Débat et problématisation du temps dans une approche interdisciplinaire
Nous avons expliqué théoriquement comment se construit un problème en sciences en présentant des exemples d’histoire des sciences et en identifiant quelques obstacles épistémologiques en sciences naturelles. L'analyse des explications des élèves et des étudiants a montré maintes difficultés et obstacles à l'usage du temps géologique en sciences de la vie et la terre ou à l’explication de certains problèmes biologiques et géologiques. D’une façon générale, le temps géologique est présent dans les manuels analysés, soit explicitement à travers l’échelle stratigraphique, soit implicitement dans l’étude des processus des différents phénomènes géologiques étudiés. Est-il problématisé par les apprenants ? L’étude des situations problèmes a montré qu’elles sont réduites à des questions scientifiques. L’analyse de la séance de TP a montré que dans l’enseignement classique l’enseignant se pose des questions et apporte des réponses. Au cours de l’entretien les étudiants ont mobilisé des scolaires sans arguments. Plusieurs obstacles épistémologiques à la compréhension de certains problèmes géologiques. A travers ces études, nous comprenons la charge difficile de l'application d’une démarche basée sur la problématisation. C’est pourquoi nous avons fait recours au débat dans lequel nous suivons le fonctionnement du raisonnement de l’apprenant lors de la construction de son savoir et nous essayons de les aider à concevoir la machinerie temporelle qui est un pont de jonction de la biologie et la géologie. Comme nous l’avons mentionné, nous étudions d’abord trois ateliers se rapportant chacun au temps géologique et nous analysons par la suite le débat.
1. Analyse de l’atelier n°1
Nous rappelons que cet atelier porte sur l’identification des phénomènes géologiques accompagnant la séparation de l’Afrique et l’Amérique du Sud et de les déposer sur une échelle géologique.
1.1. Phénomènes naturels identifiés sans estimation du temps
Afin de pouvoir analyser les réponses des étudiants, sans nier le concept du temps géologique, nous avons pensé à identifier tout d’abord, les phénomènes géologiques évoqués sans estimation du temps. Nous plaçons les phénomènes en relation avec la théorie de la tectonique des plaques dans le tableau le suivant :
Chapitre 8 Débat et problématisation du temps dans une approche interdisciplinaire
Tableau 66 : Phénomènes sans estimation du temps
Phénomènes identifiés sans estimation du temps
Tectonique des plaques
- fragmentation de la Pangée: Laurasie et Gondwana - dérive des plaques
- divergence des deux continents : séparation de l'Afrique et l'Amérique du sud
- expansion océanique ; ouverture de l'océan - distension des plaques
- ouverture de l'océan atlantique avec une vitesse de 2 cm / an - ouverture de la Téthys
- subduction puis collision - faille, cassure
- volcanisme - rift
- étirement crustal
- formation croûte océanique
La majorité des étudiants ont évoqué des phénomènes qui se rapportent aux mouvements des plaques. Ce sont des réponses tirées de l’observation directe du schéma de la question. Les autres phénomènes géologiques évoqués trouvent leur origine dans les cours suivis au secondaire où à l’université. L’un des étudiants a parlé de la vitesse de l’ouverture de l’Atlantique, il s’agit d’une conception physique et spatiale étant donné que la vitesse ne fait qu’augmenter l’espace de l’océan. Sans savoir le temps géologique dans lequel les étudiants placent l’ouverture de la Téthys ou de l’Atlantique, nous ne pouvons pas comparer leurs réponses. La subduction, la collision, le volcanisme ou le rejouement de faille sont des phénomènes et/ou événements qui se produisent à tout instant dans une région du globe. Si les étudiants ne donnent pas des exemples précis, il sera difficile de connaître leurs coordonnées spatiotemporelles. L’étirement crustal ou la formation d’une croûte océanique au niveau du rift se produisent aussi à tout moment. Il semble que les étudiants n’accordent pas, principalement un intérêt au temps géologique pour placer les phénomènes géologiques dans une période ou un moment de l’histoire du globe. Cependant tous les phénomènes géologiques évoqués sont en relation avec la théorie de la tectonique des plaques. Cette dernière est-elle considérée comme modèle explicatif de tous les phénomènes géologiques ? A part le volcanisme et la faille, nous supposons que la question elle-même a induit les réponses des étudiants et donc ne nous sommes pas sure de cette unification de la théorie mobiliste par les étudiants.
1.2. Phénomènes identifiés avec estimation du temps
Nous essayons de mettre en catégorie les phénomènes proposés par les étudiants selon les dates qu’ils estiment. Nous donnons aussi la date approximative de chaque phénomène
Chapitre 8 Débat et problématisation du temps dans une approche interdisciplinaire
évoqué afin de pouvoir comparer leurs estimations aux connaissances scientifiques.
Tableau 67 : Phénomènes identifiés avec estimation du temps
Phénomènes géologiques Temps estimé par
l’étudiant
Temps réel
E 1 - fermeture de la Téthys
- séparation de l'Amérique sud et l'Afrique - il y a 150 millions d'années - jurassique supérieur- crétacé inférieur - Crétacé supérieur, il a 45 millions d’années - il y a 160 millions d’années
E2 - rifting et montée du magma à
cause des courants de convection
- il y a 15 millions d'années ? E 3 E4 E12 E 14
- séparation de deux continents (Amérique et Afrique) et apparition du rift - transgression et régression de la mer rouge - il y a 200 millions d'années
A cette date elles forment encore un seul continent : la Pangée
E 6 - dérive des continents : masse
continentales glissant sur le SIMA
- il y a 3 millions d'années
?
E 8 - dérive des continents africain et sud américain
- naissance de l'atlantique sud - phénomène de distension - amincissement de la croûte continentale
- volcanisme au niveau du rift - dorsale en activité
De – 230 à – 150 millions d'années
E 9 - mouvement des plaques Ere Tertiaire:
jurassique- trias- fin du tertiaire
Ce phénomène est de tout temps
E 10 - Séparation de deux continents
et ouverture de l'océan atlantique
- il y a 15 millions d'années Il y a 160 Millions d’années E 11 - séparation du l'Afrique et l'Amérique - ouverture de l'atlantique - Jurassique inférieur et crétacé, ère secondaire
200 à 160 millions d’années
E 13 - mouvement tectoniques, failles,
mouvement des plaques, volcanisme
- Ere Tertiaire ?
E14 - remontée du magma - 50 millions d'années ?
E 15 - volcanisme, séisme, faille
- divergence des plaques - déplacement des plaques
- il 1 million d'années - il y a 3 millions d'années - il y a 2 millions d'années ? ? ?
E 17 - dérive des continents
- rift médio-océanique - expansion océanique
-position actuelle des continents
- 16 millions d'années - 14 millions d'années - 6 millions d'années - 4 millions d'années ? 160 millions d’années ? ?
Chapitre 8 Débat et problématisation du temps dans une approche interdisciplinaire
Les étudiants donnent des dates pour des phénomènes géologiques qui se reproduisent depuis les temps les plus reculés. Ils ont donnés des dates pour les mouvements des plaques (E13, E9), l’expansion océanique (E17), la position actuelle des plaques et/ou le volcanisme (E13). Ces phénomènes géologiques peuvent avoir lieu à n’importe quel moment de l’histoire du globe terrestre et sont continuellement présent. La remontée du magma, dont E14 donne une date de 50 millions d’années, a eu lieu depuis l’existence de la planète jusqu’à nos jours. Donner une date à phénomène perpétuel, même s’il se produit que dans certaines régions du globe, nous n’éclaire pas sur l’utilité du temps géologique que les étudiants mobilisent sans se poser la question sur la continuité ou la ponctualité de ce phénomène.
Nous remarquons aussi qu’il a une confusion d’attribution de dates pour différents phénomènes. La fermeture de la Téthys, dont la Méditerranée est l’un des vestiges océaniques, par exemple a commencé il y a 45 millions d’années (crétacé supérieur) entre l’Inde et l’Asie mais la fermeture de l’isthme de Panama ne date que d’environ trois millions d’années. Les étudiants ont estimé que la fermeture de la Téthys a eu lieu il y a 150 millions d’années, alors qu’il y a 200 millions d’années, l’Afrique et l’Amérique formaient un seul continent et l’ouverture de l’Atlantique n’a commencé qu’il y a environ 160 millions d’années. Cette confusion de dates des certains phénomènes pourrait être lié à l’oubli des chiffres, néanmoins les futurs enseignants sont appelé à savoir les dates des grands phénomène qui ont bouleversé le globe au cours de l’histoire.
Nous remarquons aussi que les étudiants n’ont parlé que de phénomènes géologiques et ils n’ont pas donné de l’importance aux phénomènes biologiques telle la crise biologique qui a eu lieu il y a 65 millions d’années. Lorsqu’on se situe par rapport à l’histoire le couplage géologie-biologie serait d’importance pour expliquer les conséquences d’un tel phénomène ou d’un autre.
1.3. Conclusion
Les futurs enseignants ont mobilisé des phénomènes géologiques sans estimation de la date de leur déroulement, par contre ils ont été tous en relation avec la théorie de la tectonique des plaques. Certains étudiants ne s’intéressent pas à l’utilité du concept temps pour l’explication des phénomènes géologiques qui ont accompagné l’ouverture de l’Atlantique et la séparation de la plaque africaine de la plaque américaine. Les quelques dates évoquées, même si elles sont parfois précises, montrent certaines confusions des périodes où les phénomènes géologiques identifiés ont eu lieu. De même certains étudiants estiment des dates pour des phénomènes géologiques qui se produisent de tout temps, par exemple, le déplacement des