L’expérimentation assistée par ordinateur, aide et obstacle en travaux pratiques de biologie au lycée

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Domaine, Discipline, Thématique

SVT / Biologie / Enseignement des sciences de la vie et de la Terre / Enseignement expérimental / Didactique / Technologie / Informatique / ExAO / Modélisation / Exploitation de bases de données / Traitement d’images / Simulation /

Résumé - Abstract

L’expérimentation assistée par ordinateur, aide et obstacle en travaux pratiques de biologie au lycée :

L’ExAO a été introduite dans un contexte scolaire de rénovation de l’enseignement expérimental faisant appel aux technologies de l’information et de la communication. Or l’absence de liaison entre ce procédé expérimental et les pratiques et activités réalisées en classe a suscité de nombreuses questions de la part des enseignants de sciences de la vie et de la Terre. Cet article aborde la question de la rénovation des pratiques expérimentales dans l’enseignement de la biologie au lycée. Le point de vue abordé ici est d’ordre méthodologique et est axé sur l’approche expérimentale en biologie. Cette recherche étudie des activités et des pratiques expérimentales faisant appel ou non à l’ordinateur pour l’expérimentation. Plusieurs registres sont alors développés. Dans une approche socio- logique, un bilan de l’introduction de l’ExAO dans les lycées est dressé. Différentes analyses et enquêtes explorent les usages de l’ExAO. Dans un registre épistémologique, les pratiques des chercheurs en biologie servent de référence aux pratiques des élèves en travaux pratiques. Deux points essentiels sont abordés : l’apport de l’ExAO à l’enseignement et l’apprentissage de la biologie au lycée ; les perspectives à envisager. L’auteur met enfin en lumière que le décalage entre cette expérimentation et les pratiques expérimentales correspondantes est dû à l’introduction de l’ExAO dans un enseignement traditionnel.

• Mots-clés

Biologie - Technologies - Enseignement expérimental - Enseignement assisté par ordinateur (ExAO) - Enseignement traditionnel - Rénovation.

Computer Assisted Experimentation (CAE) was introduced into the school in the context of educational :

Computer Assisted Experimentation (CAE) was introduced into the school in the context of educational reform, calling upon both information and communication technology. However, the absence of connection between this experimental process and the practices and activities carried out in the classroom has occasioned teachers of Life and Earth Sciences to ask numerous questions. This article tackles the question of the reform of experimental practices in the teaching of biology in the lycée. The point of view adopted here is of a methodological nature and is centred on the experimental approach in biology. This research studies experimental activities and practices, making use of the computer or not, for experimentation. Several registers are subsequently developed. Adopting a sociological approach, an assessment of the introduction of CAE into the lycées is drawn up. Various analyses and investigations explore the uses of CAE. With an epistemological register, the practices of the researchers in biology are used as reference to the students’practices in practical work Two essential points are considered: firstly, the contribution of CAE to teaching and the learning of biology in the lycée; secondly, prospects to be considered. The author finally explains that the shift between this experimentation and the corresponding experimental practices are due to the introduction of CAE into traditional teaching. Computer Assisted Experimentation (CAE), a help and a hindrance in practical work in Biology in the Lycée Computer Assisted Experimentation (CAE) was introduced into the school in the context of educational reform, calling upon both information and communication technology. However, the absence of connection between this experimental process and the practices and activities carried out in the classroom has occasioned teachers of Life and Earth Sciences to ask numerous questions. This article tackles the question of the reform of experimental practices in the teaching of biology in the lycée. The point of view adopted here is of a methodological nature and is centred on the experimental approach in biology. This research studies experimental activities and practices, making use of the computer or not, for experimentation. Several registers are subsequently developed. Adopting a sociological approach, an assessment of the introduction of CAE into the lycées is drawn up. Various analyses and investigations explore the uses of CAE. With an epistemological register, the practices of the researchers in biology are used as reference to the students’practices in practical work Two essential points are considered: firstly, the contribution of CAE to teaching and the learning of biology in the lycée; secondly, prospects to be considered. The author finally explains that the shift between this experimentation and the corresponding experimental practices are due to the introduction of CAE into traditional teaching.

• Key words

Biology - Technologies - Experimental teaching - Computer Assisted Experimentation (CAE) - Traditional teaching - Renovation.

Computer gestütztes Experimentieren: Hilfe und Hindernis im praktischen Biologieunterricht am Gymnaisum :

Computer gestützte Experimente wurdenim schulischen Kontext einer Erneuerung des Experimentalunterrichts auf der Basis der Informations- und Kommunikationstechnologien eingeführt. Da keinerlei Zusammenhang bestand zwischen diesem Experimentalprozess und den bisherigen Klassenaktivitäten, sorgte dies bei den Lehrern in den Fächern Erdkunde und Lebenswissenschaften für einige Unruhe. In diesem Artikel wird die Frage der Erneuerung der Experimentalunterrichts in Biologie im Gymnasium untersucht. Von einem methodologischen Standpunkt aus wird hier der Schwerpunkt auf einen experimentellen Biologieansatz gelegt. Dabei werden die Experimentalpraktiken und –versuche unabhängig davon untersucht, ob dabei der Computer zum Einsatz kommt oder nicht. Dabei werden mehrere Ansatzpunkte entwickelt. Aus soziologischer Sicht wird eine Bilanz der Einführung Computer gestützter Experimente in den Gymnasien gezogen. Aus verschiedenen Analysen und Erhebungen wird der Einsatz Computer gestützter Experimente ermittelt. In epistemologischer Hinsicht dient die Forschungspraxis der Biologen als Maßstab für die Praxis der Schüler im praktischen Unterricht. Zwei wesentliche Punkte werden untersucht: Nutzen des Computereinsatzes im Biologieunterricht und bei der Erwerbung von Biologiekenntnissen und die denkbaren Perspektiven. Der Autor weist darauf hin, dass das Ungleichgewicht zwischen diesen Experimenten und den dazu gehörigen Versuchspraktiken mit der Einführung der Computer gestützten Experimente in einen traditionellen Unterricht zusammenhängt.

• Schlüsselwörter

Biologie - Technologien - Experimenteller Unterricht - Computer gestützte Experimente - Traditioneller Unterricht - Sanierung.

Présentation de l'article Article dans une revue. Mis en ligne sur Cairn.info le 01/01/2008. Brigitte Faure-Vialle. L’expérimentation assistée par ordinateur, aide et obstacle en travaux pratiques de biologie au lycée. Auteur Brigitte Faure-Vialle Problèmes motivant cette recherche La question centrale de cette recherche repose donc sur la contribution de l’ExAO à la rénovation des pratiques expérimentales dans l’enseignement de la biologie au lycée. Deux points essentiels sont abordés : qu’apporte l’ExAO à l’enseignement et l’apprentissage de la biologie au lycée ? quelles perspectives peut-on envisager ? Objet de la recherche Chercher à voir s’il était possible de construire au lycée des activités et des pratiques expérimentales faisant usage de l’ordinateur, ayant une cohérence d’une part entre elles et l’instrument informatique et d’autre part vis-à-vis des programmes actuels de biologie. Méthodologie Observations de travaux pratiques et analyse des réponses et des conceptions (issues d'entretiens) d’enseignants et d'élèves à propos de l'ExAO. Propositions pour l'enseignement La question fondamentale posée est sans doute dans la formation des enseignants qui se présente comme une condition impérieuse, mais vu l’immensité de la tâche, peut-être comme l’obstacle le plus sérieux pour un usage intégré de l’ordinateur dans une science expérimentale. Comment imaginer une intégration de l’ExAO dans les pratiques enseignantes avec une meilleure prise en compte du vivant, sans que ceux-ci y soient préparés et sans qu’ils adhèrent à des réformes éventuelles ? Synthèse "Notre travail de recherche nous a donc conduit à mettre en évidence un décalage entre cette nouvelle manière d’expérimenter et les pratiques et activités expérimentales correspondantes, dû au fait de l’introduction de l’ExAO dans un enseignement traditionnel. C’est pourquoi nous avons cherché à voir s’il était possible de construire au lycée des activités et des pratiques expérimentales faisant usage de l’ordinateur, ayant une cohérence d’une part entre elles et l’instrument informatique, et d’autre part vis-à-vis des programmes actuels de biologie. Notre étude nous a alors permis de retenir quelques points essentiels dont la prise en compte dans les séances d’ExAO peut permettre de dépasser «le front de l’innovation ». En effet, d’après Baron (1999), concernant les disciplines scientifiques désormais instrumentées, « ce qui était sur le front de l’innovation il y a 15 ans est aujourd’hui en passe d’être intégré en biologie, en physique... ». Outre l’importance d’intégrer l’ExAO dans des pratiques expérimentales selon des modes didactiques variés et bien choisis, l’ordinateur en TP ExAO, jusqu’à présent instrument de mesures expérimentales, peut devenir davantage instrument d’investigation expérimentale, mettant ainsi l’élève acteur de son apprentissage. De plus, il conviendrait de s’interroger sur la nécessité du travail d’équipes de l’enseignant. En effet, la collaboration d’un ensemble de personnes aux fonctions diverses, au sein de l’établissement, de la noosphère et auprès des fabricants de matériel informatique et d’ExAO, devient obligatoire pour une évolution de l’enseignement expérimental." Critiques Le titre de l'article est claire mais long. Le résumé est clair et explicatif. La méthodologie est précise dans la démarche.

Postures - Conceptions

Mécanisme / Empirisme / Réductionnisme / Déterminisme / Constructivisme / Pragmatisme /

Concepts éducation ou didactique associés

Étayage / Modélisation / Théorie anthropologique du didactique / Approche Praxéologique / Démarche expérimentale / Démarche d'investigation / Obstacle / Erreur / Contextualisation / Obstacle épistémologique / Transposition didactique / Praxéologie / Conception expérimentale / EIAH / Surcharge cognitive / Analyse curriculaire / Théorie des 4T / Scénario didactique / TICE /

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Concepts ou notions associés

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Bibliographie

• BARON, G.-L., L’informatique à l’école : ce que le système scolaire est prêt à intégrer, In : L’événement, décembre 1999.
• COQUIDÉ, M., Les pratiques expérimentales: propos d’enseignants et conceptions officielles, In: L’enseignement scientifique vu par les enseignants, Aster, n° 26, Paris : INRP, 1998.
• COQUIDÉ, M., BOURGEOIS-VICTOR, P., SALVIAT, B., Résistance du réel dans les pratiques expérimentales, In : L’expérimental dans la classe, Aster, n° 28, Paris : INRP, 1999, p 56-57.
• FAURE-VIALLE, B., L’expérimentation assistée par ordinateur dans l’enseignement des sciences de la vie au lycée : aide et obstacle à la rénovation de l’approche expérimentale, Paris V, sous la direction de Georges- Louis Baron, juillet 2001, 226 p.
• MARTINAND, J.-L., Connaître et transformer la matière, Berne : Peter Lang, 1986.
• MARTINAND, J.-L., Introduction à la modélisation, In : Les actes du séminaire de didactique des disciplines technologiques, ENS, Cachan, 1995-1996.
• RABARDEL, P., Les hommes et les technologies, Approche cognitive des instruments contemporains, Paris : Colin, 1995.
• SALAMÉ, N., DUVAL, J.-C., L’informatique scientifique dans l’enseignement de la biologie et de la géologie au lycée, Paris : INRP, 1991.
• SALAMÉ, N., Activités scientifiques informatisées, Paris : INRP, 1992.

URL de l'article

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• http://www.cairn.info/revue-carrefours-de-l-education-2004-1-page-118.htm

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