Formation INRP, 5 juin 2008 - sesames Aider l'enseignant à prendre en compte des éléments d’épistémologie et des hypothèses d’apprentissage explicites

Formation INRP, 5 juin 2008 - sesames

Aider l'enseignant à prendre en compte

des éléments d’épistémologie

et des hypothèses d’apprentissage

explicites


Qu'est-ce que faire de la physique ?

Analyser et interpréter les objets et les événements du monde matériel (point de vue partagé par les élèves, qui utilisent davantage le verbe expliquer)

Faire des prévisions sur ce monde (non évoqué par les élèves)

Ceci nécessite d'utiliser des théories, des modèles, des concepts qui permettent une certaine objectivation des situations ; simplifier, idéaliser, faire des choix, confronter aux situations matérielles...

bref modéliser...


Approche épistémologique Quelques points de vue sur la notion de modèle

Activité de modélisation comme tâche centrale du physicien…

Suzanne Bachelard (1979) : « Loin de fonctionner comme copie, le modèle fonctionne comme opérateur sélectif. » ; […] "Il représente non pas l'ensemble des propriétés du réel, mais seulement certaines des propriétés[…] ; « le modèle n’est jamais pris en soi. Il est toujours relationnel »

Mario Bunge (1979, 1983) : Activité de modélisation comme « recherche de mise en relation permanente » entre données expérimentales et constructions théoriques.

…mais que nous perdons de vue et qui est difficileEinstein : «les concepts qui apparaissent dans notre pensée et notre discours sont tous – du point de vue logique – de libres créations de la pensée qu’on ne peut tirer inductivement des expériences sensorielles. Si cela ne se remarque pas facilement, c’est seulement parce que nous avons l’habitude d’associer si étroitement certains concepts ou chaînes de concepts (énoncés) à certaines expériences des sens que nous ne sommes plus conscients de l’abîme – logiquement infranchissable – qui sépare le monde des expériences sensorielles du monde des concepts et des énoncés. »


Vers une épistémologie "scolaire"…

MODÈLE

Lois, principes, définitions, théorèmes, paradigmes…

Epistémologie Instrument reliant champs empirique et théorique

Objets, événements…

Apprentissage des élèves:

Relations difficiles et nécessaires


monde de la théorie et du modèle

Articuler les deux mondes...

monde des objets et des événements

Relations entre concepts

Relations entre événements et/ou objets

Relations entre concepts et/ou événements/objets

Ce qui crée du sensLa difficulté essentielle


Pour l'apprentissage initial...

Cette activité de modélisation nécessite d'étudier des situations “simples” et/ou très épurées...

• pour lesquelles l'explication ou l'interprétation en termes de physique ne présente pas a priori un intérêt immédiat. • éloignées des situations que les élèves pourraient avoir envie de comprendre...

M odélisation de la s ituation (M onde des théor ies et des modèles )

F Terre /li vre

F Table /li vre


Propositions de chercheurs en didactiques

La mise en œuvre d’un enseignement basé sur la modélisation est possible mais demande de la part des enseignants et des concepteurs de séquences une analyse approfondie

• du savoir enseigné • des démarches d’apprentissage des élèves.

Martinand et al. (1992)Chomat, Méheut et Larcher (1988, 1992)

Lemeignan et Well-Barais (1992)Tiberghien (1996), Bécu-Robinault (1997), Guillaud (1998), Vince (2000) et

Buty (2000)


Utilité de ce 1er cadre d'analyse

- Expliciter l'activité de modélisation pour enseigner la physique de façon moins déroutante, en la rendant moins arbitraire ou en permettant de légitimer le changement de point de vue que cela impose.

- distinguer les objets et événements des théories et modèles pour expliciter les liens à établir

(Gaidioz & Tiberghien, 2003 ; Gaidioz, Vince & Tiberghien, 2004)

Rôle central des modèles et des démarches de modélisation, tendant à expliciter le fonctionnement de la physique et de la chimie

Les élèves sont-ils prêts ?Et les enseignants ?


Une 1ère conséquence pour l'enseignant

• Analyser le savoir en jeu en terme d'objets-événement et de théorie-modèle permet :

• d'aider l'élève à différencier et à articuler sa description de la situation matérielle et les théories/modèles qui en rendent compte

• d'expliciter (parfois a posteriori) les choix faits au sujet de la situation d'étude proposée

• Avoir conscience que l'impression d'arbitraire peut augmenter si on n'explicite pas et si on ne justifie pas l'articulation

•Envisager des « petits pas » de modélisation (ce qui interroge en partie les situations très ouvertes...)

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Exemples de confusion des « deux mondes »

•Photographies de manuels scolaires2nde Nathan

TS Spécialité Bordas 2nde Hachette collection Hélios


Une potentialité de l'expérience sous-exploitée ?

Ce cadre d'analyse permet aussi de mettre en évidence tous les rôles que peut jouer l'expérience dans les mises en lien des deux mondes :

• révéler les idées des élèves (situation-problème), leur en faire prendre conscience et mettre en place des outils pour modéliser

• valider un modèle (vérifier que…)• susciter le besoin d’un (nouveau) modèle• donner lieu à prévision à l’aide d’un modèle • permettre d'explorer le champ de validité d’un

modèle


Quelle influence de la vie quotidienne

dans ce cadre d'analyse ?


Connaissances de physique / connaissances de physique

Chaque domaine de connaissance met en jeu objets/événements et théorie/modèle

monde de la théorie et du modèle

monde des objets et des événements

en physique

en physique

dans la vie quotidienne

dans la vie quotidienne


Une 2e conséquence pour l'enseignant

• Avoir une vigilance constante quant au vocabulaire utilisé :

• Expliciter les différences de sens selon le contexte d'usage (force par exemple)

• Veiller à la nature du savoir à partir duquel l'élève doit justifier...

• Cette vigilance peut être relâchée lorsque le savoir est construit...


Une 2e hypothèse d'apprentissage (non détaillée ici)

La construction du sens se fait par des mises en relation entre : •différents éléments de connaissance

•différentes représentations d'un "même" concept

Analyse des savoirs en physique et des élèves

Analyse sémiotique


Quelques conséquences pour la conception d'activités

• Être plus vigilant sur la distinction entre description et interprétation

• Permettre à l'élève de s'appuyer sur un texte de modèle qui n'est pas la parole du prof mais celle d'une communauté et dont il n'est que le porte-parole.

• Donner des indices permettant à l’élève de savoir dans lequel des deux mondes se situe ce qu’on lui demande : explicitation du contexte d’utilisation d’un terme, précision du type de savoir à partir duquel il doit justifier…


Quelques conséquences pour la gestion de la classe

• Le point de vue de la physique comme le résultat d'une négociation et d'une évolution...

• Le recours au texte du modèle.

• Laisser du temps aux élèves...

• Apprendre à gérer les différents niveaux d'écriture

• L'importance de l'enjeu d'une activité (motivation à court terme), différent du but pédagogique de l'activité


LES « BALISES »

• Pour rendre opérationnels les choix précédents, catégorisation des situations d’enseignement selon

– les liens à faire (ou non) entre modèle et situation expérimentale

– le type d’expérience

• A chaque catégorie correspond une balise attirant l’attention de l’enseignant :

– sur les atouts de ce types de situation

– sur les risques de ce type de situation


Balises « place du modèle »

M1. L’élève n’est pas explicitement invité à se référer à un modèle

M2. L’élève est invité à se référer à un ou des modèle(s) vu(s) antérieurement

M3. L’élève découvre un nouveau modèle ou un nouvel élément de modèle comme aboutissement de l’activité

M4. L’élève dispose du texte du modèle (nouveau pour lui) dès le début

Documents

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