Conception de vidéos pédagogiques, sur la base des principes de la classe inversée, pour augmenter la motivation des étudiants aux travaux pratiques de physique en première année à l'université

En 2016, une enquête interne au sein du département de Physique de l'Université de Liège (Belgique) a révélé que les assistants en charge des laboratoires de physique considéraient majoritairement que les étudiants étaient en général insuffisamment motivés lors de leur arrivée dans les laboratoires. De plus, la moitié de ces encadrants observaient un manque d'investissement dans la tâche de la part des apprenants au cours de ces séances de travaux pratiques. Cependant, les assistants sondés considéraient comme importantes l'aide qu'ils apportaient aux étudiants dans leur tâche d'encadrement lors de ces séances de travaux pratiques.

En réponse à ces constats, un projet a été mis sur pied afin de tenter de faciliter la compréhension de la matière par les étudiants et d'accroître leur motivation à s'investir davantage dans leur formation, et en particulier, lors des travaux pratiques de physique. Basé sur le principe de la classe inversée (Bishop & Verleger, 2013), ce projet consiste en la réalisation de courtes séquences vidéo (2 fois environ 5 minutes) ayant pour but de rappeler et de mettre en application les concepts théoriques de base qui seront utilisés au laboratoire. Ces séquences introductives aux travaux pratiques ont également pour objectif de présenter la matière sous une autre forme que celle utilisée lors des cours en amphithéâtre ou lors des séances de travaux dirigés (exercices) en classe.

Concrètement, sur une plate-forme de cours en ligne présentée précédemment (Marique, 2014), une première séquence vidéo est publiée une dizaine de jours avant le laboratoire. Elle débute par une illustration des concepts de base. Ceux-ci sont ensuite rapidement mis en application. Enfin, une situation particulière et non expliquée est diffusée. Les étudiants sont alors invités à commenter et expliquer sur la plate-forme en ligne le phénomène observé. Cela leur demande un engagement cognitif plus important. Quelques jours plus tard, une seconde séquence vidéo est postée et comprend la solution-type au problème posé à la fin de la première séquence. Celle-ci est suivie de la présentation du matériel qui sera utilisé au cours des travaux pratiques.

Ces vidéos ont été conçues en accord avec les standards pédagogiques en la matière au niveau de la durée (Guo, 2014), de la distribution de la charge cognitive (Jamet & Le Bohec, 2007, Sweller, 1998) et des principes du multimédia énoncés par Mayer (2011). Elles sont également introduites de manière interactive et en lien avec les questions mêmes que les étudiants peuvent se poser (Muller, 2007)

Une attention particulière a été apportée dans la réalisation de ces séquences vidéos afin de rendre signifiante la matière enseignée au public particulier auquel elles s'adressent[1]. A cet égard, un maximum de liens concrets avec le domaine de la filière d'étude concernée sont établis. Selon Viau (Viau, 1994), « plus une activité est signifiante, plus l'élève la juge intéressante et utile ». Cela devrait donc renforcer leur motivation. Par ailleurs, ces séquences sont composées alternativement d'animations powerpoint commentées et de vidéos d'expériences réelles.

A l'issue de ce processus et en préambule à la séance de travaux pratiques, un test est soumis aux étudiants. Ce test, composé de cinq questions à choix multiples tirées aléatoirement dans un pool d'une trentaine d'items, porte tant sur les bases théoriques que sur les éléments liés aux travaux pratiques présentés dans les séquences vidéo. L'étudiant a la possibilité de présenter ce test autant de fois qu'il le souhaite. Les règles de conception développées par Leclercq (Leclercq, 1986) ont été respectées lors de la rédaction des questions. Enfin, à l'issue de la séance en laboratoire, l'étudiant est de nouveau invité à répondre à un test formatif composés de questions à choix multiples, également tirées aléatoirement, et liées à la matière vue aux travaux pratiques.

Ce projet a été mis en place au cours du premier quadrimestre de cette année académique 2016-2017. Dans un premier temps, seul un laboratoire sur l'étude du microscope (optique) avait été pourvu de ce dispositif. Par la suite, cette démarche a été mise en place pour deux autres séances de laboratoire (une portant sur l'étude des circuits RC alimentés par une tension alternative (électricité) et une de mécanique des fluides).