Lapierre, Hugo G.
(2024).
« Effets de transfert associés à l'apprentissage de la programmation vers les disciplines scolaires traditionnelles au secondaire » Thèse.
Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Doctorat en éducation.
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Résumé
Plusieurs organisations internationales, dont l’UNESCO (Claro et Castro-Grau, 2023) et l’OCDE (2023), mettent de l’avant la nécessité de mieux outiller les futurs citoyens afin qu’ils utilisent plus efficacement le numérique, et qu’ils parviennent de surcroît à contribuer à la création et à l’innovation technologique, notamment en matière d’intelligence artificielle. Conformément à ces aspirations, plusieurs systèmes éducatifs à travers le monde ont désormais rendu obligatoire l’apprentissage de la programmation pour tous les élèves du secondaire, et parfois même du primaire. S’inscrivant dans cette tendance internationale, le Gouvernement du Québec a récemment introduit l’apprentissage de la programmation au sein de la compétence numérique qui doit être développée de manière transversale chez tous les élèves du préscolaire, du primaire et du secondaire (Gouvernement du Québec, 2019). Plusieurs raisons sont évoquées dans la littérature scientifique pour justifier la pertinence d’intégrer la programmation au cursus scolaire des apprenants (Blikstein et Moghadam, 2019). La plus souvent mentionnée concerne le rôle que jouerait l’apprentissage de la programmation dans le développement d’une pensée informatique (Lye et Koh, 2014). La pensée informatique réfère aux compétences en raisonnement de haut niveau, telles que la résolution de problèmes et l’abstraction, susceptibles d’être transférées à d’autres apprentissages scolaires (Shute et al., 2017). Toutefois, de nombreux chercheurs (p. ex., Manches et Plowman, 2017) appellent à faire preuve de prudence, car les effets possibles de l’apprentissage de la programmation, par le biais du développement de la pensée informatique, n’ont pas encore été clairement démontrés de façon empirique. C’est donc précisément pour répondre à ce vide sur le plan scientifique, mais également pour mieux éclairer les choix politiques et pédagogiques au regard de l’enseignement de la programmation, que ce projet de recherche doctoral vise à examiner les effets de transfert potentiels associés à l’apprentissage de la programmation sur trois disciplines scolaires qui sont centrales au programme de formation du secondaire : le français, les mathématiques et les sciences. Pour s’intéresser à cette question, un devis longitudinal et comparatif a été employé. Une base de données massive a été constituée à partir de l’ensemble des résultats scolaires de fin d’année (français, mathématiques et sciences) de 440 élèves, pour l’entièreté de leur parcours au secondaire. Les données proviennent d’une même école secondaire ayant implanté une concentration scolaire portant spécifiquement sur l’apprentissage de la programmation depuis 2014. Deux autres concentrations (Arts et Sports) agissent à titre de groupe de contrôle actif afin de mieux isoler la valeur ajoutée de l’apprentissage de la programmation. Afin de comparer les résultats de fin d’année (années 1 à 5) des élèves pour chaque concentration (Programmation, Arts et Sports), une modélisation par trajectoires latentes multigroupe a été réalisée pour chaque discipline (français, mathématiques et sciences) à l’aide de Mplus (Muthén et Muthén, 2017), un logiciel de modélisation statistique permettant de réaliser des comparaisons longitudinales d’une variable à travers le temps. Les résultats obtenus suggèrent que les élèves inscrits à la concentration Programmation présentent en moyenne de meilleurs résultats scolaires en mathématiques au fil du temps, comparativement à ceux des deux autres concentrations, suggérant ainsi un effet de transfert positif associé à l’apprentissage de la programmation pour cette discipline. Cet effet de transfert semble particulièrement notable pour la compétence mathématique liée à la résolution de problèmes. En revanche, l’appartenance à la concentration Programmation n’est pas associée à de meilleurs résultats scolaires en sciences et en français, ce qui suggère une absence de transfert positif pour ces disciplines.
La principale interprétation de ces résultats est que les mathématiques présenteraient des similarités plus importantes avec la programmation, ce qui contribuerait à faire en sorte que ces deux domaines soient plus rapprochés, facilitant ainsi le transfert entre ceux-ci. Par ailleurs, des similarités moins marquées et possiblement moins directes entre les sciences et la programmation contribueraient à éloigner davantage ces domaines, ce qui pourrait expliquer en partie l’absence de transfert positif observé dans les résultats. Qui plus est, il est également possible que la plus grande hétérogénéité associée à la discipline des sciences, qui englobe une gamme de disciplines scientifiques, complique la détection des effets de transfert. En effet, les compétences et les connaissances développées par la programmation pourraient être plus directement liées à certaines disciplines scientifiques précises, comme la physique, et moins à d’autres, comme la biologie, ce qui pourrait contribuer à atténuer les résultats. Pour ce qui est du français, bien qu’il puisse exister quelques similarités avec la programmation, celles-ci apparaissent dans l’ensemble moins marquées que pour la discipline des mathématiques, et même celle des sciences. Il est donc probable que l’éloignement entre la programmation et le français soit trop important pour permettre un transfert positif significatif entre ces domaines. Sur le plan scientifique, cette recherche représente un pas de plus vers une meilleure compréhension des effets de transfert associés à l’apprentissage de la programmation pour d’autres apprentissages scolaires. À notre connaissance, elle est la toute première à étudier de manière empirique, comparative et longitudinale les effets de transfert associés à l’apprentissage de la programmation, en documentant les performances scolaires d’élèves sur l’ensemble de leur parcours au secondaire. Cette recherche a ainsi permis d’obtenir des informations inédites et nécessaires concernant la possibilité de transfert associée à l’apprentissage de la programmation vers des apprentissages fondamentaux faisant partie du programme d’enseignement secondaire obligatoire. Les résultats obtenus amènent à nuancer l’idée très répandue selon laquelle l’apprentissage de la programmation faciliterait d’emblée un apprentissage transversal vers d’autres disciplines, à travers le développement de la pensée informatique. Ces premiers résultats permettent donc de mieux circonscrire et anticiper les retombées de l’intégration d’une telle concentration en programmation au sein des programmes d’études et apportent un éclairage supplémentaire quant à la place de la programmation en milieu scolaire. D’un point de vue pratique, cette compréhension plus fine des retombées associées à l’apprentissage de la programmation peut également fournir des pistes utiles aux enseignants et futurs enseignants afin d’orienter et appuyer leurs choix pédagogiques au regard de l’enseignement de la programmation. Cela pourrait notamment mener à préciser les pratiques d’interdisciplinarité entre les mathématiques, les sciences, le français et la programmation, pour favoriser les apprentissages scolaires et ultimement la réussite éducative des élèves. Finalement, les résultats de ce projet ouvrent la voie à plusieurs pistes de recherches futures. Il serait d’abord pertinent d’identifier de manière plus précise les contenus disciplinaires qui pourraient bénéficier le plus de l’intégration de la programmation, tout en évaluant les effets de transfert pour ces contenus. Les résultats ouvrent également la porte à la réalisation d’études visant à mettre à l’essai des interventions éducatives qui établissent des liens multidisciplinaires explicites entre la programmation et les autres disciplines, ce qui permettrait d’établir des liens plus tangibles avec la pratique pédagogique.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : apprentissage de la programmation, apprentissages scolaires au secondaire, transfert des apprentissages, pensée informatique
| Type: |
Thèse ou essai doctoral accepté
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| Informations complémentaires: |
Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A. |
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Directeur de thèse: |
Charland, Patrick |
| Mots-clés ou Sujets: |
Programmation (Informatique) / Étude et enseignement (Secondaire) / Apprentissage scolaire / Transfert d'apprentissage |
| Unité d'appartenance: |
Faculté des sciences de l'éducation |
| Déposé par: |
Service des bibliothèques
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| Date de dépôt: |
15 août 2024 14:22 |
| Dernière modification: |
15 août 2024 14:22 |
| Adresse URL : |
http://archipel.uqam.ca/id/eprint/17946 |
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