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This paper proposes a method model to build a process for evaluating a digital learning platform in a real context over time. The objectives of this evaluation are : to meet the expectations of teachers, to provide data for research, to make the platform evolve technically and to provide the institution funding the project with feedback on its use. We illustrate this method with the LabNbook project involving 157 teachers and more than 4500 students. As the method includes the seven properties of Design-Based Research (DBR), we finally report on the use of these properties., Cet article propose un modèle de méthode pour construire un processus d’évaluation d’une plateforme numérique pour l’enseignement en contexte réel dans le temps. Les objectifs de cette évaluation sont : répondre aux attentes des enseignants-utilisateurs, fournir des données pour la recherche, faire évoluer techniquement la plateforme et fournir à l’institution, financeur du projet, des retours sur son utilisation. Nous illustrons cette méthode avec le projet LabNbook, concernant 157 enseignants et plus de 4 500 étudiants. La méthode incluant les sept propriétés du Design-Based Research (DBR), nous dressons en conclusion un bilan de l’utilisation de ces dernières., Mandran Nadine,Planche Maëlle,Marzin-Janvier Patricia,Vermeulen Mathieu,Karoui Aous,Ham Cédric d’,Girault Isabelle,Wajeman Claire,Hoffmann Christian. Comment construire un processus d’évaluation en EIAH fondé sur le Design-Based Research ?. In: Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication pour l'Éducation et la Formation, volume 28 n°1, 2021. pp. 139-168.

International audience; La proposition de communication présente un dispositif de formation à la mise en œuvre de la démarche d’investigation, expérimentale, pour des étudiants futurs professeurs des écoles, à l’aide de la plateforme numérique LabNbook. Cette innovation pédagogique a été mise en place durant l'année universitaire 2017-2018, par trois enseignantes de l'Ecole Supérieure du Professorat et de l'Education (ESPE) de Grenoble. Il s'agissait d’utiliser la plateforme LabNbook pour améliorer la qualité des rapports produits par les étudiants et le suivi du travail au cours d’une unité d'enseignement qui se déroulait sur la totalité d’un semestre et qui avait déjà été dispensée durant deux années auparavant. Les questions posées sont : l’utilisation de la plateforme LabNbook permet-elle d’améliorer la qualité des rapports des étudiants ? La plateforme LabNbook permet-elle aux enseignants de suivre efficacement le travail des étudiants ? L'analyse porte sur la prise en main de la plateforme et la réalisation des productions par les étudiants., la qualité des productions, l'adéquation entre les productions attendues et les productions réalisées par les étudiants et la réussite du suivi des étudiants.

International audience; Abstract. DIABOLO project has confronted didactic and computer scientists with the challenge of designing catand testing, within a year, an EIAH providing dynamic feedback when student's difficulties are diagnosed. The learning task, part of the SVT program in French high school, is centred on the study of a fermentative metabolism. It had been modelled by didactic scientists and was to be computationally transposed in order to evaluate the feedbacks' impact. We browse engineering solutions that may satisfy the specifications and then present the resulting EIAH.; Le projet DIABOLO 1 a confronté des didacticiens et des informaticiens au défi de concevoir et expérimenter, en un an, un EIAH doté de rétroactions dépendant du diagnostic des difficultés rencontrées par les élèves. La tâche d'apprentissage, au programme de SVT au lycée en France, concerne l'étude d'un métabolisme fermentaire. Elle avait fait l'objet d'une modélisation didactique qu'il s'agissait de transposer informatiquement afin d'analyser l'impact des étayages proposés. Nous explorons les solutions d'ingénierie susceptibles de satisfaire le cahier des charges puis présentons l'EIAH conçu.

International audience; This paper describes LabNbook, a learning management system dedicated to experimental sciences. In LabNbook, the learners create and share laboratory notebooks and/or scientific reports. The teachers structure and monitor the workspaces of their students. We describe the production and communication tools integrated in the environment and we justify their conception with epistemological and didactical elements. LabNbook has been deployed in a large-scale pilot study in higher education. We describe some aspects of its current usage by students and teachers.; Cette communication présente LabNbook, une plateforme numérique dans laquelle les apprenants créent et partagent des cahiers de laboratoire et/ou des rapports scientifique au sein d'un espace de travail structuré et supervisé par leurs enseignants. Nous décrivons les outils de production et de communication intégrés à la plateforme ainsi que les éléments didactiques et épistémologiques qui justifient leur conception. LabNbook a été diffusé à grande échelle dans deux établissements d'enseignement supérieur et nous décrivons quelques aspects de l'utilisation de la plateforme par les étudiants et enseignants.

International audience; This paper presents an interactive web simulation (SimDiabolo), designed by education and computer education researchers. The activity, proposed to students from 15 to 17 years old, is about designing an experimental procedure to highlight alcoholic fermentation in biology. In order to help students in this complex task, fixed and adaptive scaffolds have been designed and implemented in the simulation. The anthropological theory of the didactic has been used for modeling errors and designing scaffolds. The simulation can also be connected to present software FORMID, which can modify the actual script implemented in SimDiabolo and offer different scripts with different scaffolds. Experimentations will take place this year in biology class in high school (France).; Nous proposons dans cette communication le résultat de la co-construction entre didacticiens des sciences et informaticiens, d'une simulation web interactive (SimDiabolo) à destination d'élèves de 15-17 ans. Elle propose actuellement une activité de conception expérimentale sur le thème de la fermentation alcoolique. Pour aider les élèves dans cette tâche complexe nous avons intégré des étayages fixes et adaptatifs. Les différentes aides ont été conçues à partir d'une analyse didactique de l'erreur selon le cadre de la théorie anthropologique du didactique. Grâce à la connexion avec la suite logicielle FORMID, il est possible de scénariser différentes situations d'utilisation de SimDiabolo et notamment de proposer des niveaux d'étayage différenciés. Les différents scénarios seront testés in situ dans des classes de lycée en France cette année.

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International audience; In this study, initiated during immunology classes in a graduate course, we analyzed argumentative texts written by students whose production was guided by the counter-inductive approach of knowledge proposed by Paul Feyerabend in his book ‘Against method’ (1975). It was applied a teaching practices activity about a topic on Immunology covering some aspects of the philosophy of science in higher education, particularly the philosophy of biology. The texts written by the students showed the presence of clearly identifiable argumentative structures and also the presence of contents related to scientific and philosophical contexts.; Neste estudo, iniciado durante as aulas de imunologia em um curso de Pós-Graduação, analisamos textos argumentativos escritos por estudantes cuja produção foi guiada pela abordagem contra indutiva do conhecimento proposta por Paul Feyerabend em seu livro "Contra o método" (1975). Foi aplicada uma atividade didática sobre um tema de Imunologia abordando alguns aspectos da filosofia da ciência no ensino superior, em particular a filosofia da biologia. Os textos escritos pelos alunos evidenciaram a presença de estruturas argumentativas claramente identificáveis e também a presença de conteúdos relacionados aos contextos científico e filosófico.

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International audience; Nous présentons les résultats d'une analyse des conceptions d'élèves de terminale scientifique sur le concept du vivant, au cours d'une activité de conception expérimentale avec l'environnement numérique LabBook. Nous avons étudié l'influence de l'activité de rédaction du protocole expérimental, sur l'évolution des conceptions des élèves. Pour cela, nous avons proposé aux élèves des questionnaires pré et post test, afin d'étudier leurs conceptions initiales ainsi que leurs évolutions sur ce concept du vivant, à partir de l'étude d'une de ses manifestations, le métabolisme de la fermentation alcoolique. Nous avons également effectué une analyse des protocoles produits dans LabBook, qui nous informe des connaissances sur le vivant mobilisées par les élèves. La finalité de ce travail consiste à fournir des préconisations, pour la mise en place de rétroactions automatiques personnalisées dans LabBook. Mots-clés

International audience; Arguments produced by high school students in an inquiry-based learning activity in immunology using the 'LabBook' platform Abstract Immunology is one area highly structured on experimental-mathematic strategies useful for the development of scientific literacy in higher education. Argumentation is considered one of the skills relevant to the language of science. Here, we show that is possible to stimulate the argument.; De part sa nature expérimentale l'immunologie est utile pour le développement de la culture scientifique, suite à son enseignement. L'argumentation est une compétence importante pour la communication scientifique. Dans cette étude nous montrons qu'il est possible de développer la production d'arguments par des élèves impliqués dans une DI en immunologie, supportée par la plateforme LabBook, qui permet d'apprendre les sciences sans limite d'espace ni de temps. Mots-clés Immunologie, argumentation, Toulmin, plateforme numérique LabBook.

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International audience; This article consists in knowledge modelling for auto diagnosis errors in an experimental situation in biology. The framework used is the Anthropological Theory of Didactics (ATD) and more precisely the praxeology. A pre structuring procedure was modelled and implemented in a computer platform named LabBook, which take account of difficulties identified a priori. The pre structuring was tested in secondary school, in biology course.; Résumé. Cet article s’inscrit dans un travail de modélisation des connaissances pour effectuer un diagnostic automatique des erreurs dans une situation de conception de protocole expérimental en biologie. Le cadre théorique utilisé est celui de la Théorie Anthropologique du Didactique et plus spécifiquement dans l’approche praxéologique. Nous avons implémenté, dans une plate-forme informatique (LabBook), un modèle de pré structuration de protocole expérimental qui prend en charge des difficultés identifiées a priori. Nous avons testé l’efficacité de la pré structuration ainsi proposée, dans des classes de terminale scientifique de spécialité sciences de la vie et de la terre.

International audience; Contexte Dans notre étude, la personnalisation de l'apprentissage correspond à une situation qui relève de l'apprentissage individualisé. Les élèves apprennent les sciences de plus en plus fréquemment au cours de séquences d'investigation ou de conduite de projets scientifiques. Dans ce type d'activités, ils sont souvent amenés à concevoir leurs expérimentations. Cette tâche de conception expérimentale impose aux enseignants de monter des activités pédagogiques complexes sur de multiples plans et aux élèves de mettre en oeuvre des processus cognitifs élevés pour atteindre les buts fixés. De ce fait, ce type d'activité nécessite un accompagnement des élèves plus important et individualisé, d'où l'intérêt de disposer d'un EIAH capable de prendre en charge une partie de cet accompagnement. Notre recherche est centrée sur la production des étayages au sein d'un EIAH qui supporte les élèves dans la conception de leurs expérimentations. Par étayage, nous entendons toute stratégie mise en place qui permette à l'élève de réaliser une tâche trop complexe à résoudre sans assistance et qui préserve l'intérêt pédagogique de l'activité. Le défi réside dans l'apport par l'EIAH d'étayages individualisés qui correspondent aux besoins particuliers des élèves à un moment donné de leur travail [1]. 1. Présentation des travaux L'étayage de la conception expérimentale : de Copex-chimie à LabBook Nous avons développé une application web, Copex-chimie (http://copex-chimie.imag.fr), dans laquelle les élèves doivent produire un protocole de dosage spectrophotométrique du colorant E124 dans un sirop de grenadine. Copex-chimie propose trois types d'étayage aux élèves [2]. • Un étayage par structuration préalable du protocole. L'élève doit écrire son protocole en respectant la structure qui lui est imposée dans le logiciel. Cette structure guide l'activité en contraignant son déroulement. Il ne s'agit pas d'un étayage personnalisé. • Un étayage par rétroactions personnalisées sur la base d'une simulation scientifique. A tout moment, l'élève peut faire appel à une simulation qui calcule les spectres et les valeurs d'absorbance correspondant aux actions spécifiées dans le protocole. • Un étayage par rétroactions personnalisées sur la base des erreurs détectées dans le protocole par un tuteur intelligent. A la demande de l'élève, le tuteur intelligent affiche des informations selon trois niveaux de détail : (1) des jauges indiquent l'avancement étape par étape ; (2) la liste des erreurs détectées est affichée pour chaque étape ; (3) pour chaque erreur, l'élève peut accéder à un message de description. Les messages décrivant les erreurs sont souvent formulés

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International audience; Cet article s’inscrit dans un travail de modélisation des connaissances pour effectuer un diagnostic automatique des erreurs dans une situation expérimentale en biologie, et plus précisément sur la mise en évidence de la fermentation alcoolique chez les levures. Le cadre théorique utilisé est celui de la Théorie Anthropologique du Didactique et plus spécifiquement dans l’approche praxéologique. Nous proposons un modèle de pré-structuration de protocole afin qu’il puisse être implémenté dans une plate-forme informatique de conception de protocoles expérimentaux, LabBook. La pré-structuration s’appuie sur une analyse épistémologique des connaissances et des difficultés relatives aux concepts liés à la fermentation alcoolique. Notre modélisation sera par la suite testée en classe de terminale scientifique de spécialité, afin d’anticiper un diagnostic des erreurs, qui sera réalisé dans un deuxième temps.

International audience; Le travail présenté porte sur l’analyse d’une activité de conception expérimentale réalisée par des élèves de 1ère S à l’aide de l’éditeur de protocoles COPEX, intégré à la plateforme informatique LabBook. Afin de rendre compte des connaissances mobilisées par les élèves, nous avons modélisé cette activité selon la théorie des situations didactiques (Brousseau, 1986). L’activité proposée aux élèves est ancrée dans la thématique de la génétique et plus précisément dans l’expression du patrimoine génétique, domaine pour lequel de nombreuses difficultés chez les élèves ont été répertoriées dans la littérature. L’analyse des rapports expérimentaux réalisés par les élèves révèle que ceux-ci parviennent à formuler des hypothèses en mobilisant des connaissances qui rendent compte du lien existant entre gènes et protéines. Dans notre cas, très peu d’élèves s’appuient sur une conception erronée de ce lien, ce qui n’était pas le cas des exemples décrits dans d’autres études. Par ailleurs, ce travail a permis de mettre en valeur l’importance du rôle du protocole expérimental pour la mobilisation des connaissances. L’élaboration des protocoles a priori ainsi que leur exécution aide les élèves à se représenter les concepts en jeu, ce qui se traduit par la modification de leur système de connaissances.

International audience; The Education tends to integrate technologies like imagery, simulations, and high-resolution resources by the way of digital learning platforms. The manipulations of real objects are impossible with certain topics as genetics because of the complexity of technics which cannot be proposed in classrooms. Either for ethical reasons, students are not allowed to manipulate real animal species for example. For these reasons the use of numerical environments is interesting because it make possible to elaborate experimental situations in which students could manipulate virtual objects. These involve the question of the status of those virtual objects for learning and teaching. In this paper we present the study of three learning situations in genetics’ field, supported by three numerical environments: SCY_Lab, WISE and Lab Book. This computer-based environments help students to take into account in one hand on specifics contents difficulties like the invisible and abstract aspect of genetics’ objects, or in other hand to the complexity of inquiry-based learning approach in which students often lost the scientific problem.; L’éducation tend à intégrer des technologies comme l’imagerie, les simulations, la visualisation de phénomènes ou de molécules avec un degré élevé de résolution et la mise à disposition de ressources via des plateformes numériques. L’utilisation du numérique permet l’élaboration de situations expérimentales à partir de référents empiriques virtuels que les élèves peuvent «manipuler» via des environnements informatiques. Les simulations permettent en particulier la manipulation, la visualisation et l’exploration du modèle et de ses virtualités. En nous plaçant dans le contexte pédagogique de la démarche d’investigation, notre proposition consiste à laisser à l’élève la charge de concevoir les expérimentations. Cela amène les élèves à clarifier leur pensée par la production de représentations externes. L’objet de cet article est de regarder trois études sous l’angle des étayages adaptés à des difficultés identifiées via des plateformes numériques : SCY-Lab, WISE et LabBook. Ces difficultés sont soit de nature épistémologique (liées à la nature même des concepts), soit liées au caractère non visible et abstrait des objets manipulés, soit liées à la complexité de la démarche d’investigation expérimentale qui peut faire perdre aux élèves le problème à l’origine de leur travail.

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International audience; Experimental design learning activities have been shown to foster the acquisition of scientific abilities and to favour sense-making. A teaching sequence is proposed to second year university students whose goal is to make them experience experimental design and reflect on the design process. The writing part of the students' design work is supported by a computer-based platform, LabBook, devoted to experimental design work. Students go through three experimental situations that are organized in a role-playing game. They have to design an experiment and to write the procedure that will be performed by another student. The students' reflections, collected in written reports, are analysed using a list of criteria that were designed for experimental procedures assessment. Reflecting on their successive roles as designers, technicians and silent observers, the students become aware of experimental design stakes. Observing a technician who tests the experimental procedure appears very efficient for experimental assessment and it does help students to gain assessment skills. The role-playing game makes them focus particularly on the communicability qualities of a written procedure. Since the procedure must lead the technician to collect the expected results successfully, the designers deal with communicability together with executability (feasibility, temporal and safety constraints) and data quality aims. The students point out accurately the difficulties of writing tasks, especially the balance between concise and complete or detailed description. The procedure editor of LabBook, Copex, appears very useful to them, being able to fulfil their requirements for organising and documenting a written experimental procedure. The role-playing game incites the students to deepen the scientific reflection and improves the organisation of their work. However, relevance criteria are more difficult to grab and fulfil. The experimental situations do not have the same ability to reveal these criteria to students and to make them reflect and evolve.

International audience; no abstract

National audience; Two computer environments whose aim is to scaffold inquiry learning and more specifically experimental design by learners are presented. In the first environment students are engaged in a particular task of experimental design in chemistry. In this environment, diverse strategies of scaffolding have been implemented. They are evaluated in a test with 39 first-year University students. The results show that experimental design is a complex task for students when they are working with minimal guidance and no computer environment. The outcome is a very imprecise procedure. A pre-structuring of the procedure by the computer environment forces the students to face the complexity of the experimental design but this is not sufficient for them to succeed. The students only succeed when they are provided with individualized feedbacks on the errors detected in their procedures by an artificial tutor. We mention a second computer environment, based on similar principles than the first one, that extends its area of application to any experimental activity that includes experimental design or not.; Deux logiciels d'aide à la conception expérimentale au sein d'une démarche expérimentale sont présentés. Le premier encadre le travail des étudiants pour une tâche particulière de conception expérimentale en chimie. Diverses stratégies d'étayage sont implémentées dans le logiciel et testées sur la base d'une expérimentation avec 39 étudiants de Licence 1. Les résutats montrent la complexité de la conception expérimentale pour des étudiants n'ayant qu'une aide minimale sur la base de documents papier : les protocoles produits restent très imprécis. La pré-structuration de la tâche par le logiciel force les étudiants à se confronter à la complexité de la conception expérimentale, mais ne leur permet pas de mener à bien leur tâche. Seul l'apport de rétroactions sur les erreurs identifiées dans les protocoles leur permet d'aller au bout de la tâche de conception expérimentale. Un second logiciel est évoqué, qui reprend certains principes du premier, mais élargit son domaine d'utilisation à toute séance expérimentale, qu'elle comprenne ou non de la conception expérimentale.

Session E (Papers) - Laboratory Work in Science - http://www.esera2013.org.cy; International audience; In this article, we present an analysis of a didactic situation, which integrates an experimental design by students (grade 11). This situation includes the study of five alleles of the xpa gene involved in the expression of a genetic disease. The problem that students have to solve is to explain why some mutations of the xpa gene have a consequence on the characteristics of the encoded proteins. For this, the students have to make hypotheses about the types of mutations involved; write an experimental procedure before executing it with the software Anagene, and conclude on their hypothesis. Our first goal is to identify the reasoning set up by the students, related to the expression of genetic information. The second goal is to analyze the coherence between the hypothesis made by students and their procedure and conclusion, which a specific attention to the mRNA level. The results show that in 10/28 hypotheses, the students mention the effect of the mutation on the three levels of the protein synthesis (DNA, mRNA, peptide). Moreover, in 10/28 hypotheses, students only mention the name of the mutation that may also imply the three levels. Regarding the coherence between the productions, we find that the mRNA level is present in a total of 20 hypotheses, never in the procedures, and in the conclusion of only three groups of students. However these students adapted their strategy with the alleles and mentioned the mRNA level when it is really important. With this study we have indicators of the reasoning of students in an experimental design. The results of this study help us make some recommendations. They concern the need of scaffolding to help students overcome difficulties. These recommendations will be included in a future large-scale experimentation in the context of a PhD thesis. We will also include a computer environment to support the experimental design.

My report relates to the design and analyzes situations of innovating Laboratory work scaffolded by numerical platform. We want to clarify in particular the role of the personal symbolic representations in lab works in domains of life sciences and Earth, when they are produced by the pupils using a experimental platforms. It is a question of proposing a model which supports the idea that the cognitive productions that they work out during the various stages that a T.P. comprises. help the pupils to make sense to the experimental activities.; Mon mémoire porte sur la conception et l'analyse de situations de travaux pratiques innovantes guidées par un Environnement Informatique pour l'Apprentissage Humain. Nous voulons en particulier clarifier le rôle des représentations symboliques personnelles dans les apprentissages en T.P. de Sciences de la Vie et de la Terre, quand ils sont produits par les élèves à l'aide d'un EIAH. Il s'agit de proposer un modèle qui étaye l'idée que les productions cognitives qu'ils élaborent durant les différentes étapes que comportent un T.P. aident les élèves à donner du sens aux activités expérimentales.

My report relates to the design and analyzes situations of innovating Laboratory work scaffolded by numerical platform. We want to clarify in particular the role of the personal symbolic representations in lab works in domains of life sciences and Earth, when they are produced by the pupils using a experimental platforms. It is a question of proposing a model which supports the idea that the cognitive productions that they work out during the various stages that a T.P. comprises. help the pupils to make sense to the experimental activities.; Mon mémoire porte sur la conception et l'analyse de situations de travaux pratiques innovantes guidées par un Environnement Informatique pour l'Apprentissage Humain. Nous voulons en particulier clarifier le rôle des représentations symboliques personnelles dans les apprentissages en T.P. de Sciences de la Vie et de la Terre, quand ils sont produits par les élèves à l'aide d'un EIAH. Il s'agit de proposer un modèle qui étaye l'idée que les productions cognitives qu'ils élaborent durant les différentes étapes que comportent un T.P. aident les élèves à donner du sens aux activités expérimentales.

National audience; Le travail effectué s'inscrit dans le cadre du projet européen SCY (Science Created by You) dont le but est de développer la plateforme informatique SCY-Lab qui contient des contenus pédagogiques pour l'apprentissage des sciences. Les situations proposées sont guidées par une démarche d'investigation ouverte. L'objectif de la recherche est de faire une étude de cas avec quatre élèves afin de vérifier que la réalisation de la situation intitulée " laboratoire de police scientifique " est conforme à l'analyse a priori effectuée. Les analyses portent sur l'évolution des conceptions des élèves et sur l'identification des raisons élaborées par les apprenants à partir de l'analyse des productions des élèves sur la plateforme. Les résultats montrent une évolution de certaines conceptions et la construction de nécessités sur l'ADN et sur ses techniques d'analyse, dans un contexte de police scientifique.

Session 6 : EDUCATION ET CULTURE : Les publics, les primates et l'évolution; International audience; Experimental design procedure task is largely studied by several researches in education in the aim to understand its characteristics and to study what added values for students when they have to design it. The results show that students designing their own experiments advanced their scientific abilities such as ―to identify and evaluate sources of uncertainty, their ability to minimize uncertainty, their ability to identify the implicit assumptions, and their ability to evaluate their experimental result by means of an independent method‖ (Etkina el al, 2010, p. 89). Students involved in designing experimental procedures spend much time to discuss about their experiments, to critic them and to revise them. Designing activity involve them in metacognitive reflexion such as planification, evaluation of methods and results. This study investigates students' design of measurement procedures as a way of attaining a more direct understanding of the underlying scientific concepts involved in experimentation itself. The classical experimental procedure studied in this article of measuring facial angle might be employed by students of human evolution at higher secondary level to find out the species identity of a human cranium. This might be done in a recipe type manner. As opposed to simply carrying out an experimental procedure as is often the case in lab work, we here present students with a cognitive task which involves the construction of their own procedure and we then analyse carefully the merits of this approach for understanding not only the processes of experimental design but also ways of improving such science practice and pedagogy. Our qualitative analysis of the devised student methods revealed four obstacles: Choice of an appropriate referential system (support table and sheet), graphical notation of angles, reproducibility of points on other crania, and the communication demands of the situation. We suggest that asking students to design an experimental procedure is a valued and valid problem solving activity, in which students conceptions are ate root of both procedural strategy and hypothesis making.

ISBN: 978-9963-700-44-8 - http://www.esera.org/esera-conference/ - Paper session: ICT and other resources for teaching/learning science; International audience; no abstract