4 L’approche par problème, une porte ouverte à l’interdisciplinarité

Le renouveau pédagogique des années 2000 au Québec a encouragé les intervenants et intervenantes en éducation à s’interroger sur leurs pratiques et à modifier certaines façons d’enseigner pour les adapter aux nouveaux programmes d’études du primaire et du secondaire, et à leurs finalités. Le développement des compétences chez les élèves est justement l’une de celles-ci. Bien que les programmes d’études prescrivent les savoirs à enseigner, les moyens pour y arriver sont au choix des enseignantes et des enseignants, ce qui leur donne une liberté intéressante, mais peut-être aussi angoissante devant tant de choix et de changements. Alors, comment développer les compétences disciplinaires chez les élèves en ne laissant pas de côté les connaissances, essentielles à ce développement, et ce, de façon efficiente et dans l’esprit du renouveau pédagogique? De plus, comment favoriser l’intégration des savoirs afin d’offrir des situations d’apprentissage complexes, ouvertes et signifiantes aux élèves, comme demandé par le curriculum de formation au Québec? L’approche par problème (APP) semble être une des solutions possibles pour ce défi quotidien. Dans cet article, cette approche sera détaillée tout en mentionnant quelques exemples d’applications possibles en classe et en tissant des liens avec l’interdisciplinarité.

Présentation de l’approche par problème

L’approche par problème, ou la problem-based learning en anglais, est une approche pédagogique qui a été employée pour la première fois au Canada en 1969 à l’Université McMaster en Ontario. Il s’agissait alors d’une première puisque l’ensemble du programme de médecine reposait sur cette approche (Tremblay 2009 cité dans Bah 2012). « L’ennui des étudiants, leur incapacité à appliquer les connaissances théoriques dans le contexte clinique et le manque de compétences professionnelles des nouveaux diplômés » (Newman 2005 cité dans Contributeurs de ted6210 2015) seraient à l’origine de ce changement d’approche pédagogique. Au Québec, la Faculté de médecine de l’Université de Sherbrooke a mis de l’avant l’APP en 1987, et l’Université du Québec à Montréal, depuis 1996, offre un baccalauréat en biologie en apprentissage par problème (Mauffette et Poliquin 2001 cité dans Dorval 2010). D’autres programmes et établissements ont emboité le pas aux niveaux collégial et universitaire, si bien que « la communauté APP est en croissance au Québec » (Dorval 2010, 5).

Définitions

Depuis les années soixante, l’APP a évolué et s’est transformée. On retrouve donc aujourd’hui plusieurs façons de la définir ou de l’amener en classe avec les élèves. Pour Guilbert et Ouellet (1997, 64), l’APP est « un processus de résolution d’un problème complexe où les participants, regroupés par équipe, travaillent à chercher des informations et à résoudre un problème réel ou réaliste proposé de façon à développer des compétences de résolution de problèmes et à faire en même temps des apprentissages de contenus ». Les élèves sont donc confrontés à un problème complexe qui nécessitera probablement différentes connaissances pouvant être issues de diverses disciplines et qui n’a probablement pas de solution unique. C’est dans ce contexte de problème complexe dans lequel l’élève est actif dans sa résolution que les apprentissages s’effectuent et que les compétences se développent. La définition de Galaise (2001, 77 cité dans Bah 2012) complète bien celle de Guilbert et Ouellet :

L’apprentissage par problèmes est une approche pédagogique où le problème sert de motivation à l’apprentissage. Les étudiants sont confrontés au problème sans étude ou présentation préalable, ni de la matière ni du problème, et ont alors à déterminer les connaissances qu’ils possèdent et celles qui leur manquent pour solutionner le problème. L’acquisition de nouvelles connaissances se fait entre chaque rencontre de travail sur le problème, en fonction des besoins individuels. En APP, l’accent est mis sur l’analyse du problème et non sur la solution.

Pour Galaise, le problème devient la source de motivation à l’apprentissage, puisque l’élève n’est probablement pas capable de le résoudre et doit alors acquérir de nouvelles connaissances. De plus, cette définition montre bien le caractère inductif de la démarche, c’est-à-dire que l’on part du problème pour aller chercher des connaissances plutôt que d’apprendre des connaissances pour les appliquer aux problèmes. La démarche de résolution est également plus importante que la solution en elle-même, donc les processus réflexifs importent tout au long de cette démarche et constituent également une source d’apprentissage utile aux élèves. À la lecture de ces définitions, on remarque que l’élève est au centre de son apprentissage et qu’il ou elle agit dans une situation concrète dans laquelle l’application d’une règle simple pour résoudre le problème devient difficile. De plus, cette situation crée probablement un déséquilibre cognitif chez l’élève tout en nécessitant l’émergence des connaissances antérieures souvent lacunaires pour la résolution du problème. À cela, on pourrait ajouter le caractère réflexif de la démarche et le travail d’équipe qui tendent à montrer que l’APP cadre bien avec les principaux postulats du constructivisme et du socioconstructivisme, qui eux, sont à la base du curriculum au Québec.

La méthodologie

Plusieurs méthodes d’application de l’APP en classe ont été développées dont celle de l’Université du Québec à Montréal [UQAM] (s.d.), celle de Lahaie (2014) et celle de Guilbert et Ouellet (1997). Chaque enseignant ou enseignante a la possibilité de l’adapter à son style d’enseignement et à la façon dont il ou elle veut l’intégrer dans son cours.

À l’UQAM, l’ensemble du baccalauréat en biologie en apprentissage par problèmes est structuré en fonction de l’APP, c’est-à-dire que les étudiants et étudiantes ont, dans une année, une séquence de plusieurs situations-problèmes (SP) qu’ils abordent l’une après l’autre. Pour chaque SP, dont la longueur peut varier d’une à trois semaines, des heures sont prévues en petit groupe avec un tuteur ou une tutrice pour l’étude et la résolution de la situation-problème, tout comme des heures en laboratoire, des heures d’étude individuelle et, au besoin, des heures en classe avec de l’enseignement magistral.

Un enseignant ou une enseignante pourrait, de son côté, décider d’utiliser l’APP seulement quelques fois dans l’année scolaire afin d’approfondir des SP particulières. Dans un cas comme dans l’autre, la méthodologie pour que les élèves apprennent est semblable.

La méthodologie présentée ci-dessous s’inspire des sources nommées dans cette section. Par ailleurs, le processus n’est pas nécessairement linéaire de la première à la dernière phase. Des élèves rendus à la phase 5 pourraient par exemple décider de revenir à la phase 4 par manque d’informations.

Tableau 1 : Méthodologie de l’approche par problème

Étapes	Phases	Actions
Définition exacte du problème et formulation d’hypothèses	Phase 1 : Exploration (en équipes)	Clarifier les termes du problème, faire appel aux connaissances antérieures ou à des volumes au besoin.
	Phase 2 : Détermination et définition du problème ou de la situation (en équipes)	Déterminer les aspects à approfondir, identifier les informations significatives, les composantes principales et secondaires, les questions à répondre. Définir le problème principal, dresser un inventaire des hypothèses ou des solutions possibles.
Élaboration et application du plan d’action	Phase 3 : Planification de la recherche (en équipes)	Formuler des objectifs de recherche et d’étude, identifier les ressources, répartir les tâches au besoin.
	Phase 4 : Recherche d’informations (seul)	Se documenter dans ses ressources et dans celles proposées par l’enseignant ou l’enseignante. Synthétiser les informations sous la forme de son choix.
	Phase 5 : Analyse des informations (en équipes)	Mettre en commun les informations trouvées et les comparer, résoudre le problème à l’aide de ces nouvelles connaissances, retourner à l’étape précédente au besoin.
Synthèse et retour réflexif	Phase 6 : Synthèse (en groupe)	Confronter les diverses solutions selon la situation de départ, débattre de la plus plausible, formaliser les concepts à retenir ou à appliquer dans d’autres contextes.
	Phase 7 : retour réflexif (en groupe et seul)	Retour sur le processus de résolution et sur les stratégies utilisées. Évaluer les connaissances et compétences acquises.

Au niveau secondaire, ces étapes peuvent être considérées comme des lignes directrices. L’enseignant ou l’enseignante pourrait associer à chaque étape des productions attendues. Les élèves auront davantage besoin d’encadrement et d’un guidage dans le processus de résolution de problème. L’aide d’un ou d’une collègue, ou d’un conseiller ou d’une conseillère pédagogique, pour les phases deux et trois par exemple, pourrait être également très appréciée. Au niveau postsecondaire, les phases ci-dessus pourront être davantage approfondies et le nombre d’objectifs de recherche pourrait être plus grand. Dans tous les cas, puisque cette approche est centrée sur l’élève, son engagement demeure primordial et les objectifs pédagogiques ne pourront être atteints qu’avec sa pleine participation. Pour encourager sa motivation, il est important de donner à l’élève de bonnes SP. Celles-ci « stimulent l’engagement des étudiants et, en conséquence, la rétention des connaissances à long terme. Les étudiants eux-mêmes disent mieux se souvenir de la matière associée à un prosit [situation-problème] stimulant » (Soucisse, Maufette et Kandlbinder 2003).

Selon ces mêmes auteurs, les SP utilisées devraient être des situations réalistes, actuelles et vraisemblables. Pour ma part, j’ajouterais les trois caractéristiques essentielles d’une bonne situation d’apprentissage selon le Programme de formation de l’école québécoise : ouvertes, complexes et signifiantes. C’est donc dire que les SP devraient amener les élèves vers plusieurs réponses possibles. Elles devraient mobiliser différentes connaissances, si possible et désiré dans différentes disciplines, tout en restant accessibles, et faire référence au vécu des élèves pour qu’ils ou elles puissent en voir la pertinence. Le plus difficile, lors de la rédaction ou du choix de SP, est de bien équilibrer ces caractéristiques.

Le rôle de l’enseignante ou l’enseignant

L’enseignante ou l’enseignant exerce un rôle très important dans le bon déroulement d’une séance d’APP. En plus de motiver et de diriger le groupe adéquatement dans les différentes phases, elle ou il veille à ce que tous les élèves s’impliquent, et non pas seulement quelques personnes motrices. De plus, elle ou il doit s’assurer que les questions importantes soient abordées et que les principaux concepts soient à l’étude, sans toutefois bloquer l’exploration des élèves. L’enseignante ou l’enseignant ne doit intervenir qu’en cas de besoin, par exemple, comme il arrive souvent, pour ramener la discussion sur le problème à l’étude. Finalement, elle ou il peut faire cheminer des équipes en difficulté à l’aide de questions ouvertes.

Modalités

En m’appuyant sur mes lectures et mon expérience personnelle d’étudiant et d’enseignant, je suggère de former des groupes de cinq à dix étudiants et étudiantes à l’université pour un fonctionnement optimal. Au cégep et à l’école secondaire, former des équipes de trois ou quatre élèves avec des phases en grand groupe est une bonne façon d’intégrer l’APP. De plus, l’apprentissage de la méthode par les élèves demandera un certain temps. Alors, si cette approche est utilisée une seule fois pendant l’année scolaire, cela risque d’être moins avantageux pédagogiquement pour l’enseignant ou l’enseignante et pour l’élève. Comme pour beaucoup d’approches, un temps d’appropriation est nécessaire et les bénéfices pourront apparaître après quelques utilisations, d’où l’importance de bien coordonner les actions de l’équipe enseignante dans un même établissement.

Exemples de situations-problèmes

Une situation d’apprentissage sous forme d’APP de niveau quatrième secondaire est disponible sur la bibliothèque d’Alexandrie FGA^[1]. Elle peut se résumer ainsi : la planète Terre est un gigantesque écosystème dans lequel l’espèce humaine évolue. Plusieurs actions humaines contribuent présentement à réduire la biodiversité. Certains disent que la Terre est surpeuplée, ce qui pourrait amener des déséquilibres environnementaux. D’autres affirment que ce n’est qu’une question de répartition des ressources. Le débat occupe autant les scientifiques que les politiciens et les politiciennes. Qu’en est-il vraiment?

Conçue à l’origine pour le cours de science et technologie, cette SP pourrait être abordée de façon pluridisciplinaire. Par ailleurs, d’autres SP, adaptées à la formation générale des adultes, sont proposées dans l’article de Lahaie (2014).

Pour le niveau collégial, il existe une banque de SP en physique accessible gratuitement^[2]. Le site du Centre d’innovation pédagogique en sciences au collégial propose également plusieurs SP en sciences^[3].

L’interdisciplinarité au cœur de l’APP

Dans l’exemple de SP (citée plus haut) relative à la surpopulation humaine, plusieurs angles d’entrée pourraient être mis à contribution pour aborder le problème. Les politiques canadiennes, les habitudes et les valeurs de la population ou la répartition des ressources disponibles sur la Terre en sont des exemples. Il serait donc fort intéressant de réfléchir à cette SP en pluridisciplinarité au sens de Fourez, Maingain et Dufour (2002), selon différents angles d’entrée et différentes disciplines qui alimentent à leur façon la SP. Au secondaire, chaque enseignant ou enseignante, spécialiste de sa discipline, pourrait travailler, dans sa classe, sur la SP. Ainsi, les élèves pourraient développer une vision globale de cette dernière et aboutir à une synthèse plus riche.

En outre, l’interdisciplinarité dans l’APP ne pourra être réalisée qu’avec de bonnes SP, suffisamment complexes et ouvertes, qui amènent les élèves à pousser leur réflexion plus loin que les frontières de la discipline étudiée dans le cours. D’ailleurs, à la phase deux de l’APP, on demande aux élèves de déterminer les aspects à approfondir, puisqu’il pourrait y en avoir plusieurs dans différentes disciplines. C’est dans cette interdisciplinarité et au travers de la démarche de l’APP que les élèves pourront se construire une représentation globale de la SP et qu’ils ou elles pourront se développer afin de « devenir des acteurs sociaux autonomes et critiques face à des situations et à des problématiques complexes » (Fourez, Maingain et Dufour 2002, 21). Dans le même ordre d’idées, l’école doit « équiper les élèves d’outils d’intelligibilité de réalités de plus en plus complexes, ou plus exactement, de réalités dont on a décidé de ne plus gommer la complexité » (Fleury 2000 cité dans Fourez, Maingain et Dufour 2002, 22). C’est également dans ce contexte d’APP que les élèves pourront développer des compétences à caractère transversal comme l’écoute active, la résolution de problèmes, la planification stratégique, le raisonnement critique et créatif, la collaboration efficace en équipe et en groupe et la prise de décision (Newman 2005 cité dans Contributeurs de ted6210 2015).

Avec l’avancement rapide des connaissances dans plusieurs domaines et leur obsolescence tout aussi rapide (Duch et al. 2001 cité dans Dumais 2010), l’APP qui inclut l’interdisciplinarité semble une bonne façon d’enseigner aux élèves à reconnaître leur manque de connaissances dans des SP et les façons d’y remédier, en plus de développer des compétences transversales importantes. Cette approche permet également d’intégrer la réflexion métacognitive, afin de porter un regard critique sur les processus et les démarches mis en branle lors de la résolution et sur les apprentissages accomplis. C’est pourquoi l’APP réflexive interdisciplinaire, mise de l’avant avec de bonnes SP ouvertes, est tout à fait pertinente pour traiter des thèmes complexes en interdisciplinarité.

Conclusion

Pour conclure, l’APP, par sa démarche collaborative et sa pratique de résolution de problèmes complexes et ouverts, amène les apprenantes et les apprenants à mieux se préparer au marché du travail que les méthodes traditionnelles, comme le soulignent Lohman (2002) et Pastirik (2006), cités dans un document de l’Université de Montréal (s.d.). De plus, cette approche permet l’intégration des disciplines lorsque la SP est formulée en ce sens et que le tuteur ou la tutrice ouvre cette voie d’exploration. Bien que cette approche ne semble pas augmenter la réussite des élèves (Waack 2016; Dumais 2010), elle développe assurément des compétences de résolution de problèmes et de communication qui pourront être utiles dans la vie professionnelle de ces apprenants et apprenantes.

Références

Bah, M. B. 2012. Apports, limites et enjeux de l’apprentissage par problèmes pour le développement de compétences associées au champ de l’éducation relative à l’environnement : une étude de cas en milieu universitaire guinéen. Thèse de doctorat inédite, Université du Québec à Montréal.
Consulté à l’adresse : http://www.archipel.uqam.ca/5267/

Contributeurs de ted6210. 2015. Apprentissage par problèmes.
Consulté à l’adresse : http://wiki.teluq.ca/wikitedia/index.php/Apprentissage_par_problèmes

Dorval, É. 2010. Les pratiques d’évaluation des apprentissages des professeurs d’un programme de baccalauréat en APP. Mémoire de maîtrise inédit, Université du Québec à Montréal.
Consulté à l’adresse : http://www.archipel.uqam.ca/2919/

Dumais, N. 2010. Atelier sur l’approche par problèmes [document inédit]. Montréal : Université du Québec à Montréal.
Consulté à l’adresse : http://cfsa.uqam.ca/upload/files/Documentation/nancy_dumais_h2010.pdf

Fourez, G. (dir.), Maingain, A. et Dufour, B. 2002. Approches didactiques de l’interdisciplinarité. Bruxelles : De Boeck.

Guilbert, L. et Ouellet, L. 1997. « Étude de cas : apprentissage par problèmes ». Collection formules pédagogiques. Sainte-Foy : Presses de l’Université du Québec.

Lahaie, M. 2014. « Une adaptation de l’apprentissage par problèmes dans le contexte de l’éducation des adultes ». Spectre, 44(1) : 19–23.

Soucisse, A., Maufette, Y. et Kandlbinder, P. 2003. « Les problèmes : pivots de l’apprentissage par problèmes (APP) ». Res Academica, 21(1) : 129–50.

Université de Montréal. (s.d.). Apprentissage par problèmes [document inédit]. Montréal : Université de Montréal.
Consulté à l’adresse : http://www.cefes.umontreal.ca/pafeu/parcours_formation/enseigner/apprentissages_problemes.html

Université du Québec à Montréal. (s.d.). Déroulement d’un tutorat [document inédit]. Montréal : Université du Québec à Montréal.
Consulté à l’adresse : http://bio.uqam.ca/baccalaureat-en-biologie/deroulement-dun-tutorat.html

Waack, S. 2016. Hattie ranking: influences and effect sizes related to student achievement.
Consulté à l’adresse : http://visible-learning.org/hattie-ranking-influences-effect-sizes-learning-achievement/