CONSTRUCTION DES PROBLEMES ET FRANCHISSEMENTS D'OBSTACLES

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Domaine, Discipline, Thématique

SVT / Biologie / Sciences de la vie et de la Terre / Enseignement expérimental / Didactique /

Résumé - Abstract

✍ Le traitement didactique des obstacles s'effectue le plus souvent dans des situations de résolution de problèmes. Pour des raisons qui tiennent à la fois aux caractéristiques épistémologiques des savoirs scientifiques et aux conditions psychologiques du changement conceptuel, on tente ici de relier franchissement d'obstacle et construction de problèmes par les élèves. Le concept de construction d'espace-problème, issu de la psychologie cognitive, permet de formaliser les débats dans la classe comme le montre une étude de cas. L'étude comparée de différents dispositifs mis en œuvre dans les classes permet également d'esquisser une typologie des ruptures et invite à une diversification des stratégies didactiques de changement conceptuel

🖍 L'importance des conceptions et des obstacles dans les apprentissages conduit la didactique des sciences à s'intéresser aux dispositifs d'aide aux changements conceptuels. Actuellement, on maîtrise le plus souvent les moyens de faire douter un élève de la valeur de ses conceptions (fissuration). Mais, malgré quelques tentatives de théorisation des changements conceptuels, les conditions permettant un véritable franchissement d'obstacle ainsi que l'adhésion à une autre conception restent encore obscures (Astolfi J.-P., Peterfalvi B., 1993 ; Johsua S., Dupin J.-J., 1993, p. 133). Cette difficulté nous semble liée à la centration habituelle des analyses didactiques sur la résolution de problèmes. Or, de notre point de vue et comme nous l'avons déjà proposé (Fabre M., 1993), c'est avant tout la construction et la reconstruction des problèmes par l'apprenant qui doivent être étudiées par les didacticiens et travaillées en classe.

🖍 Rappelons brièvement notre thèse. Les élèves, armés de leurs connaissances, peuvent être confrontés à des événements qui font problème : phénomènes dont l'explication n'est pas immédiate, conception d'un pair... Cela peut se faire spontanément dans ou hors de la classe, ou être provoqué, par exemple au cours d'une situation-problème. Entre ce problème qui apparaît à l'élève et le problème résolu, il y a tout un processus, fondamental, qui est généralement peu étudié en didactique, et qui consiste en une construction ou une reconstruction du problème, ou problématisation. Ce processus transforme un problème perçu en un problème construit ou, plus généralement, en un ensemble articulé de problèmes construits (problématique). Cet article voudrait montrer ce qu'apporte l'étude des processus de problématisation à la compréhension des changements conceptuels. Dans un premier temps, nous traiterons des liens qui existent, de par la nature des savoirs visés, entre ruptures et obstacles d'une part et construction de problèmes d'autre part. Puis, lors d'une étude de cas, nous préciserons certaines caractéristiques du processus de problématisation, dans ses aspects didactiques. Enfin nous tenterons une typologie des ruptures et des obstacles associés, en nous appuyant sur la variété des processus didactiques de construction des problèmes

Commentaires sur l'article Description de la forme générale de l'article étudié ☘ 1. Présentation succincte : Partant du principe que « l’élève ne peut donner sens aux connaissances scientifiques qu'en les appréhendant comme solutions possibles de problématiques élaborées en classe », cet article se propose de montrer les apports de l’étude des processus de problématisation à la compréhension des changements conceptuels chez l’apprenant. Il analyse les liens qui existent entre la construction de problèmes d’une part et les ruptures et les obstacles d’autres part et établit une typologie de ces ruptures en fonction des processus didactiques de problématisation. Pour ce faire, l’article se base sur une étude de cas (description de débats scientifiques) développée à des niveaux de classes contrastés (CE2, 1ère S et Seconde) afin de pouvoir engager, suite à l’analyse des débats, un processus de changement conceptuel et des traitements didactiques adaptés à chaque type de rupture. ☘ 2. Problème de l’enseignement scientifique : Il semble aujourd’hui nécessaire de s’interroger sur la manière dont l’enseignant des SVT doit anticiper un espace-problème (sous la forme d’un débat scientifique) propice à la problématisation (construction de problème) en classe tout en tenant compte du type de rupture qu’il faut engager pour accéder au savoir scientifique. Anticiper un espace-problème c’est prévoir les passages obligés de la construction du problème, les questions qu'il faut nécessairement que les élèves se posent, les réponses possibles (révélatrices de conceptions, les connaissances d’opinion). Muni de telles cartes, l'enseignant pourrait espérer mieux réguler le débat scientifique et rendre possible un changement conceptuel. ☘ 3. Choix du contenu d’enseignement : Un champ conceptuel de la transformation de la matière (aliments complexes en nutriments, matière minérale en matière organique, matière en fusion en magma) a été choisi en raison de son caractère transversal recoupant la biologie, la chimie et la physique. Or, justement ce qui caractérise les obstacles c’est qu’ils ne correspondent pas aux cadres disciplinaires mais les débordent. Engager un débat scientifique en classe dans ce cadre transversal peut faire émerger plusieurs conceptions à la fois et permet de définir une typologie de ruptures plus riche. ☘ 4. Objet de la recherche : La problématisation ne peut pas se faire indépendamment des conceptions des apprenants par rapport à un savoir. En examinant la manière dont se déroule la problématisation en classe, on peut dresser une typologie des ruptures et des obstacles associés. L’article vise à montrer ce qu’apporte l’étude des processus de problématisation en classe autour d’un débat scientifique à la compréhension des changements conceptuels donc au passage d’une conception (connaissance d’opinion ou assertorique) à un savoir scientifique (connaissance raisonnée ou apodictique). ☘ 5. Méthodologie de recherche : Le travail s’appuie sur trois études de cas : analyses de débats scientifiques en classe qui ont servi de prototypes pour extraire diverses informations sur : ☄ le déroulement de la problématisation dans trois classes différentes avec à chaque fois un dispositif-problème différent : 🖌 « Comment les aliments font-ils pour faire grandir ? » pour la classe de CE2. 🖌 « Expliquez ce que doit prendre un plant de Maïs dans le milieu extérieur et ce qu'il doit en faire pour passer de l'état de plantule à l'état adulte » pour une classe de Seconde. 🖌 « A partir de quoi et comment se forme le magma qui alimente les volcans des zones de subduction ? » en classe de 1ère S. ☄ une typologie des ruptures et des obstacles associés définis à partir d’une description précise du déroulement du processus de problématisation dans chaque débat. ☘ 6. Produits de la recherche : Le concept d’espace-problème s’avère un outil précieux de changement conceptuel car il constitue un cadre propice à un processus de problématisation quand il est bien préparé par l’enseignant. Les trois études de cas ont montré qu’en appliquant ce concept, plusieurs types de ruptures peuvent être envisagés selon le type de changement conceptuel que l’on désire provoquer chez l’apprenant : ☘ 7.Orientations propositionnelles pour l'enseignement: Cette typologie des ruptures (pas nécessairement exhaustive) vise à clarifier les différents changements conceptuels que les élèves doivent mener et leurs liens avec la reconstruction de problème. Une rupture réelle donnée pouvant être une combinaison de ces différents types. Il faudrait dresser un panorama des ruptures à effectuer tout au long de la scolarité : voir aussi comment articuler le travail sur ces ruptures et sur les obstacles correspondants. Enfin, les apprentissages scientifiques ne se limitent pas aux ruptures ; il est nécessaire de développer les apprentissages normaux à l'intérieur du paradigme de la classe, lorsque celui- ci est constitué. Une voie de recherche féconde consisterait à élaborer et à confronter, à propos de savoirs précis les différents espaces-problèmes : points de vue d'experts (les problématiques du scientifique, du didacticien, de l'enseignant) ou de novices (les problématiques obtenues en classe). L’objectif étant d'anticiper le débat scientifique : de prévoir les passages obligés de la construction du problème, les questions qu'il faut nécessairement que les élèves se posent, les réponses possibles. Muni de telles cartes, l'enseignant pourrait espérer mieux réguler le débat scientifique. Enfin, l'analyse a posteriori devrait permettre de comparer l'espace-problème anticipé et l'espace- problème réellement construit par la classe ou tel élève. Dans l'agenda de l'enseignant, ces outils pourraient fonctionner comme des schémas d'anticipation et de régulation didactiques.

Démarche méthodologique

Recherche Appliquée / Recherche Exploratoire / Recherche Descriptive / Recherche Action / Recherche Empirique /

Postures - Conceptions

Vitalisme / Substantialisme / Mécanisme / Positivisme / Constructivisme /

Concepts éducation ou didactique associés

Changement conceptuel / Transposition didactique / Problématisation / Situation didactique / Objectif-obstacle / Contrat didactique / Dispositif-problème / Constructivisme / Champ conceptuel / Obstacles épistémologiques / Savoirs scientifiques / Savoirs problématisés / Connaissances d'opignon / Démarche problématisante / Situation-problème / Reconstruction des problèmes / Connaissance apodictique / Connaissance assertorique / Problèmes / Solution / Raisonnement / Argumentation / Controverse / Débat scientifique / Contrat didactique / Conflit socio-cognitif / Métacognition / Pédagogie du problème / Pratiques d’argumentation / Construction de savoirs / Changement conceptuel / Problème perçu / Problème construit / Espace-problème / Connaissance apodictique / Paradigme de classe / Dispositif-problème / Situation didactique / Conception pré-scientifique /

Références Liens de publications relatives aux 5 Mots-Clés Principaux
Science Education Changement conceptuel => ? Transposition didactique => ? Problématisation => ? Situation didactique => ? Objectif-obstacle => ?	Openedition Changement conceptuel => ? Transposition didactique => ? Problématisation => ? Situation didactique => ? Objectif-obstacle => ?	Hal.archives Changement conceptuel => ? Transposition didactique => ? Problématisation => ? Situation didactique => ? Objectif-obstacle => ?	Cairn Changement conceptuel => ? Transposition didactique => ? Problématisation => ? Situation didactique => ? Objectif-obstacle => ?

Concepts ou notions associés

Nutrition / Subduction / Croissance végétale / Appareil digestif / Tube digestif / Plante verte / Volcans / Sang / Vaisseaux sanguins / Métabolisme / Catabolisme / Anabolisme /

Références Liens de publications relatives aux 5 Mots-Clés Principaux
Onlinelibrary Nutrition => ? Subduction => ? Croissance végétale => ? Appareil digestif => ? Tube digestif => ?	Openedition Nutrition => ? Subduction => ? Croissance végétale => ? Appareil digestif => ? Tube digestif => ?	Hal.archives Nutrition => ? Subduction => ? Croissance végétale => ? Appareil digestif => ? Tube digestif => ?	Cairn Nutrition => ? Subduction => ? Croissance végétale => ? Appareil digestif => ? Tube digestif => ?

Bibliographie

ALLÈGRE Claude, Les fureurs de la Terre, Paris, Odile Jacob, 1987. ASTOLFI Jean-Pierre, "Situation-problème" in Dictionnaire encyclopédique de l'éducation et de la formation, Paris, Nathan, 1994. ASTOLFI Jean-Pierre, PETERFALVI Brigitte, "Obstacles et construction de situations didactiques en sciences expérimentales", Aster, 1993, 16, pp. 103-140. BACHELARD Gaston, La formation de l'esprit scientifique, Paris, Vrin, 1986 (1938). CANGUILHEM Georges, "Vie" in Encyclopaedia Universalis, Paris, 1975. FABRE Michel, Bachelard éducateur, Paris, PUF, 1995. FABRE Michel, "De la résolution de problèmes à la problématisation, "DIDACTIQUE IV", Statut et fonction du problème dans renseignement des sciences", Les sciences de l'éducation pour l'ère nouvelle, 4-5/1993. FOUCAULT Michel, Les mots et les choses, Paris, Gallimard, 1966. GRIZE, Jean-Biaise, Logique et langage, Ophrys, 1990. JACOB François, Le jeu des possibles, Paris, Fayard, 1980 JOHSUA Samuel, DUPIN Jean-Jacques, Introduction à la didactique des sciences, Paris, PUF, 1993. JOHSUA Samuel, DUPIN Jean-Jacques, Représentations et modélisations, le "débat scientifique" dans la classe..., Berne, Peter Lang, 1989. KUHN Thomas, La structure des révolutions scientifiques, Paris, Flammarion, 1983. MEYER Michel, De la problématologie, Philosophie, science et langage, Bruxelles, Mardaga, 1986. � 57 MEYER Michel, Découverte et justification en science, Paris, Klincksieck, 1979. ORANGE Christian, FABRE Michel (coord.), Rapport de recherche du GFR, Place du problème dans l'enseignement et l'apprentissage de la biologie-géologie, MAFPEN et IUFM de l'académie de Caen, 1996 (rapport interne IUFM, MAFPEN, CERSE). ORANGE Christian, ORANGE Denise, "Problèmes de ruptures, problèmes normaux et apprentissage en biologie-géologie", Les sciences de l'éducation pour l'ère nouvelle, Caen, 1993, 4-5, pp. 51-69. ORANGE Christian, Problèmes et modélisation en biologie, Paris, PUF, 1997. ORANGE Christian, Intérêt de la modélisation pour la définition de savoirs opérants en biologie-géologie, Thèse de doctorat, Paris 7, 1994. ORANGE Denise, ORANGE Christian, "La mise en œuvre d'une situation-problème en géologie", Biologie-géologie (bulletin APBG), 1993, 3, pp. 547-555. PIAGET Jean, GARCIA Rolando, Psychogenèse et histoire des sciences, Paris, Flammarion, 1983. POLYA George, Comment poser et résoudre un problème ? Paris, Éditions Jacques Gabay, 1965. POPPER Karl, Conjectures et réfutations, Paris, Payot, 1985. POSNER George étal, "Accommodation of a scientific conception : toward a theory of conceptual change", Science Education, 1982, 66 (2), pp. 211-227. RICHARD Jean-François, Les activités mentales, Paris, Armand Colin, 1990. TOULMIN Stephen, L'explication scientifique, Paris, Armand Colin, 1973 (1961).

URL de l'article

Si le site n'est pas visible voici son URL:

• http://ife.ens-lyon.fr/publications/edition-electronique/aster/RA024-03.pdf

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