Théorie du changement conceptuel

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Blue-circle-target.png Critiques et évolution de la théorie : À la suite de ces premiers travaux, le terme changement conceptuel, prendra des sens extrêmement divers dans les recherches en didactique (Duit 1999). La théorie du changement conceptuel a été révisée par Strike & Posner (1992) dans le sens d'une plus grande prise en compte des divers facteurs d'une "écologie conceptuelle". Ceci signifie que le changement conceptuel ne se limite plus à des conditions portant uniquement sur le contenu, mais qu'il doit tenir compte des facteurs motivationnels (Pintrich 1999), ainsi que du rôle que peut jouer la vision de la science ou de l’enseignement, aussi bien chez l’apprenant que chez l’enseignant. De plus, de nombreux travaux venant de la didactique (White & Gunstone 1989, Chi 1992, Adey 1999, Aufschnaiter 2001), montrent l'importance du rôle de "la métacognition" dans le changement conceptuel. Toutefois, et sans nier leur importance, de nombreuses recherches en didactique font le choix, conscient, de ne pas aborder cet aspect dans leur investigation.


Blue-circle-target.png Approche didactique sur le changement conceptuel

  • Les différents travaux en didactique sur le changement conceptuel s'intéressent aux étapes de l'évolution et/ou aux facteurs responsables de l'évolution des connaissances initiales des élèves.
  • Une manière de procéder pour décrire le changement conceptuel est de regarder, pour une conception donnée, l'ensemble des situations dans laquelle l'élève l'utilise. Thagard (1992, p. 248) propose un ensemble de critères permettant de rendre compte de la "cohérence exploratoire" d'une hypothèse (hypothèse est à prendre dans le sens d'une conception d'élève) :
- How much does the hypothesis explain?
- Are its explanations economical?
- Is the hypothesis similar to ones that explain similar phenomena?
- Is there an explanation of why the hypothesis might be true?
Ces critères permettent aussi d'évaluer la pertinence d'une hypothèse face à une autre. Thagard insiste sur le premier critère : la "largeur" exploratoire d'une nouvelle théorie (the explanatory breadth of the new theory, dans le texte), qu'il considère comme le facteur le plus important. Cette notion "de largeur exploratoire" d'une théorie rejoint la notion de domaine de validité d'une conception (Minstrell 1992, Balacheff 1999). En effet, le domaine de validité d'une conception est "l'ensemble des situations qui appellent la mise en oeuvre de la conception considérée". (Balacheff 1999, p. 227). L'abandon de l'utilisation d'une conception "quotidienne" au profit d'une autre plus "scientifique" sera interprété par une diminution du domaine de validité de la conception "quotidienne" et d'une augmentation du domaine de validité de la conception "scientifique".
  • Le courant de l'étude des "processus d'apprentissage" (learning processes)
Parmi les nombreux travaux sur le changement conceptuel, une petite partie s'est orientée vers l'étude des processus cognitifs de l'apprentissage. Ce nouveau courant en didactique porte le nom de Learning process. Il regroupe un petit nombre de travaux issus de la didactique de la physique dont la plupart viennent d'Allemagne. L'originalité de cette orientation est d'essayer d'inférer à partir de phénomènes observés empiriquement, des processus du fonctionnement cognitif à l'aide de théories issues de la psychologie cognitive. Niedderer, Goldberg & Duit, (1991) décrivent les différentes méthodologies pouvant être utilisées pour suivre l'apprentissage et précisent que l'étude des processus ne peut se faire que par la prise continue de données durant l'apprentissage. Ceci place la prise de données par la vidéo au cœur de leurs dispositifs. À l'intérieur de ce courant, il est intéressant de remarquer que la description des processus d'apprentissage se base, suivant les auteurs, sur des éléments théoriques différents, notamment :
- sur les modèles de la mémoire pour décrire les éléments stables et les éléments en cours de construction (Niedderer & Schecker 1992, Niedderer 2001),
- sur la théorie des raisonnements par analogie en utilisant la notion de source et de cible, pour décrire la mobilisation des connaissances (Wilbers & Duit 2001)
- sur la neurobiologie pour décrire la connaissance en termes de complexité des liaisons (Fischer & Aufschnaiter 1992, Aufschnaiter 2001).

Nous proposons maintenant de nous arrêter sur certains aspects des travaux de Niedderer (1) et de von Aufschnaiter (2), car ils vont nous permettre, par la suite, de nous situer par rapport aux travaux de didactique sur les processus d'apprentissage.


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Blue-circle-target.png Explicitation de la théorie du changement conceptuel en didactique

Les contenus d'enseignements supposent des efforts cognitifs importants pour de nombreux élèves et notamment lorsqu'il s'agit de contenus jugés complexes. Ceci est principalement dû à la nécessité d’une compréhension approfondie du contenu. Objectif que les méthodes pédagogiques et de la psychologique éducative ne peuvent atteindre, surtout lorsque les efforts cognitifs des élèves butent sur des contenus spécifiques à une disciplines. La théorie du changement conceptuel selon une dimension didactique offre une série de connaissances et de réflexions sur la façon d’enseigner de tels contenus.

Postulat de départ : Un aspect essentiel pour comprendre la formation est de comprendre que le sujet possède des théories intuitives sur le monde. L’enfant n’arrive pas à l’école tel un sac vide avant d’y recevoir les informations sur le fonctionnement de son environnement. Il possède déjà ses théories sur ce sujet. Ces théories intuitives sont probablement fausses. Elle conditionnent également le nouvel apprentissage. Il est donc nécessaire que les enseignants prennent en compte cet aspect.
Les phases de la théorie du changement conceptuel

Selon cette théorique, le développement d'une compréhension profonde de contenus d'enseignement nécessite que l'élève passent par les trois phases suivantes:

- La reconnaissance d’une erreur
- La construction d’un nouveau modèle
- L’utilisation du nouveau modèle
  • La reconnaissance d’une erreur

Il s’agit de la première étape pour qu’un élève développe une compréhension profonde d’un fait. La tâche de l’enseignant est de rompre avec la théorie intuitive de l’élève. Ce dernier doit abandonner ses anciennes idées et découvrir pourquoi elles sont erronées.

L’apprentissage ultérieur sera affecté si la théorie intuitive est maintenue, dans ce cas l’élève la modifiera ou la rejettera. En effet, si elle n'est pas prise en compte, cela entraînera souvent un apprentissage superficiel de la science. La théorie intuitive ne devra donc pas obligatoirement être abandonnée par l’élève. Il est donc essentiel de prêter attention aux idées préconçues d’un cours afin que l’enseignement fasse prendre conscience aux élèves de leurs erreurs.

La théorie du changement conceptuel propose deux méthodes pour atteindre l'objectif de reconnaissance de l'erreur :
=> L’expérimentation directe : Cette première approche incite l’élève a constater de lui-même que sa théorie intuitive est fausse, cela l’aidera grandement à reconnaître l’anomalie.
=> Le débat ou conflit socio-cognitif: Dans cette seconde méthode les idées fausses des élèves doivent être remises en cause à travers un dialogue sain et constructif. Cette méthode est très utile pour éveiller en eux la vision critique des faits.


  • La construction d’un nouveau modèle

Une fois que la théorie intuitive de l’étudiant a été démantelée, l’étape suivante consiste à lui donner une nouvelle explication. Il est important que l’élève construise lui-même le modèle adéquat pour pouvoir l’assimiler. Il sera difficile de comprendre réellement comment, par exemple, un fait scientifique se développe si l’enseignant l’expose simplement lors d’un cours magistral. Il en résultera probablement un apprentissage superficiel et par pure mémorisation.

Les paradigmes constructivistes proposent que l’élève soit celui qui construit ses connaissances. Le rôle de l’enseignant serait de guider ce dernier pendant qu’il explore les différentes possibilités. Il s’agit d'utiliser des des techniques mobilisant des stratégies spécifiques aux situations didactiques et notamment aux situations adidactiques.

Par exemple, une méthode éprouvée et efficace pour y parvenir est la génération de débats parmi les élèves (situation de formulation ou de validation). Ce seraient ceux qui réfuteraient et élargiraient les théories et les idées dont ils disposaient. Le rôle de l’enseignant serait ici de préparer le matériel et les ressources nécessaires au débat. D’agir comme un guide pour éloigner les élèves des erreurs.
Cette étape est la plus difficile de la théorie du changement conceptuel. La compréhension profonde s’effectue ici. Les enseignants doivent donc être bien formés à l’utilisation de ce type de stratégie d’enseignement.
  • L’utilisation du nouveau modèle

Il ne serait pas logique de marquer les erreurs et de construire un nouveau modèle s’il ne s’appliquait pas aux problèmes futurs. La dernière étape du processus consiste donc à aider les élèves à utiliser leur nouvelle théorie. De sorte que réaliser des exercices ou d’affronter des situations supposant l’utilisation de nouvelles connaissances acquises sera très utile pour les élèves.

Il est par ailleurs essentiel que ce nouveau modèle soit intégré et lié aux connaissances antérieures. L’application correcte de toute connaissance suppose de la considérer d’un point de vue large et fondé sur la base d’autres domaines de connaissance.


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