Mécanique ventilatoire : Analyse à priori d’une séance d’enseignement - Texte intégral

                                               =Glossaire=

1.Dévolution

Selon Guy Brousseau : “Processus par lequel l'enseignant parvient dans une situation didactique à placer l'élève comme simple actant dans une situation adidactique (à modèle non didactique). Il cherche par là à ce que l’action de l’élève ne soit produite et justifiée que par les nécessités du milieu et par ses connaissances, et non par l’interprétation des procédés didactiques du professeur. La dévolution consiste pour l’enseignant, non seulement, à proposer à l'élève une situation qui doit susciter chez lui une activité non convenue, mais aussi à faire en sorte qu'il se sente responsable de l’obtention du résultat proposé, et qu’il accepte l’idée que la solution ne dépend que de l’exercice des connaissances qu’il possède déjà. L’élève accepte une responsabilité dans des conditions qu’un adulte refuserait puisque s’il y a problème puis création de connaissance, c’est parce qu’il y a d’abord un doute et une ignorance. C’est pourquoi la dévolution créée une responsabilité mais pas une culpabilité en cas d’échec.” (Brousseau, 1998)

2.Transposition didactique

Yves Chevallard définit la transposition didactique comme "le travail qui d'un objet de savoir à enseigner en fait un objet d'enseignement". (Chevallard, 1986) Cette transposition didactique consiste donc à transformer les savoirs savants en savoir à enseigner puis en savoir enseigné.

3.Programmabilité dans l'acquisition du savoir

Selon Yves Chevallard “La programmation des apprentissages et des contrôles suivant des séquences raisonnées permet une acquisition progressive des expertises”. (Chevallard, 1986) Ce séquençage permet en outre aux élèves de prendre étape par étape chaque système et chaque séance. (Johsua & Chevallard, 1985)

4.Modélisation

Selon Bunge : “on peut dire que la théorie et l’expérience ne se rencontrent jamais en un combat singulier ; leur rencontre se situe à un niveau intermédiaire, en présence d’éléments théoriques et empiriques rajoutés, en présence, en particulier, des modèles théoriques et empiriques décrivant à la fois l’objet de la théorie, le dispositif expérimental employé.” (Bunge, 1975)

5.Objectif-obstacle

Les conceptions erronées des élèves peuvent constituer un obstacle à l’acquisition de nouveaux savoirs. Lorsque l’enseignant transforme l’obstacle en objectif, il est désigné par l'appellation d’objectif-obstacle (Perrenoud, 1996).

6.Conception - représentation

Les conceptions sont les idées, les questions, les façons de raisonner, le cadre de références que les élèves possèdent sur les savoirs enseignés. Ils les utilisent pour tenter de comprendre les nouvelles connaissances, interpréter une situation ou un document. La stabilité de la conception est primordiale pour l’apprentissage d’une nouvelle connaissance ou d’une démarche de pensée. Si enseignant n’en tient pas compte, les élèves ne peuvent pas acquérir de nouveaux savoirs. (Giordan, 1995) Ces conceptions sont développées dans le livre de Gérard de Vecchi et André Giordan (Gérard & Giordan, 1991)

7.Contrat didactique

Selon Guy « un contrat didactique décrit les règles implicites ou explicites qui régissent le partage des responsabilités, relativement au savoir mobilisé ou structuré, entre l’enseignant et l’élève » (Brousseau, 1998)

8.Pré-requis

Les pré-requis sont les connaissances et compétences que doit maîtriser suffisamment et préalablement un apprenant pour pouvoir commencer à étudier une nouvelle notion et/ou acquérir de nouvelles compétences.(Bloom, 1979) les pré-acquis sont l’ensemble des savoirs et savoir-faire dont une personne manifeste la maîtrise. Prenons une matière qui doit faire le sujet d'un apprentissage, s'il possède déjà cette matière (ou une partie de celle-ci), on parle alors de pré-acquis. Cette notion de pré-acquis ne doit pas être confondue avec celle de prérequis. (Célier, 2007)

9.Désyncrétisation du savoir

Selon Yves Chevallard “la désyncrétisation du savoir est la possibilité de délimiter une pratique théorique en savoirs partiels donnant lieu à des pratiques d’apprentissages spécialisées” (Johsua & Chevallard, 1985)

10.Savoir savant

est le savoir théorique des spécialistes du domaine. (Develay, 1987)

11.Savoir enseigné

est le savoir enseigné aux élèves. (Develay, 1987)

12.Savoir à enseigner

est le savoir qui doit être enseigné aux élèves. (Develay, 1987)

13.Double transposition didactique

est une suite de 2 transpositions didactiques, celle du savoir savant en savoir à enseigner et celle du savoir à enseigner en savoir enseigné. (Develay, 1987)

14.Décontextualisation – recontextualisation

La décontextualisation est le fait de sortir un savoir de son contexte et la recontextualisation est le fait de redonner un contexte à un savoir. Selon Develay : « Le savoir savant est en permanence contextualisé », « Le savoir à enseigner, le plus souvent décontextualisé, conduit à une dogmatisation » (Develay, 1987)

15.Conflit cognitif (socio-cognitif)

Le terme de conflit socio-cognitif désigne un déséquilibre entre la position/la pensée de l’élève par une confrontation à une autre position/pensé venant d’un autre élève. Suite à cette déstabilisation, l’élève va devoir faire un effort cognitif pour arriver à une conclusion cohérente. Il doit ensuite, examiner les possibilités de deux positions afin de déterminer la bonne conception. La résolution de cette dissonance est appelée “résolution cognitive du conflit”. C’est plus qu’une simple divergence de point de vue. C’est un levier pour de la restructuration cognitive. (Zittoun, 1997) ==Obstacle (didactique)== Selon Brousseau “un obstacle didactique est un ensemble de difficultés d’un actant (sujet ou institution), liées à « sa » conception d’une notion. Les difficultés créées par cette conception sont liées par des « raisonnements » mais aussi par les nombreuses circonstances où cette conception intervient.” (Brousseau, 1998)

16.Obstacle (à la compréhension)

Dans notre travail, nous avons distingué les obstacles didactiques, liés aux conceptions erronées, des obstacles à la compréhension dont la cause est une lacune au niveau des préacquis.

17.Socio-constructivisme

C’est un modèle d’apprentissage, s’appuyant sur des travaux de Bachelard, de psychologues (Piaget, Vigotsky) et de didacticiens de mathématique (Brousseau). Cette stratégie d’enseignement consiste à provoquer chez l’élève un conflit cognitif interne, suivis d’une phase de déséquilibre et pour finir d’une phase d’institutionnalisation. La particularité de ce modèle d’enseignement est de créer une situation de classe qui va permettre aux élèves de conscientiser leur manque d’outils pour faire ce qui leur est demandé. » (CIIP-LEP, 2012)

18.Démarche scientifique

“est une suite d’actions visant à comprendre le réel.”, selon Adeline Bardou, dans son travail de mémoire “ La démarche scientifique - Réflexion et propositions d’activités”. L’observation du réel amène à un questionnement, à l’émission d’hypothèses, qui seront testée, puis validées ou invalidées. (Bardou, 2010). La démarche scientifique en enseignement peut également être vue comme la façon dont les connaissances et sont organiser par l’apprenant et la façon dont il utilise ses facultés cognitives (Favre & Rancoule, 1993) .

19.Evaluation

Selon De Ketele, “ Evaluer consiste à recueillir un ensemble d’informations reconnues comme suffisamment pertinentes, valides et fiables, et à examiner le degré d’adéquation entre cet ensemble d’informations et un ensemble de critères jugés suffisamment adéquats aux objectifs fixés (... ) en vue de prendre une décisison.” Les évaluations sont de trois types, selon les objectifs visés, dont dépendent également les décisions prises. (De Ketele, 2010; Nancy-Metz, 2018) Fusionner référence

*Evaluation diagnostique

Permet de mesurer les acquis des élèves, généralement en début de séquences. Elle servira de support pour construire une stratégie pédagogique appropriée. Elle n’est pas notée. (De Ketele, 2010; Nancy-Metz, 2018)

*Evaluation formative

Evalue les élèves sur les acquis en construction et sur les progressions de l’élève. Elle a lieu en cours de séquence et permet à l’élève de se situer dans ses apprentissages et à l’enseignant de cibler ses pratiques pédagogiques. Elle n’est en principe pas notée. (De Ketele, 2010; Nancy-Metz, 2018)

*Evaluation sommative

Elle sert à informer l’apprenant. Elle peut se faire à la fin d’une leçon ou d’une séquence. Elle ne concerne que l’acquis car il n’y a pas de mesures prises après l’évaluation au niveau des apprentissages (Holec, 1990).

II.Analyse didactique

Nous avons décidé d’analyser notre projet de séance selon le triangle didactique de Houssaye, car il a été notre fil conducteur pendant tout le cours de didactique de sciences naturelles. Celui-ci, illustré ci-dessous, ajoute le savoir savant au triangle classique, reliant apprenants, enseignants, et savoir enseigné. Nous nous intéresserons aux liens unissant chaque pôle. La distinction et la classification au sein du triangle ne sont pas toujours aisées. Les notions se chevauchent parfois et les frontières ne sont pas toujours strictes. Parfois, pour des raisons de clarté ou de compréhension, nous avons groupé certains éléments, dont la classification pourrait être discutée. Triangle didactique vu par Michel Develay (Develay, 1987).

1.Relation entre le savoir savant et le savoir à enseigner

Dans la première étape, nous nous intéressons à la transposition didactique. Quels sont les savoirs que nous voulons enseigner aux élèves ? Comme nous l’avons évoqué précédemment, la mécanique ventilatoire fut difficile à appréhender pour l’un d’entre nous. Quels sont les savoirs qui lui ont fait défaut, et que les élèves doivent acquérir pour comprendre ce concept ?  Le mouvement de l’air, qui entre et sort des poumons, est dû à des modifications du volume intra-thoracique.  Les modifications du volume intra-thoracique sont dues aux mouvements des côtes et aux contractions et relâchements du diaphragme.  Ces mouvements sont permis par les muscles intercostaux et le diaphragme, qui est musculaire.  Le poumon est “attaché” aux structures précédemment citées qui l’étirent. Le poumon n’est pas un muscle. Les savoirs que l’on veut institutionnaliser, sont à mettre en lien avec le plan d’études romand (PER) qui définit les compétences et savoirs que l’élève suisse romand doit acquérir durant sa scolarité.

objectifs notionnels et transversaux

S’agissant de la ventilation, les objectifs du PER sont :  Acquisition d’une représentation de l’appareil respiratoire en identifiant les organes impliqués.  Distinction entre ventilation et respiration cellulaire”. (PER) Savoir enseigné -Pour la ventilation, les organes impliqués que l’élève devra être capable d'identifier sont:

• Pour le trajet de l’air:

nez bouche trachée bronches alvéoles

• Lié au processus ventilatoire

côtes et cage thoracique muscles intercostaux diaphragme plèvre poumons Au terme de la séance, l’élève devra être capable de :  Identifier les organes impliqués lors de la ventilation (listés ci-dessus).  Expliquer leur rôle dans la mécanique ventilatoire.  Illustrer la mécanique ventilatoire à l’aide d’un schéma.  Associer les modifications de volume et le déplacement d’air. Pour alléger les connaissances mobilisées par les élèves, nous nous sommes limités aux muscles intercostaux et au diaphragme, car ils suffisent à la compréhension du mécanisme ventilatoire. Cette séance ne détaille pas encore l’arbre bronchique et les alvéoles dont la structure sera mise en lien avec la fonction ultérieurement avec la dissection et les échanges gazeux. La plèvre est citée, bien que n’apparaissant pas dans les objectifs du PER, car elle joue un rôle important dans la mécanique ventilatoire. Les élèves auront à schématiser la ventilation à deux reprises. Pour cette raison, la schématisation apparaît dans les objectifs. Les objectifs du PER ne se limitent pas à des connaissances à acquérir, elle veut aussi “mettre l’élève en situation d’observation et de démarche expérimentale aussi souvent que possible ; la science relève autant d’une démarche que des connaissances à acquérir”. (PER)

2.Objectifs en lien avec la démarche scientifique

Dans la séance que nous proposons, l’élève doit émettre ses propres hypothèses, les confronter, avec ses pairs, mais aussi, aux modèles et mesures expérimentales. Il est également amené à discuter et analyser les mesures obtenues expérimentalement. En lien avec le PER, les objectifs sont :

-Face à une situation, émettre une hypothèse pertinente.

-Discute, débat, de la validité des hypothèses émises sur la base de modèles.

-Discute, débat, de la validité des hypothèses émises en regard de résultats expérimentaux et de leur précision.

-Rend compte d’une tâche scientifique (...), confronte son avis à celui de ses pairs ou de spécialistes (documentaires, articles, …), argumente son point de vue.” (PER)

Nous détaillerons encore ultérieurement les objectifs spécifiques de la séance en lien avec la démarche scientifique, car ils ont trait à la relation entre l’élève et le savoir. Nous nous intéresserons également à la programmabilité de l’acquisition du savoir, qui correspond à la façon d’organiser les différentes séquences entre elles, puis à la façon d’organiser les séances.

2.Mise en contexte de la séance

Afin de clarifier les pré-requis, sur lesquels la séance s’appuie, nous nous devons de la mettre dans son contexte, en partant de la planification annuelle des systèmes enseignés, puis en détaillant les séances au sein du système respiratoire, pour enfin en arriver à la séance présentée de la mécanique ventilatoire.

3.Planification annuelle des systèmes

Selon le PER Selon le PER, les systèmes digestif, cardiovasculaire et respiratoire doivent être vus en 10ème ou 11ème Harmos. Le système locomoteur, traitant des muscles et articulations est vu en 9ème Harmos.

Notre planification

Au cours de son stage didactique, l’un d’entre nous, a abordé le système cardiovasculaire dans une classe en 10ème Harmos d’un CO (Cycle d’Orientation) fribourgeois. L’analyse des conceptions des élèves révélait qu’aucun lien n’était fait avec le système digestif. Il nous semble donc pertinent d’aborder le système digestif en premier et de se servir du concept des nutriments pour le mettre en lien avec le système sanguin, puis introduire le système cardiovasculaire. De même, dans le système susmentionné, sont abordées les notions de double circulation, de transport d’oxygène et de gaz carbonique, sur lesquelles il est possible de s’appuyer lors du chapitre ayant trait au concept respiratoire.

Nous avons donc choisi de planifier les systèmes, à la suite les uns des autres, et dans l’ordre suivant :

1. Digestif

2. Cardiovasculaire

3. Respiratoire

Cette planification permet à l’élève de créer des liens entre les différents systèmes au lieu de les voir comme des entités indépendantes et séparées. Elle répond donc à l’objectif du PER: Chaque système étudié est à mettre en lien avec l’ensemble des autres systèmes (...) (PER). Division de la séquence “système respiratoire” en séances Le concept de la respiration peut être abordé selon quatre aspects (Paccaud, 1991) :  Ventilation : Aspect mécanique, traitant des mouvements respiratoires et des organes impliqués lors de l’inspiration et de l’expiration.  Échanges gazeux : Aspect physico-chimique, des échanges gazeux ont lieu au niveau des alvéoles pulmonaires et des organes cibles via un réseau de capillaires sanguins.  Respiration : Aspect cellulaire, traitant des concepts de nutriments et de combustible.  Production d’ATP : Aspects cyto-biochimiques et énergétiques, au niveau des mitochondries, avec les réactions de dégradation du glucose. (Paccaud, 1991)

Le PER exige que les élèves distinguent ventilation et respiration (cellulaire), mais la production d’ATP n’entre pas dans ses objectifs. (PER) Nous avons donc séquencé le concept respiratoire, que nous avons planifié en séances.

En étudiant les conceptions des élèves, nous avons en outre constaté que la composition de l’air pouvait constituer un obstacle à la compréhension du système respiratoire (Gilbert, 2002). Nous l’avons par conséquent ajouté à la planification des séances, répondant ainsi à un objectif MSN36 du PER : “ mémorisation de la composition de l’air.

Le PER souligne “l’importance de tirer des conséquences pour la santé.” et fixe les objectifs de “connaissance de quelques gestes de prudence et de premiers secours”. Notre séquence terminant l’étude des systèmes du corps humain, nous proposons, pour la dernière séance, l’apprentissage de quelques gestes de secourisme.