Inquiry-based learning

Definition

Inquiry-based learning (IBL) is supported by constructivist and socio-constructivist theories of learning (Eick & Reed, 2002). (See constructivism, socio-constructivism for a definition)

Inquiry-based learning is often describe like a cycle or a spiral, which implies formulation of a question, investigation, creation of a solution or an appropriate response, discussion and reflexion about the result (Bishop et al., 2004).

This is so an learning process by exploration of natural or material world, which leads the learner to ask some questions and do discoveries in the seeking of new understanding.

With this pedagogy, children can learn science by doing it (Aubé & David,2003). The purpose is conceptual change.

Inquiry-based learning is so a students-centred process students-lead process. The purpose is to engage students in an active learning ideally based on their own questions. Learning activities are organized in cyclic way, independently of the subject. Each question lead to the creation of new ideas and other questions.

IBL follows from socio-constructivism because of collaborative work in which students find ressources, use tools ans ressources given by inquiry partners.Thus, students make progress by work-sharing, talk and building on everyone's work.

Models

Cyclic Inquiry model

The purpose of IBL is the creation of new ideas and concepts, and their spreading in the classroom. The activity often finish by the writing of a document which try to response the initial questions.

Inquiry cycle is the process which try to permit the student to answer these questions with his collected informations which allowed the creation of new ideas and concepts.

The cycle of inquiry has 5 global steps: Ask, Investigate, Create, Discuss and Reflect.

from : [The Inquiry Page]

During the preparation of the activity, the teacher have to think about how many cycles to do, how to end the activity (at the Ask step) : to rephrase the questions or answer it and express the following questions.

Ask

Ask begins with student's curiosity about the world. Ideally with their own questions, but the teacher can stimulate the student curiosity by an early talk on their concepts about the subject. The important is that student have to formulate questions because they show then their concepts about the subject.

This Step focuses on a problem or a question that student begins to define. These questions are naturally redefine again and again during the cycle. Step's borders are blurred :a step is

A cette étape, on se focalise donc sur une question ou un problème que l’apprenant commence à définir ou décrire. Ces questions sont naturellement et sans cesse redéfinies tout au long du processus d’apprentissage. Les limites sont souvent floues : une étape n’est jamais complètement abandonnée pour passer à la suivante. Scénario arc-en-ciel : L'enseignante donne des miroirs à ses élèves pour s'amuser avec le soleil qui traverse les vitres de la salle du jardin d'enfants. En manipulant ces miroirs des questions surgissent sur les phénomènes de couleurs et lumières. Enquêter : Le questionnement amène tout naturellement à l’étape suivante : l’enquête. Ce processus consiste à prendre l’impulsion de départ provoquée par la curiosité, et la prolonger dans le processus actif de recherche d’informations. Dès lors, l’apprenant (ou les apprenants selon que l’enseignant demande un travail individuel ou collaboratif) commence à rassembler l’information : il recherche et consulte les ressources, étudie, expérimente, observe, interview, dessine,… A ce stade, l’apprenant peut redéfinir la question, l’affiner ou alors partir dans une voie parallèle que la question de départ n’a pas permis d’anticiper. L’étape de collecte d’information devient un processus auto-motivant qui appartient pleinement à l’apprenant engagé. Scénario arc-en-ciel : Dès que les enfants ont fait surgir des questions par la manipulation des miroirs, Villavicencio leur donne des prismes qui leur permet de courber la lumière, et leur met à disposition un RLS (Round Light Source), sorte de puissante lampe recouverte d'un cylindre avec quatre fenêtres au travers desquelles un rayon de lumière peut passer. Des caches de couleur 17 (rouge, vert et bleu) peuvent être mit sur les fenêtres. Cet outil leur permet de mixer les couleurs et de voir ce qu'il en sort en projetant un rayon lumineux sur un écran. Ils commencent à collecter les informations (lumière réfléchie par un miroir, courbée par un prisme, la lumière changeante, influence de la couleur un cache sur la couleur finale de la lumière...). Créer : Comme les informations collectées commencent a fusionner, l’apprenant commence à faire des liens, des connections. A cette étape, la capacité à synthétiser le sens représente l’étincelle qui forme les nouvelles connaissances. L’apprenant entreprend la tâche créative de former des nouvelles pensées, idées et théories qui ne proviennent pas directement de sa propre expérience et de les recenser dans un rapport ou une fiche le plus souvent. Scénario arc-en-ciel : Des liens se créent entre les informations collectées et ils comprennent par exemple que la création des arcs-en-ciel doit se former suivant ce type de phénomènes. Discuter : Dès lors, les apprenants partagent leurs idées avec les autres, les questionnent sur leurs propres expériences et enquêtes. Partager la connaissance est un processus de construction communautaire et le sens de leurs investigations commence à prendre de la pertinence dans le contexte local de la société des apprenants. Comparer les notes prises, discuter les conclusions et partager des expériences sont des exemples de ce processus en action. Scénario arc-en-ciel : Les enfants se retrouvent souvent (et spontanément) à plusieurs assis autour du RLS. Ils font ici appel aux observations et connaissances acquises lors des étapes précédentes, connaissances qu'ils partagent et discutent avec leurs camarades pour tenter d'appréhender ce nouveau phénomène de mélange des couleurs. Par la suite, tous les enfants sont invités à faire part de leurs constatations au reste de la classe pendant que Villavicencio les note au tableau noir. Réfléchir : La réflexion consiste à prendre le temps de regarder en arrière. Reconsidérer la question de départ, le chemin de recherche emprunté, et les conclusions auxquelles ont est arrivé. L’apprenant revient en arrière, fait un inventaire, des observations sur ce qui s’est passé et peut- 18 être même prend de nouvelles décisions. Une solution a-t-elle été trouvée ? Des nouvelles questions ont-elles été mises en lumière ? Quelles pourraient être ces nouvelles questions ? Scénario arc-en-ciel : Dans la tentative de compréhension des phénomènes de couleur et de lumière,l’enseignante et les apprenants prennent aussi le temps de revoir les notions observées dans les premières étapes de l'activité. Ils essayent de synthétiser le tout et de se projeter plus loin sur la base des notions nouvellement acquises. Une fois le cycle bouclé, on se retrouve à nouveau dans l’étape de départ avec deux voies possibles : a) Questionner : on recommence un cycle, nourri par les nouvelles questions apparues ou les reformulations de celles déjà étudiées, et il peut être adéquat de constituer des groupes afin de stimuler les discussion et l’intérêt ; b) Répondre : on termine l’activité. L’enseignant doit alors prendre garde à finir par une ouverture du sujet : les questions qui ont trouvé réponse, celles qui ont été reformulées, les nouvelles questions apparues en cours d’activité. Pour ce faire une mise en commun des différents travaux est toujours souhaitable, même si cette étape n’a pas fait le sujet d’un cycle. Scénario arc-en-ciel : Arrivé à ce stade, l’enseignante leur laisse le loisir de répéter leurs expériences ou de tenter des choses différentes. Certains essayent ce que certains de leurs camarades avaient fait, d’autres répètent leurs expériences, avec ou sans variantes. Le cycle d’investigation est ainsi répété. L’avantage de ce modèle est qu’il peut être appliqué à toutes sortes d’apprenants et de domaines traités. De plus, il est possible de construire une activité d’apprentissage par investigation en se focalisant sur un une partie du modèle (un seul cycle) ou en arrangeant certaines étapes en fonction des besoins. L’étape d’enquête peut par exemple être arrangée en précisant les sources dans lesquelles les apprenants doivent chercher. Il est rare que l’activité se limite sur un seul cycle. Au contraire, plusieurs cycles (formels ou non) sont souvent nécessaires et c’est pourquoi ce modèle est aussi parfois représenté sous forme de spirale.

Tools

Websites:

PostNuke Module :

See Also

constructivism, socio-constructivism, discovery learning, web quest,...

References

Lattion, S.(2005). Développement et implémentation d'un module d'apprentissage par investigation (inquiry-based learning) au sein d'une plateforme de type PostNuke. Genève, Suisse. Mémoire de diplôme non-publié
Internet: http://tecfa.unige.ch/staf/staf-i/lattion/staf25/memoire.pdf

Ackermann, E.K. (2004). Constructing Knowledge and Transforming The World. In Tokoro, M. & Steels, L. (2004). A Learning Zone Of One's Own. pp17-35. IOS Press

Aubé, M. & David, R. (2003). Le programme d’adoption du monde de Darwin : une exploitation concrète des TIC selon une approche socio-constructiviste. In Taurisson, A. & Senteni, A.(2003). Pédagogie.net : L’essor des communautés d’apprentissage. pp 49-72.

Bishop, A.P.,Bertram, B.C.,Lunsford, K.J. & al. (2004). Supporting Community Inquiry with Digital Resources. Journal Of Digital Information, 5 (3).

Chakroun, M. (2003). Conception et mise en place d'un module pédagogique pour portails communautaires Postnuke. Insat, Tunis. Mémoire de licence non publié.

De Jong, T. & Van Joolingen, W.R. (1997). Scientific Discovery Learning with Computer Simulations of Conceptual Domains. University of Twente, The Netherland

Duckworth, E. (1986). Inventing Density. Monography by the North Dakota Study Group on Evaluation, Grand Forks, ND, 1986.
Internet : www.exploratorium.edu/IFI/resources/classroom/inventingdensity.html

Drie, J. van, Boxtel, C. van, & Kanselaar, G. (2003). Supporting historical reasoning in CSCL. In: B. Wasson, S. Ludvigsen, & U. Hoppe (Eds.). Designing for Change in Networked Learning Environments. Dordrecht: Kluwer Academic Press, pp. 93-103. ISBN 1-4020-1383-3.

Eick, C.J. & Reed, C.J. (2002). What Makes an Inquiry Oriented Science Teacher? The Influence of Learning Histories on Student Teacher Role Identity and Practice. Science Teacher Education, 86, pp 401-416.

Gurtner, J-L. (1996). L'apport de Piaget aux études pédagogiques et didactiques. Actes du colloque international Jean Piaget, avril 1996, sous la direction de Ahmed Chabchoub. Publications de l'institut Supérieur de l'Education et de la Formation Continue.

Kasl, E & Yorks, L. (2002). Collaborative Inquiry for Adult Learning. New Directions for Adult and Continuing Education, 94, summer 2002.

Keys, C.W. & Bryan, L.A. (2001). Co-Constructing Inquiry-Based Science with Teachers : Essential Research for Lasting Reform. Journal Of Research in Science Teaching, 38 (6), pp 631-645.

McKenzie, J. (1999). Scaffolding for Success. From Now On, ,The Educationnal Technology Journal, 9(4).

Nespor, J.(1987). The role of beliefs in the practice of teaching. Journal of Curriculum Studies, 19, pp 317-328.

Vermont Elementary Science Project. (1995). Inquiry Based Science: What Does It Look Like? Connect Magazine, March-April 1995, p. 13. published by Synergy Learning.
Internet: http://www.exploratorium.edu/IFI/resources/classroom/inquiry_based.html

Villavicencio, J. (2000). Inquiry in Kindergarten. Connect Magazine, 13 (4), March/April 2000. Synergy Learning Publication.

Vosniadou, S., Ioannides, C., Dimitrakopoulou, A. & Papademetriou, E. (2001). Designing learning environments to promote conceptual change in science. Learning and Instruction ,11, pp 381-419.

Watson, B. & Kopnicek, R. (1990). Teaching for Conceptual Change : confronting Children Experience. Phi Delta Kappan, May 1990, pp 680-684.