Introduction : usage des éléments de différents systèmes
Dans cette partie nous nous sommes intéressés aux progressions des élèves concernant l’identification de l’usage (éléments utilisés pour chauffer, éclairer, se déplacer, ou fabriquer de l’électricité) des éléments issus des systèmes de la séquence d'enseignement. L’objectif est de tester l’hypothèse -les élèves progressent à l’issue de l’enseignement sur un plus grand nombre de systèmes présentés dans le questionnaire au niveau de l’identification des usages des objets de départ, lorsque certaines tâches de l’enseignement comportent des « systèmes biotiques ».-
Les résultats montrent que les progressions des élèves du groupe « biotique » et celles du groupe
« domestique » sont équivalentes.
Ces résultats correspondent aux analyses des réponses des élèves à la partie 1 du questionnaire lorsqu’ils devaient cocher la ou les cases du tableau correspondant aux usages des éléments. Cette partie du questionnaire était composée de dix-huit images représentant les éléments des systèmes présents dans les tâches de la séquence. Les analyses présentées correspondent à l’analyse de quatorze de ces images. En effet quatre images ont été écartées, du fait du très faible nombre d’élèves ayant répondu à la tâche.
Dans cette partie des analyses, seul l’usage principal des éléments a été pris en compte (par exemple dans le cas de la lampe qui pourrait être employée pour chauffer dans certains cas, seule l’identification de son usage comme objet qui éclaire a été considérée).
Les réponses non attendues correspondent donc au fait que l’usage de l’élément n’a pas été coché par l’élève, soit parce qu’il en a coché d’autres, soit parce qu’il n’en a coché aucun. Les réponses attendues correspondent, quant à elles, au fait que l’élève a coché la case correspondante à l’usage de l’élément quelles que soient les autres cases que l’élève a cochées. Les réponses comptabilisées comme progressions correspondent à une réponse non attendue au pré-test qui a évolué vers la sélection de l'usage attendue au post-test. Les résultats sont présentés sous la forme de pourcentage moyen d’éléments pour lesquels les élèves des deux groupes ont progressé au niveau de l’usage des éléments du système. Ils ont été calculés sur l’ensemble des éléments présentés dans le questionnaire. Des analyses complémentaires correspondant aux calculs des pourcentages quand on ne prend en compte que les éléments issus des systèmes biotiques ou que ceux issus des systèmes domestiques sont présentés en annexe (annexe 4).
Les résultats sont présentés d’abord (a) sur l’ensemble des trois classes, puis (b) pour chacune des classes.
Peu d’influence sur l’identification des usages des éléments des systèmes pour l’ensemble des élèves
Les résultats sont présentés sous la forme des pourcentages d’images pour lesquelles les élèves ont identifié l'usage des éléments (chauffe, éclaire, se déplace) des systèmes au pré-test et au post-test, ainsi que le pourcentage d’images sur lesquelles ils ont progressé entre les deux questionnaires (figure 31)
Pré-test Post-test progression
0 % 25 % 50 % 75 % 100 %
75 %
91 %
19 % 77 %
89 %
18 % biotique (34 élèves) domestique (27 élèves)
% d'éléments issus des systèmes (sur 14)
figure 31 : pourcentages d’images sur lesquelles les élèves des deux groupes (« biotique » et
« domestique ») identifient l’usage des éléments du système au pré-test, au post-test, et leurs progressions
La figure 31 représente les pourcentages moyens d’images sur lesquelles les élèves ont identifié l’usage de l’élément représenté sur 14 systèmes au prétest et au post-test, ainsi que le pourcentage d’éléments sur lesquelles ils ont progressé entre les deux questionnaires. Ces pourcentages ont été calculés pour les élèves du groupe « biotique » (barres noires) et ceux du groupe « domestique » (barres blanches). Les résultats montrent qu’au pré-test les élèves des deux groupes identifient l’usage de l’élément représenté pour plus de 75 % des éléments (75 % pour le groupe biotique et 77 % pour le groupe objet domestique). Au post-test, les élèves identifient l’usage des éléments représentés pour presque toutes les images du questionnaire (91 % pour le groupe biotique et 89 % pour le groupe objet domestique). Les résultats montrent également que les élèves des deux groupes progressent pour sensiblement le même nombre d’images dans le groupe biotique (19 %) et dans le
groupe objets domestiques (18%). Les analyses montrent que cet écart n’est pas statistiquement significatif.
De plus, des analyses complémentaires (détaillées en annexe 5) montrent que l’on obtient des résultats similaires pour les deux groupes, si l’on prend en compte séparément les éléments issus des systèmes biotiques et ceux issus des systèmes domestiques.
La partie suivante présente les résultats pour chaque groupe de chacune des trois classes.
Les tendances sont variables dans les trois classes
Cette partie a pour objectif d’observer si le résultat précédent sur l’identification des usages des éléments se retrouve dans chacune des classes. Les résultats sur l’identification de l'usage des éléments des systèmes sont présentés pour chacun des groupes (biotique et domestique) de chacune des classes (tableau 39).
Tableau 39 : tendances différentes dans les trois classes pour l'identification de l'usage des éléments des systèmes
Le tableau 39 présente les pourcentages moyens d’éléments sur lesquels les élèves des trois classes (CM1A, CM1B et CM1C) ont progressé au niveau de l'identification de l'usage des éléments des systèmes entre le pré-test et le post-test sur le nombre total d’images. La deuxième colonne présente le pourcentage moyen d’éléments sur lequel les élèves du groupe biotique ont progressé. La troisième colonne présente le pourcentage moyen d’éléments sur lequel les élèves du groupe domestique ont progressé. Et enfin, la quatrième colonne présente la différence entre ces deux pourcentages (colonne 3 - colonne 4). Les valeurs comprises dans la dernière colonne du tableau montrent des écarts assez faibles (entre -3 et 5%) entre les deux groupes d’élèves. De plus, la valeur de la différence dans le CM1B est négative alors qu’elle est positive dans les deux autres CM1. Les analyses statistiques montrent qu’aucun de ces écarts n’est statistiquement significatif.
Les analyses complémentaires (détaillé en annexe 4) montrent que l’on obtient des résultats similaires si l’on prend en compte séparément les éléments issus des systèmes biotiques et ceux
issus des systèmes domestiques. Pour chaque catégorie d’images, les tendances diffèrent selon les classes et aucun écart n’est statistiquement significatif.
Conclusion sur l’usage des éléments des systèmes
Pour conclure, nos résultats montrent qu’au niveau de l’identification de l'usage des éléments des systèmes les écarts entre les progressions des élèves du groupe « biotique » et ceux du groupe
« domestique » sont très faibles. De plus, ces écarts ne sont pas statistiquement significatifs et varient dans les trois classes. Nous avons considéré que ces résultats nous permettaient de rejeter l’hypothèse : Les élèves progressent à l’issue de l’enseignement sur un plus grand nombre de systèmes présentés dans le questionnaire au niveau l’identification des usages des objets de départ, lorsque certaines tâches de l’enseignement comportent des « systèmes biotiques ».
Les résultats ne montrent donc aucun effet particulier de la condition des tâches d’enseignement
« utilisation de systèmes biotiques » sur les progressions des élèves au niveau de l’identification de l'usage des éléments des systèmes.
6.1.3.4 -Conclusion sur l’action « reconstituer un système énergétique sans utiliser le modèle de chaîne énergétique »
Les analyses de la partie 1 du questionnaire indiquent qu’au niveau des prés-tests les élèves sont capables d’identifier l’usage qui est fait de nombreux éléments dans les questionnaires. Elles montrent également qu’au post-test l’ensemble des élèves des groupes (« biotique » et
« domestique ») est capable de donner les sources d’énergie des objets de départ et les ressources naturelles des transformateurs. Cependant, ils n'arrivent quasiment pas à identifier les ressources naturelles des objets de départ. Au niveau des progressions, les résultats montrent que les élèves du groupe « biotique » progressent à l’issue de l’enseignement sur plus d’éléments que ceux du groupe
« domestique » pour identifier les sources d’énergie et dans une moindre mesure les ressources naturelles. Enfin, ils montrent que les élèves des deux groupes progressent sur le même nombre d’éléments concernant l’usage des éléments issus des systèmes de la séquence.
Il semble donc que la condition de la tâche « usage de système biotique » augmente l’efficacité de l’enseignement au niveau de l’action « reconstituer un système énergétique sans utiliser un modèle de chaîne énergétique ». Cette condition semble avoir un effet au niveau de cette action sur l’identification des sources d’énergie et des ressources naturelles. Toutefois, elle ne semble pas favoriser l’identification des usages des objets de départ, ainsi que de certains transformateurs (par exemple les centrales électriques).