Depth of Knowledge :DOK

 La profondeur de connaissance

 Depth of Knowledge :DOK

 Introduction :

•  Qu’est-ce que la profondeur de connaissance (ou Depth of Knowledge, DOK) ? 
• Quels sont les points clés qui le définissent ?
•  Quels sont ses niveaux ?
• Comment le différencier de la taxonomie de Bloom ?
• Comment décliner les niveaux DOK en physique-chimie ?

 1.   Définition :

La profondeur de connaissance (ou Depth of Knowledge, DOK) est un modèle pédagogique conçu par Norman Webb puis enrichi par les travaux de Karin Hess (en lien avec la taxonomie de Bloom), pour mesurer le niveau de complexité cognitive requis par une tâche ou une évaluation.

La DOK est :

– un outil qui permet de classifier les tâches d'apprentissage selon la rigueur mentale qu'elles exigent ;

– un référentiel pédagogique (ou un modèle de mesure) servant à évaluer la complexité cognitive d'une activité, plutôt que de mesurer la difficulté brute (l'effort fourni).

Ce modèle fait une distinction essentielle :

• La difficulté : ce que l'élève doit investir en temps ou en travail.
• La complexité (DOK) : la manière dont l'élève doit mobiliser sa pensée pour répondre.

Contrairement à la difficulté (qui dépend de l'effort ou du temps), la DOK s'intéresse à la nature de la pensée nécessaire pour produire une réponse. Il analyse la nature du processus intellectuel sollicité, structurant l'apprentissage du simple rappel de données jusqu'à l'analyse critique approfondie.

 2. Les quatre niveaux du modèle DOK

Ce modèle se divise en quatre niveaux progressifs :

Niveau	Caractéristiques
Niveau 1 (DOK 1) : Rappel et reproduction	– Il s'agit de mémoriser des faits, des définitions ou d'appliquer des algorithmes simples. – L'élève doit "se souvenir" d'informations déjà apprises.
Niveau 2 (DOK 2) : Application des compétences et concepts de base	– À ce stade, l'élève doit résumer, comparer, organiser, résoudre des problèmes nécessitant des décisions de niveau intermédiaire ou prendre des décisions sur la manière d'aborder un problème. — Cela inclut la comparaison, la classification de données ou l'explication de relations simples.
Niveau 3 (DOK 3) : Pensée stratégique	– Ce niveau exige un raisonnement plus profond. L'élève doit justifier ses choix, analyser, formuler des hypothèses, planifier une démarche complexe ou analyser des éléments abstraits (ou résoudre des problèmes complexes nécessitant planification et preuve). – La réponse n'est souvent pas unique.
Niveau 4 (DOK 4) :  Pensée étendue	– Ce palier nécessite une investigation sur le long terme. – L'élève doit synthétiser des informations provenant de multiples sources, concevoir des projets originaux à long terme nécessitant une réflexion de haut niveau, ou transférer des concepts d'un domaine à un autre.

 3. Points clés :

• Différence : contrairement à Bloom, le DOK se concentre sur l'engagement cognitif et le contexte de la tâche.
• Engagement : une plus grande profondeur de connaissance est généralement liée à un engagement cognitif actif de l'apprenant.
• Mémoire : les niveaux de traitement plus profonds (DOK supérieur) favorisent une meilleure rétention mémorielle. 

 4. Différence avec la taxonomie de Bloom

Bien que souvent comparé à la taxonomie de Bloom (qui classe les verbes d'action), le modèle DOK se concentre sur le contexte de la tâche. Par exemple, le verbe "analyser" peut correspondre à une DOK 2 ou 3 selon l'autonomie et la complexité du problème posé.

Pourquoi est-ce important ?

L'utilisation du cadre DOK permet aux enseignants de :

• Équilibrer les évaluations : s'assurer qu'elles ne testent pas uniquement la mémoire (DOK 1).
• Favoriser l'engagement cognitif : proposer des défis qui stimulent la réflexion critique.
• Éviter l'illusion de connaissance : confronter les apprenants à des tâches de haut niveau pour valider leur réelle maîtrise.

 5. Exemples concrets pour illustrer les 4 niveaux de la profondeur de connaissance (DOK) :

 Voici quelques exemples concrets pour illustrer les quatre niveaux DOK en Physique-Chimie.

• Exemple 1 : mélanges et solutions

Niveau	Exemple : question + action
DOK 1 : Rappel et reproduction	– Question : définir ce qu'est un mélange hétérogène. – Action : l'élève récite une définition ou identifie un montage (ex. : une filtration) vu en cours.
DOK 2 : Compétences et concepts	– Question : parmi l'eau salée, l'eau boueuse et le sirop de menthe, lesquels sont des mélanges homogènes ? Justifier. – Action : l'élève doit classer des exemples et expliquer son choix en utilisant ses connaissances.
DOK 3 : Pensée stratégique	– Question : on vous donne un mélange de sable, de sel et d'eau. Proposer un protocole expérimental détaillé pour récupérer le sel pur sous forme solide. – Action : l'élève doit planifier une démarche à plusieurs étapes (filtration puis évaporation), justifier l'ordre des étapes et prévoir le matériel nécessaire.
DOK 4 : Pensée étendue	– Question : la pollution des nappes phréatiques par les nitrates est un problème local. Concevoir une expérience ou un projet pour tester l'efficacité de différents matériaux naturels (charbon, sable, argile) pour filtrer ces polluants, et analyser les résultats sur deux semaines. – Action : travail complexe sur le long terme nécessitant une phase de recherche, d'expérimentation, de collecte de données et de synthèse.

 

• Exemple 2 : Électricité

Niveau	Exemple : question + action
DOK 1 : Rappel et reproduction	– Dessiner le symbole d'une résistance.
DOK 2 : Compétences et concepts	– Prédire si une lampe brillera plus ou moins fort si on ajoute une pile en série.
DOK 3 : Pensée stratégique	– Expliquer pourquoi un court-circuit peut provoquer un incendie en utilisant les lois de l'intensité et de l'effet Joule.
DOK 4 : Pensée étendue	– Créer un audit énergétique d'une salle de classe et proposer des solutions techniques pour réduire la consommation de 20 %.

 6. Modèle d'exercice structuré selon la progression DOK

Afin de concevoir des supports pédagogiques basés sur ce modèle, on propose deux types d'exercices structurés selon la progression DOK. À les utiliser tels quels ou à les adapter.

Modèle 1 : Leçon de chimie "la transformation chimique"

Niveau DOK	Type de tâche	Exemple d'énoncé
DOK 1	Rappel	Équilibrer l'équation de combustion suivante :
DOK 2	Application	Si on fait brûler 16 g de méthane et que l'on consomme 64 g de dioxygène, quelle sera la masse totale des produits formés ? Justifier par une loi physique.
DOK 3	Stratégie	Lors d'une expérience, la flamme d'un bec Bunsen devient jaune et produit de la suie noire. Expliquer ce qui se passe au niveau moléculaire et proposez une modification du réglage pour corriger cela.
DOK 4	Extension	Mini-projet : Comparer l'empreinte carbone de la combustion du propane vs celle du butane pour chauffer un volume d'eau identique. Présenter vos résultats sous forme de rapport comparatif.

 Remarque : pour un contrôle classique, on vise généralement un équilibre du type :

• 40 % de DOK 1 (vérifier que les bases sont acquises)
• 40 % de DOK 2 (vérifier la compréhension)
• 20 % de DOK 3 (différencier les élèves qui maîtrisent le raisonnement)

 7. Canevas de conception DOK :

Vous trouverez ci-dessous une matrice structurante adaptable qui permet de décliner les principes de ce modèle pédagogique dans vos leçons, quelle que soit la discipline enseignée.

• Chapitre : [Nom de la leçon]
• Objectif principal : [Ce que l'élève doit maîtriser]

Niveau DOK	Objectif cognitif	Votre  question / tâche
DOK 1	Mémoriser : définition, unité, symbole, formule brute ou schéma simple.	Question :
DOK 2	Appliquer : calcul direct, conversion, classement ou lecture d'un graphique simple.	Question :
DOK 3	Raisonner : interpréter des résultats, justifier un choix, concevoir un protocole ou expliquer un phénomène.	Question :
DOK 4	Transférer : étude de cas réelle, projet sur plusieurs séances, critique de données complexes.	Projet :

 Voici une déclinaison du modèle DOK appliquée spécifiquement à deux leçons de physique :

• Poids et masse ;
• Loi d'Ohm.

 Exemple 1 : Poids et masse

Niveau DOK	Exemple concret
DOK 1	Quelle est l'unité de l’intensité de la force et quel appareil utilise-t-on pour la mesurer ?
DOK 2	Calculer le poids d'un objet de 5 kg sur Terre. On donne : g = 9,81 N/kg
DOK 3	Un astronaute sur la Lune peut sauter beaucoup plus haut que sur Terre. Expliquer ce phénomène en comparant les forces en jeu et en utilisant la loi de gravitation.
DOK 4	Défi : vous devez concevoir un système de parachute pour une sonde miniature devant atterrir sur Mars. En tenant compte de la gravité martienne (plus faible) et de l'atmosphère (plus fine), justifiez les dimensions de votre parachute.

 Exemple 2 : loi d'Ohm

Niveau DOK	Objectif cognitif	Exemple d'énoncé
DOK 1	Rappel	Énoncer la formule de la loi d'Ohm en précisant les unités de chaque grandeur physique.
DOK 2	Application	Un résistor de 220 Ω est traversé par un courant de . Calculer la tension à ses bornes.
DOK 3	Raisonner	On augmente la tension aux bornes d'un dipôle, mais l'intensité reste identique. Ce dipôle suit-il la loi d'Ohm ? Justifier en analysant la caractéristique .
DOK 4	Transférer	Démarche d'investigation : vous disposez de plusieurs composants inconnus. Concevez une expérience pour identifier lequel est un conducteur ohmique, puis déterminez sa résistance avec la meilleure précision possible en expliquant vos choix de mesures.

Pour construire votre séance :

• Au niveau 1 et 2 : L'élève utilise la formule de manière mathématique.
• Au niveau 3 : L'élève doit comprendre que est un coefficient de proportionnalité et savoir interpréter une droite passant par l'origine.
• Au niveau 4 : L'élève gère les incertitudes de mesure et le choix du matériel (calibres du multimètre, générateur) pour valider la loi physiquement.

Pour résumer, l'infographie suivante illustre le modèle pédagogique DOK :