Didaktik der Naturwissenschaften und der Nachhaltigkeit. Universität Zürich. The main subject of research of this group encompasses embodied cognition (influence of language in learning processes) and didactic reconstruction (a methodological framework for curriculum planning and for didactic teaching-learning). http://www.ife.uzh.ch/de/research/lehrstuhlniebert.html
11. MINT Lernzentrum. ETH Zürich. Directed by the Dr. Ralph Schumacher and Prof. Andreas Vaterlaus, the MINT Lernzentrum group is working with the collaboration of high school teachers. They aim to develop teaching tools, which have been proved by cognitive psychology researches to be efficient. http://www.educ.ethz.ch/lernzentren/mint-lernzentrum.html
12. Museo cantonale di storia naturale. Didattica. Canton of Tessino. The mission is to spread the current knowledge on life science and Earth. They are offering training for teachers in the awareness of science in a wider cultural context. http://www4.ti.ch/dt/da/mcsn/temi/mcsn/didattica/didattica-e-animazioni/
13. Olympiade Suisse de Biologie/Schweizer Biologie Olympiade. This contest is for students at the Gymnasium (Maturité/Lycée) level. The SBO winners can participate to the International Biology Olympiad (here is more info about it). http://www.ibosuisse.ch/OSB/
14. Schweizer Jugen Forscht/La Science appelle les jeunes. This foundation coordinates different events related to sciences. They organize a national contest in which students can develop a research project and exhibit their results to a jury. http://sjf.ch
15. Société Suisse des Professeurs de Sciences Naturelles/Verein Schweizerischer Naturwissenschaftslehrerinnen und –lehrer (VSN). Cette société organise des formations de perfectionnement auprès des enseignants en sciences. Elle publie aussi des modules didactiques des disciplines. http://www.vsn.ch/index_fr.html
16. SWiSE. Swiss Science Education. This association focus on the further development of science and technology in obligatory school and kindergarten level. http://swise.ch
17. Swiss Science Education Association. This association aims to promote natural science teaching in Switzerland. The website is really complete, offering many useful links and an interesting newsletter. http://dinat.ch
18. Swiss Universities. This institution is responsible to create common politics between the “hautes écoles” (“hautes écoles universitaires, spécialisées et pédagogiques).This institution is responsible to create common politics between the “hautes écoles” (“hautes écoles universitaires, spécialisées et pédagogiques). https://www.swissuniversities.ch/fr/
19. Unité d’enseignement et de recherche Didactiques des mathématiques et des sciences de la nature. HEP Vaud. This group contributes to the formation of future teachers and conducts also to develop projects researches. It also offers some counsellor services. https://www.hepl.ch/cms/accueil/formation/unites-enseignement-et-recherche/did-mathematiques-sciences-nat.html
20. Zentrum Naturwissenschafts und Technikdidaktik. Fachhohschule Nordwestschweiz. The center networks with teachers, students, parents, educators and researchers. They are promoting playing and experimenting learning activities from the kindergarten to gymnasium level. http://www.fhnw.ch/ph/zntd

References

Champagne Queloz, A. et al., 2016. Debunking Key and Lock Biology: Exploring the prevalence and persistence of students’ misconceptions on the nature and flexibility of molecular interactions. Matters Select, pp.1–7.

Champagne Queloz, A. et al., 2016. Diagnostic of students’ misconceptions using the Biological Concepts Instrument: A method for conducting an educational needs assessment. Submitted manuscript in PLoS ONE, pp.1–38.

Voilà une intrigante question! J’ai fait une brève recherche des manuels utilisés dans les cours de sciences au niveau élémentaire/début secondaire en Suisse et il semble que les élèves soient initiés à la botanique générale et à la physiologie animale assez tôt dans leur cursus scolaire. Étonnamment, Petra Lindermann-Matthies et Elisabeth Bose (Lindemann-Matthies & Bose, 2008) avaient révélé que près de 60% des participants (161 lycéens, 110 étudiants universitaires du premier cycle et 96 étudiants gradués du canton de Zurich) rencontrées dans le cadre de leur recherche n’avait jamais entendu le terme «biodiversité». Seulement quelques personnes avaient mentionnées avoir reçu des renseignements pertinents sur ce thème à l’école. Un résultat intéressant était que la plupart des participants surestimaient la richesse de la flore en Suisse. Il serait intéressant de connaitre l’état des connaissances actuelle d’enfants sur la diversité des espèces.

Donc, cette conférence sera présentée par Mme Barbara Jaun-Holderegger de la HEP Berne. Voici le résumé, en allemand:

“Mittelstufen-Schülerinnen und -Schüler können nur wenige einheimische Tiere und Pflanzen erkennen und korrekt benennen. Im Vortrag werden diesem Befund zu Grunde liegende Faktoren erläutert und diskutiert, die in einem explorativ angelegten fachdidaktischen Forschungsprojekt an der PH Bern zur Artenkenntnis untersucht wurden. Wie könnten Schule und PH die Natur-Wahrnehmung der Kinder unterstützen?”

Titre de la présentation: Welche einheimischen Tiere und Pflanzen kennen Kinder?

• Nom du conférencier: Barbara Jaun-Holderegger, PH Bern
• Lieu: FHNW, Pädagogische Hochschule, Steinentorstr. 30, 4051 Basel
• Local: Stock, Zimmer 106
• Date: Lundi, le 28 novembre 2016
• Heure: 16:45-17:45
• Langue de la présentation: Allemand
• Lien: http://www.fhnw.ch/ph/medien-und-oeffentlichkeit/events/Welche%20einheimischen%20Tiere%20und%20Pflanzen%20kennen%20Kinder%20heute

Référence:

Lindemann-Matthies, P., & Bose, E. (2008). How Many Species Are There? Public Understanding and Awareness of Biodiversity in Switzerland. Human Ecology, 36(5), 731–742.

Voilà! I go into writing a blog. I need new challenges! My objective is to diffuse information about activities (seminars, colloquiums, courses, etc.) related to didactic of sciences (principally biology) organized in different regions of Switzerland and neighbours countries. Indeed, I think that, in Switzerland, it’s missing some connections between all people involved in biology didactic research. Don’t hesitate to share any information that could interest readers. Moreover, I would like to spread the latest information supporting teaching biology at different level of education.

Here are some activities to come by the end of November:

1.Presentation title: Making sense of genes – where has science education gone wrong?

• Lecturer’s name: Kostas Kampourakis
• Where: ETH Zurich
• Room: HG, E 33.3
• Date: Lundi, le 21 novembre 2016
• Hour: 18:15 à 20:00
• Language: English
• Link: http://www.educ.ethz.ch/forschung-und-literatur/kolloquium-llf-fd.html

2. Presentation title: Genetic determinism and human intuitions.

• Lecturer’s name: Florian Stern, Kostas Kampourakis, Andreas Müller & Bruno J. Strasser
• Where: Uni Mail Genève
• Room: IUFE (Le Pavillon), salle 225
• Date: Lundi, le 28 novembre 2016
• Hour: 12:15
• Language: Not specified
• Link: https://experimental.unige.ch/2016/09/30/seminaire-recherche-et-pratique-en-education-des-sciences

J’ai décidé de me relancer dans l’écriture d’un blogue pour promouvoir la didactique de la biologie et des sciences en général. Mon premier lancement avait malheureusement débouché sur un atterrissage forcé, car j’avais naïvement sous-estimé le temps requis pour ébaucher des textes intelligibles, tout en étant intéressants. De plus, j’avais eu pour ambition d’offrir un blogue trilingue, dépassant de loin certaines de mes habilités linguistiques. Pour le moment, la rédaction de ce blogue sera principalement fait dans la langue de Molière. Toutefois, pour augmenter la diffusion de l’information que je souhaite partagée, l’anglais sera parfois utilisé (und vielleicht sogar ein bisschen Deutsch!).

Ayant récemment terminé ma thèse de doctorat (biologie & didactique) à l’ETH de Zürich, je suis quelque peu à la recherche de nouveaux défis. Une de mes premières missions sera de transmettre des informations concernant les différentes activités, formation, colloques, séminaire, etc., organisés dans les différents cantons de la Suisse et chez nos voisins européens. En effet, un de mes reproches de la recherche en sciences de l’éducation en Suisse, est le manque collectivité. Bien entendu, je ferai mon possible pour explorer les différentes organisations impliquées dans les sciences de l’éducation, mais votre contribution sera aussi grandement appréciée. N’hésitez pas à partager toute information pouvant intéresser les lecteurs. Je souhaite aussi dresser un état des lieux de la recherche en didactique de la biologie en Suisse et ailleurs dans le monde.

Donc, voici quelques activités à venir d’ici la fin du mois de novembre:

1. Titre de la présentation: Enseigner la NOS dans le contexte des sciences citoyennes.

• Nom du conférencier: Patricia Silveira
• Lieu: Uni Mail Genève
• Local: IUFE (Le Pavillon), salle 225
• Date: Lundi, le 14 novembre 2016
• Heure: 12:15
• Langue de la présentation: français
• Lien: https://experimental.unige.ch/2016/09/30/seminaire-recherche-et-pratique-en-education-des-sciences/

2. Titre de la présentation: Making sense of genes – where has science education gone wrong?

• Nom du conférencier: Kostas Kampourakis
• Lieu: ETH Zurich
• Local: HG, E 33.3
• Date: Lundi, le 21 novembre 2016
• Heure: 18:15 à 20:00
• Langue de la présentation: anglais
• Lien: http://www.educ.ethz.ch/forschung-und-literatur/kolloquium-llf-fd.html

3. Titre de la présentation: Genetic determinism and human intuitions.

• Nom du conférencier: Florian Stern, Kostas Kampourakis, Andreas Müller & Bruno J. Strasser
• Lieu: Uni Mail Genève
• Local: IUFE (Le Pavillon), salle 225
• Date: Lundi, le 28 novembre 2016
• Heure: 12:15
• Langue de la présentation: Non précisée
• Lien: https://experimental.unige.ch/2016/09/30/seminaire-recherche-et-pratique-en-education-des-sciences