Temps géologique et problématisation dans le manuel scolaire
5. Analyse des manuels par termes pivots
Pour approfondir l’étude sur la place du temps géologique dans le contenu scientifique des deux manuels, nous avons retenus les termes pivots utilisés par les auteurs ; temps géologique et énergie. L’apparition du concept d’énergie dans l’analyse des explications des élèves (voir chapitres suivants) ou de futurs enseignants nous a incité à recenser aussi les termes ou les notions qui se rapportent à lui. Cependant le travail sur ce concept fera objet d’autres problématiques, nous le traitons ici brièvement.
5.1. Termes pivots dans le manuel de la 2ème année
Le temps géologique (voir tableau ci-dessous) est présent sous trois formes. Dans la majorité des phrases, paragraphes ou notions il est mentionné implicitement dans le processus géologique d’un phénomène quelconque : expansion océanique, subduction, orogenèse…etc. il est aussi mentionné, mais rarissime, dans certains vocabulaire descriptif d’un phénomène naturel par exemple, brutalité. Explicitement, le temps géologique est mentionné sous forme des subdivisons de l’échelle stratigraphique ; ères, échelle et âge en millions d’années ou en minutes. L’acquisition de la notion du temps en sciences de la terre passe par l’explication des processus géologique des différents phénomènes naturels. Seulement que certains phénomènes sont rapide et d’autres lents, n’est-il pas problématique pour l’élève ?
Chapitre 5 Temps géologique et problématisation dans le manuel scolaire
Contrairement au temps géologique, le concept « énergie » est mentionné une seule fois par contre on retrouve les notions qui renvoient à ce concept dans les causes du dynamique terrestre, courant de convection, plasticité des roches ou bien dans les résultats de ce même dynamisme, intensité du séisme, flux de chaleur, montée du magma…etc.
Chapitre 5 Temps géologique et problématisation dans le manuel scolaire
Tableau 37 : temps géologique et énergie dans le manuel scolaire de la 2ème année secondaire
concept Chapitre : structure de la terre Chapitre : la tectonique des plaques
T em p s g éo lo g iq u es L37 : brutalité L78 : vitesse en km/s L 54 : quelques minutes L109 : temps en min L330 : ère primaire
L335 : séparation de l’Amérique du sud et l’Afrique au crétacé
L348 : divers positions des continents par Wegener : carbonifère, éocène et quaternaire inférieur L350 : Trias
L358 : fougère de l’ère primaire
L366 : Processus de l’expansion océanique
L386 : sédiments proches des côtes d’age crétacé supérieur L388 : ouverture de l’atlantique il 150 millions d’années L390 : âge de la terre 4.5 milliards d’années
L482 : formation de chaîne de subduction (t=0 à t=+30MA)
L502 : rapprochement de l’Asie et l’Inde s’est effectué en 70 millions sur 7000 km ; formation d’Himalaya L564 : ouverture de la Téthys au Trias
L565 : reconstitution des Alpes : Lias (180Ma) au jurassique (148Ma)
L579-593 : formation de l’atlas tunisien, Jurassique, Crétacé, Eocène, Oligocène, Miocène, Quaternaire L620 : âge de sédiments
L640, 641 : ouverture du golfe d’Aden il y a 20 millions d’années L646 : échelle stratigraphique E n er g ie P43 : densité moyenne 5.52
L14 : la température augmente de 1°C/30 mètres L29, 30 p45:énergie, tension
L32 : élasticité des roches L 50 : secousses
L253 : intensité du séisme
L259 : quantité d’énergie libérée lors d’un séisme
L309 : sortie du magma L374: activité sismique intense L375 : dégagement de chaleur
L401 : gradient géothermique élevé au niveau de la dorsale L402 : flux de chaleur
L404 : dorsale : état de tension
L413, 318, 376 : courants de convection L429 : forces de compression
Chapitre 5 Temps géologique et problématisation dans le manuel scolaire
Les élèves s’interrogent-ils sur la relation temps géologique-énergie ?
Figure 15 : résumé des termes pivots en relation avec le temps géologique
5.2. Termes pivots dans le manuel de la 3ème année Sc. Exp.
Dans ce manuel, le concept « temps géologique » apparaît en tant que tel plusieurs fois dans le texte (voir tableau). Excepté quelques ères ou étages mentionnées tels que le permien le dévonien, les auteurs veillent à donner, approximativement, la date du début phénomène géologique en millions d’années, par exemple, il y a 180 MA le Gondwana sud s’est séparé de l’antarctique ; il y a 120 MA l’atlantique s’est ouvert, archéoptéryx il 150 MA…etc. Même s’il y a des processus géologique de quelques phénomènes naturels dans lesquelles le temps géologique est implicite, ils sont diminués par rapport au manuel de la 2ème année secondaire. Nous retrouvons par exemple l’expansion océanique, la formation de quelques chaînes de montagnes…etc. ce manuel diffère de l’ancien par l’apparition de deux expressions qui renvoient au temps géologique: actuel et évolution. Nous identifions par exemple, l’évolution du méditerranée jusqu’à l’actuel, l’évolution de la teneur de l’oxygène, évolution des trilobites au cours du temps…etc. l’actuel renvoie directement au passé mais aussi au futur alors que l’évolution montre l’étendu d’un phénomène sur un laps de temps lent ou court. Les exemples d’être vivant disparus au cours du temps mettrait les élèves devant un tas de questions sur le mode de vie, sur la période de leur vie ou sur les causes de leur disparition. La notion de crise biologique est en relation directe avec le temps géologique. Nous remarquons aussi l’apparition du concept d’espace géographique dans ce manuel.
Pour le concept énergie il n’y pas une grande différence avec l’autre manuel, il est toujours lié à des notions qui renvoient aux causes de la dynamique terrestre ou les résultats de ce dynamisme. Cependant nous retrouvons quelques nouvelles terminologies telles que les réactions exothermiques et le champ magnétique terrestre. Soit le schéma récapitulatif suivant : Temps géologique Echelle stratigraphique Processus géologique Brutalité Energie Cause de la dynamique terrestre Résultat du dynamisme terrestre
Chapitre 5 Temps géologique et problématisation dans le manuel scolaire
Tableau 38 : temps géologique et énergie dans le manuel de la 3ème année scolaire
concept Chapitre : structure et composition du globe terrestre
pp274-295
Chapitre : la tectonique des plaques pp296-325
Chapitre : l’évolution biologique pp 326-349 Temps géologiques L17 : temps actuel L19 : temps géologique L24 : calendrier géologique L154 :
temps d’arrivée d’ondes en minutes
L50 : âge de la croûte océanique 180MA
L51 : croûte continentale 3.9MA dans certaines régions L52 : âge de la terre 4.5milliards d’années
L10 : Pangée : 200 MA
L110 : séparation Gondwana sud de l’antarctique ; 180MA L112 : ouverture de l’atlantique : 120Ma
L114 : actuel
L134 : formation des Appalaches, des Mauritanides, des Calédonides ; entre 470 et 350 MA
L137 : répartition en Afrique et Amérique du sud: - Mesosaurus, 260 Ma
- Glossoptéris, 240 Ma
- Cynognathus, 240 Ma L203 : carte de la variation d’âge du fond océanique
L523 : déplacement de la plaque indienne depuis 70 Ma L607 : âge de l’île la plus éloignée d’Hawaï est 40 Ma L610 : évolution de la méditerranée et l’atlantique depuis 180Ma à l’actuel
- Energie L79, 80 : activité du globe terrestre :
dégagement d’énergie L98 : secousses
L128 : ondes de compression L139 : énergie libérée par le séisme L216 : densité, propriétés physique des couches
L247 : élasticité des roches L285 : pression
L290 : état physique de ma matière L318 : forte explosion volcanique L425 : champ magnétique terrestre L468 : réactions exothermiques (désintégrations)= énergie sous forme de chaleur
L29 : émission d’énergie
L172 : au cours de la montée du magma la pression chute plus rapidement que la T°
L220 : champ magnétique
L275 : compression et sédimentation L301 : élasticité des roches
L346 : en 10 à 20 MA, 900 à 1800 km de lithosphère sont disparus par subduction
L430 : courant de convection L480 : énergie L6 : âge de la terre ; 4500 MA L7 : apparition de la vie ; 3500 à 4000 MA L10 : apogée de la diversité, 500 MA L13 : temps géologique L16 : temps géologique L3 : calendrier de la terre
L86, 87 : position des continents au Permien et à la fin du crétacée
L 89 : temps géologique
L134 : premiers poissons au Dévonien inf (450 MA) L135 : premiers amphibiens au Dévonien sup (350MA) L144 : Ichtyostéga, Dévonien sup
L160 : Archéoptéryx il y a 150 MA L184 : Dimetrodon il y a 280 MA
L212 : arbre phylogénique de 5 groupes des vertèbres L214 : arbre phylogénique de certains mammifères L246 : évolution des continents à l’ère primaire L271 : évolution de la teneur en oxygène et l’évolution biologique
L283 : évolution de la teneur en oxygène et de la biomasse
L285 : crise Crétacé-Tertaire
L380 : évolution des trilobites au cours du temps L395 : Trias
L405 : géographie du globe terrestre crétacé inf à la limite crétacé-Tertiaire
L446 : évolution des végétaux en fonction des temps géologiques
Chapitre 5 Temps géologique et problématisation dans le manuel scolaire
Figure 16 : résumé des termes pivots en relation avec le temps géologique
5.3. Conclusion : temps géologique et problématisation
Le style informatif dominant dans les deux manuels et l’orientation limitée vers le style participatif montre que le discours scientifique transmissif reste développé. Ceci encourage l’enseignement des sciences comme cumul de résultats. L’essai des concepteurs de multiplier les activités scientifiques en excluant l’aspect socioconstructiviste de la science, n’engage pas les élèves dans une réflexion sur l’utilité de ce qu’il acquis en dehors de la classe. Les situations-problèmes proposant une multitude des questions conceptuelles ou empiriques n’engagent pas les apprenants dans un processus de problématisation d’une façon générale et de concevoir l’utilité de certains concepts scientifiques, ici le temps géologique. L’utilisation de la terminologie « calendrier », emprunté à la vie quotidienne, peut faire obstacle à l’appréhension du temps lent par rapport au temps court de la vie humaine. Cependant, nous notons que le temps géologique est présent, mais implicitement, dans le processus géologique de certains phénomènes géologiques et biologiques expliqués dans le manuel. Il est aussi explicitement présent dans ses aspects stratigraphiques ou pour dater d’une façon ponctuelle certains phénomènes. L’essai de la construction de problème à travers l’explication d’un processus géologique de certains phénomènes naturels serait fructueux pour l’élève de concevoir l’utilité du temps géologique. L’orientation vers le style participatif dans le manuel engagerait les apprenant dans une situation d’élaboration réflexive et autocritique leur permettant d’acquérir l’espace, l’énergie et le temps géologique. Nous étudierons dans le chapitre suivant leurs conceptions ainsi que les obstacles qui en découlent pour expliquer les séismes, l’orogenèse ou les crises biologiques.
Temps géologique Echelle stratigraphique Processus géologique Evolution au cours du temps géologique Energie Cause de la dynamique terrestre Résultat du dynamisme terrestre
Chapitre 6 Conceptions et nature du temps chez les élèves et les futurs enseignant