Le changement climatique comme contexte d’un cours de physique au niveau secondaire II

Abstract

Contexte : Selon plusieurs études, l’intérêt des élèves pour les sciences physiques décline à l’école secondaire II. Pour rendre les cours de physique plus attrayants, une idée consiste à lier l’enseignement à un phénomène d’actualité. Par exemple, la contextualisation de l’enseignement de la physique autour des questions climatiques pourrait permettre d’augmenter l’intérêt des élèves dans leurs apprentissages, tout en sensibilisant les élèves aux enjeux environnementaux de demain.

Objectif : Notre but est de développer une séquence d’enseignement en sciences physiques faisant le lien avec les questions climatiquesmesurer l’intérêt des élèves pour une telle séquence. Une telle initiative est testée pour la première fois dans l’Etat de Genève.

Méthodes : La séquence d’enseignement a été développée par le deuxième auteur. Elle est alignée avec les objectifs curriculaires du Plan d’études Romand. Seize participants d’une classe du niveau secondaire II et d’un âge moyen de 16 ans ont suivi la séquence dans une école publique à Genève. L’échantillon comporte 75% de filles et 25% de garçons. Nous avons donné le même questionnaire aux élèves avant et après la séquence d’enseignement en sciences physiques intégrant les questions climatiques. Nous avons utilisé une approche quantitative pour mesurer l’intérêt des étudiants pour cette séquence d’enseignement grâce à un questionnaire. Celui-ci comporte 26 items issus de questionnaires validés, et utilise une échelle de Likert. L’effet de la séquence sur l’intérêt des élèves a été mesuré avec une analyse pre/post - avant et après la séquence d’enseignement, via la taille d’effet Cohen-d et un test de Student. De plus, la corrélation item-test (r_it) et le Cronbach Alpha (α) sont reportés afin de vérifier les qualités psychométriques du test, telles que la qualité des items ou la consistance interne. Les calculs ont été effectués avec le logiciel R.

Résultats: Les résultats du test pre (M=2.64, SD=0.61) et post (M=3.50, SD=0.89) indiquent que l’intérêt des étudiants pour la séquence d’enseignement en sciences physiques intégrant les questions climatiques a significativement augmenté (T(25)=5.7, p<0.01, Cohen d=1.1). Le questionnaire montre une très bonne qualité psychométrique, avant la séquence (r_it_moyen=0.53, α=0.90 (5% IC : [0.83,0.96])) et après la séquence (r_it_moyen=0.55, α=0.91 (5% IC : [0.83,0.96])).

Conclusions: Notre étude suggère : 1/ qu’il est possible de développer une séquence d’enseignement en sciences physiques incluant les questions climatiques, et 2/ qu’une telle initiative augmente l’intérêt des élèves de façon significative. Une étude plus poussée pourrait investiguer de manière plus détaillée l’augmentation de l’intérêt des élèves, par exemple il serait intéressant de savoir si celui-ci est corrélé à une augmentation des connaissances conceptuelles en sciences physiques.

Mots-clés: intérêt, climat, enseignement.

Climate change as context of a high school physics course

Context: According to several studies, the motivation of students for learning physical sciences at the secondary school level is declining. One handle to increase the attractivity of science courses is to link the learning material to a known context from real life. As an example, physics taught in the context of climate related questions could bring additional motivation to students and at the same time increase their awareness for such questions.

Goal: Our aim is to develop a physics teaching sequence related to climate issues, and to measure students’ interest in such sequence. Such type of sequence is tested for the first time in the Geneva state.

Methods: The teaching sequence was developed by the second author. It is aligned with curricula aims of the “Plan d’Etudes Romand”. 16 participants from secondary school aged 16 followed the teaching sequence in a school of the Geneva state. The sample consists of 75% girls and 25% boys. Students completed the same questionnaire before and after the physics teaching sequence that included climate change issues. We applied a quantitative approach to measure students’ interest for this teaching sequence, using a set of 26 items drawn from validated questionnaires, and based on a Likert scale. The impact of the teaching sequence on students’ interest was measured with a pre/post analysis before and after through Cohen-d size effect and a t-test. Besides, the item-test correlation (r_it) and Cronbach Alpha (α) are reported to measure the psychometric qualities of the questionnaire, such as items’ qualities and internal consistency. Calculations were done with the R software.

Results: The results of the pre (M=2.64, SD=0.61) and post (M=3.50, SD=0.89) test show that students’ interest for the physics teaching sequence that includes climate issues has significantly increased (T(25)=5.7, p<0.01, Cohen d=1.1). The questionnaire exhibits very good psychometric properties, before the sequence (average r_it=0.53, α=0.90 (5% CI : [0.83,0.96])) and after the sequence(average r_it=0.55, α=0.91 (5% CI : [0.83,0.96])).

Conclusions: Our study suggests that: 1/ it is possible to develop a physics teaching sequence that includes climate issues, and 2/such initiative significantly increases students’ interest. A more advanced study could investigate further whether the increase of interest is correlated to an increase of conceptual knowledge.

Keywords: interest, climate, teaching