Cette thèse explore le développement du Raisonnement par Ordre de Grandeur (ROG) dans l'enseignement des sciences aux niveaux secondaire I et II, en s’appuyant sur quatre articles publiés.

Importance et définition du ROG

Le ROG est une méthode de résolution de problèmes utilisant des approximations à des puissances de dix pour estimer des solutions plausibles. Il permet aux élèves de développer une compréhension critique des données quantitatives, essentielles dans la vie quotidienne et les médias.

Compétences et obstacles

Le ROG implique la maîtrise de la notation scientifique, des unités, des arrondis, et des concepts comme la proportionnalité. Son apprentissage est complexe et rencontre de nombreux obstacles de nature conceptuelle, technique et cognitive.

Outils pédagogiques : Worked Examples (WE)

Les "Worked Examples" (WE), des démonstrations pas à pas de résolution de problèmes, se révèlent efficaces pour enseigner le ROG. Ils réduisent la charge cognitive et facilitent la compréhension des stratégies d’experts.

Résultats et impacts

Les expérimentations montrent que les élèves apprécient l’efficacité du ROG et comprennent qu'une précision excessive n’est pas toujours nécessaire. Les WE aident au transfert des compétences ROG vers des problèmes plus complexes. Le ROG soutient aussi le développement de la littératie scientifique et numérique, formant des citoyens critiques face aux informations quantitatives.

Applications en biologie et Nature des Sciences

Le ROG peut s’étendre à la biologie et enrichir la compréhension quantitative de la Nature des Sciences (qNoS).

Conclusion

L’intégration du ROG et des WE dans l'enseignement des sciences améliore la compréhension des données scientifiques et l’esprit critique des élèves. Cette approche pédagogique prometteuse renforce les compétences nécessaires pour appréhender les sciences au secondaire.