La didactique de la résolution de problème

La résolution de problème au niveau didactique est prise en charge à travers trois perspectives : l’évaluation, l’apprentissage, la recherche.

II.3.3.1. La résolution de problème comme outil d’évaluation

Dans le système d’enseignement des sciences, la résolution de problème est considérée comme l’activité intellectuelle à travers laquelle on évalue les compétences de l’élève. Dans l’enseignement secondaire, cette évaluation se fait à travers une liste d’énoncés qui portent les noms d’« exercices » ou de « problèmes », sans qu’on puisse en déterminer avec précision les limites. Où s’arrête l’exercice et où commence le problème ?

Les récentes recherches en didactique ont commencé à produire quelques résultats timides dans la formulation des exercices et problèmes, avec un accent mis sur les

phénomènes physico-chimiques et le développement des exercices « qualitatifs ». Mais le résultat numérique continue encore à « faire la loi » et à déterminer le sort de milliers d’élèves.

Il y a encore une sorte de tension entre les recommandations s’appuyant sur les recherches en didactique, notamment sur les processus d’acquisition du savoir scientifique et les modes d’évaluation qui se caractérisent par une grande inertie (Ratziu, 2000).

Les énoncés décrivent en effet des situations souvent très artificielles construites sur mesure pour « balayer tout le programme », et qui ne sont donc pas assez signifiantes par rapport aux élèves et parfois même pour les enseignants. Une caractéristique de ces problèmes d’évaluation est leur caractère fermé : il y a un résultat unique à trouver et parfois certains énoncés vont jusqu’à limiter le type de solution à élaborer.

De plus, dans la plupart des examens nationaux où la physique et la chimie interviennent, les épreuves orales ne sont considérées que comme des situation de rattrapage et non des occasions de s’assurer des efforts faits par l’élève pour s’approprier de manière contextuelle les savoirs scientifiques. La résolution de problème est rarement mis au service de l’apprentissage.

II.3.3.2. La résolution de problème comme activité d’apprentissage des concepts scientifiques

En plus de la finalité évaluative, dans le système enseignement/apprentissage de la physique et de la chimie, les activités de résolution de problème sont organisées soit à l’intérieur du cours , soit dans des séances particulières appelées séances de travaux dirigés.

A l’intérieur du cours, il s’agit souvent de ce qu’on appelle des exercices d’application.

Le professeur après avoir établi une relation de manière théorique ou expérimentale, propose une situation qui permet de mettre en scène les nouveaux concepts par une application de la nouvelle relation. Il s’agit d’un renforcement de l’apprentissage.

L’expérience montre que très souvent les exercices d’application sont traités de manière mécanique, sans exploiter le potentiel d’apprentissage qu’ils recèlent (Sall et al., 1998).

Même si cela n’arrive pas souvent, certains concepts de la physique et de la chimie peuvent être approchés par résolution de problème.

En physique par exemple, le théorème des moments peut être appris à partir d’une situation-problème consistant à demander à rétablir l’équilibre d’un solide mobile autour d’un axe fixe, par la détermination expérimentale de la force à appliquer et avec un bras de levier déterminé. L’égalité des moments des deux catégories antagonistes de forces permettra ensuite d’énoncer le théorème des moments.

La chimie fournit également de nombreux exemples. Le concept d’acide faible peut être construit à partir d’un exercice consistant à déterminer la concentration des différentes espèces chimiques en présence lorsqu’on met en solution un acide, le PH de la solution finale étant donné.

Ainsi, en comparant la concentration initiale de l’acide à la concentration des ions hydronium, on découvre une nouvelle catégorie d’acides qui se dissocient partiellement, et qui, pour cela , sont appelés acides faibles.

L’apprentissage par situation-problème, est une nouvelle approche de l’apprentissage qui est appelée à se développer, compte tenu des modifications de l’environnement éducatif, notamment avec le développement des nouvelles technologies de la communication. Ce courant s’inscrit parfaitement dans le courant constructiviste, l’apprenant étant ici véritablement au centre de la construction du savoir.

Au Sénégal, des activités de recherche-action sur l’approche par situation-problème (Projet ENS de Dakar/ Université de Montpellier II / Université de Fez au Maroc , 1998-1999) ont été initiées avec des professeurs de physique et chimie. Les résultats obtenus ont été d’après le rapport de recherche tout à fait concluant.

En application de ces résultats, une équipe constituée de participants au séminaire a illustré cette démarche par un film portant sur le concept de masse volumique (Ratziu, Sall et Sow, 2000). La démarche consiste, à partir d’une situation-problème (Le bijou acheté par la maman d’un élève à très bon marché est-il vraiment en or ?), à mener les élèves, à partir d’interactions au sein de petits groupes et avec la médiation du professeur, à reconstruire le concept de masse volumique.

Lorsque l’apprentissage par situation-problème est érigé en principe de base d’un système de formation, on aboutit à l’apprentissage par problème (APP) comme cela se pratique à Maastricht. Dans un environnement très riche en ressources documentaires, l’étudiant, dans un cadre interactif, apprend en faisant directement face à des problèmes réels de la vie professionnelle. Il s’agit là d’une démarche socioconstructiviste.

L’espace de pensée (Perret-Clermont, 2001) s’articule ainsi avec un espace d’action pour forger des compétences in situ.

II.3.3. 3. La résolution de problème comme support à la recherche

L’apprentissage par résolution de problème débouche naturellement sur l’activité de recherche. Celle-ci est peut être sous certains aspects, une activité de résolution de problème. Faire de la recherche, c’est résoudre un problème. Mais ici le problème est construit par le chercheur qui donne du sens à des faits. Bachelard (1938) parle de

« problématisation ». Il en va de même souvent, pour les concepts et les démarches elles-mêmes . Il faut signaler que cette activité est très peu utilisée en contexte scolaire.

Le concept de recherche dans le domaine de l’éducation reste encore marqué par des connotations généralement académiques, particulièrement dans le système universitaire sénégalais.