12.07.2015 Views

Programmes de génie électrique et de génie informatique axés - IEEE

Programmes de génie électrique et de génie informatique axés - IEEE

Programmes de génie électrique et de génie informatique axés - IEEE

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Education /Éducation<strong>Programmes</strong> <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> axés sur ledéveloppement <strong>de</strong> compétences <strong>et</strong> <strong>de</strong>s proj<strong>et</strong>s à l'Université <strong>de</strong>Sherbrooke1.0 Introductiona profession d'ingénieur est en profon<strong>de</strong> évolution. Elleexige <strong>de</strong> ses membres un éventail <strong>de</strong> compétences <strong>de</strong> plusL en plus large <strong>et</strong> une expertise perm<strong>et</strong>tant <strong>de</strong> trouver <strong>de</strong>ssolutions à <strong>de</strong>s problèmes toujours plus complexes dans unenvironnement économique en rapi<strong>de</strong> mutation. Les entreprisesexigent <strong>de</strong> leurs ingénieurs un équilibre harmonieux entre <strong>de</strong>scompétences techniques sophistiquées <strong>et</strong> <strong>de</strong>s compétences intra <strong>et</strong> interpersonnellesraffinées en communication, travail en équipe, gestion,créativité, responsabilité sociale, <strong>et</strong> une sensibilité à l'éthique <strong>et</strong> au développementdurable. Plusieurs étu<strong>de</strong>s canadiennes <strong>et</strong> américaines ontdémontré qu'il existe un décalage entre les objectifs <strong>de</strong>s programmesd'ingénierie <strong>et</strong> les besoins d'une économie en pleine transformation [1].Il y a trois ans, le Département <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong><strong>de</strong> l'Université <strong>de</strong> Sherbrooke procédait à une analyse <strong>de</strong> sesprogrammes <strong>de</strong> baccalauréat en ingénierie. Bien que le taux <strong>de</strong> placement<strong>de</strong>s finissants soit <strong>de</strong> 100% <strong>et</strong> que la satisfaction <strong>de</strong>s employeurssoit gran<strong>de</strong> vis à vis <strong>de</strong>s connaissances techniques <strong>de</strong>s diplômés, quelquesconclusions ont attiré notre attention. Les étudiants abor<strong>de</strong>nt leurprogramme d'ingénierie avec curiosité <strong>et</strong> enthousiasme. Ils sont avi<strong>de</strong>s<strong>de</strong> concevoir <strong>de</strong>s produits, <strong>de</strong> réaliser <strong>de</strong>s systèmes, <strong>de</strong> travailler sur <strong>de</strong>sproj<strong>et</strong>s d'ingénierie. Cependant, ils commencent leur formation par <strong>de</strong>scours <strong>de</strong> sciences fondamentales <strong>et</strong> <strong>de</strong> mathématiques qui, bien que fondamentaux,souffrent du peu <strong>de</strong> contextualisation avec <strong>de</strong>s problèmesd'ingénierie réels. En fait les étudiants perçoivent la formation en ingénieriecomme étant difficile <strong>et</strong> très exigeante. Une analyse détaillée <strong>de</strong>sprogrammes montre qu'ils sont conçus comme une succession <strong>de</strong> coursque les étudiants doivent tous réussir les uns après les autres. C<strong>et</strong>testructure induit chez les étudiants une compartimentalisation <strong>de</strong>s concepts<strong>et</strong> ne facilitent pas leur réutilisation <strong>de</strong> cours en cours. En fait,rares sont les situations où les étudiants intègrent plusieurs conceptspour résoudre <strong>de</strong>s problèmes d'ingénierie tel qu'ils se présentent réellement.C<strong>et</strong>te fragmentation du corpus <strong>de</strong> connaissances favorise unapprentissage superficiel limité dans l'espace <strong>et</strong> le temps. Il faut doncrépéter plusieurs fois la même chose à chaque fois que le besoin se faitsentir. Finalement nous avons constaté que la formation en conception,l'essence même <strong>de</strong> la profession d'ingénieur, était surtout concentrée en<strong>de</strong>rnière année sous la forme d'un proj<strong>et</strong> majeur <strong>de</strong> conception mais que<strong>de</strong>s dimensions importantes comme la multidisciplinarité, l'éthique, lesdimensions sociales <strong>et</strong> économiques étaient mal représentées.Soucieux d'améliorer la formation au premier cycle en ingénierie, leDépartement <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong> l'Université<strong>de</strong> Sherbrooke, a entrepris une réforme majeure <strong>de</strong> ses programmes<strong>et</strong> pour cela a adopté un nouveau paradigmed'apprentissage qui aura un impact fondamental<strong>et</strong> durable sur la qualité <strong>de</strong> sesdiplômés. C<strong>et</strong>te réforme ambitieuse <strong>et</strong> innovatricea permis <strong>de</strong> refondre l'ensemble <strong>de</strong>sactivités pédagogiques en prenant en compt<strong>et</strong>ous les éléments affectant la qualité <strong>de</strong> laformation en ingénierie. Pour mener à bience travail d'envergure, nous avons établi <strong>de</strong>ux cadres structurants. Lepremier définit les compétences que les étudiants doivent démontrer à lafin <strong>de</strong> leur étu<strong>de</strong>s, c'est la structure basée sur le développement <strong>de</strong>s compétences.Le second est le cadre d'apprentissage. Il s'appuie sur <strong>de</strong>srecherches récentes sur les théories <strong>de</strong> l'apprentissage <strong>et</strong> perm<strong>et</strong> la conceptiondétaillée <strong>de</strong> l'ensemble <strong>de</strong>s activités pédagogiques ainsi que <strong>de</strong>smécanismes d'évaluation <strong>de</strong>s apprentissages.parGérard Lachiver, Daniel Dalle, Noël Boutin, André Clav<strong>et</strong>,François Michaud, Jean-Marie DirandDépartement <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong>,Université <strong>de</strong> Sherbrooke, Sherbrooke, QCSommaireAbstractC<strong>et</strong> article dresse un portrait global <strong>de</strong>s gran<strong>de</strong>s caractéristiques <strong>de</strong> cescadres <strong>et</strong> présente les principales étapes menant à la mise en œuvre <strong>de</strong>ces nouveaux programmes.2.0 Cadres curriculairesEn fait les étudiants perçoivent laformation en ingénierie commeétant difficile <strong>et</strong> très exigeante.Le Département <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong>l'Université <strong>de</strong> Sherbrooke a effectué une réforme majeure <strong>de</strong> sesprogrammes <strong>de</strong> baccalauréat. S'appuyant sur <strong>de</strong>s recherches récentesen sciences cognitives appliquées à l'apprentissage <strong>de</strong> l'étudiant,ces programmes ont mené à <strong>de</strong> nouvelles pratiques pédagogiques.Les programmes ont été conçus dans un cadre <strong>de</strong> formation parcompétences utilisant une métho<strong>de</strong> d'apprentissage originale quicombine l'apprentissage par problèmes <strong>et</strong> l'apprentissage par proj<strong>et</strong>s.L'objectif <strong>de</strong> c<strong>et</strong> article est <strong>de</strong> faire un bref survol du cadre <strong>de</strong>ces nouveaux programmes, <strong>de</strong> discuter les principes d'apprentissageutilisés pour la construction <strong>de</strong>s activités pédagogiques <strong>et</strong> <strong>de</strong>présenter la structure <strong>de</strong>s programmes.The Department of Electrical and Computer Engineering at theUniversité <strong>de</strong> Sherbrooke has totally re<strong>de</strong>signed its electrical engineeringand computer engineering programs. Based on recentresearch advances in cognitive science as applied to stu<strong>de</strong>nt learning,these curricula have led to new instructional mo<strong>de</strong>ls. Theprograms were built on a comp<strong>et</strong>ency-based framework, followingan original learning approach that combines problem-based andproject-based learning. The purpose of this paper is to provi<strong>de</strong> abrief overview of the new curricula framework; to discuss the learningprinciples involved in the construction of pedagogicalactivities, and to present program structure.Les programmes “classiques” <strong>de</strong> formation en ingénierie donnent lapriorité avant tout à l'acquisition <strong>de</strong>s connaissances<strong>et</strong>, dans un tel contexte, ilsnégligent non seulement le processus <strong>de</strong>construction personnelle <strong>et</strong> sociale <strong>de</strong>s connaissances,mais aussi le développement <strong>de</strong>scompétences professionnelles elles-mêmes.Quoiqu'ils n'ignorent pas complètement lescompétences, ils estiment qu'il est capital <strong>de</strong>perm<strong>et</strong>tre aux étudiants <strong>de</strong> développer une base <strong>de</strong> connaissances avant<strong>de</strong> pouvoir réfléchir à <strong>de</strong>s usages <strong>et</strong> à leur intégration dans <strong>de</strong>s compétences.Les programmes <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong>l'Université <strong>de</strong> Sherbrooke inversent la logique qui précè<strong>de</strong> <strong>et</strong> place ledéveloppement graduel <strong>de</strong>s compétences professionnelles attendues <strong>de</strong>sétudiants au premier plan <strong>de</strong> la formation. Une compétence se définitcomme un savoir-agir complexe fondé sur la mobilisation <strong>et</strong> l'utilisa-1 <strong>IEEE</strong> Canadian Review - Summer / Été 2002


tion efficaces d'un ensemble <strong>de</strong> ressources. L'idée <strong>de</strong> savoir-agir faitressortir que chaque compétence est essentiellement <strong>de</strong> l'ordre <strong>de</strong>l'action, qu'elle perm<strong>et</strong> à un individu <strong>de</strong> m<strong>et</strong>tre en œuvre un ensemble <strong>de</strong>réflexions, <strong>de</strong> processus, <strong>de</strong> stratégies <strong>et</strong> d'actions en vue <strong>de</strong> répondre àune tâche donnée. L'idée <strong>de</strong> savoir-agir concourt à distinguer la compétenced'une simple procédure, évitant <strong>de</strong> c<strong>et</strong>te manière qu'unecompétence <strong>de</strong>vienne synonyme <strong>de</strong> savoir-faire. Le savoir-agir accor<strong>de</strong>donc un rôle <strong>et</strong> un caractère très englobant à la compétence. Dans un<strong>et</strong>elle conception, il est évi<strong>de</strong>nt qu'un programme d'étu<strong>de</strong>s ne contiendraqu'un nombre restreint <strong>de</strong> compétences, chacune d'elles intégrant enrevanche un nombre très élevé <strong>de</strong> ressources. Par ailleurs, les idées <strong>de</strong>mobilisation <strong>et</strong> d'utilisation sont capitales parce qu'une compétence neconstitue pas une forme d'algorithme mémorisé <strong>et</strong> pratiqué à plusieursreprises en vue d'en assurer la pérennité <strong>et</strong> la reproductibilité, mais unsavoir-agir très flexible <strong>et</strong> adaptable à divers contextes <strong>et</strong> à différentesproblématiques. C<strong>et</strong>te flexibilité <strong>et</strong> c<strong>et</strong>te adaptabilité justifient tout particulièrementl'importance <strong>de</strong> la mobilisation. Une compétence est plutôt<strong>de</strong> l'ordre <strong>de</strong> l'heuristique que <strong>de</strong> l'algorithme. Lors <strong>de</strong> la mise en œuvred'une compétence, <strong>de</strong>s ressources nombreuses <strong>et</strong> variées sont requises,les connaissances constituant une partie très importante <strong>de</strong> ces ressources.C'est en faisant référence aux ressources cognitives que <strong>de</strong>s auteursont mis l'accent sur le fait qu'une compétence est un système <strong>de</strong> connaissances,déclaratives (le quoi) ainsi que conditionnelles (le quand <strong>et</strong>le pourquoi) <strong>et</strong> procédurales (le comment), organisées en schémas opératoires<strong>et</strong> qui perm<strong>et</strong>tent, à l'intérieur d'une famille <strong>de</strong> situations, nonseulement l'i<strong>de</strong>ntification <strong>de</strong> problèmes, mais également leur résolutionpar une action efficace. C<strong>et</strong>te secon<strong>de</strong> définition, qui complète la première,perm<strong>et</strong> d'indiquer que les connaissances sont <strong>de</strong>s ressourcesindispensables au service <strong>de</strong>s compétences <strong>et</strong>, par conséquent, qu'ellesdoivent occuper une place très importante dans un programme <strong>de</strong> formationaxé sur le développement <strong>de</strong> compétences.Une formation basée sur le développement <strong>de</strong> compétences spécifie lescompétences qu'un étudiant doit démontrer à la fin <strong>de</strong> ses étu<strong>de</strong>s <strong>et</strong> m<strong>et</strong>en œuvre <strong>de</strong>s pratiques éducatives qui assurent que ce <strong>de</strong>rnier maîtriseces compétences. Ainsi au lieu <strong>de</strong> déterminer si l'étudiant diplôme aprèsavoir accumulé un certain nombre <strong>de</strong> crédits <strong>de</strong> cours, la diplomationest conditionnelle à la démonstration <strong>de</strong> la maîtrise d'un ensemble <strong>de</strong>compétences bien définies [2]. La conception d'un programme basé sur<strong>de</strong>s compétences se fait selon une démarche <strong>de</strong>scendante. La premièreétape <strong>et</strong> la plus importante est l'i<strong>de</strong>ntification <strong>de</strong>s compétences terminalesqu'un diplômé du programme doit démontrer, c'est à dire lescompétences attendues d'un ingénieur qui débute sa carrière professionnelle.La secon<strong>de</strong> étape <strong>de</strong> conception est <strong>de</strong> proj<strong>et</strong>er ces compétencesterminales sur chaque session du programmeafin d'assurer undéveloppement graduel <strong>et</strong> contrôlé<strong>de</strong>s compétences tout au long <strong>de</strong> laformation. La <strong>de</strong>rnière étape est laconception détaillée <strong>de</strong>s activitéspédagogiques qui seront responsables<strong>de</strong> créer les contextes d'apprentissagefavorables au développement <strong>de</strong> chaquecompétence. Chaque activité doitdécrire:1. Les compétences qu'elle adresse<strong>et</strong> leurs niveaux <strong>de</strong> maîtrise,2. Le contexte d'apprentissage leplus approprié au développement<strong>et</strong> à l'expression <strong>de</strong> la compétence (cours, tutorat, proj<strong>et</strong>, travailen équipe, lecture individuelle) <strong>et</strong>,3. Les mécanismes <strong>et</strong> les critères d'évaluation <strong>de</strong> chaque compétence.En pratique les compétences d'un ingénieur forment un tout indivisiblemais pour les fins <strong>de</strong> construction <strong>de</strong>s programmes, les compétence r<strong>et</strong>enuesont été classées en quatre gran<strong>de</strong>s catégories qui sont:• Compétences scientifiques <strong>et</strong> techniques propres au génie électrique<strong>et</strong> au génie <strong>informatique</strong>,• Compétences en conception,• Compétences interpersonnelles <strong>et</strong>,• Compétences intrapersonnelles.Exemples <strong>de</strong> compétences clés:• Résoudre <strong>de</strong>s problèmes complexes propres au génie électriquedans les domaines <strong>de</strong>s signaux <strong>et</strong> systèmes, <strong>de</strong> l'électronique analogique<strong>et</strong> numérique, <strong>de</strong> l'utilisation <strong>de</strong> l'énergie électrique, <strong>de</strong> l'automatisation,<strong>de</strong>s télécommunications,• Planifier <strong>et</strong> gérer <strong>de</strong>s proj<strong>et</strong>s en ingénierie,• Travailler efficacement en équipe disciplinaire <strong>et</strong> multidisciplinairedans <strong>de</strong>s contextes variés,• Exercer <strong>de</strong>s capacités d'analyse, d'abstraction, <strong>de</strong> synthèse <strong>et</strong> <strong>de</strong>créativité.3.0 Paradigme d'apprentissageLe terme “contextualization” est un term<strong>et</strong>echnique courant <strong>de</strong>s sciences <strong>de</strong> l'éducationutilisé pour décrire le processusd'enseignement <strong>et</strong> d'apprentissage.The term “contextualization” is a technicalterm used in educational sciences forexplaining the processes of teaching andlearning.Une formation par compétences incorpore les résultats <strong>de</strong> la rechercheen sciences cognitives, en particulier <strong>de</strong>s approches dites constructivistesdans le domaine <strong>de</strong> l'enseignement <strong>et</strong> <strong>de</strong> l'apprentissage. Nosprogrammes <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> ont été conçusselon ces théories. Chaque étudiant apprend à travers une constructionpersonnelle <strong>de</strong> connaissances <strong>et</strong> <strong>de</strong> compétences qui mène progressivementà l'auto-apprentissage. Le cadre d'apprentissage mis en places'appuie sur quelques principes fondamentaux appropriés à la formationbasée sur le développement <strong>de</strong>s compétences [4]:• Un premier concerne le fait que tout apprentissage prend appui sur<strong>de</strong>s connaissances <strong>et</strong> <strong>de</strong>s conceptions antérieures.• Un second principe stipule que l'organisation hiérarchique <strong>de</strong>s connaissancesexerce un rôle très important dans le processus <strong>de</strong> professionnalisation<strong>de</strong>s étudiants. Il est crucial, en apprentissage, queles étudiants relient leurs connaissances entre elles, qu'ils déterminentleurs relations hiérarchiques <strong>et</strong> qu'ils circonscrivent les domainesprofessionnels dans lesquels il sera judicieux <strong>de</strong> recourir à cesconnaissances.• Un troisième principe m<strong>et</strong> l'accent sur le fait que la viabilité <strong>de</strong>sapprentissages exige une forte contextualisation initiale. Il est donccapital que les apprentissages soient réalisés à partir <strong>de</strong> situationscomplexes qui leur donnent sens.• Un quatrième principe stipule alors que la transférabilité <strong>de</strong>sapprentissages est soutenue par<strong>de</strong>s actions <strong>de</strong> décontextualisation<strong>et</strong> <strong>de</strong> recontextualisation.Dans c<strong>et</strong>te logique, il importeque les étudiants réutilisent, surune base régulière, leurs nouveauxapprentissages dans <strong>de</strong>scontextes différents <strong>de</strong> ceux quiles ont suscités <strong>et</strong> qu'ils soientencadrés <strong>et</strong> supervisés dans leurspremières tentatives <strong>de</strong> recontextualisation.• Considérant que les apprentissagesne sont pas <strong>de</strong>s entités isolées,vivant par elles-mêmes,mais qu'ils constituent <strong>de</strong>s ressources au service <strong>de</strong> la compréhension<strong>et</strong> <strong>de</strong> l'action, un cinquième principe m<strong>et</strong> l'accent sur le fait queles nouveaux apprentissages doivent être construits en relationétroite avec <strong>de</strong>s stratégies cognitives - comment recourir judicieusementà ses connaissances <strong>et</strong> à ses compétences? Comment les m<strong>et</strong>treen action? - <strong>et</strong> <strong>de</strong>s stratégies métacognitives - commentautoréguler la mise en œuvre <strong>de</strong> ses stratégies cognitives, <strong>de</strong> sesconnaissances <strong>et</strong> <strong>de</strong> ses compétences?En prenant ces principes comme cadre <strong>de</strong> référence relativement àl'apprentissage <strong>et</strong> à la manière dont les individus apprennent, une équipe<strong>IEEE</strong> Canadian Review - Summer / Été 2002 2


<strong>de</strong> professeurs du Département <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>informatique</strong> àsystématiquement réviser les activités <strong>de</strong> formation, leurs orientations <strong>et</strong>les relations qu'elles entr<strong>et</strong>iennent entre elles.4.0 Les programmesUn programme <strong>de</strong> formation axé sur le développement <strong>de</strong> compétencescomman<strong>de</strong> <strong>de</strong>s approches spécifiques sur le plan pédagogique. Il estentre autre impossible <strong>de</strong> conserver une organisation curriculaire quidonne la préséance à <strong>de</strong>s activités <strong>de</strong> type “cours magistraux” <strong>et</strong> <strong>de</strong> type“laboratoire”, distinctes les unes <strong>de</strong>s autres, <strong>et</strong> <strong>de</strong> favoriser ainsi uneorientation qui m<strong>et</strong> l'accent sur l'addition <strong>de</strong>s connaissances plutôt quesur leur intégration dans <strong>de</strong>s compétences. En somme, il s'agit <strong>de</strong> privilégierune structure curriculaire qui soutienne directement le processus<strong>de</strong> construction, personnelle <strong>et</strong> sociale, <strong>de</strong>s connaissances <strong>et</strong> <strong>de</strong>s compétencesrequises à la pratique intelligente <strong>de</strong> l'ingénierie. S'appuyant surles principes décrits plus haut, les programmes ont été conçus selon uneapproche combinant <strong>de</strong>s apprentissages à partir <strong>de</strong> proj<strong>et</strong>s <strong>et</strong> <strong>de</strong>s apprentissagesà partir <strong>de</strong> problèmes, appelée APPI pour “Apprentissage parProblèmes <strong>et</strong> par Proj<strong>et</strong>s d'Ingénierie”. Ces programmes en alternancestage/travail comporte 8 sessions d'étu<strong>de</strong>s entre lesquelles s'insèrent 4stages <strong>de</strong> 4 mois à partir <strong>de</strong> la troisième session. Chaque session est articuléeautour d'un thème (par exemple, signaux <strong>et</strong> systèmes, architecture<strong>de</strong>s ordinateurs, systèmes électriques, <strong>et</strong>c.) <strong>et</strong> comprend essentiellement<strong>de</strong>ux types d'activités: plusieurs activités d'apprentissage par problèmesd'une durée <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux semaines <strong>et</strong> un proj<strong>et</strong> <strong>de</strong> conception qui s'étend surtoute la session (Figure 1). L'importance du proj<strong>et</strong> varie <strong>de</strong> 3 crédits enpremière année à 9 crédits en quatrième année, pour <strong>de</strong>s sessions <strong>de</strong> 15crédits. Ainsi, au fil du programme, le poids accordé à la résolution <strong>de</strong>problèmes décroît pour donner plus <strong>de</strong> latitu<strong>de</strong> aux étudiants pour appliquerleurs compétences aux proj<strong>et</strong>s <strong>de</strong> conception. Une équipe <strong>de</strong>professeurs est responsable <strong>de</strong> toutes les activités d'une session donnée.L'apprentissage par problèmes (APP) est la base <strong>de</strong> l'organisation <strong>de</strong>sprogrammes. Toutes les activités pédagogiques sont articulées autour <strong>de</strong>problèmes plutôt qu'autour <strong>de</strong> suj<strong>et</strong>s ou <strong>de</strong> cours comme dans un programmeclassique. L'APP est aussi le principal mo<strong>de</strong> d'acquisition <strong>de</strong>sconnaissances. Chaque problème est formulé <strong>de</strong> façon à ce que le processus<strong>de</strong> résolution mène les étudiants à découvrir quellesconnaissances actuelles peuvent être utilisées, ce qu'ils doivent apprendre<strong>de</strong> nouveau <strong>et</strong> les habil<strong>et</strong>és requises pour gérer la situationeffectivement.C<strong>et</strong>te contextualisation <strong>de</strong> l'apprentissage perm<strong>et</strong> une meilleure organisation<strong>de</strong>s connaissances en vue <strong>de</strong> leur rappel <strong>et</strong> <strong>de</strong> leur réutilisationfuture dans un autre contexte. Elle génère <strong>de</strong>s applications réalistes <strong>et</strong>favorise la portabilité <strong>de</strong>s compétences à travers les expériences, tout enaccroissant la pertinence <strong>de</strong>s apprentissages pour les apprenants. L'APPfacilite le changement <strong>de</strong> paradigme d'un apprentissage passif à unapprentissage actif. Il encourage les étudiants à être davantage responsables<strong>de</strong> leurs propres apprentissages. C'est à dire que les professeurs,après le début du programme, ne doivent pas fournir les informationsqu'ils pensent utiles, ni suggérer <strong>de</strong>s lectures ou un plan d'étu<strong>de</strong>s.Avec ce changement <strong>de</strong> paradigme, les étudiants doivent apprendre àdéci<strong>de</strong>r ce qu'ils doivent apprendre, à partir <strong>de</strong> ce qu'ils savent déjà, <strong>et</strong>APP APP1 2Figure 1: Structure d’une sessionProj<strong>et</strong> <strong>de</strong> conception2 semaines15 semainesAPPnEvaluation finalechercher les ressources d'apprentissage appropriées. Les professeurs<strong>de</strong>viennent <strong>de</strong>s “ressources”, <strong>de</strong>s entraîneurs ou <strong>de</strong>s tuteurs. Dans nosprogrammes, l'APP se fait dans un contexte <strong>de</strong> tutorat en p<strong>et</strong>its groupes<strong>de</strong> 12 étudiants. Sous la supervision d'un tuteur, les étudiants développentprogressivement leur habil<strong>et</strong>é à l'auto-apprentissage, compétenceessentielle dans une profession où le type <strong>de</strong> problèmes <strong>et</strong> les nouvellesinformations croissent à un rythme effréné. La construction <strong>de</strong>s problèmes<strong>de</strong>man<strong>de</strong> une attention particulière. Les problèmes doivent issus dumilieu <strong>de</strong> l'ingénierie <strong>et</strong> perm<strong>et</strong>tre aux étudiants d'accé<strong>de</strong>r, d'étudier <strong>et</strong>d'intégrer <strong>de</strong>s informations provenant <strong>de</strong> diverses disciplines. Les problèmesdoivent être conçus pour renforcer le processus d'apprentissageplutôt qu'assurer une couverture complètes <strong>de</strong>s connaissances. À la fin<strong>de</strong> chaque unité d'APP, les étudiants doivent réfléchir sur ce qu'ils ontappris en termes <strong>de</strong> concepts <strong>et</strong> <strong>de</strong>s principes <strong>et</strong> déterminer s'il manquequelque chose à leur compréhension du problème. C<strong>et</strong>te étape importanteleur perm<strong>et</strong> <strong>de</strong> traduire les connaissances procédurales acquisesdurant la résolution du problèmes en connaissances déclaratives qu'ilspourront réutiliser dans d'autres problèmes. Les schémas <strong>de</strong> conceptssont un <strong>de</strong>s outils efficaces pour ce processus. Une autre caractéristiqueimportante <strong>de</strong> l'APP est la collaboration entre étudiants qui s'établitnaturellement durant les discussions avec le tuteur. C<strong>et</strong>te collaborationfacilite les apprentissages individuels <strong>et</strong> développe <strong>de</strong>s compétences <strong>de</strong>travail en équipe indispensables à l'ingénieur. Les tableaux 1 <strong>et</strong> 2 montrentl'organisation typique d'une unité d'APP (les zones grises sont <strong>de</strong>sactivités <strong>de</strong> proj<strong>et</strong>). Une unité d'APP débute par une pério<strong>de</strong> <strong>de</strong> tutorat,elle a une structure adaptée <strong>de</strong> [4]. Pendant un tutorat, les étudiants:a) explorent le problème <strong>et</strong> i<strong>de</strong>ntifient les questions;b) formulent “ce qu'est le problème”;c) i<strong>de</strong>ntifient les connaissances pertinentes acquises précé<strong>de</strong>mment;d) i<strong>de</strong>ntifient les connaissances manquantes <strong>et</strong> les informations àobtenir;e) comme un groupe, priorisent les besoins d'apprentissage, <strong>et</strong> établit lesbuts <strong>et</strong> objectifs d'apprentissage.Le rôle du tuteur est crucial. Il agit comme expert, posant <strong>de</strong>s questions,validant en temps réel les connaissances antérieures <strong>de</strong>s étudiants,<strong>et</strong> s'assurant que les buts <strong>et</strong> objectifs d'apprentissage soient bien i<strong>de</strong>ntifiés.Le reste <strong>de</strong> la semaine 1 est occupé par <strong>de</strong> l'auto-apprentissage, <strong>de</strong>la résolution <strong>de</strong> problèmes en groupe <strong>et</strong> par du travail <strong>de</strong> laboratoiresous la supervision d'assistants ou <strong>de</strong> professeurs. Durant les activités <strong>de</strong>résolution <strong>de</strong> problèmes en groupe, les étudiants s'entraînent aux procédures<strong>de</strong> résolution <strong>de</strong> problèmes. Les responsables <strong>de</strong> ces activités nedonnent pas les solutions <strong>de</strong>s problèmes, mais vali<strong>de</strong>nt en temps réel lessolutions présentées par les étudiants à leurs pairs. Le travail sur la résolutiondu problème assigné continue pendant la semaine 2; <strong>de</strong>s pério<strong>de</strong>sadditionnelles <strong>de</strong> résolution <strong>de</strong> problèmes <strong>et</strong> <strong>de</strong> laboratoire sont offertes.Pendant le second tutorat <strong>de</strong> la semaine 2, les étudiants passent enrevue les hypothèses générées au tutorat 1; exposent ce qu'ils ont appris;résolvent le problème; déterminent ce qu'il manque; <strong>et</strong> vali<strong>de</strong>nt les connaissancesnouvelles, la solution du problème <strong>et</strong> l'efficacité duprocessus utilisé. Ici aussi le rôle du tuteur est crucial. En posant beaucoup<strong>de</strong> questions, il ou elle s'assure <strong>de</strong> la validité <strong>de</strong>s nouvellesconnaissances, les <strong>de</strong>contextualise, <strong>et</strong> amène les étudiants à échangersur leurs stratégies d'apprentissage. Une évaluation formative est ensuiteeffectuée pour que les étudiants puissent évaluer l'avancement <strong>de</strong> leurapprentissage individuel. L'unité d'APP se termine par une évaluationsommative pour mesurer les habil<strong>et</strong>és <strong>de</strong> résolution <strong>de</strong> problèmes individuelles<strong>de</strong> l'étudiant, <strong>de</strong>s ses habil<strong>et</strong>és d'auto-apprentissage <strong>et</strong> <strong>de</strong> sacapacité <strong>de</strong> rappeler <strong>et</strong> d'appliquer les connaissances déclaratives <strong>et</strong> procéduralesassociées au suj<strong>et</strong> <strong>de</strong> l'unité. Des séminaires ou <strong>de</strong>s ateliers sur<strong>de</strong>s suj<strong>et</strong>s spécifiques complètent les tutorats. À la fin <strong>de</strong> chaque unité,l'équipe <strong>de</strong> professeurs <strong>et</strong> un représentant étudiant se rencontrent pourdiscuter d'une façon critique l'unité.L'APP est très efficace pour l'apprentissage <strong>de</strong> connaissances déclaratives<strong>et</strong> procédurales dans les domaines <strong>de</strong>s sciences fondamentales <strong>et</strong> <strong>de</strong>ssciences <strong>de</strong> l'ingénieur. Elle est cependant mal adaptée à l'acquisition <strong>de</strong>compétences en conception <strong>et</strong> en gestion <strong>de</strong> proj<strong>et</strong>s au niveau souhaitépar les programmes. A c<strong>et</strong>te fin, l'apprentissage par proj<strong>et</strong>s fournit un3 <strong>IEEE</strong> Canadian Review - Summer / Été 2002


Tableau 1: Unité d'APP - Semaine 1Lundi Mardi Mercredi Jeudi VendrediTutorat(1h30)IÉtu<strong>de</strong> PersonnelleÉtu<strong>de</strong> PersonnelleLab (3h)Résolution<strong>de</strong>Problèmes(3h)Proj<strong>et</strong> <strong>et</strong> Lab(3h)Étu<strong>de</strong> Person-nelleRevue <strong>de</strong>proj<strong>et</strong> (2h)Résolution<strong>de</strong>Problèmesen groupe(3h)Étu<strong>de</strong> PersonnelleTableau 2: Unité d'APP - Semaine 2Lundi Mardi Mercredi Jeudi VendrediÉtu<strong>de</strong> PersonnelleRésolution<strong>de</strong>Problèmes(3h)Étu<strong>de</strong> PersonnelleSéminaire(1h)Étu<strong>de</strong> PersonnelleTutorat(1h30)IIÉvaluation formative(3h)Proj<strong>et</strong> <strong>et</strong> Lab(3h)Étu<strong>de</strong> PersonnelleRevue <strong>de</strong>proj<strong>et</strong> (2h)Rencontredélégués(1h)Étu<strong>de</strong> PersonnelleÉvaluation-Sommative(3h)cadre authentique <strong>de</strong> pratique <strong>de</strong> l'ingénierie <strong>et</strong> <strong>de</strong> développement <strong>de</strong>shabil<strong>et</strong>és “réelles” par la simulation <strong>de</strong> situations professionnelles.Quoique les biens livrables soit le moteur <strong>de</strong> l'apprentissage par proj<strong>et</strong>s,il <strong>de</strong>meure que ce sont les connaissances <strong>et</strong> les habil<strong>et</strong>és acquises durantle processus <strong>de</strong> production qui assurent le succès <strong>de</strong> l'approche. Pouratteindre c<strong>et</strong> objectif, il y a un proj<strong>et</strong> commun à chaque session. Parexemple, les proj<strong>et</strong>s <strong>de</strong> première année sont conçus pour introduire lesétudiants à la profession d'ingénieur <strong>et</strong> pour représenter un environnementnormal d'ingénierie. Ils fournissent un contexte favorable audéveloppement <strong>de</strong>s compétences suivantes: nature <strong>de</strong> la conception eningénierie, gestion <strong>de</strong> proj<strong>et</strong>, fabrication <strong>et</strong> assurance qualité, rôlessocial <strong>et</strong> technique <strong>de</strong> l'ingénieur, communications écrite <strong>et</strong> orale, consolidationd'équipe, <strong>et</strong> santé <strong>et</strong> sécurité au travail. Tous les proj<strong>et</strong>s sefont en équipe <strong>et</strong> une revue <strong>de</strong> proj<strong>et</strong> hebdomadaire est conduite avecchaque équipe par un professeur.5.0 L'évaluationL'évaluation joue un rôle déterminant dans un programme basé surl'apprentissage par problèmes <strong>et</strong> par proj<strong>et</strong>s, elle doit aussi s'inscriredans une philosophie basée sur les compétences. Puisque la compétenceest un concept transparent que nous ne pouvons pas évaluerdirectement, nous ne pouvons qu'observer son résultat dans un contextedonné. Les compétences doivent être évaluées en termes <strong>de</strong>s comportementsqui peuvent être démontrés <strong>et</strong> observés dans un contexteprofessionnel. Ainsi, la forme <strong>et</strong> les métho<strong>de</strong>s d'évaluation doivent m<strong>et</strong>trel'emphase sur <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s basées sur les performances. Laformation basée sur le développement <strong>de</strong>s compétences impose le développement<strong>de</strong> techniques d'évaluation non-traditionnelles, ce quireprésentent en soit un défi majeur pour le corps enseignant [5]. Les étudiantsont besoin <strong>de</strong> rétroaction sur ce qu'ils font <strong>et</strong> comment ils le font<strong>et</strong> ils doivent apprendre à utiliser c<strong>et</strong>te information pour améliorer leursperformances. Les évaluations doivent documenter <strong>et</strong> promouvoir ledéveloppement <strong>de</strong> leurs connaissances <strong>et</strong> leurs compétences pour raisonner<strong>et</strong> résoudre efficacement <strong>de</strong>s problèmes d'ingénierie. Nous avonsconçu un plan d'évaluation ayant les caractéristiques suivantes:• L'évaluation doit se faire selon <strong>de</strong>s critères <strong>de</strong> performance explicites<strong>et</strong> publics <strong>et</strong> dans un contexte familier à l'étudiant.• Les activités d'évaluation doivent être assez diversifiées pour fournirune rétroaction significative à toutes les parties impliquées.• L'évaluation doit se présenter sous forme d'une matrice reliant lesrésultats attendus aux activités d'apprentissage dans lesquelles lesrésultats doivent être atteints.• Des mesures doivent être i<strong>de</strong>ntifiées pour évaluer chaque résultat.• L'évaluation est principalement individuelle.• Les évaluations <strong>de</strong>vraient se faire sous diverses formes: évaluateursmultiples (étudiants, pairs, professeurs), dans différentes unitésd'évaluation (individu, équipe, classe) <strong>et</strong> selon différents types (examens,présentations orales, discussions, rapports techniques).Les programmes <strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong> l'Université<strong>de</strong> Sherbrooke ont été refondus <strong>de</strong> façon très innovatrice, tantpar le processus d'apprentissage que par celui <strong>de</strong> l'enseignement. Laconception <strong>et</strong> la mise en œuvre <strong>de</strong> ces programmes d'étu<strong>de</strong>s à la foiscomplexes <strong>et</strong> très ambitieux, ont représenté un défi majeur pour l'équipe<strong>de</strong> professeurs. Deux éléments importants <strong>de</strong> ce proj<strong>et</strong> sont critiques. Lepremier est le choix <strong>et</strong> le développement d'un cadre d'apprentissage.Celui ci a exigé l'adoption d'un paradigme souvent mentionné en éducation,qui déplace le centre d'intérêt du professeur <strong>et</strong> son enseignementvers l'étudiant <strong>et</strong> son apprentissage. Avec l'ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> collègues <strong>de</strong> laFaculté <strong>de</strong> l'Éducation, nous avons établi une série <strong>de</strong> principesd'apprentissages basés sur les recherche en science cognitive. Que nousavons ensuite mis en pratique dans un cadre conceptuel pour la conceptiondétaillée <strong>de</strong> toutes les activités pédagogiques. Le résultat est <strong>de</strong>scurriculum basés sur le développement <strong>de</strong> compétences, où la formationcombine l'apprentissage à base <strong>de</strong> problèmes <strong>et</strong> l'apprentissage àbase <strong>de</strong> proj<strong>et</strong>s.Bien qu'il soit trop tôt pour évaluer les nouveaux programmes, ceux ciont débuté en septembre 2001, la réaction <strong>de</strong>s étudiant après <strong>de</strong>ux sessionsa été très positive.7.0 RemerciementsCe travail est le résultat d'un travail d'équipe exceptionnel <strong>et</strong> les auteursvoudraient souligner ici l'engagement total <strong>de</strong> leurs collègues à ce proj<strong>et</strong>au cours <strong>de</strong>s trois <strong>de</strong>rnières années. Nous remercions spécialementC.-A. Brun<strong>et</strong>, R. Fontaine, R. Lefebvre, R. Thibault, S. Bourque (SSE)<strong>et</strong> R. Hivon (Faculté d'éducation). Ce travail a été financé en partie parl'Université <strong>de</strong> Sherbrooke (Programme <strong>de</strong>s gran<strong>de</strong>s innovationspédagogiques).8.0 Références[1] Canadian Aca<strong>de</strong>my of Engineering, “Evolution of Engineering Educationin Canada” 1999.[2] R. M. Har<strong>de</strong>n, J. R. Crosby, M. H. Davis, “AMEE Gui<strong>de</strong> No.14:Outcome-based education: Part 1- An introduction to outcomebase<strong>de</strong>ducation”, Medical Teacher, Vol. 21, No. 1, 1999, pp.7-14.[3] J.R. An<strong>de</strong>rson, “The Architecture of Cognition”, Cambridge: HarvardUniversity Press, 1983.[4] D. Woods, “Problem-based Learning: resources to gain the mostfrom PBL” 1996. http://chemeng.mcmaster.ca/pbl/append-a.htm[5] M.E. Huba and J.E. Freed, “Learner-centered Assessment on CollegeCampuses. Shifting the focus from teaching to learning”, Boston:Allyn and Bacon, 2000.6.0 Conclusion<strong>IEEE</strong> Canadian Review - Summer / Été 2002 4


À propos <strong>de</strong> l'auteursGérard Lachiver est professeur au Département <strong>de</strong>génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong> l'Université<strong>de</strong> Sherbrooke. À titre d'ancien directeur dudépartement, il a mené l'équipe chargée <strong>de</strong> réformer lesprogrammes <strong>de</strong> premier cycle en génie électrique <strong>et</strong> engénie <strong>informatique</strong>. En plus <strong>de</strong> ses recherches en contrôleintelligent <strong>de</strong> systèmes complexes ayant <strong>de</strong>sapplications en automobile <strong>et</strong> en systèmes <strong>de</strong> puissance, il s'intéresseau développement <strong>de</strong> stratégies visant à améliorer l'enseignement <strong>et</strong>la formation en ingénierie. On peut le rejoindre àlachiver@courrier.usherb.ca.Daniel Dalle est professeur au Département <strong>de</strong> génieélectrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong> l'Université <strong>de</strong>Sherbrooke (Québec) <strong>et</strong> est directeur du programme <strong>de</strong>génie <strong>informatique</strong>. Ses intérêts en recherche étaientprécé<strong>de</strong>mment dans le domaine du traitement <strong>de</strong>ssignaux physiologiques. Ses enseignements incluent lescircuits numériques, l'architecture <strong>de</strong>s ordinateurs <strong>et</strong> legénie logiciel. Il est membre <strong>de</strong> <strong>IEEE</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> l'Ordre <strong>de</strong>sIngénieurs du Québec.Noël Boutin est professeur au Département <strong>de</strong> génieélectrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong> l'Université <strong>de</strong>Sherbrooke, (Québec). Il a obtenu son B. Ing (1973) <strong>et</strong>son M. Sc. A. (1975) en génie électrique <strong>de</strong> l'Université<strong>de</strong> Sherbrooke. Ses intérêts techniques incluent laconception <strong>de</strong> circuits RF <strong>et</strong> <strong>de</strong> systèmes <strong>de</strong> communication.Ses intérêts pédagogiques touchent ledéveloppement <strong>de</strong> la dimension humaine dans les programmes <strong>de</strong>premier cycle en ingénierie.André Clav<strong>et</strong> est professeur au Département <strong>de</strong> génieélectrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong> l'Université <strong>de</strong>Sherbrooke, (Québec). Il a obtenu son B. Ing (1973) <strong>et</strong>son M. Sc. A. (1975) en génie électrique <strong>de</strong> l'Université<strong>de</strong> Sherbrooke. Ses intérêts techniques incluent lessystèmes à base <strong>de</strong> DSP, le traitement <strong>de</strong>s signaux <strong>et</strong>les systèmes <strong>de</strong> contrôle. Il est principalement impliquédans <strong>de</strong>s expériences pédagogiques surl'apprentissage coopératif <strong>et</strong> en recherche, sur la séparation à lasource <strong>de</strong>s signaux complexes.François Michaud est professeur agrégé au Département<strong>de</strong> génie électrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong>l'Université <strong>de</strong> Sherbrooke. Il détient la Chaire <strong>de</strong>recherche Canada en robotique mobile <strong>et</strong> systèmesautonomes intelligents. Ses activités <strong>de</strong> recherchefinancées par CRC, CRSNG, FCI and FCAR, incluentla robotique mobile (apprentissage, comportementsocial <strong>et</strong> <strong>de</strong> groupe), les systèmes intelligents, la logiquefloue <strong>et</strong> l'intelligence artificielle appliquée. Il est activementimpliqué dans la réforme <strong>de</strong> la formation en ingénierie en cours àSherbrooke, principalement par le développement d'une plate-formerobotisée mobile pour présenter le génie électrique <strong>et</strong> <strong>informatique</strong> <strong>et</strong>la conception aux étudiants <strong>de</strong> première année.Jean-Marie Dirand professeur au Département <strong>de</strong> génieélectrique <strong>et</strong> <strong>de</strong> génie <strong>informatique</strong> <strong>de</strong> l'Université <strong>de</strong>Sherbrooke, (Québec). Il a reçu un doctorat (1969) enmathématique appliquée <strong>de</strong> l'Université <strong>de</strong> Nancy(France). Ses intérêts en recherche incluent l'intelligenceartificielle <strong>et</strong> les environnements d'apprentissageintelligents. Il développe un noyau basé sur le WEBpour créer <strong>de</strong>s tutoriaux, en particulier un cours sur laprogrammation en C++.5 <strong>IEEE</strong> Canadian Review - Summer / Été 2002

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!