Teaching and learning projects
Here are some of my projects currently underway, namely:
- Game-based learning in the context of introductory courses in cell biology
- Longitudinal study of student attitudes towards biology and chemistry at the University of Ottawa
- Concept inventory for fundamental molecular concepts and the central dogma in an introductory course in cell biology and genetics
- Développement d’un cours hybride sur la structure et la fonction du génome humain
- Traduction de matériel d’enseignement en français
A brief synopsis for each project is available below.
1. Game-based learning in the context of introductory courses in cell biology:
First year biology students are often overwhelmed by the volume of new vocabulary they need to master. Cognitive science studies have shown that increased learning gains are achieved when students are repeatedly tested and forced to retrieve memorized information. We propose to develop an online game that will actively engage students and act as an incentive to repeatedly test and practice their newly acquired terminology. Language is the scaffold around which higher cognitive functions can arise; reducing the vocabulary barrier may also increase understanding of biological concepts, science literacy, critical thinking and problem-solving skills.
This project is in collaboration with Caroline Petit-Turcotte and partly funded by the Teaching and Learning Support Service (TLSS) at the University of Ottawa.
Honours students interested in participating in this project can contact me for further details.
A selection of references:
Burleson, K. M., and J. T. Olimpo, 2016, ClueConnect: a word array game to promote student comprehension of key terminology in an introductory anatomy and physiology course: Adv Physiol Educ, v. 40, p. 223-8.
Honey, M. A., and M. L. Hilton, 2011, Learning Science Through Computer Games and Simulations, in N. R. Council, ed., Washington, DC, The National Academies Press.
Kamil, M. L., and C. Taitague, 2011, Developing an electronic game for vocabulary learning., in S. Tobias, and J. D. Fletcher, eds., Computer Games and Instruction: United States of America, Information Age Publishing.
Karpicke, J. D., and H. L. Roediger, 2008, The critical importance of retrieval for learning: Science, v. 319, p. 966-8.
Larsen, D. P., A. C. Butler, and H. L. Roediger, 2008, Test-enhanced learning in medical education: Med Educ, v. 42, p. 959-66.
Larsen, D. P., A. C. Butler, and H. L. Roediger, 2009, Repeated testing improves long-term retention relative to repeated study: a randomised controlled trial: Med Educ, v. 43, p. 1174-81.
Raimondi, S. L., 2016, ImmuneQuest: Assessment of a Video Game as a Supplement to an Undergraduate Immunology Course: J Microbiol Biol Educ, v. 17, p. 237-45.
Roediger, H. L., P. K. Agarwal, M. A. McDaniel, and K. B. McDermott, 2011, Test-enhanced learning in the classroom: long-term improvements from quizzing: J Exp Psychol Appl, v. 17, p. 382-95.
Roediger, H. L., and A. C. Butler, 2011, The critical role of retrieval practice in long-term retention: Trends Cogn Sci, v. 15, p. 20-7.
Roediger, H. L., and J. D. Karpicke, 2006a, Test-enhanced learning: taking memory tests improves long-term retention: Psychol Sci, v. 17, p. 249-55.
Roediger, H. L., and J. D. Karpicke, 2006b, The Power of Testing Memory: Basic Research and Implications for Educational Practice: Perspect Psychol Sci, v. 1, p. 181-210.
Tobias, S., and J. D. Fletcher, 2011, Game based learning., in M. Spector, M. D. Merill, J. Elen, and M. J. Bishop, eds., Handbook of Research on Educational and Communications Technology: New York, Springer academic.
Tullis, J. G., J. R. Finley, and A. S. Benjamin, 2013, Metacognition of the testing effect: guiding learners to predict the benefits of retrieval: Mem Cognit, v. 41, p. 429-42.
2. Longitudinal study of student attitudes towards biology and chemistry at the University of Ottawa:
The goal of this project is to understand how students learn and think about biosciences, and to inform us on our science education programs based on that information. This research project on student’s attitudes towards sciences in biology and chemistry was initiated in 2015, and is expected to carry on until 2020. The main objectives of this project are: 1) Assessment and quantification of undergraduate life sciences students’ epistemological beliefs towards biology and chemistry, 2) Assessment of the difference in those beliefs between students in various demographic groups (program, year, gender, language, etc) and 3) an evaluation of the effectiveness of biological sciences programs at the University of Ottawa in the context of developing an expert-like attitudes in our life sciences students.
Entirely based on previously published survey of attitudes surveys (see a list a references below). The colorado learning attitudes about science survey for biology (CLASS-Bio) and chemistry (CLASS-Chem) will be given yearly, to 1st year and 4th year biology and chemistry students over a period of 5 years, in order to monitor student’s progression in their development over the course of their degree.
Honours students interested in participating in this project can contact me for further details.
A selection of references:
1. Osborne J, Simon S, Collins S. Attitudes towards science: A review of the literature and its implications. International Journal of Science Education. 2003;25(9):1049-1079.
2. Bransford J, Brown A, Cocking R, eds. How people learn; brain, mind, experience and school (expanded edition). Washington, DC: NAS press; 2015.
3. Adams WK, Wieman CE. Development and validation of instruments to measure learning of expert-like thinking. International Journal of Science Education. 2011;33(9):1289 -1312.
4. Adams WK, Perkins KK, Dubson M, Finkelstein ND, Wieman CE. AIP conference proceedings; the design and validation of the colorado learning attitudes about science survey. . 2005;790:45-48.
5. Adams WK, Wieman CE, Perkins KK, Barbera J. Modifying and validating the colorado learning attitudes about science survey for use in chemistry. J Chem Educ. 2008;85(10):1435.
6. Hansen MJ, Birol G. Longitudinal study of student attitudes in a biology program. CBE Life Sci Educ. 2014;13(2):331-337.
8. Semsar K, Knight JK, Birol G, Smith MK. The colorado learning attitudes about science survey (CLASS) for use in biology. CBE Life Sci Educ. 2011;10(3):268-278.
9. Perkins KK, Adams WK, Pollock SJ, Finkelstein ND, Wieman CE. AIP conference proceedings; correlating student beliefs with student learning using the colorado learning attitudes about science survey. 2005;790:61-64.
11. Klein SP, Jovanovic J, Stecher BM, et al. Gender and racial/ethnic differences on performance assessments in science. Educational Evaluation and Policy Analysis. 1997;19(2):83-97.
15. Brian Dorn AET. Becoming experts: Measuring attitude development in introductory computer science. . 2013:183-188.
16. Slaughter KA, Bates SP, Galloway RK, Rebello NS, Engelhardt PV, Singh C. A longitudinal study of the development of attitudes and beliefs towards physics. . 2012:359-362.
3. Concept inventory for fundamental molecular concepts and the central dogma in an introductory course in cell biology and genetics.
Concept inventories have been previously validated and used to monitor student’s success at achieving learning goals for a given topic. These tools can also be useful to inform one’s own teaching efficiency and/or how introducing a new tool, method or technology in a class has influenced student learning. This project is in collaboration with Dr Colin Montpetit and Dr Caroline Petit-Turcotte, but my goals with this project are the following:
- To inform my teaching and compare achieved learning objectives between cohorts of different years and language.
- To compare whether prior to instruction, a difference can be measured between the French and English cohort at the University (most courses are offered in both languages at uOttawa).
- To monitor in time just how much students retains of their understanding of these fundamental concepts.
Honours students interested in participating in this project can contact me for further details.
4. Développement d’un cours hybride sur la structure et la fonction du génome humain.
En tant qu’éducatrice, il m’importe d’offrir à mes étudiants.es une éducation qui se rapproche davantage de la réalité d’un chercheur, soit l’application de connaissance dans la résolution de problème, que de leur fournir ces connaissances sans qu’ils aient la possibilité de la manier, de formuler des hypothèses, de créer des liens avec la matière vue dans d’autre cours ou de chercher eux-même de l’information complémentaire afin de résoudre un problème donné. Bref, une expérience qui se rapproche davantage à la recherche que la simple acquisition de connaissance.
Le cours de structure et fonction du génome humain était traditionnellement donné en présentiel, avec des lectures sur la théorie et les connaissances sur la structure du génome humain, les maladies génétiques et le génome fonctionnel. Comme le cours est un cours avancé de 4ième année, nous voyons les techniques de fine pointe utilisées pour l’étude de la structure et de la fonction du génome, sans toutefois discuter de tout les outils informatiques disponibles pour l’étude du génome. Effectivement, la communauté scientifique mondiale utilise des outils d’analyse génomique in silico pour traiter les énormes banques de données générées par les milliers d’expérience de séquençage et d’étude fonctionnelle effectuées à chaque année. Des consortiums publics ont programmé ces outils, que tous les chercheurs utilisent désormais couramment, mais que nous ne montrons pas à nos étudiants.es.
Pour à la fois redresser ce “trou” dans les connaissances de mes étudiants.es, j’ai développé un modèle de cours hybride afin d’arrimer les connaissances vues en cours avec des exercices de résolution de problème et un projet de recherche virtuelle. Les activités furent développées sous forme de tutoriaux dirigés de façon à incorporer l’utilisation d’outils informatiques nécessaires à leur projet de recherche virtuel. Ces tutoriaux sont donc développés sous forme de scénarios nommés Webquest, où chaque Webquest est à la fois une activité pédagogique et une application de la connaissance sous forme d’exercice à faire pour l’étudiant.e. Voir un exemple ici:
Chaque Webquest :
1) montre à l’étudiant.e comment utiliser une partie de l’outil informatique,
2) fait le lien entre la théorie vu en classe et la pratique,
3) demande à l’étudiant.e d’exécuter des tâches de façon à intégrer l’outil informatique, les nouvelles connaissances et le raisonnement scientifique.
Chacun des Webquest demande un travail d’environ 6 à 12 heures et remplace un cours en présentiel (90min). Les étudiants.es doivent me remettre un cahier de laboratoire comme si leur projet “in silico” était un laboratoire traditionnel. Suite à la correction de leur travail, nous discutons en classe des choix de certains d’entre eux, comme si les étudiants.es faisaient parti d’un groupe de recherche discutant des derniers résultats de tous et chacun.
Cette façon d’enseigner s’inscrit également dans le cadre du développement de cours en apprentissage actif, où l’étudiant.e est activement impliqué dans son rôle d’apprenant et simplement guidé dans son apprentissage par le professeur. L’intégration entre la théorie et l’application des connaissances s’adapte parfaitement au développement d’un cours hybride. La complémentarité entre l’acquisition théorique en présentiel et l’application pratique des connaissances en hybride (en autonomie) solidifie l’apprentissage des étudiants.es. De plus, l’acquisition de connaissance sur les outils in silico à la disposition des chercheurs en biologie moléculaire est une valeur ajoutée par rapport à un cours 100% en présentiel. La génération de ces cours hybrides stimule également l’apprentissage autonome des étudiants.es, surtout dans leur dernière année de formation.
Le développement du cours hybride fut supporté par une bourse du Service d’appui à l’enseignement et à l’apprentissage (SAEA) de l’Université d’Ottawa.
6. Développement de matériel d’enseignement en français.
Deux volets de ce projet on été soit considérablement avancé, soit terminé.
Premier volet : traduction de vidéos en ligne produit par Garland sur la biologie cellulaire et l’immunologie.
Plusieurs ressources furent mises en ligne par la compagnie d’édition Garland. Ces vidéos sont disponibles sur YouTube. Afin d’en faire la traduction, chaque vidéo fut transcrit et traduit par une étudiante engagée à cette fin. Il fut possible de refaire la narration de ces vidéos, car elles sont de courts métrages animés de façon schématisés, avec seulement la présence d’un narrateur pour expliquer ce qui se passe dans la vidéo. Ces vidéos, désormais narrées en français, sont disponibles de façon non-listée sur le compte YouTube du Dr Beaulieu, ie que seules les personnes qui possèdent l’adresse internet pour une vidéo en particulier, sont en mesure de la voir.
Un total de 40 vidéos, totalisant 101 minutes et 13 secondes de matériel audiovisuel fut traduit en français. Ces vidéos pourront désormais faire parties intégrantes des ressources disponibles à mes étudiants en immunologie. Une certaine partie des vidéos traduites pourront aussi être utiles dans mon cours d’introduction à la biologie cellulaire, un cours d’environ 500 étudiants en première année universitaire.
Deuxième volet du projet : traduction de vidéos en ligne du groupe iBiology.
Suite à une entente avec le groupe ibiology.org, plusieurs transcrits de leurs vidéos, qui me furent communiqués par eux ou qui étaient disponibles en ligne, furent traduit par une étudiante engagée à cette fin. Contrairement aux vidéos réalisées par Garland, les vidéos de ibiology sont sous forme de séminaires, ou un.e expert.e présente un sujet particulier. Refaire la narration dans ces cas est difficile et la politique de ibiology se tourne plutôt vers le sous-titrage.
Plusieurs transcrits ont donc été traduit par l’étudiante en charge de ce projet et corrigé avec mon aide. Ces transcrits furent envoyés à ibiology.org. Les traductions françaises seront chargées, par les employés de ibiology, sur leur site Web afin que ces vidéos soient désormais disponibles avec des sous-titres en français.
Voici un tableau des vidéos qui furent traduites :
| Elizabeth Blackburn – discovery of telomeres and telomerase | iBioMagazine- 20mins |
| Bargman | shorts 0:11:47.27 to 0:13:42.23 |
| Bishop | shorts 0:04:47.23 to 0:11:43.25 |
| Bishop | shorts 0:12:08.28 to 0:27:36.14 |
| Beckerle | shorts 0:05:07.27 to 0:12:05.12 |
| Wittinghofer (1) | shorts 0:02:26.13 to 0:06:51.10 |
| Wittinghofer (2) | shorts 0:04:03.28 to 0:09:25.05 |
| Lefkowitz | short from ibioseminars 0:17:00.20 to 0:19:24.15 |
| Taylor | short from ibioseminars 0:09:38.12 to 0:14:38.13 |
| Melissa Moore – I. Split Genes and RNA Splicing | Ibioseminars – 36mins |
| Martin Raff | Short clips I 0:00:21.03 to 0:04:59.00 |
| Martin Raff | Short clips II 0:34:44.03 to 0:37:05.18 |
| Anthony Hyman | ibioseminars – Organization of the cytoplasm – part 1 – 28mins |
| Anthony Hyman | ibioseminars – Organization of the cytoplasm – part 2 – 26mins |
| Anthony Hyman | ibioseminars – Organization of the cytoplasm – part 3 – 23mins |
| Anthony Hyman | ibioseminars – Organization of the cytoplasm – part 4 – 32:30mins |
| McIntosh | ibioseminars – short 1- 0:04:10.19 to 0:06:56.25 |
| McIntosh | ibioseminars – short 2- 0:16:19.13 to 0:17:41.23 |
Ces vidéos pourront désormais faire parties intégrantes des ressources disponibles à mes étudiants dans plusieurs cours, notamment en biologie cellulaire.
Le traduction de matériel audio-visuel en français fut supporté par une bourse du Service d’appui à l’enseignement et à l’apprentissage (SAEA) de l’Université d’Ottawa.