Impact of Constructivist Teaching on Students’ Beliefs about Teaching and Learning in Introductory Physics

Abstract

This article reports on the impact of different teaching styles on students’ beliefs about teaching and learning–concerning effective teaching strategies, effective learning strategies, and learning goals–in an introductory physics course in engineering. A questionnaire including closed and open-ended questions was administered to two groups: 55 students taught based on a constructivist view of learning by the author, and 51 students in a traditional class taught by another instructor. Eight students from each group were then interviewed. The results show that the constructivist teaching seemed to effectively shift students’ beliefs about the teaching and learning tasks towards a constructivist orientation, as well as develop their epistemological beliefs about science knowledge to a more sophisticated perspective. On the other hand, the traditional teaching, limited to a didactic way of lecturing, seemed to have enhanced students’ commitments to transmission views of learning and objectivist-positivist perspectives of science knowledge. However, both groups were found to consistently favour superficial learning strategies when aiming to achieve good grades. The current constructivist teaching program may need further modifications to facilitate the abandonment of superficial learning strategies.

Résumé

Cet article analyse l’impact des différents styles d’enseignement sur ce que pensent les étudiants de l’enseignement et de l’apprentissage, en particulier ce qui touche à l’efficacité des stratégies d’enseignement et d’apprentissage et aux objectifs d’apprentissage eux-mêmes, dans un cours universitaire de physique destiné aux étudiants de première année en sciences et génie.

Un questionnaire comprenant des questions fermées et ouvertes a été administré à deux groupes d’étudiants, dont 55 suivaient un cours donné par l’auteur et fondé sur une vision constructiviste de l’apprentissage, et 51 suivaient un cours traditionnel donné par un autre professeur. Huit étudiants de chaque groupe ont été interviewés. Le groupe constructiviste se spécialisait en génie informatique, et le groupe traditionnel en mathématiques appliquées. Les résultats du questionnaire fermé ont fait l’objet d’une analyse quantitative au moyen d’un test Chi-2 et d’un test-t visant à analyser les différences entre les deux groupes, et d’un test de McNemar pour analyser les stratégies que préféraient les étudiants d’un même groupe dans le cas où il y avait des objectifs de cours différents. Les données provenant des questions ouvertes et des entrevues ont fait l’objet d’une analyse qualitative.

Les tâches liées à l’enseignement traditionnel impliquaient une explication des principes physiques, suivie de la résolution de problèmes de types didactiques et mathématiques. Quant à l’enseignement constructiviste, il se distinguait par trois aspects: il fournissait l’occasion de se pencher sur de nombreuses questions conceptuelles en contexte, les étudiants participaient à des discussions en petits groupes et avec toute la classe, et il réduisait considérablement l’enseignement des dérivations mathématiques. Les résultats indiquent que le type d’enseignement semble avoir une certaine influence sur ce que pensent les étudiants des processus d’apprentissage. Après un semestre d’enseignement, les professeurs des deux groupes semblaient avoir réussi à convaincre leurs étudiants de la validité des deux approches quant à l’apprentissage de la physique, ce qui pourrait avoir contribué d’une part à la perspective qu’avaient les étudiants de leur rôle comme apprenants, et d’autre part aux supposés épistémologiques qui caractérisent leurs connaissances en physique.

Le groupe constructiviste était disposé à participer activement au dialogue dans ia classe de physique, et considérait l’apprentissage participatif comme très important. Certains étudiants ont affirmé qu’ils avaient apprécié le fait de pouvoir entendre les différentes interprétations formulées par leurs pairs, ce qui les a aidés à mieux comprendre les concepts physiques. L’enseignement constructiviste s’est donc démontré efficace pour ce qui est d’effectuer un changement dans les convictions des étudiants au regard des tâches d’enseignement et d’apprentissage fondées sur le constructivisme, et d’affiner leurs connaissances scientifiques. Pour sa part, l’enseignement traditionnel, qui se limitait à un mode didactique d’exposer la matière, semble avoir ancré les étudiants dans une vision de l’apprentissage orientée sur la transmission des connaissances. Les étudiants du groupe traditionnel insistaient également sur l’importance des exposés magistraux portant sur les dérivations mathématiques des formules et la présentation de démonstrations pour vérifier les théories physiques. Leurs réponses impliquent aussi qu’ils ont une vision linéaire du savoir, et qu’ils sont dépendants de l’autorité. Cela indique que ces étudiants ont une perspective des connaissances scientifiques et de l’apprentissages des sciences qu’on pourrait qualifier d’objectiviste-positiviste, perspective qui est sans doute renforcée par la prévalence de l’enseignement didactique traditionnel.

Cependant, les deux cohortes ont eu recours à des méthodes superficielles d’apprentissage au moment d’affronter les épreuves notées de fin d’année. Bien que l’enseignement de type constructiviste ait réussi à faire en sorte que les étudiants soient conscients du rôle fondamental que joue la participation cognitive dans la compréhension des concepts, il ne conduit pas automatiquement à l’abandon des stratégies superficielles lorsque vient le moment d’affronter les examens. Il est donc possible que le système d’évaluation du programme d’enseignement de type constructiviste actuel doive faire l’objet de modifications si on veut décourager l’application de stratégies d’apprentissage superficielles.