6.1 -Questionnaires : effets des systèmes biotiques sur les progressions des élèves
1.2.2.4 i. Ensemble des onze systèmes
La tendance qui montre que les élèves du groupe « biotique » dessinent plus de chaînes énergétiques complètes à l’issue de l’enseignement se retrouve avec des écarts similaires dans les trois classes.
Les résultats sont présentés en pourcentages moyens de systèmes sur lesquels les élèves ont progressé au niveau des chaînes complètes dans chaque classe et pour chaque groupe (Tableau 26).
Classes Biotique Domestique Différences
TABLEAU 26 : tendances similaires dans les trois classes de CM1 pour l’ensemble des systèmes du questionnaire
Le tableau 26 présente les pourcentages moyens de systèmes sur lesquels les élèves ont progressé au niveau des chaînes complètes entre le pré-test et le post-test par rapport à l’ensemble des 11 systèmes du questionnaire. Ces pourcentages moyens sont présentés pour les trois classes dans lesquelles le protocole expérimental a été mis en place (CM1A, CM1B et CM1C). La deuxième colonne présente le pourcentage moyen de systèmes sur lequel les élèves du groupe « biotique » ont progressé. La troisième colonne présente le pourcentage moyen de systèmes sur lequel le groupe
« domestique » a progressé. Et enfin, la quatrième colonne présente la différence entre ces deux pourcentages (colonne 3 moins la colonne 4). La lecture de la dernière colonne montre que l’on retrouve des écarts positifs dans les trois classes. Ceci signifie que les élèves du groupe biotique progressent sur plus de systèmes que ceux du groupe domestique dans chacune des classes : 15% de systèmes en plus pour le CM1A, 11% pour le CM1B et 19% pour le CM1C. Cependant, les analyses montrent qu’aucun de ces écarts n’est statistiquement significatif.
Pour conclure, les tendances concernant l’ensemble des chaînes énergétique du questionnaire sont similaires dans les trois classes. La partie suivante présente les tendances pour les systèmes biotiques uniquement.
1.2.2.5 ii. Systèmes biotiques
Cette partie propose d'étudier les progressions dans chacune des trois classes, des deux groupes (« biotique » et « domestique ») uniquement sur les systèmes biotiques. On retrouve dans les trois classes le fait que les élèves du groupe « biotique » progressent sur plus de systèmes biotique que ceux du groupe « domestique ». Ces résultats sont présentés dans chacune des classes en fonction des groupes « biotique » et « domestique » (tableau 27)
Classe Biotique Domestique Différences
TABLEAU 27 : Différences positives pour l'ensemble des élèves des groupes biotique de chacune des trois classes de CM1 concernant les systèmes biotiques
Le tableau 27 présente les pourcentages moyens des deux systèmes biotiques du questionnaire sur lesquels les élèves ont progressé entre le pré-test et le post-test. Il présente les progressions pour les groupes « biotique » et « domestique » ainsi que la différence entre les deux pour chacune des trois classes (CM1A, CM1B et CM1C). Le premier résultat de ce tableau montre que la colonne
« différences » est toujours positive. Ceci signifie que le groupe « biotique » progresse dans plus de systèmes que le groupe « domestique ». Cependant, ces différences sont très variables entre les trois classes. En effet, dans le CM1A, les élèves du groupe biotique ont progressé sur 44 % de systèmes de plus que ceux du groupe « domestique ». La différence dans le CM1B est plus faible : le groupe biotique progresse sur 14 % de systèmes de plus que le groupe « domestique ». Enfin, la différence dans le CM1C est très faible, puisque le groupe « biotique » n’a progressé que sur 1 % de systèmes de plus que le groupe « domestique ». Les analyses montrent que seul l’écart dans le CM1A est statistiquement significatif à 0,05. En effet, un test de student donne un student de 2,52 pour un z-seuil de 2,12. Ceci permet de rejeter l’hypothèse que l’effet observé provient d’un hasard d’échantillonnage. Parmi les autres écarts, aucun n’est statistiquement significatifs. Le tableau montre également que les élèves des trois classes rencontrent beaucoup de difficultés pour réaliser des chaînes complètes sur les systèmes biotiques.
Les tendances sur la réalisation de chaînes énergétiques concernant des systèmes biotiques se retrouvent les trois classes, mais dans des proportions différentes d'une classe de CM1 à l'autre. En effet, la différence est toujours positive dans les trois classes, donc en faveur du groupe « biotique ».
Les analyses suivantes présentent les tendances obtenues dans les trois classes lorsque l’on ne prend en compte que les systèmes domestiques.
1.2.2.6 iii. Systèmes domestiques
Cette partie propose d'étudier les progressions dans les trois classes, pour chacun des deux groupes (« biotique » et « domestique ») sur les systèmes domestiques.
Nos analyses présentent les pourcentages moyens de systèmes sur lesquels les élèves ont progressé entre le pré-test et le post-test sur les 9 systèmes domestiques du questionnaire (tableau 28).
Classes Biotique Domestique Différences
TABLEAU 28 : tendances relativement similaires dans les trois classes de CM1 sur les systèmes domestiques
La lecture de la dernière colonne du tableau 28 montre que l’on retrouve des différences positives avec une variation maximale de 9 % dans les trois classes. Ceci signifie que les groupes « biotique » de chacun des CM1 progressent plus que les groupes « domestique » avec une variation assez faible entre les classes. En effet, les élèves du groupe « biotique » progressent sur 9 % de systèmes en plus que ceux du groupe « domestique » dans le CM1 A, sur 11% de système en plus pour le CM1B et sur 18 % en plus dans le CM1C. Les analyses montrent qu’aucun de ces écarts n’est statistiquement significatif. Cependant, il semble que la tendance sur les systèmes domestiques se retrouve dans des proportions relativement proches dans les trois classes.
En conclusion, les tendances que l’on retrouve dans les trois classes sont similaires pour l’ensemble des systèmes et pour les systèmes domestiques avec des écarts entre les groupes assez semblables (8 à 9 % de variation au maximum). En revanche pour les systèmes biotiques, seul le fait que les différences soient toujours positives en faveur du groupe biotique se retrouve. De plus, sur
l’ensemble, seul l’écart observé au niveau des systèmes biotiques dans le CM1A est statistiquement significatif.
Conclusion : chaînes énergétiques complètes
Le paragraphe suivant résume les résultats concernant l’augmentation de l’efficacité de l’enseignement au niveau de l’action « reconstituer un système énergétique complet à partir d’un modèle de chaîne énergétique ».
Nous avons considéré que les résultats permettaient de conserver l’hypothèse 1 : Les élèves progressent à l’issue de l’enseignement pour un plus grand nombre de systèmes présentés dans le questionnaire au niveau de l’action « reconstituer une chaîne énergétique complète », lorsque certaines tâches de l’enseignement comportent des « systèmes biotiques ». Ces résultats confirment aussi les hypothèses 1’ et 1’’ne prenant en compte que les systèmes biotiques ou domestiques. En effet, les analyses montrent qu’avant l’enseignement (pré-test) les élèves ont réalisé très peu de chaînes complètes dont aucune sur les systèmes biotiques. Elles indiquent également qu’après les séances sur les chaînes énergétiques (post-test), la réalisation de chaînes complète sur les systèmes biotiques reste très difficile pour tous les élèves (groupe « biotique » et groupe « domestique »).
Les résultats mettent en évidence que les élèves du groupe « biotique » progressent sur plus de systèmes que ceux du groupe « domestiques ». Cette différence sur les progressions au niveau des chaînes complètes se retrouvent pour : l’ensemble des 11 systèmes du questionnaire, les 2 systèmes biotiques, et également les 9 systèmes domestiques. Seules les différences sur l’ensemble des 11 systèmes du questionnaire et sur les 2 systèmes biotiques sont statistiquement significatives. De plus, la tendance générale indiquant que les élèves du groupe « biotique » progressent plus que les élèves du groupe « domestique » se retrouve dans les trois classes, au niveau : de l’ensemble des 11 systèmes et des 9 systèmes domestiques. En revanche, au niveau des systèmes biotiques, les différences varient de manière importante d’une classe à l’autre mais restent en faveur du groupe
« biotique ». Parmi les écarts présentés pour chaque classe dans chaque catégorie de système, seul l’écart concernant les systèmes biotiques dans une classe (CM1A) est statistiquement significatif.
En conclusion, la condition « usage de systèmes biotiques » de certaines tâches de la séquence d’enseignement augmente l’efficacité de l’enseignement sur l’action des élèves « reconstituer un système énergétique à partir d’un modèle de chaîne énergétique ». Il semble que cette condition de la tâche ait permis aux élèves d’élaborer et d’assimiler l’action pour un plus grand nombre de systèmes. Ceci pourrait être interprété à travers le développement par ces derniers d’une base
d’orientation de l’action avec un degré de généralisation plus important du fait de l’usage de système biotique dans les tâches. Ce résultat est surprenant puisque les systèmes biotiques semblent être ceux pour lesquels les élèves rencontrent le plus de difficultés (Boyer & Givry, 20176).