Comparaison de l’activité cérébrale et du temps de réaction de novices en électricité avant et après avoir surmonté une conception alternative fréquente concernant les circuits électriques simples

Nenciovici, L. (2017). Comparaison de l’activité cérébrale et du temps de réaction de novices en électricité avant et après avoir surmonté une conception alternative fréquente concernant les circuits électriques simples. (Mémoire de maîtrise), Université du Québec à Montréal, Canada. url: https://archipel.uqam.ca/11658/

RÉSUMÉ : Les difficultés éprouvées par les élèves dans l’apprentissage de concepts scientifiquescontre-intuitifs proviennent fréquemment des conceptions alternatives qu’ilspossèdent. Le processus d’apprentissage de concepts scientifiques contre-intuitifs se nomme « changement conceptuel » et n’est pas encore bien compris, notamment concernant les mécanismes cognitifs impliqués. Des études récentes ont montré que, pour répondre scientifiquement à des questions impliquant des conceptions alternatives, des experts en sciences présumés avoir complété un changement conceptuel activaient principalement deux mécanismes : (1) le contrôle inhibiteur, qui consiste à inhiber les conceptions alternatives, toujours présentes dans leur pensée, pour surmonter ainsi leur tendance à fournir des réponses erronées correspondant à ces conceptions, et (2) la récupération en mémoire, qui consiste à récupérer le concept scientifiquement correct. Toutefois, les mécanismes mobilisés par des novices afin de surmonter leurs conceptions alternatives sont beaucoup moins connus. Dans la présente étude, un groupe de novices en électricité (N = 22) ont répondu à un test en électricité à deux moments, soit avant et après avoir surmonté une conception alternative fréquente concernant les circuits électriques simples. Le temps de réaction et l’activitécérébrale ont été mesurés à ces deux moments en utilisant l’imagerie par résonancemagnétique fonctionnelle (IRMf). Les hypothèses étaient à l’effet que, pour surmonter la conception alternative, les novices mobiliseraient les deux mêmes mécanismes que les experts. Les résultats montrent que, après avoir surmonté la conception alternative comparativement à avant, le temps de réaction des novices était plus court et leur patrond’activité cérébrale présentait des activations dans les aires rostrofrontales et pariétales. Ces résultats suggèrent l’activation d’un mécanisme de récupération en mémoireépisodique, mais pas d’inhibition. Ces résultats suggèrent aussi que l’apprentissage deconcepts scientifiques contre-intuitifs implique davantage que la simple correctiond’une réponse erronée. La mobilisation de la récupération en mémoire épisodique dansles stades précoces du changement conceptuel est compatible avec certains modèles de changement conceptuel, comme le modèle d’Ohlsson qui postule que les contenusemmagasinés dans cette mémoire peuvent agir comme des unités de savoir contribuant ultérieurement à la formation de concepts. Deux des principales limites de cette étude sont le manque de suivi longitudinal du processus de changement conceptuel et le typed’intervention mis en place, qui restreint l’inférence d’implications pédagogiques.