Les dispositifs didactiques de type « situation-problème » peuvent être vus comme des moyens de contraindre l’élève à reconstruire le problème en précisant des contraintes et/ou des possibles non spontanément repérés par l’élève
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Si l’épistémologie des sciences permet d’apporter certaines indications sur la manière dont les savoirs scientifiques se construisent dans la sphère savante, la didactique des sciences doit replacer l’ensemble de ces analyses dans le cadre dans lequel l’enseignant fonctionne, la classe, ainsi que dans son contexte professionnel, la transmission des savoirs. Il faut d’ailleurs remarquer que la didactique avait, dès le départ, un lien fort avec l’épistémologie puisqu’elle a failli s’appeler « épistémologie expérimentale ».Si l’on pense comme G. Bachelard (1938) que « l’enseignement des résultats de la science n’a jamais constitué un enseignement scientifique », alors seul un enseignement où l’apprentissage découle d’une résolution de problème est réellement scientifique. Ce postulat va donc faire obligation à l’enseignant de formuler des problèmes qu’il donnera à résoudre à ses élèves pour les amener à construire leurs connaissances.
Selon Darley (2000), une fois que la situation-problème est construite, il ne reste plus qu’à la mettre en forme didactique telle que le problème ne soit plus perçu par les apprenants comme une structure artificielle formulée par l’enseignant, mais comme intéressant en soi et dont la recherche de la solution n’est plus une contrainte mais le résultat de l’appropriation de la situation.
Pour Johsua et al (1993, p 2) « l’existence du problème ne va pas de soi ; c’est une construction externe à la classe, qui donc nécessite ensuite d’être –didactiquement – transmise et acceptée par elle ».
Si comme le propose Gil-Pérez (1993), l’enseignement des sciences doit être « le fruit d’un rapprochement de plus en plus grand entre le processus d’apprentissage des sciences et les caractéristiques de la recherche scientifique », il est donc important dans le cadre d’une approche socio-constructiviste de l’enseignement des sciences, de connaître la structure des problèmes posés au chercheur de manière à pouvoir en proposer une transposition dans le cadre didactique.
A l’inverse du chercheur qui formule son problème pour tenter d’y apporter une solution sans toujours disposer de la totalité des connaissances nécessaires pour le faire, l’enseignant dispose des connaissances apportées par la recherche mais n’a plus accès au problème dont elles sont les solutions. Ainsi « le savoir scolaire ne se donne-t-il pas, de manière privilégiée, sous l’aspect de propositions considérées comme "vraies" mais le plus souvent déconnectées et sans lien aucun avec les problèmes dont elles constituent pourtant les solutions ? » (Fabre, 1999, p.48).
Dans le cadre d’un enseignement par résolution de problème l’enseignant va donc devoir formuler des problèmes singuliers non pas, comme le chercheur, sur la base de la projection singulière d’un questionnement sur le monde mais sur la base d’un savoir qui est la
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généralisation de solutions élaborées pour une classe de problèmes, alors même que ces derniers ne sont plus accessibles.En biologie la genèse d’un problème est davantage associée à un obstacle, un paradoxe ou un dysfonctionnement des savoirs préexistants (Darley, 2000).
Meirieu (1991, p 88) considère qu’« une situation didactique suppose d’abord que l’on ait défini un objectif d’apprentissage de référence […] exige aussi que l’on ait identifié une tâche qui puisse, en même temps, mobiliser l’intérêt du sujet et faire émerger un obstacle que l’objectif permettra de surmonter…».
L’enseignant devra donc intégrer dans la situation-problème en classe les obstacles épistémologiques comme des objectifs-obstacles à l’apprentissage.
Dans l’éventuelle situation-problème de l’enseignement sur l’épigenèse cérébrale, il s’agit : - D’énoncer un problème dont la solution nécessite l’emploi par l’apprenant du savoir en jeu
(le tout génétique) et du savoir en perspective (l’épigenèse cérébrale).
- De faire apparaître les variables de cette situation dont les changements de valeur provoquent des changements conceptuels qui visent le remplacement de l’ancien paradigme « le tout génétique » par le nouveau paradigme « l’épigenèse cérébrale ».
Une telle situation-problème doit permettre de prévoir, par une analyse a priori, les difficultés et les échecs que les apprenants seront susceptibles de rencontrer pour comprendre le nouveau paradigme « l’épigenèse cérébrale ».
la situation-problème est définie comme une situation de classe construite de manière à ce que les apprenants débouchent sur un problème alors même qu’ils pensaient maîtriser la situation (B. Darley, 2000).
D’après Robardet (Darley, 2000), la construction d’une situation-problème répond à un certain nombre de règles :
1 – identifier aussi clairement que possible l’obstacle à l’apprentissage programmé (ou, au moins, l’un d’entre eux considéré comme crucial).
2 – elle est organisée en sorte que l’obstacle se révèle à l’élève sous forme d’un problème à résoudre ; problème qui doit apparaître en cours d’action et non proposé arbitrairement par l’enseignant.
3 – pour résoudre le problème l’élève va devoir élaborer une stratégie originale à partir de ses connaissances antérieures ; c’est cette stratégie qui se révèlera être l’objet d’apprentissage lors de l’institutionnalisation.
4 – la formulation d’hypothèses et des conséquences de ses hypothèses doit faire partie de la stratégie mise en place par les élèves.
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5 – des confrontations de stratégie sont organisées pour provoquer des débats scientifiques.6 – la validation de la solution se fait naturellement par la résolution du problème, pas par une intervention dogmatique de l’enseignant.
7 – une institutionnalisation par analyse réflexive de la solution et du parcours le plus efficace permet de conscientiser les étapes de la démarche et de stabiliser les procédures mises en œuvre.
8 – 8ème règle inspirée de Brousseau et ajoutée par moi-même : donner aux apprenants les outils conceptuels nécessaires pour que le problème qui leur sera soumis ait un sens.
Pour M. Fabre (1999) « identifier un problème suppose un arrière-plan de connaissances tenues, au moins provisoirement, pour fiables ».
D’après Jonnaert (Jonnaert & Pallascio, 1996), la construction d’une situation-problème répond à un certain nombre de questions :
1 - Un contenu
Question : Sur quoi devra porter l’apprentissage ?
Réponse : Déterminer un contenu ; réaliser une analyse conceptuelle de ce contenu ; identifier des entrées possibles dans ce contenu.
2 - Les connaissances de l’enseignant
Question : Mes connaissances d’enseignant sont-elles pertinentes par rapport au contenu envisagé ?
Réponse : Analyser ses propres compétences par rapport au contenu envisagé en réalisant les problèmes et les exercices relatifs à ce contenu ; identifier ses forces, ses performances, ses lenteurs, ses hésitations, ses réticences et ses obstacles par rapport à ce contenu ; se remettre à jour par rapport à ce contenu.
3 - Une hypothèse d’objectif
Question : Où les élèves devraient-ils arriver au terme de l’activité par rapport à ce contenu ? Réponse : Formuler une hypothèse d’objectif dans la quelle l’enseignant présente des résultats d’apprentissage qu’il suppose voir apparaître au terme de l’activité ; cette réponse suppose une exploration suffisante du savoir envisagé.
4 - Un réseau de connaissances
Question : Que croient connaître les élèves à propos du contenu envisagé ?
Réponse : Faire émerger les représentations des élèves à propos des contenus qui leur sont proposés ; analyser ces représentations ; organiser le réseau des connaissances à mettre en relation avec le contenu à apprendre.
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5 - Des chemins possiblesQuestion : Avec ces connaissances, par quelles voies les élèves pourront-ils cheminer vers le savoir envisagé ?
Réponse : Articuler le réseau des connaissances des élèves aux entrées possibles pour aborder le contenu envisagé ; identifier les tâches possibles pour permettre aux élèves de mettre à l’épreuve leurs connaissances.
6 - Des situations
Question : Dans quelles situations les élèves pourront-ils réaliser les tâches identifiées ? Réponse : Préparer des situations dans lesquelles les élèves pourront réaliser les tâches identifiées à l’étape précédente.
Chacune de ces situations-problèmes met en jeu : a) Un savoir.
b) Un contrat didactique. c) Des apprenants. d) l’enseignant en classe. e) Des moyens didactiques.
a) Un savoir
La théorie des situations se développe avec la volonté d’aborder l’étude des problèmes d’enseignement par les contenus. Le contenu n’est pas un « savoir pur » mais un savoir profondément marqué par sa situation de production et les activités dont il est le produit. Le contenu n’est pas un savoir révélé qui ne pourrait alors relever non d’un processus didactique mais d’une croyance pure (Raisky, 2001). Le savoir sur les déterminismes biologiques est accompagné de conceptions et d’opinions chez les apprenants et les formateurs. Tous les formateurs ont-ils les mêmes ? Tous les apprenants ont-ils les mêmes ? Le travail d’A. Robert et de quelques autres consiste à prendre en compte ces conceptions en mathématiques comme une variable qui pouvait avoir des effets didactiques et à l’étudier en tant que telle. Notre travail consiste à essayer de faire la même chose en biologie. Le rôle du formateur consiste, non à déguiser les savoirs biologiques dans des situations, mais à mettre en interaction plusieurs dimensions :
a.1. celle du savoir-objet-d’enseignement institutionnalisé dans les programmes et les manuels scolaires, il est le résultat d’une transposition didactique (dans notre recherche : savoir du
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nouveau paradigme « l’épigenèse cérébrale » qui est institutionnalisé en France mais pas encore en Tunisie).a.2. celle des connaissances des apprenants, de leurs conceptions et de leurs obstacles à propos de ce savoir (dans notre cas : savoir de l’ancien paradigme « le tout génétique » manifesté dans les conceptions des apprenants).
a.3. celle des connaissances et des conceptions des enseignants à propos de ce même savoir (le travail de la première partie de la présente thèse sur les conceptions des enseignants et futurs enseignants).
a.4. celle des exigences (les règles du jeu proposées à l’apprenant) et des contraintes imprévues de la situation qu’il faut gérer au fur et à mesure de la progression de cette situation car le savoir ne peut être expliqué indépendamment du contexte dans lequel il s’apprend. Ces quatre dimensions sont indissociables. Le formateur devra les explorer et articuler les résultats de cette quadruple exploration du savoir dans une ou plusieurs situations. Bien plus, c’est de l’articulation étroite entre ces quatre dimensions du savoir que le formateur devrait passer pour préparer une situation-problème efficace et pertinente. Le formateur devrait modifier une des règles du jeu proposé. Par exemple dans notre situation, le formateur peut présenter à l’apprenant les critiques de Gould (1983) apportées aux thèses crâniométriques de Broca ou l’expérience transgénique de la souris (plus grand volume du cerveau implique moins de performance) (Rondi-Reig & al, 2001). Il place ainsi l’apprenant dans une situation telle que sa conception craniométrique du cerveau est ébranlée et elle n’est plus viable ni valable. La modification que le formateur apporte à la situation (le changement d’une règle du jeu dans l’exemple proposé) a pour fonction de permettre à l’élève de tester la viabilité des connaissances qu’il mobilise pour traiter la situation sans lui donner la réponse directe à sa problématique car l’apprenant n’est pas un consommateur de connaissances mais un constructeur du savoir. Jouant sur la viabilité des conceptions des apprenants, le formateur remplit sa fonction de médiateur entre anciennes connaissances et nouvelles connaissances autoconstruites par l’apprenant lui-même. Ce dernier effectue cette construction, sur la base de ses conceptions provenant du paradigme « le tout génétique » qui lui ont permis de fonctionner jusqu’à présent certes, mais aussi en fonction des savoirs-objets-enseignements sur l’épigenèse cérébrale et des exigences de la situation. Une des principales fonctions des situations proposées aux apprenants est de permettre cette dialectique entre conceptions des apprenants, savoirs-objets-enseignement et exigences de la situation (Jonnaert & Pallascio, 1996).
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b) Un contrat didactiqueIl ne suffit pas que des partenaires soient disposées autour d’une table pour qu’un dialogue s’établisse entre eux. Le contexte évoqué devient une situation didactique à partir du moment où un contrat, le contrat didactique, régit une série d’obligations qui engagent réciproquement les différents partenaires en présence. Pour Brousseau (1986, p. 51), le contrat détermine, explicitement pour une petite part, mais surtout implicitement, ce que chaque partenaire, l’enseignant et l’enseigné, a la responsabilité de gérer et dont il sera responsable, d’une manière ou d’une autre, devant l’autre. La prise en compte de l’implicite permet de faire fonctionner les situations didactiques autant sur les non-dits que sur les règles formulées explicitement. Donc le mieux sera pour l’enseignant d’annoncer le plus clairement possible ce qu’il attendait de ses élèves et de clarifier ainsi le contrat didactique.
Brousseau (1986) précise en outre que ce qui intéresse le didacticien, c’est la part de contrat qui est spécifique au contenu.
Cette approche par le contrat didactique permet d’identifier trois principes importants pour le fonctionnement des situations didactiques (Jonnaert, 1994b, p. 216). L’idée du partage des responsabilités permet d’envisager des situations qui ne sont pas sous le contrôle exclusif de l’enseignant. La responsabilité de l’élève est prise en considération : il doit accepter d’accomplir son métier d’élève, à savoir apprendre. La prise en compte du rapport au savoir donne aux situations leur spécificité didactique. Elles ne sont intéressantes pour le didacticien que si un contenu d’apprentissage y est l’objet de toutes les attentions de l’enseignant. Les situations didactiques trouvent leur légitimité dans ce contenu à apprendre (Jonnaert, 1996).
c) Des apprenants
L’effet majeur du constructivisme est d’introduire dans les classes des stratégies d’enseignement et d’apprentissage fondées sur l’élaboration des connaissances par celui qui apprend lui-même (Morf, 1994).
Les apprenants ne sont pas une plage blanche, ils sont le produit de la société, ils sont faits de filles et de garçons avec leurs expériences, leurs savoirs et leurs comportements particuliers, différents, divergents, voire contradictoires. Des élèves issus de milieux religieux voient dans le déterminisme biologique une confirmation scientifique du déterminisme religieux par contre des élèves issus de milieux laïques voient dans les deux sortes de déterminisme une négation de l’épigenèse et de l’acquis.
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Le chercheur en didactique crée un modèle d’élève qu’il qualifie de sujet épistémique « sans sexe, ni origine sociale, ni famille ». De même dans les situations-problèmes, l’élève n’est considéré que comme « un système de traitement de l’information » (Terrisse, 2001). Dans une situation-problème, on devrait prendre en compte les effets culturels dans les apprentissages scientifiques ainsi que les différences interindividuelles entre les apprenants et les pratiques sociales de référence à partir de l’analyse des conceptions et de leurs origines sociales, idéologiques ou religieuses.Il faudrait prendre en considération les conceptions des apprenants, leur manière d’évoluer, de répondre avant de construire une situation-problème.
Un apprentissage est réussi si les conceptions des élèves peuvent être remises en question et évoluer (Favre, 2000).
L’apprenant se construit en construisant le monde. Il n’est jamais dissociable de la situation qu’il traite (Jonnaert, 1996).
Les conceptions des apprenants sur l’ancien paradigme « le tout génétique » sont des connaissances temporaires et viables jusqu’au moment où elles sont contredites par de nouvelles connaissances sur le nouveau paradigme « l’épigenèse cérébrale » donc il vaudrait préparer une situation relative au changement conceptuel en fin d’apprentissage : les buts du changement en termes d’opinions et de mobilisation des connaissances dans les situations pertinentes. C’est dans cette dialectique que la situation-problème décrite plus haut et proposée aux apprenants trouve sa raison d’être.
d) L’enseignant en classe
Ce changement conceptuel dans la classe procure de nouvelles fonctions au formateur : - organiser la classe autour de l’apprentissage des concepts ;
- être seulement une personne source dans le champ des savoirs lorsque fonctionne le débat socio-cognitif et non le détenteur de la solution, entendre sans interpréter, comprendre sans réduire, répondre sans disqualifier l’apprenant ;
- garantir l’application des règles de ce débat (Favre & Reynaud, 2000).
En tant qu’enseignants, allons-nous accepter de faire le deuil de notre ancienne place ?
Le formateur (l’enseignant des élèves ou le formateur des enseignants) est un créateur et gestionnaire de situation didactique [ce nouveau concept de gestionnaire de situation didactique est inspiré de Jonnaert & Pallascio (1996) qui dit : « lorsque l’enseignant modifie une règle du jeu dans la situation proposée à l’élève, il oblige l’élève à changer de représentation »]. Ce travail n’est pertinent que si l’enseignant effectue avec l’élève un retour
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à la fois sur la situation initiale et sur la représentation que l’élève s’en faisait au départ. Cette démarche est appelée « gestion du déplacement des situations-problèmes » (GDSP), car elle nécessite sans cesse une reformulation de la situation (Jonnaert, 1988). Avant d’arriver en classe, le formateur doit créer et préparer la situation-problème, sans la verrouiller, en tenant compte des conceptions des apprenants (élèves en classe ou enseignants en formation) et des notions indispensables à l’apprentissage (pré-requis). Il doit aussi gérer la situation en classe et gérer efficacement son groupe car l’interaction des apprenants avec le problème est imprévue et l’apprenant est un sujet indépendant des attentes du formateur. L’apprenant construit son savoir en interaction avec le problème, le milieu et ses pairs sans tenir compte de ce qui a été prévu par le formateur. Ça n’empêche que les conceptions des formateurs, leur manière d’évoluer, de répondre et de gérer la situation didactique entrent en jeu entre le sujet qui apprend et le savoir biologique à construire. Ce gestionnaire de situation a pour fonction d’ajuster les situations-problèmes proposées aux apprenants en prenant en considération autant le nouveau savoir biologique, l’épigenèse cérébrale, que les conceptions des apprenants basées sur le tout génétique. Il poursuit l’objectif de les faire interagir. Pour cela, il observe et analyse sans cesse l’activité de l’apprenant sur la situation-problème. Il évalue et étend les limites de l’expérience que ce dernier peut développer dans la situation-problème proposée (Brown, 1982). Cet apprentissage nécessite du formateur un va-et-vient permanent entre le nouveau savoir du paradigme « l’épigenèse cérébrale » et les conceptions des apprenants sur l’ancien paradigme « le tout génétique », la gestion du formateur se situe entre autres à ce niveau. Par ailleurs, un apprentissage demande au formateur-gestionnaire de susciter les interactions entre les apprenants, mais aussi, dans la perspective de Vygotsky (1985), de jouer le rôle d’adulte et d’expert dans le cheminement de l’apprenant (Jonnaert, 1996).e) Des moyens didactiques
Les technologies de l’information et de la communication (les TIC) : toute technique doit rester au service de l’homme et non l’inverse. Les TIC forment un outil de communication en classe au service de :
- L’acquisition de connaissances dans un contexte didactique d’appropriation active d’un savoir aussi individualisé que possible (pédagogie différenciée).
- La communication aux autres : valorisation des compétences par la pratique d’une pédagogie de projet.
Les TIC devraient permettre d’utiliser des logiciels d’apprentissage « intelligents » capables de diagnostiquer les stratégies des enfants à partir de leurs erreurs et de leur proposer des
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exercices de remédiation adaptés. Ces logiciels pourraient aider le formateur à recueillir les conceptions des apprenants et identifier les obstacles pour les convertir en objectifs-obstacles et en tenir compte dans la préparation de la situation-problème.Le milieu : G. Brousseau a écrit en 1975 en se référant aux travaux de Piaget : «des variations des conditions du milieu appellent en réponse des comportements du sujet ayant pour effet de