The Effectiveness of an Integrated 9E Learning Cycle and Tetrahedral Representation Model on Students' Motivation and Attitude Toward Hydrocarbons

La chimie semble souvent être une langue lointaine pour les étudiants, un sujet de particules invisibles et de symboles abstraits qui semblent déconnectés du monde dans lequel ils évoluent chaque jour. Cela est particulièrement vrai pour les hydrocarbures, ces molécules à base de carbone qui constituent l'ossature des carburants, des plastiques et de l'air même que nous respirons. Dans de nombreuses salles de classe, ces concepts sont enseignés par le biais de la mémorisation et de cours magistraux rapides, laissant les étudiants lutter contre le fossé entre ce qu'ils peuvent voir et ce qu'on leur demande d'imaginer. Lorsque le matériel semble trop abstrait, les étudiants perdent leur envie d'apprendre, et leur attitude envers la matière devient négative. Pour remédier à cela, les éducateurs ont commencé à tester de nouvelles façons d'enseigner, en combinant deux approches spécifiques : un cycle d'apprentissage qui guide les étudiants à travers un processus de découverte étape par étape, et un modèle visuel qui les aide à traduire les idées entre ce qu'ils peuvent voir, ce qu'ils ne peuvent pas voir et les codes mathématiques que les scientifiques utilisent pour les décrire.

Une équipe de chercheurs en Éthiopie s'est donné pour mission de voir si le mélange de ces deux méthodes pouvait réellement changer la perception qu'ont les étudiants de la chimie. Ils ont travaillé avec 176 élèves de dixième année répartis dans quatre écoles publiques, divisant ces derniers en différents groupes pour tester diverses méthodes d'enseignement. Un groupe a appris selon la méthode classique du manuel scolaire, tandis que les autres ont expérimenté la nouvelle approche intégrée ou l'une des deux méthodes prises isolément. L'objectif n'était pas seulement de voir si les étudiants apprenaient davantage de faits, mais de mesurer si leur motivation à apprendre et leur attitude générale envers la matière s'amélioraient. Les chercheurs ont également prêté une attention particulière à savoir si les garçons et les filles réagissaient différemment à ces nouveaux styles d'enseignement, une question qui suscite depuis longtemps le débat dans l'enseignement des sciences.

Les résultats ont montré un changement clair dans la salle de classe. Les étudiants ayant expérimenté les nouveaux modèles d'enseignement sont devenus plus engagés et ont développé une vision plus positive des hydrocarbures par rapport à ceux enseignés avec la méthode traditionnelle. Bien que le groupe utilisant la combinaison du cycle d'apprentissage étape par étape et du modèle visuel multi-niveaux ait obtenu les scores moyens les plus élevés, l'analyse statistique a révélé que ce groupe n'était pas significativement plus efficace que les groupes utilisant le cycle d'apprentissage ou le modèle visuel seuls en ce qui concerne la motivation. En fait, les trois groupes d'intervention ont performé de manière similaire pour stimuler l'envie d'apprendre des étudiants. Cependant, concernant les attitudes, l'approche combinée a montré un avantage distinct par rapport au cycle d'apprentissage seul, bien qu'elle ait performé de manière similaire au modèle visuel utilisé seul. Dans ce groupe combiné, les étudiants ont progressé à travers un processus structuré qui commençait par connecter les nouvelles idées à ce qu'ils savaient déjà, puis passait à l'exploration pratique, pour enfin lier ces découvertes aux applications du monde réel. Ils ont également pratiqué la traduction de concepts à travers quatre « niveaux » différents : le niveau macroscopique des choses qu'ils peuvent voir et toucher, le niveau microscopique des atomes et molécules invisibles, le niveau symbolique des formules chimiques, et l'élément humain, qui reliait la science à la société et à la vie quotidienne.

Lorsque les chercheurs ont examiné les données, ils ont constaté que, bien que le groupe combiné ait obtenu les scores moyens les plus élevés, les autres groupes d'intervention étaient statistiquement comparables pour favoriser la motivation. Tous les groupes d'intervention, quel que soit le modèle spécifique utilisé, ont nettement surpassé la classe traditionnelle en termes de motivation et d'attitude. Curieusement, l'étude a révélé que, bien que les garçons et les filles aient commencé avec des niveaux d'intérêt similaires, les garçons des groupes d'intervention ont fini avec des attitudes légèrement plus positives envers la matière que les filles. Cependant, la différence de motivation entre les genres n'était pas significative, suggérant que les garçons comme les filles bénéficiaient également de la nature active et pratique du nouveau style d'enseignement.

Avant l'intervention, les entretiens avec les étudiants ont révélé un sentiment de déconnexion commun. Ils décrivaient la chimie comme étant difficile, abstraite et ennuyeuse, notant qu'ils étaient souvent des récepteurs passifs d'informations avec peu de chances de poser des questions ou d'explorer des idées par eux-mêmes. Après l'introduction des nouvelles méthodes d'enseignement, le ton a complètement changé. Les étudiants ont rapporté que les leçons ressemblaient davantage à un voyage de découverte. Ils ont apprécié la possibilité de travailler avec leurs pairs, d'utiliser des simulations pour visualiser les particules invisibles et de voir comment la chimie qu'ils apprenaient s'appliquait à leur propre vie. Un étudiant a noté que la capacité de passer de l'observation d'un phénomène, à l'imagination des particules, à l'écriture de l'équation et à la compréhension de l'impact réel rendait l'apprentissage fluide et significatif.

Les chercheurs ont conclu que ces modèles intégrés sont un outil puissant pour transformer l'expérience des étudiants en chimie. En brisant la barrière entre la théorie abstraite et la réalité concrète, l'approche a aidé les étudiants à surmonter la peur et l'ennui qui frappent souvent les classes de sciences. L'étude suggère que lorsque les étudiants disposent des outils pour visualiser l'invisible et connecter leur apprentissage au monde qui les entoure, leur curiosité naturelle est ravivée. Bien que la taille de l'échantillon soit spécifique à une seule région, les conclusions offrent un argument convaincant en faveur de l'abandon de la mémorisation par cœur au profit de méthodes d'enseignement qui engagent activement les étudiants dans le processus de pensée scientifique.