Des environnements numériques pour étayer l'investigation scientifique et la conception expérimentale : de copex-chimie à LabBook

Résumé En Fr

Two computer environments whose aim is to scaffold inquiry learning and more specifically experimental design by learners are presented. In the first environment students are engaged in a particular task of experimental design in chemistry. In this environment, diverse strategies of scaffolding have been implemented. They are evaluated in a test with 39 first-year University students. The results show that experimental design is a complex task for students when they are working with minimal guidance and no computer environment. The outcome is a very imprecise procedure. A pre-structuring of the procedure by the computer environment forces the students to face the complexity of the experimental design but this is not sufficient for them to succeed. The students only succeed when they are provided with individualized feedbacks on the errors detected in their procedures by an artificial tutor. We mention a second computer environment, based on similar principles than the first one, that extends its area of application to any experimental activity that includes experimental design or not.

Deux logiciels d'aide à la conception expérimentale au sein d'une démarche expérimentale sont présentés. Le premier encadre le travail des étudiants pour une tâche particulière de conception expérimentale en chimie. Diverses stratégies d'étayage sont implémentées dans le logiciel et testées sur la base d'une expérimentation avec 39 étudiants de Licence 1. Les résutats montrent la complexité de la conception expérimentale pour des étudiants n'ayant qu'une aide minimale sur la base de documents papier : les protocoles produits restent très imprécis. La pré-structuration de la tâche par le logiciel force les étudiants à se confronter à la complexité de la conception expérimentale, mais ne leur permet pas de mener à bien leur tâche. Seul l'apport de rétroactions sur les erreurs identifiées dans les protocoles leur permet d'aller au bout de la tâche de conception expérimentale. Un second logiciel est évoqué, qui reprend certains principes du premier, mais élargit son domaine d'utilisation à toute séance expérimentale, qu'elle comprenne ou non de la conception expérimentale.