L’apprentissage par problèmes est une pédagogie active dans laquelle les élèves sont confrontés à des situations réelles qu’ils doivent résoudre en groupe.
L’une des caractéristiques de cette stratégie centrée sur l’apprenant est qu’elle inverse l’ordre traditionnel d’une activité : au lieu d’aborder la théorie avant de résoudre le problème, c’est le problème qui fait naître le besoin d’acquérir de nouvelles connaissances.
Cette démarche fait de l’élève l’acteur de son apprentissage et développe son autonomie, sa curiosité et le travail en équipe.
Si vous souhaitez approfondir l’apprentissage par problèmes et découvrir comment il s’articule à travers ses étapes, poursuivez la lecture.
Qu’est-ce que l’apprentissage par problèmes ?
L’apprentissage par problèmes (APP) est une méthode constructiviste dans laquelle les étudiants apprennent en résolvant des problèmes réels, en développant leurs connaissances et leurs compétences de manière active et collaborative.
Cette démarche inverse l’ordre traditionnel de l’enseignement en posant d’abord le problème, et modifie les rôles : l’enseignant devient facilitateur et l’élève, acteur de son apprentissage.
Depuis les années 1960, lorsque les limites de l’apprentissage par cœur dans la formation médicale ont été mises en évidence, notamment à l’Université McMaster, en Ontario, l’apprentissage par problèmes n’a cessé de se développer.
Il s’est progressivement étendu à tous les niveaux et à toutes les disciplines, de l’école primaire à l’université, et a montré son efficacité pour développer des compétences clés du XXIe siècle, comme la résolution de problèmes complexes et le travail collaboratif.
Son efficacité est étayée par de nombreuses études, comme celle de la chercheuse Cindy Hmelo-Silver, de l’Université Rutgers. Ses travaux ont montré que l’APP favorise la construction de connaissances flexibles et applicables, améliore le raisonnement et l’esprit critique, et renforce un apprentissage autodirigé efficace.
Caractéristiques de l’apprentissage par problèmes
La méthode de l’APP repose sur 6 caractéristiques fondamentales :
- Elle est centrée sur l’étudiant, qui joue un rôle actif, s’autoévalue et s’autorégule au sein d’une équipe.
- Les activités sont orientées vers l’apprentissage, la recherche et la réflexion pour résoudre le problème posé.
- Les problèmes posés doivent être contextualisés, pertinents et liés à la réalité de l’étudiant.
- Le travail s’organise en petits groupes d’environ 5 à 8 élèves pour que chacun puisse participer.
- L’enseignant devient facilitateur, au lieu d’être un simple transmetteur, comme dans le modèle traditionnel.
- Elle aide à développer des compétences transversales très recherchées sur le marché du travail, comme l’apprentissage autodirigé, la recherche et le traitement critique de l’information, la prise de décision et le raisonnement efficace.
Comme l’évaluation par compétences, c’est un outil pédagogique qui permet de mieux préparer les étudiants aux défis personnels, sociaux et professionnels.
Méthode traditionnelle et apprentissage par problèmes (APP)
La méthode d’enseignement traditionnelle repose sur la mémorisation, la répétition et la transmission passive des contenus.
L’apprentissage par problèmes, au contraire, est un processus actif qui vise un apprentissage authentique et positif, dans lequel l’étudiant interagit de manière significative avec son environnement.
Pour illustrer de façon claire et schématique quelques-unes des principales différences, voici un tableau comparatif :
| Élément | Méthode traditionnelle | Apprentissage par problèmes |
|---|---|---|
| Acteur principal | Enseignant | Étudiant |
| Méthode | Cours magistraux | Résolution de problèmes contextualisés |
| Travail | Individuel | Coopératif |
| Évaluation | Sommative | Continue et formative |
APP et apprentissage par projets
La principale différence entre l’apprentissage par problèmes et l’apprentissage par projets est que, dans le premier, l’accent est mis sur la résolution d’une question, alors que dans le second, la création d’un produit final concret est essentielle.
Quelles sont les étapes de l’apprentissage par problèmes ?
Pour définir les étapes de l’apprentissage par problèmes, nous nous appuierons sur le modèle en 7 étapes proposé par Exley et Dennick en 2007.
D’autres modèles, comme celui de Morales et Landa, en ajoutent une, car ils distinguent dans deux étapes différentes ce que l’on sait et ce que l’on ne sait pas, comme l’explique un document de l’Université polytechnique de Madrid (en espagnol).
Dans tous les cas, en découvrant pas à pas comment appliquer l’APP, vous comprendrez pourquoi cette méthode est structurée ainsi.
Étape 1 : présentation et clarification du problème
La première étape consiste à vous assurer que vos élèves comprennent l’énoncé et ce que vous attendez d’eux. L’information doit être claire, et il est conseillé de prévoir un temps de questions pour qu’ils puissent exprimer leurs doutes ou demander des précisions.
Une bonne technique pour cette phase est la lecture approfondie de l’énoncé.
Assurez-vous que tous les membres des équipes comprennent bien le problème, clarifiez les termes inconnus et levez toute ambiguïté.
Étape 2 : remue-méninges et connaissances préalables
Une fois que tous ont compris l’énoncé, proposez-leur un remue-méninges libre et sans censure.
Cela facilite l’activation des connaissances préalables et le repérage de leurs éventuelles lacunes.
L’équipe détermine ainsi les connaissances dont elle dispose et celles qu’elle doit acquérir pour résoudre le problème, ce qui mobilise l’esprit critique.
Étape 3 : formulation des hypothèses et des besoins d’apprentissage
La troisième étape consiste à transformer les doutes en questions de recherche. Il est indispensable, à ce stade, de hiérarchiser les objectifs d’apprentissage et de formuler des hypothèses de travail.
La recherche est la pierre angulaire de cette étape, et les questions posées permettront de structurer la suite du travail.
ABONNEZ-VOUS À LA NEWSLETTER
Découvrez les dernières tendances du secteur.
Étape 4 : conception du plan de recherche
L’objectif de cette étape est que le groupe organise sa stratégie de recherche à partir des questions formulées à l’étape précédente.
Voici quelques actions menées à ce stade :
- La répartition des rôles entre les membres de l’équipe. Le groupe peut, par exemple, se répartir des thèmes précis.
- L’identification de sources d’information fiables et vérifiées (établissements universitaires, organismes officiels, travaux de recherche universitaires, etc.).
- L’élaboration du calendrier de travail.
Ce type d’interaction développe des compétences comme le travail coopératif, la planification et la responsabilité collective.
Étape 5 : recherche individuelle d’informations
C’est sans doute l’étape la plus longue : elle peut durer une à deux semaines, pendant lesquelles l’étudiant doit travailler de façon autonome.
Il se concentre principalement sur 3 tâches :
- La consultation de sources vérifiées.
- La collecte structurée de données.
- La sélection des informations pertinentes, en écartant tout ce qui est superflu ou inutile pour résoudre le problème.
Après avoir travaillé ses compétences de groupe, l’élève se concentre ici sur d’autres dimensions, comme l’apprentissage autorégulé.
Étape 6 : analyse et synthèse en groupe
À ce stade, chaque membre met en commun ce qu’il a trouvé. Cette étape, qui comprend une discussion animée par l’enseignant, doit permettre de confronter les informations, de résoudre les contradictions et de réaliser une synthèse intégrée des connaissances.
La communication assertive, la négociation et le jugement personnel entrent alors en jeu.
Même si nous parlons ici de mettre en œuvre l’APP au sein d’un groupe, cette technique présente un autre avantage : plusieurs groupes peuvent travailler ensemble ponctuellement. L’enseignant peut par exemple inviter toutes les équipes à débattre d’un sujet qui mérite une attention particulière.
Le rôle de l’enseignant-guide est déterminant à cette étape. Il doit aider les étudiants à repérer les incohérences, à approfondir les aspects traités superficiellement et à construire une compréhension globale du problème.
Étape 7 : évaluation et présentation des solutions
La dernière étape consiste à élaborer la proposition ou la solution et à la présenter à la classe. Il peut être utile ici de recourir à la méthode Feynman, en invitant les étudiants à expliquer leur travail à leurs camarades de la manière la plus simple possible.
Pour approfondir l’apprentissage, il est conseillé qu’ils réfléchissent au processus d’apprentissage lui-même, ce qui active la dimension métacognitive. L’évaluation ne vient donc pas seulement de l’enseignant, mais aussi de l’élève lui-même (autoévaluation) et de ses camarades (évaluation par les pairs).
L’apprentissage par problèmes est donc une pratique globale dans laquelle l’élève travaille de nombreuses compétences fondamentales et transversales, ainsi que des compétences disciplinaires, à titre individuel comme en groupe.
Il est toutefois essentiel de respecter l’ordre des étapes pour que la méthode fonctionne.
Voici un récapitulatif des différentes étapes, de leur objectif et du temps indicatif à y consacrer :
| Étape | Nom | Objectif principal | Durée indicative |
|---|---|---|---|
| 1 | Présentation du problème | Analyser une situation réelle | 1 séance |
| 2 | Remue-méninges | Identifier les connaissances préalables | 1 séance |
| 3 | Formulation des hypothèses | Formuler des questions de recherche | 1 séance |
| 4 | Plan de recherche | Concevoir la stratégie de recherche | 1 séance |
| 5 | Recherche individuelle | Étude autonome | 1 à 2 semaines |
| 6 | Analyse en groupe | Synthèse des résultats | 2 séances |
| 7 | Évaluation et présentation | Réflexion et solution finale | 1 à 2 séances |
Au-delà de cette classification, on peut résumer l’essence de l’APP comme l’identification, la description et la résolution de problèmes, grâce à l’interaction entre l’enseignant et les étudiants, comme le souligne l’étude de Vera et al. (2021).
Exemple d’apprentissage par problèmes en classe
Imaginons que le problème posé aux élèves soit l’augmentation importante de la pollution aux microplastiques dans une rivière proche.
Les étapes de l’APP s’articuleraient ainsi :
- Étape 1 : on présente l’énoncé et on clarifie des notions comme « microplastiques », « écosystème fluvial », « biodiversité », « économie circulaire », etc.
- Étape 2 : les élèves proposent des idées et des hypothèses sur l’origine des déchets, leur impact sur l’écosystème aquatique, leur propre expérience de la gestion des déchets, etc.
- Étape 3 : ils peuvent formuler des questions comme quelles sont les principales sources de pollution ? ou quelles mesures de prévention peut-on appliquer au niveau local ?
- Étape 4 : un sous-groupe peut se charger d’analyser les données sur la pollution, un autre la réglementation applicable en matière de pollution et de déchets, un autre les initiatives d’éducation à l’environnement, et le dernier les mesures pour développer l’économie circulaire.
- Étape 5 : chaque élève, selon son rôle, mène les recherches nécessaires pour assumer ses responsabilités au sein du groupe.
- Étape 6 : l’enseignant intervient pour approfondir des aspects comme le lien entre activité humaine et développement durable, et aide l’équipe à comprendre le problème dans sa globalité.
- Étape 7 : les élèves conçoivent un plan d’action environnemental pour leur commune, aussi complet que possible. Il peut inclure des campagnes de sensibilisation, des recommandations aux autorités locales, des propositions d’activités éducatives, etc.
Ce n’est qu’un petit exemple de la manière dont vous pouvez intégrer l’apprentissage par problèmes à votre stratégie pédagogique. Vous pouvez le compléter par le visionnage d’un documentaire, des contenus interactifs créés par les élèves pour leurs camarades, etc.
Les possibilités sont nombreuses. Ce qu’il faut toujours respecter, c’est l’ordre des étapes, la personnalisation de l’activité et votre rôle de facilitateur.
Avantages et bénéfices de l’apprentissage par problèmes
La recherche en éducation a documenté de nombreux bénéfices de l’apprentissage par problèmes, en particulier par rapport aux méthodes traditionnelles. Ces bénéfices concernent aussi bien la dimension cognitive que la dimension socio-émotionnelle.
Bénéfices cognitifs
Parmi les bénéfices cognitifs, la rétention à long terme se distingue : les étudiants qui ont suivi cette méthode active retiennent mieux les connaissances dans la durée.
Ainsi, une étude de Carrió et al. (2016), publiée dans FEMS Microbiology Letters, a montré que combiner l’APP avec des cours magistraux, dans un format hybride, améliorait l’acquisition des connaissances et leur rétention à long terme, les capacités de résolution de problèmes et les compétences génériques.
Cette amélioration favorise aussi le transfert des apprentissages à des situations réelles, au-delà de la salle de classe.
Bénéfices socio-émotionnels
Les bénéfices socio-émotionnels sont eux aussi importants. La pratique active incite les étudiants à s’impliquer davantage dans leur apprentissage et renforce leur motivation. Ils voient aussi les résultats de leurs interactions, ce qui donne du sens et de la pertinence à l’activité.
De plus, le travail en petits groupes crée un écosystème inclusif propice au développement des compétences interpersonnelles, comme l’empathie, la planification et la négociation. Les élèves améliorent aussi leur capacité à communiquer, puisqu’ils doivent argumenter et défendre leur travail.
D’autres compétences en sortent renforcées, comme l’autonomie et la responsabilité dans l’apprentissage, avec à la clé une troisième : la confiance en soi, qui grandit à mesure qu’ils progressent.
En résumé, les principaux bénéfices de l’APP sont :
- La rétention de l’information à long terme.
- Une meilleure acquisition des connaissances.
- Le développement des capacités de résolution de problèmes et du transfert à des situations réelles.
- Une motivation et une implication active plus fortes.
- De meilleures compétences interpersonnelles, comme la communication, l’autonomie, la responsabilité et la confiance en soi.
Rôle de l’enseignant et de l’élève dans l’apprentissage par problèmes
Le succès de l’apprentissage par problèmes ne dépend pas seulement de sa mise en œuvre, mais aussi de la transformation réussie du rôle de l’enseignant, qui constitue souvent l’un des plus grands défis.
L’enseignant, facilitateur de l’APP
L’enseignant joue un rôle de facilitateur et de guide. Ses principales fonctions sont les 5 suivantes :
- Concevoir des problèmes porteurs de sens. Il crée ou sélectionne des problèmes authentiques, pertinents et d’un niveau de complexité adapté.
- Guider le travail du groupe. Il observe la dynamique des équipes et n’intervient que lorsque c’est nécessaire, sans interférer dans leur organisation.
- Poser des questions pertinentes. Il formule des questions qui stimulent l’esprit critique, favorisent la métacognition et approfondissent l’analyse des contenus.
- Gérer les ressources et organiser les étapes de l’APP. Il donne accès à des sources fiables, fixe des délais réalistes et supervise le processus.
- Assurer une évaluation formative et continue. L’évaluation adopte plusieurs angles : observation des étudiants et retours constructifs et personnalisés, à l’échelle individuelle comme collective.
Pour remplir ces fonctions, les enseignants doivent se former à la conception de problèmes ouverts et contextualisés, aux techniques d’animation et de gestion de petits groupes, à la gestion des conflits et à l’évaluation par compétences.
L’évaluation dans l’APP : outils et critères
Dans l’APP, l’évaluation repose sur une responsabilité partagée de l’apprentissage.
C’est pourquoi le modèle d’évaluation à 360° est l’un des plus utilisés : il permet un retour complet de l’enseignant, des camarades, des autres équipes de la classe et de l’élève lui-même.
Le tableau suivant présente quelques-uns des instruments d’évaluation les plus utiles pour l’apprentissage par problèmes, ce que chacun évalue et qui évalue :
| Instrument | Ce qu’il évalue | Qui évalue |
|---|---|---|
| Grille de compétences | Compétences spécifiques | Enseignant |
| Autoévaluation réflexive | Réflexion personnelle, métacognition | Élève |
| Évaluation par les pairs | Contribution au groupe | Camarades |
| Portfolio de preuves | Ensemble du processus | Enseignant et élève |
La priorité est une évaluation formative et continue, pour que les étudiants bénéficient de retours réguliers tout au long du processus et participent activement à leur progression.
Dans les parcours hybrides ou entièrement en ligne, les solutions de surveillance en ligne développées par Smowltech peuvent enrichir l’évaluation de l’APP.
Plus précisément, les plans SMOWL permettent de superviser de façon non intrusive les évaluations individuelles réalisées en ligne, avec l’authentification des utilisateurs. L’établissement dispose ainsi de preuves sur le déroulement de chaque évaluation, qu’il analyse avant de prendre ses décisions.
Si vous souhaitez voir par vous-même comment cela fonctionne, nous vous invitons à demander une démo gratuite.
Recherches et ressources pour approfondir l’apprentissage par problèmes
La formation continue passe par des ressources de qualité pour approfondir vos connaissances sur l’APP. En voici quelques-unes, accessibles en ligne :
- Effects of problem-based learning: a meta-analysis (Dochy et al., 2003). Cette méta-analyse apporte des preuves empiriques des bénéfices de l’APP.
- Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning. Cette revue scientifique internationale en accès libre est spécialisée dans l’APP : vous y trouverez des études empiriques récentes, des revues théoriques, etc.
