Le but de l’analyse des traces écrites est de comparer les actions et les opérations des élèves des groupes « biotique » et « domestique », pendant les tâches des séances sur les chaînes énergétiques (séances 3 et 7). L’objectif de cette analyse est de mettre en avant l’assimilation et l’élaboration de l’action pendant sa réalisation.
Dans ce but, les traces écrites des élèves ont été analysées à partir d’une grille similaire à celle utilisée pour analyser les chaînes énergétiques dessinées dans la partie 3 du questionnaire. Il a été relevé le nombre de chaînes dessinées en moyenne par les différents groupes d’élèves (« biotique » ou « domestique »). Les chaînes dessinées ont été ensuite analysées selon cinq catégories. La première catégorie correspond aux chaînes complètes (actions des élèves) et les quatre autres aux critères correspondant aux opérations d’orientation (identifier l’objet de départ et les éléments du système) et d’exécution (dessiner les symboles et les flèches du modèle).
Chaînes complètes
Il a été relevé dans les traces écrites des élèves, le nombre de chaînes complètes parmi celles qu’ils avaient dessinées. Une chaîne est complète lorsque chaque élément a été associé au bon symbole du modèle et que les symboles sont reliés par des flèches dans le sens du modèle (tableau 23).
Catégorie Description
complète
les chaînes pour lesquelles tous les éléments de la chaîne énergétique (objet de départ, source,
transformateur, et ressource naturelle) sont associés aux symboles du modèle et dans lesquelles les flèches sont dessinées dans le sens
du modèle
Tableau 23 : codage des chaînes complètes dans les traces écrites des élèves
Puis il a été relevé pour chaque groupe d’élèves (« biotique » et « domestique ») le nombre moyen de chaînes complètes dessinées pendant les différentes tâches de la séquence. Comme dans les analyses des questionnaires, les chaînes réalisées par les élèves ont ensuite été codées à partir des quatre opérations déterminées.
Opération d’orientation et d’exécution de l’action
Il a été relevé dans les traces écrites des élèves, le nombre de chaînes répondant à chacun des critères déterminés à partir des opérations nécessaires à la réalisation d’une chaîne énergétique. Ces chaînes nécessitent : que l’usage de l’objet de départ ait bien été identifié, que tous les éléments de la chaîne aient bien été identifiés, que tous les symboles du modèle aient été dessinés et que les flèches soient dessinées dans le sens du modèle (tableau 24).
Catégorie Description
Objet de départ de la chaîne énergétique identifié
chaînes énergétiques pour lesquelles les élèves ont identifié le bon objet de départ Éléments de la chaîne énergétique identifiés
chaînes énergétiques pour lesquelles les élèves ont relié dans le bon ordre tous les éléments correspondant à la chaîne énergétique
réalisée Symboles du modèle dessinés
chaînes énergétiques pour lesquelles les élèves ont dessiné dans le bon ordre tous les
symboles correspondant au modèle Flèches du modèle dessinées
chaînes énergétiques pour lesquelles les élèves ont dessiné les flèches dans le sens du modèle (de l’objet de départ vers la ressource
naturelle)
Tableau 24 : codage des chaînes dans les traces écrites des élèves à partir des quatre critères renvoyant aux opérations nécessaires à la réalisation d’une chaîne énergétique
Puis il a été relevé pour chaque groupe d’élèves (« biotique » ou « domestique ») le nombre moyen de chaîne correspondant à chaque critère réalisé pendant les différentes tâches de la séquence.
L’analyse de ces actions et opérations repose sur la comparaison entre différents groupes d’élèves. L’hétérogénéité de ces groupes avait été contrôlée par les chercheurs à partir des pré-tests.
C’est ce contrôle qui est décrit dans la partie suivante.
Réponses aux pré-tests pour la composition des groupes
Afin d’avoir des groupes d’élèves présentant une hétérogénéité sensiblement équivalente, les parties 2 et 3 du questionnaire ont été analysées à partir des pré-tests. Dans la partie 2 du questionnaire, il a été relevé les élèves qui avaient entouré les êtres vivants, pour signifier qu’ils utilisaient de l’énergie. Dans la partie 3 du questionnaire, une analyse globale et sommaire des chaînes énergétiques a été réalisée, afin d’observer si certains élèves réalisaient des chaînes énergétiques complètes dès le pré-test.
À partir de ces analyses les élèves ont été répartis dans les groupes pour que chaque groupe comprenne des élèves qui associent l’utilisation d’énergie aux êtres vivants et d’autres non. En ce qui concerne les très rares élèves capables de réaliser des chaînes énergétiques complètes dès le pré-test, il a été fait en sorte qu’ils soient répartis dans les différents groupes de quatre élèves et entre les groupes « biotique » et « domestique ».
6 - Résultats
Cette thèse s’intéresse à l’efficacité de la condition « usage de systèmes biotiques » de plusieurs tâches d’une séquence d’enseignement sur les progressions des élèves au niveau de l’action
« reconstituer un système énergétique complet » et de ses opérations. Ces progressions ont été observées à l’issue de l’enseignement et pendant ce dernier.
Les résultats montrent que la condition « usage de systèmes biotiques » dans plusieurs tâches des séances sur l'énergie augmente l'efficacité de cet enseignement sur les progressions des élèves de CM1 après sa mise en œuvre concernant l'action « reconstituer des systèmes énergétiques complets » aussi bien avec le modèle de la chaîne énergétique que sans ce dernier. Ils indiquent également que durant l’enseignement : les élèves du groupe « biotique » réalisent plus d’opérations de contrôle à travers un discours centré sur les interactions entre les éléments du système et ceux du groupe « domestique » réalisent plus de chaînes énergétiques complètes. Enfin, les résultats soulignent des liens entre le dessin des chaînes énergétiques complètes pendant la séance et la progression des élèves à l’issue de l’enseignement. Ils mettent également en évidence un lien entre l’évocation des interactions entre les éléments du système durant l’enseignement et la progression des élèves à l’issue de ce dernier.
Ces résultats sont issus de la comparaison entre les élèves pour qui les tâches de la séquence comportent les systèmes d’animaux, d’humains et d’objets domestiques et ceux dont les tâches comportent les systèmes d’objets domestiques uniquement. Ces groupes seront nommés respectivement « biotique » et « domestique » dans la suite de cette thèse pour alléger la rédaction des résultats. Les comparaisons entre ces deux groupes ont été réalisées :
- d’une part à partir des analyses des pré et post-tests administrés avant et après les sept premières séances (contenant les tâches utilisant le modèle de chaîne énergétique)
-d’autre part, en se basant sur les analyses des vidéos et des traces écrites des élèves dans les séances (3 et 7) sur les chaînes énergétiques.
-elles ont ensuite été couplées, afin de déterminer d’éventuels liens entre les actions et les opérations des élèves pendant ces séances (à partir des vidéos en classe et des traces écrites) et les progressions de ces derniers à l’issue de l’enseignement (déterminées à l’aide des questionnaires).
Les résultats sont présentés en trois parties correspondant aux trois grands types d’analyses. La première partie présente les résultats des analyses des questionnaires. La deuxième illustre les
résultats obtenus à partir de l’analyse vidéographique et des traces écrites. Enfin, la troisième partie donne les résultats du couplage des deux analyses précédentes.